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《河北医科大学》 2007年
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跟骨骨折的系列研究

李西成  
【摘要】: 跟骨骨折是临床上较常见的骨折之一,大约占所有骨折的2%,跗骨骨折的75%,而且75%为关节内骨折。最常见的受伤原因是高处坠落,少部分为交通事故伤。临床上分为关节内骨折和关节外骨折两大类型,其中关节内骨折,无论是保守治疗还是手术治疗效果都不理想,骨折后期常常出现功能障碍甚至永久性的功能丧失。治疗的远期效果在很大程度上取决于骨折块的正确复位。 近年来,随着对跟骨骨折创伤机制及骨折类型的深人研究,骨科医师对跟骨骨折的诊疗经验已有很大提高。外科手术作为治疗有移位的跟骨骨折,尤其是关节内骨折的有效手段,已得到广泛认同。但跟骨的解剖结构及骨折类型复杂多样,跟骨周围皮肤软组织抵御缺血坏死和感染的能力较为脆弱等因素,使得跟骨骨折手术治疗难度较大,长期疗效难以预测,对创伤骨科医生极具挑战性。 全面了解跟骨的解剖是判断损伤类型,决定治疗方案,达到治疗目的的关键。跟骨的外侧面平坦并位于皮下,中间有腓骨滑车为跟腓韧带的附著点。内侧有强有力的骨间韧带和较厚的距跟韧带。载距突位于内侧面的前面,其下面的沟内有母长屈肌腱通过。神经血管束紧邻跟骨的内侧缘,在受伤或手术时容易损伤这些组织,因此手术切口的部位也是一个不容忽视的问题。 首先对跟骨骨折提出分型的是B?hler,Essex-Lopresti提出的分型原则仍在使用。这些作者将跟骨骨折分为关节内和关节外骨折,而且本质不同,一个是压缩性骨折,一个是舌形骨折。 由于CT能够对骨折块影像学特征进行精确分析,因此对跟骨骨折的分型提出了很多的建议,同时也对骨折块的精确评估对跟骨骨折的治疗提出了一个相当有益的分型方案。目前最常用的分型是Sander’s分型。这个分型方式是基于CT半冠状位扫描图像的骨折块来分型的。图像的部位是距骨后关节面最宽的部位。Sanders的描述是用两条线将距骨分为三个柱,这两条线将跟骨的后关节面分为三个可能出现的骨折块,内侧、中间、和外侧骨折块;并将这三条线命名为外侧的A骨折线、中间的B骨折线、和内侧的C骨折线。第三条骨折线位于内侧缘,形成可能出现的第四个骨折块-载距突骨折块。此分型如下:Ⅰ型:所有无移位的骨折(无论骨折块多少);Ⅱ型:一条骨折线有移位;Ⅲ型:二条骨折线有移位;Ⅳ型:三条骨折线或更多的骨折线有移位。这一分型系统能够决定手术治疗方案和预测手术的难度和预后。 跟骨骨折的治疗已经争论了150年,虽然近20年来对跟骨骨折的诊断和治疗手段有了跨越性的进展,但这种损伤的处理仍是争论的课题。早期跟骨骨折是保守治疗,后来逐渐发展到手术治疗。而对于跟骨关节内骨折,其治疗的理念也经历了一系列变化。骨折的理想治疗方法仍是一个未解决的难题。保守治疗及手术治疗的流行在不同的时期摇摆不定。在最近20年间,由于影像学技术的发展,涉及关节面的骨折逐渐倾向于手术治疗。CT的出现,使我们清楚地了解了这些骨折的影像学特征,同时也给临床提供了能够预测预后的分型系统。 治疗方法的选择可以分为几大类:急症手术、非手术治疗、微创钢板内固定、切开复位内固定和初期关节融合术。 非手术治疗包括抬高患肢、冰敷、早期功能锻炼,和足弓的压迫。保守治疗跟骨移位的骨折常常引起严重的功能障碍和致残。为了避免软组织的并发症,一些微创和经皮入路的手术方法在跟骨骨折治疗史上渐臻完善,逐渐成熟,最近获得了广泛应用。 手术治疗包括闭合复位和经皮穿针固定,切开复位内固定以及关节融合术等。手术治疗与非手术治疗的效果成为了对比研究的主要课题。 切开复位内固定的主要目的是:1)重建后关节面的正常解剖;2)恢复跟骨的正常宽度以防外侧的腓骨肌腱撞击综合症和腓肠神经的损伤;3)重建跟骨的正常高度。这些目的应在最短的手术时间内完成,以减少伤口感染等并发症的发生。坚强的内固定可以使踝关节和距下关节早期活动。严重的粉碎性跟骨骨折可以在切开复位内固定的同时进行距下关节融合术。 