應(yīng)用改良延長支撐板架牽引床復(fù)位股骨轉(zhuǎn)子骨折的力學(xué)研究

穆歡喜 侯世文 李崇鑫

應(yīng)用懸空骨科牽引床已成為復(fù)位并維持固定治療股骨近段骨折的一種趨勢[1]。但是，目前臨床治療中應(yīng)用骨科牽引床復(fù)位，易出現(xiàn)各種骨折成角(尤其是向后成角)，難以糾正，而且維持固定所需的牽引力量很大，骨折斷端錯位調(diào)整難度大，難以達到解剖復(fù)位[2]；尤其遇到肥胖及骨折移位復(fù)雜患者，很難達到滿意解剖復(fù)位，不僅需要切開暴露骨折斷端直視下操作，助手也要用力推壓復(fù)位，致使手術(shù)過程很艱難，效果不滿意[3]。無牽引床復(fù)位股骨轉(zhuǎn)子骨折時，容易牽引復(fù)位，但助手不能在骨折復(fù)位滿意后長期保持固定狀態(tài)，在“C”型臂X線機透視時骨折斷端上下易被床底遮擋[4-5]。為避免上述困難，只能將患者向床尾側(cè)挪移。如果保留會陰柱，可使用與床面水平面一致的延長支撐板架，繼而使用延長支撐板架連接足踝部牽引器。復(fù)位成功后，再固定牽引器旋轉(zhuǎn)及內(nèi)收、外展方向，釋放水平方向上牽引力量，糾正分離移位，予以水平方向加壓固定，以防止術(shù)后骨折不愈合(圖1)[6]。

注：A：牽引床尾； B1：牽引桿；C：足踝牽引器；D：會陰柱

圖1懸空牽引床

一、復(fù)位理論

懸空牽引床復(fù)位股骨轉(zhuǎn)子骨折，水平方向受到骨折斷端兩側(cè)周圍縱向牽拉力；垂直方向受到以足為中心、下肢重力與足至骨折斷端為力臂的垂直牽拉力(圖2)。復(fù)位時常因垂直方向牽拉力易導(dǎo)致向后成角，且復(fù)位后難以給骨折斷端加壓。而需維持的牽引力量很大，骨折斷端錯位調(diào)整難度大，尤其是對于肥胖患者。而保留會陰柱，將懸空牽引床患側(cè)的懸空支架設(shè)計成與床面在同一個平面的支撐板，支撐板尾側(cè)連接牽引器，故命名為延長支撐板架牽引床(圖3)。使用延長支撐板架牽引床復(fù)位患肢時，患肢放置在支撐板架上，不需要克服垂直方向上的牽拉力，復(fù)位大體受到骨折斷端兩側(cè)周圍的縱向牽拉力(圖4)。麻醉狀態(tài)下肌肉松弛，縱向牽拉力就更少，因此，復(fù)位就只需要牽引后調(diào)整下肢內(nèi)外旋及內(nèi)收外展，將骨折復(fù)位簡單化。復(fù)位成功后，固定下肢牽引器旋轉(zhuǎn)及內(nèi)收外展角度，釋放水平方向上牽引力量，糾正分離移位，可在水平方向加壓使骨折對位貼合。這種方式固定可避免內(nèi)固定器材與骨折斷端的應(yīng)力集中，達到有效、滿意的固定。

二、牽引床復(fù)位力學(xué)

1.懸空骨科牽引床復(fù)位力學(xué):以骨折斷端為受力中心(O)，骨折復(fù)位水平方向受到會陰柱對抗?fàn)坷?F1)和足踝牽引器牽引力(F2)；垂直方向受到以足為中心，下肢重力(G)和足至骨折斷端距離為力臂(M=OA)的力矩(NM)，其在垂直方向合力定義為G1， F1、F2、G1的合力中心為O'， 受力中心由O變至O'，其產(chǎn)生的力形成了骨折斷端向后成角的剪切力(F剪)。F剪是阻擋骨折對位對線的不良因素(圖2,5)。

圖2 懸空骨科牽引床復(fù)位力學(xué)圖

注：A：牽引床尾；B2：延長支撐板架；C：足踝牽引器；D：會陰柱

圖3延長支撐板架牽引床

2.延長支撐板架牽引床復(fù)位力學(xué):以骨折斷端為受力中心(O)，骨折復(fù)位水平方向受到會陰柱對抗?fàn)坷?F1)和足踝牽引器牽引力(F2)；垂直方向因水平支撐板架支撐了肢體重量，抵消了骨折斷端在垂直方向的受力， O與O'點重合。水平方向上骨折斷端復(fù)位受到兩側(cè)周圍縱向牽拉力，骨折斷端兩側(cè)周圍肌肉縱向牽拉力表現(xiàn)在骨折斷端兩側(cè)的肌肉收縮力。麻醉狀態(tài)下肌肉松弛，肌肉收縮力明顯降低，因此骨折斷端的復(fù)位只需要調(diào)整下肢內(nèi)外旋及內(nèi)收外展，復(fù)位所需的力量明顯減小(圖4)。

圖4 延長支撐板架力學(xué)

