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骨盆环形外固定支架的研制及模拟应用

黄长征  
【摘要】:随着交通运输业、建筑业的发展以及地震、泥石流等自然灾害的发生,骨盆骨折发病率逐年增多。骨盆骨折占所有骨折的1-3%,占住院治疗骨折数量的2%。以往多采取保守治疗,畸形愈合、创伤性关节炎等的发生率高达50%-60%,死亡率达5%-20%左右。骨盆骨折中大部分为不稳定骨盆骨折,常合并其他部位骨折,以及内脏器官损伤、骨盆周围皮肤软组织缺损、褥疮、感染等并发症。对于骨盆不稳定性骨折脱位合并皮肤软组织缺损、褥疮、感染的患者,骨折脱位的固定成为临床的难题,如果采用内固定治疗,手术创伤大,急救阶段患者难以耐受,而且可能产生内固定外露、感染难以控制等并发症。外固定支架因其简单、微创而广泛应用于骨盆前环骨折的固定,但尚无合适的外固定支架适合骨盆后环骨折脱位的固定。因此,临床上急需一种简单、有效、微创的外固定支架对不稳定性骨盆骨折脱位进行临时或最终固定。 目的:为骨盆后环开放性骨折脱位、合并皮肤软组织缺损的骨盆后环骨折脱位以及合并感染或褥疮的骨盆后环骨折脱位提供新的固定方法;微创治疗骨盆后环不稳定性骨折或骨盆前后环不稳定性骨折脱位,避免切开复位内固定巨大创伤及并发症;为骨盆不稳定骨折脱位提供一种简单、有效、微创的临时或最终固定系统。 方法:对20具骨盆标本髂前上棘、髂前下棘、耻骨结节、髂后上棘、髂后下棘、髋臼上缘、坐骨大切迹等解剖标志之间的距离进行测量和观察,为骨盆环形外固定支架的研制提供解剖学基础;在骨盆应用解剖研究的基础上,设计环形外固定支架;将环形外固定支架模拟临床应用于12具尸体标本上,研究其应用于临床的可行性。 结果:男性髂前下棘呈长椭圆形,横径为10.23±2.61mm,中点横径为12.23±1.91mm,左、右侧没有统计学差异。女性髂前下棘呈长椭圆形,横径为10.55±1.35mm,中点横径为11.05±1.56mm,左右侧没有统计学差异。男性髂后上棘呈不规则长椭圆形,横径为15.23±2.12mm,中心横径为15.89±3.41mm,左、右侧没有统计学差异。女性髂后上棘呈不规则长椭圆形,横径为14.05±2.11mm,中心横径为27.25±2.24mm,左右侧没有统计学差异。20侧男性骨盆与20侧女性骨盆的形态学统计表明,髂前下棘与髋臼缘的距离为22.99±5.03mm;髂后上棘至髂前下棘全长为(140.2±4.6) mm,坐骨大切迹最高点到髂后上棘-髂前下棘连线距离为(34.3±2.8 ) mm, 20例骨盆髂前下棘、髂后上棘进针点与各面夹角统计表明,髂前下棘与矢状面夹角(45.2±5.3)°,与冠状面夹角(7.4±1.9)°,与水平面夹角(13.1±2.4)°。髂后上棘与矢状面夹角(30.4±4.8)°,与冠状面夹角(10.9±2.8)°,与水平面夹角(15.8±2.7)°。按性别进行比较,差异无统计学意义(P=0.231和P=0.481)。钉道的安全角度为(24.8±3.6)°,这是进针重要的“安全区”。耻骨联合部位的厚度(14.3±3.5) mm。根据骨盆解剖学研究,设计和制作了环形骨盆外固定支架,支架系统由前环支架,后环支架,U形支架连接杆,衔接器,万向夹,Schanz固定钉组成。骨盆前后环支架为直径5mm弧形医用钢杆,前环支架两端折弯段与支架杆矢状面呈15°倾斜角,支架U形连接杆为直径5mm医用钢杆,呈U形,U形深度为1.4cm,连接杆与支架的连接部呈L形,衔接器为一带关节的开合式杆杆固定器,呈椭圆形,内径为9mm。万向夹为L形3关节万向头结构,由两部分相互对合两片金属组成的棒夹、螺丝、螺帽组成,两部分可以通过相互垂直的在螺丝上相互旋转,棒夹可以在各自的螺丝上旋转。Schanz固定钉为直径5mm,长度为8cm、10cm、12cm、15cm、20cm各种规格,钉头为自攻螺丝。万向夹固定Schanz固定钉与U形连接杆时,钉杆之间最大的垂直距离为30mm,在U形连接杆周围半径0—30mm以内置钉0-360°可以达到万向。模拟临床应用研究中,骨盆环形外固定支架固定骨盆,平均手术时间(30.2±5.3)min,术中采用经皮或有限切开置入Schanz固定钉,对皮肤软组织的损伤少。研究发现骨盆后环支架与腰骶部皮肤之间的距离为(19.2±2.5)mm,有利于钉道口、皮肤软组织护理,可能对患者仰卧位休息影响不大。骨盆外固定前环支架距耻骨联合部(28.4±4.6)mm,能有效的避开骨盆前环支架对腹部视野的遮挡。可以在骨盆环任何位置钉。 结论:环形骨盆外固定支架支架为双环结构,通过Schanz钉固定骨盆,具有复位和固定骨盆骨折的作用。双环结构使卧位时受力面积增大, Schanz固定钉钉尾及万向夹低于环形支架平面,能有效的避免支架组件对被物的损坏,有利于钉道口、皮肤软组织护理,有利于患者仰卧位休息,解决了以往骨盆外固定支架难以应用于骨盆后环骨折脱位的难题;衔接器、万向夹的独特设计使Schanz钉置钉简单、灵活。骨盆环形支架后高前低的设计,能有效的避开腹部视野的遮挡,骨盆固定的同时不影响腹部手术的操作;骨盆环形外固定器支架可能为骨盆后环不稳定性骨折,开放性骨盆骨折、有软组织缺损的骨盆后环骨折、有感染的骨盆骨折、有褥疮的骨盆骨折提供一种简单、微创、有效的临时或最终的固定方法。 但本研究系支架研制的初始阶段,环形骨盆外固定支架的临床价值仍需生物力学、有限元分析、临床应用等进一步评价。


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