对于移位的关节内骨折来说,在大量的临床资料中显示,切开复位加上外侧的钢板内固定的优良率已达到了三分之二或四分之三,因此已成为一个标准的治疗方案。大量的病例显示骨移植并没有多大的用处,而关节的解剖复位和跟骨的完整形状才是重要的预后因素。外侧延长的“L”形切口在大多数的病例都可注意到神经血管束的分布,并且能够很好的暴露骨折的外侧壁、距下关节和跟骰关节。因此是目前临床上常用的手术入路之一。某些骨折类型有可能在关节镜的帮助下经皮螺钉固定也是一项较好的选择。要确定关节面的良好复位应该在手术中进行Broden’s位的观察和高分辨率的X断层以及切开后的距下关节镜的帮助。 治疗的效果还受以下因素的影响,开放性骨折,超过14天后的延迟切开复位,以及个体因素如肥胖指数、糖尿病、吸烟等。 由于没有统一的分型方法和疗效评定标准,因此各种手术方法的比较也就无法进行。一个共认的事实,跟骨骨折常发生在青壮年工作者,跟骨骨折的后遗症可以造成相当大的社会经济影响,给社会带来负担。。跟骨骨折的治疗不仅要依据每个人的骨折类型,也要看病人的功能要求、有无并发症以及患者能否耐受手术的情况。 虽然手术固定跟骨骨折产生了很好的效果,但并发症的发生率也比较高。主要的手术并发症是伤口的并发症。跟骨周围的软组织非常薄,大部分的手术切口都在外侧,而且外侧壁的软组织又非常脆弱,所以容易出现并发症。内侧途径的危险部位在于邻近的神经血管束。经外侧可延长的“L”型切口行跟骨骨折切开复位内固定术,伤口边缘坏死率是0.4~14%。感染率为1.3~7%.内外侧联合途径伤口边缘的坏死率为27%。Folk等报道了190例跟骨骨折术后并发症为25%,有21%需要二次手术。目前的研究显示在普通病人当中伤口并发症是相当高的。吸烟、糖尿病、和开放性骨折都增加了伤口并发症的危险。一些外侧壁小切口的应用,如Plamer切口,也没有明显减少软组织并发症的问题;通过跗骨窦的小切口需要牵开腓骨肌腱和腓肠神经,结果感染率为8.5%,而腓骨肌腱炎、跗骨窦综合症、甚至窒筋膜综合症等软组织并发症为9.2%。 本课题通过对跟骨骨折的一系列研究,从跟骨及其周围的解剖学、跟骨的形态学、跟骨骨折的生物力学,手术方法的改进等方面进行了深入的探讨,并自行设计研制了跟骨解剖型钢板,易断螺栓,并改进了手术切口,达到了微创治疗跟骨骨折,减少软组织并发症的目的。 第一部分与跟骨骨折内固定有关的解剖学研究 一、跟骨标本表面参数测量与螺旋CT扫描测量的比较 目的:为跟骨骨折的切开复位内固定新型钢板和螺栓的研制提供解剖学数据基础,为设计辅助治疗跟骨骨折的机器人提供精确解剖学依据。 方法:对40例成人跟骨干标本的一些与其骨折内固定有关的骨性标志,通过实际测量,和螺旋CT三维成像进行测量后进行对比。 结果:跟骨全长72.88±4.19mm;跟骨结节至跟骨沟长54.99±3.61mm;跟骨后高40.80±2.84mm;跟骨最高45.10±2.89mm;跟骨沟部高23.72±2.21mm;跟骨前高25.10±2.64mm;跟骨后宽30.13±2.93mm;跟骨最宽50.68±2.46;跟骨沟部宽26.52±2.19mm;跟骨前宽22.08±2.33mm;载距突长23.12±1.88mm;载距突宽15.68±1.55mm;载距突高10.15±1.16mm。Bohler’s角35.4±3.71o;Gissane’s角120.9±7.08o结论:从本文的测量结果来看,在我们测量的标本中,跟骨大小差异较大,故各项测量数据之间的差距也较大。根据测量的结果发现跟骨标本的实际测量和螺旋CT测理的结果无显著性差异。 二、正常人群跟骨形态数据库的建立 目的:跟骨骨折治疗的关键在于恢复跟骨的外形、跟距关节的对位关系、跟骨的负重模式。对于单侧跟骨骨折可参照健侧跟骨的解剖数据来恢复外形,而双侧跟骨骨折患者失去了局部参考,术中很难准确判断跟骨大小,因此有必要建立跟骨与身高关系的数据库。 方法:根据随即抽样原则选取北方成年男女各200名(平均年龄男38.9岁,女36.2岁),经体格检查排除骨关节系统疾病。测量所有受试者的身高,并进行64层螺旋CT薄层扫描。图像在CT工作站采用多平面重建方法(Multiplanar reconstructions,MPR),表面遮盖法(Surface shaded display,SSD)进行三维、二维重建。