圖5 豎直牽拉

三、改良延長支撐板架牽引床

1.去除部分床尾及支撐板架：正常人體股骨頸的中軸線與股骨內(nèi)外髁中點間的連線形成12°～15°的前傾角，因此,固定股骨頸不能與支撐板架平行。為避免股骨頸固定時床外沿阻擋固定器械(傾斜固定)造成不便而去除部分床尾及支撐板架(E)，方便術(shù)中固定操作(圖6)。

2.快速垂直可調(diào)式足踝牽引器：使用懸空骨科牽引床時，因為肢體懸空，不影響手術(shù)消毒鋪巾。而使用延長支撐板架牽引床復(fù)位，可以同上使用，亦可首先由助手抬高患肢后進行皮膚消毒，消毒完成后鋪單，需要對患肢無菌巾單進行包裹，而后將患肢足踝固定在牽引器，再行牽引器周圍鋪單，其他部位常規(guī)鋪單。改良設(shè)計快速垂直可調(diào)式足踝牽引器固定桿后，可以直接將患肢固定在足踝牽引器上，垂直升高足踝牽引器后直接消毒鋪單，不需要助手抬高患肢消毒，完成后直接垂直降低足踝牽引器即可(圖7)。

注：E為去除床尾及支撐架部分

圖6去除部分床尾及支撐板架

注：F：快速垂直可調(diào)式足踝牽引器固定桿；C1：垂直升高的足踝牽引器

圖7快速垂直可調(diào)式足踝牽引器

討 論

懸空蛙式位固定健側(cè)肢體以利于術(shù)中透視。使用懸空骨科牽引床，先復(fù)位，后消毒鋪單行閉合手術(shù)。根據(jù)杠桿力矩(Nm)=力(N)×力臂(OA)公式，患者越肥胖，患肢重量越大，肢體越長，OA距離越長，垂直方向上產(chǎn)生的牽拉力越大，其導(dǎo)致成角畸形受力越大，復(fù)位難度越大。為了對抗垂直方向上的牽拉力，縮小O'至O的距離，只能加大水平方向的牽引力F2。因此需要牽引的力量越大，水平方向F2的牽引力越大，骨折斷端周圍肌肉收縮越緊張，骨折復(fù)位難度越大。只要依靠暴力對抗復(fù)位，就容易損傷骨折斷端周圍組織及會陰部組織，影響預(yù)后[7]。雖然骨折斷端復(fù)位，但是向后成角的牽拉力是通過過度牽引，加大了水平方向F2的牽引力，這種牽引力不會憑空消失。在此種狀態(tài)下予以內(nèi)固定，當(dāng)放松牽引器后，向后成角的牽拉力是否會化成為靜態(tài)作用于內(nèi)固定的剪切力，值得進一步研究證實。是否會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)畸形代償骨折斷端應(yīng)力等問題有待研究。這種方式固定后致內(nèi)固定在垂直面上產(chǎn)生剪切力是否會致骨折不愈合或延遲愈合，也需要進一步探討。為對抗垂直方向上產(chǎn)生的牽拉力，部分醫(yī)生于下肢中段或近骨折段使用支撐架對抗重力，能夠解決一部分問題，但仍然不能在釋放壓力作用下予以足夠支撐，更不能在此種狀態(tài)下加壓固定。

使用改良延長支撐板架牽引床，亦可消毒鋪單，后復(fù)位行閉合手術(shù)?；贾胖迷谥伟寮苌?，不需要克服垂直方向上的牽拉力， O與O'點重合，骨折復(fù)位不受肥胖重力及OA距離影響。因此，在理論上骨折復(fù)位不會在垂直面上產(chǎn)生牽拉力，斷端牽引克服牽拉力輕微，避免了骨折復(fù)位在過度牽張狀態(tài)下出現(xiàn)斷端受力不均而產(chǎn)生剪切力,配合旋轉(zhuǎn)、內(nèi)外收而達到復(fù)位目的。位置達到預(yù)期目標(biāo)后，固定下肢牽引器旋轉(zhuǎn)及內(nèi)收外展方向，釋放水平方向上牽引力量，糾正分離移位，根據(jù)復(fù)位情況可在水平方向加壓使骨折對位貼合,尤其適合合并骨質(zhì)疏松癥不能耐受暴力牽引的高齡患者。加壓固定可避免骨折因貼合不緊密而產(chǎn)生骨折斷端剪切力，防止應(yīng)力集中，達到滿意固定。

骨折手術(shù)有藝術(shù)的內(nèi)涵，而不是暴力操作。股骨轉(zhuǎn)子骨折在牽引床上復(fù)位受力是空間力學(xué)結(jié)構(gòu)，在臨床實際應(yīng)用中，會出現(xiàn)各個方向的成角，也會出現(xiàn)非理論狀態(tài)的向后成角。只有盡量將三維力學(xué)轉(zhuǎn)化為平面力學(xué)模式，將復(fù)雜問題簡單化，方能在臨床中靈活運用。當(dāng)輕度牽引時仍然出現(xiàn)各個方向成角移位，不需要強大暴力牽引，僅需在骨折成角周圍予以消毒布塊支撐對抗即可。當(dāng)然在實際操作中會面臨很多問題，需要在遵循骨科力學(xué)原則的基礎(chǔ)上予以個性化治療。