利用切割技术对三维图像进行任一平面的切割,从最佳角度和方位显示跟骨大小和形态,从而准确测量跟骨高,宽,载距突宽等解剖数据。建立跟骨解剖数据与身高的直线回归方程 结果:跟骨形态结构较复杂,骨皮质薄,骨松质多,跟骨前部跟骨沟下方骨小梁稀疏,后部内侧骨小梁密集。正常跟骨各指标左右两侧无明显差异,而不同性别间除Gissanecs角外,其他各项指标均有显著差异;跟骨高/长的比值1/2。跟骨全长72.88±4.19mm;跟骨结节至跟骨沟长54.99±3.61mm;跟骨后高40.80±2.84mm;跟骨最高45.10±2.89mm;跟骨沟部高23.72±2.21mm;跟骨前高25.10±2.64mm;跟骨后宽30.13±2.93mm;跟骨最宽50.68±2.46;跟骨沟部宽26.52±2.19mm;跟骨前宽22.08±2.33mm;载距突长23.12±1.88mm;载距突宽15.68±1.55mm;载距突高10.15±1.16mm。Bohler’s角35.4±3.71o;Gissane’s角120.9±7.08o结论:根据我们测量的数据,建立了正常人群的数据库,并研制了各种型号的新型解剖型跟骨钢板和易断螺栓,适用于我们改良的微创小切口手术。在手术前测量患者的正常足,来选择内固定器材的大小、长短、宽窄以及跟骨各个不同部位螺栓所需的长度。 三、跟骨周围神经、血管的体表投影测量及其临床意义 目的:探讨跟骨及其周围结构的解剖学特点及其在跟骨骨折治疗中的意义。 方法:解剖8例16侧成人足部标本,观察测量跟骨周围的肌腱、血管、神经走行,通过可触摸到的体表解剖标志,找出跟骨骨折治疗时,内、外固定穿针时的安全区域。测量载距突的上翻角,以及载距突距内踝尖的距离。 结果:经过测量找出了跟骨内、外侧的安全区域,载距突的上翻角是27.4o(25 o~30 o);载距突距内踝尖的距离是2.3cm(1.5~2.5cm)。结论:在跟骨内外侧找到的可触摸到的解剖标志画定的安全区域内穿钉是相对安全的,很少损伤距骨周围的神经血管束;载距突周围的解剖特点决定了载距突在跟骨骨折中不会发生移位,故临床上可利用稳定的载距突骨块作为跟骨骨折行内固定术时的固定点,并且在载距突穿钉时要掌握一个上翻角。 四、腓骨长短肌腱鞘造影在跟骨骨折治疗中的意义 目的:从影像学上客观证实腓骨长短肌腱受压的现象,以解释跟骨骨折后跟骨增宽引起的跟骨外侧疼痛的原因。 方法:对15例波及跟距关节面的跟骨骨折患者以及15例陈旧性跟骨骨折遗留跟骨外侧疼痛的患者进行了腓骨长短肌腱鞘造影术。男23例,女7例,年龄21岁~46岁,平均37岁。左侧18例,右侧12例,均为单侧骨折。双侧腓骨长短肌腱鞘同时造影,然后用DR进行踝关节正位、跟骨侧位和跟骨轴位的X光片,再行螺旋CT二维测量和三维成像观察,并与对侧正常跟骨比较。 结果:30例患者均有不同程度的跟骨增宽和腓骨长短肌腱鞘受压现象。结果发现,当跟骨增宽小于3mm时,造影剂可以通过,当跟骨增宽大于3mm时,造影剂通过受阻,腓骨长短肌腱鞘即出现受压现象。对于陈旧性跟骨骨折与对侧正常跟骨相比,增宽超过3mm以上者即出现跟骨外侧疼痛。 结论:跟骨骨折后增宽对腓骨长短肌腱的压迫确实是引起跟骨外侧疼痛的原因。 第二部分自制跟骨骨折解剖钢板及加压易断螺栓的设计、结构分析以及生物力学稳定性测试 目的:阐明自制跟骨解剖型钢板、易断螺栓及复位系统的组成,复位原理和安装通过整体结构分析和生物力学稳定性测试,研究该器械的科学性、稳定性和优越性。 方法:用00Cr18Ni15Mo3N医用不锈钢制作该套器械。同时对该器械进行了几何分析和力学分析。用成人男性截肢新鲜标本8具,制作跟骨骨折,SandersⅡ型骨折8例。用自行研制的解剖型钢板进行固定,并进行生物力学稳定性测试,并和正常足进行比较。 结果:跟骨骨折采自行研制的解剖型钢板固定后跟骨的生物力学特性、承载能力、跟骨的应力、足弓的位移等与正常足无显著差异(P0.05),该器械的强刚度等达到了设计要求。 结论:该器械的强刚度等达到了设计要求,在治疗跟骨骨折上能满足足部生物力学要求,不但强度大、承载能力高、稳定性好,而且安全可靠、操作简便,具有推广应用价值。 第三部分与目前临床常用的跟骨解剖钢板的比较 目的:通过与目前临床常用的跟骨解剖型钢板及其复位固定器械的横向对比研究,包括结构比较、生物力学稳定性比较,阐明该器械的稳定性和可行性。 方法:成人男性防腐标本8具,制作成Sander’sⅡ型骨折模型,随机分为两组,分别用AO钢板和我们自行研制的解剖型钢板进行固定后,用CSS-44020生物力学实验机分别作轴向压缩实验。选择60例Sander’sⅢ型跟骨骨折患,随机分为A、B两组各30例,A组用自行研制的跟骨解剖钢板螺栓加压内固定系统;B组用AO内固定系统进行固定,观察其跟骨复位后的宽度、高度的丢失、切口感染及临床效果并进行比较。 结果:在600N的垂直载荷下,自行设计钢板组(以下简称实验组)与AO钢板组(以下简称对照组)在足弓位移间比较差异具有显著性意义(P0.01),实验组足弓位移平均为1.54±0.87mm,对照组足弓位移为3.31±1.07mm;在跟骨宽度变化间比较差异具有显著性意义(P0.01),实验组跟骨宽度变化为0.54±0.37mm,对照组跟骨宽度变化为1.73±0.69mm。最大负载方面实验组平均为7866.74±181.58N,对照组为6702.94±241.06 N,二者间比较差异具有显著性意义(P0.01)。 结论:通过对两种钢板系统的生物力学测试显示,我们自行设计的解剖型钢板系统无论是在循环加载还是加裁失败都比AO系统有更大的强度。 第四部分小切口钢板螺栓加压内固定治疗跟骨骨折的初步临床研究 目的:研究小切口自制钢板螺栓加压内固定治疗跟骨骨折的临床的可行性、手术注意事项,总结优缺点,探讨切开复位内固定治疗跟骨关节内骨折的新方法及其临床疗效。 方法:自2005年2月,利用跟骨外侧小切口,用自行研制的跟骨解剖钢板及加压螺栓内固定系统治疗跟骨关节内骨折150例183侧。男104例,女46例。年龄13~61岁,平均37.6岁。其中单侧跟骨关节内骨折117例,双侧33例。术前根据跟骨X线片及螺旋CT扫描结果进行分型,其中SandersⅡ型62侧,SandersⅢ型87侧,SandersⅣ型34侧。 结果:所有患者术后获6~24个月(平均16个月)随访。术后X线片显示跟骨高度、宽度、长度及Bohler’s角和Gissane’s角均获不同程度的恢复,无一例切口感染。按Maryland足部评分系统(Maryland foot Score)评价术后功能。本组183侧中,优(90~100分)87侧(47.54%),良(75~89分)80侧(43 .72%),可(50~74)16侧(8.74%),优良率91.3%。 结论:小切口自制跟骨解剖钢板加压螺栓内固定治疗跟骨关节内骨折可获得满意的临床疗效。 第五部分:术前、术后螺旋CT扫描对跟骨关节内骨折的评价 目的:通过螺旋CT扫描确定距下关节的后关节面的术后完整性和临床效果之间的关系。 方法:所有病人均行切开复位内固定,未植骨。主要测量结果:根据术后CT发现移位的程度分为三组:解剖复位——无移位。近似解剖复位——移位小于2mm;大概复位——移位大于2mm。 结果:当我们分析术前、术后的CT时发现,粉碎程度越重手术后复位的情况越差。解剖复位64.81%(35/54);近似解剖复位24.07%(13/54);均获得了优良的临床结果。相反,大概复位的病人未获得优良结果。 结论:术后距下关节的后关节面的移位小于2mm就能获得优良的临床效果。
【学位授予单位】:河北医科大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:R683

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7 王勃;锥束螺旋CT解析重建算法的研究[D];中北大学;2011年
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9 周卫兵;螺旋CT梯状伪影等性能参数检测方法及其远程检测软件的研究[D];中国人民解放军第一军医大学;2003年
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