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中华通用脊柱内固定装置的临床应用

时间:2023-03-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:使脊柱侧弯的疗效日益改善。因此如何克服既矫正脊柱侧弯又不影响儿童脊柱生长和运动这一矛盾成为骨科的一个难题。依据这些标准,于1998年我们研制成中华通用脊柱内固定装置,其中“脊柱侧弯板——棍矫正装置”,并获国家发明专利及生产许可证。

(一)概述

自从1958年Harrington法成功治疗脊柱侧弯以来,许多矫正方法相继问世。如Luque法、Zeilke法、TSRH和C-DH法等。使脊柱侧弯的疗效日益改善。其中钩棍的设计越来越合理,更容易放置。然而上述方法的矫正力都是撑开矫正力,可引起过度矫正截瘫。而且这些方法都必须同时做严格的植骨融合,从而影响脊柱的生长发育,因后路牢固的固定和植骨引起“曲轴现象”的并发症屡有报道。因此如何克服既矫正脊柱侧弯又不影响儿童脊柱生长和运动这一矛盾成为骨科的一个难题。治疗生长中儿童脊柱侧弯的理想方法,应能通过1次手术即能满意矫正脊柱侧弯并维持其矫正;不需反复多次手术去延长或更换内固定,及后路植骨融合,还能自动随儿童长高而延长,允许手术部位脊柱纵向生长,从而防止儿童上身矮短和防止“曲轴现象”发生;在儿童骨发育成熟取出内固定后,脊柱活动功能和形态应接近正常。依据这些标准,于1998年我们研制成中华通用脊柱内固定装置,其中“脊柱侧弯板——棍矫正装置(plate-rod system for scoliosis PRSS)”,并获国家发明专利及生产许可证。并荣获2005年中华医学科技进步二等奖及2007年度亚洲太平洋骨科协会(APOA)大会奖。

(二)内置入物及手术器械

1.PRSS内置物组成及名称 PRSS内置物Ⅰ型:钩及板棍系统;Ⅱ型系统(图15-1)手术器械(图15-2)。

2.PRSS矫正侧弯的机械力和生物力学机制 PRSS矫正侧弯,一是直接机械力矫正作用,板-棍从凸侧方推压,在侧弯椎体两端椎体终板上产生不对称应力,在脊柱侧弯凸侧产生压应力,可使椎间隙变窄。说明凸侧椎体软骨终板受到压应力将抑制该侧软骨生长发育。相反在凹侧则产生压应力减少或产生张应力,X线片上可见术后凹侧椎间隙张开而凸侧变窄,应力大小可根据Hook公式算出,光弹试验可见术后脊柱侧弯两侧压力变化,从光弹试验机上出现彩色条纹变化反映出来,可用有限元方法计算应力大小。二是在板棍放入后,在术后能对脊柱侧弯椎体的两侧终板产生生物力学调控作用;不对称应力可引起椎板两侧软骨终板不对称生长发育,根据Heuter-wolkmenn定律压应力将抑制该侧软骨生长发育,张应力促进该侧软骨生长发育。通过分别对PRSS固定动物模型的椎体两侧的终板软骨上的X形胶原测试分析比较,可见术后在凸侧椎体终板软骨上较之凹侧有更多的X形胶原表达,说明在压应力增加侧的椎体终板软骨细胞的分化、骨化或退变提前与加速,从而使该侧终板软骨的生长提前受到抑制,侧弯椎体两侧的不平衡生长使脊柱生长变直,达到脊柱侧弯矫正的目的,从分子生物学角度阐明PRSS的矫正机制。PRSS有4种主要部件:板棍、圆棍、钉钩及横位连接体。钉钩钉固在椎板上,从而可以减少脱钩危险。上下端椎板上的钉钩均用横位连接体连接。板棍和圆棍安放在上下横位连接体的圆孔和槽口内,形成坚强的矩形矫正框架,矫正力主要由板棍于凸侧推压提供。在矫正过程中无撑开力,因此无过度矫正截瘫的危险,板棍及棍的上端皆紧固在上端椎横位连接体上,下端均伸出下端椎上横位连接体的圆孔下一段距离,并且不予固定,使其在手术后能随小儿脊柱长高而纵向延伸。

图15-1 PRSS内置入物
A.板棍;B.圆棍;C.开口横位连接体;D.闭口横为连接体;E.椎板钉钩;F.活动横位连接体;G.椎弓根螺钉;H.Ⅱ型PRSS,(具有C-DH全部功能)

图15-2 PRSS手术器械

(三)适应证及禁忌证

1.适应证 矫正脊柱侧弯,特别是矫正青少年儿童较柔软的侧弯;成人脊柱侧弯,或僵硬侧弯须先做前路松动手术。

2.禁忌证 如同一般其他脊柱侧弯。

(四)后路PRSS矫正法手术步骤及注意事项

1.麻醉及卧位 手术在全身麻醉下进行,患者俯卧在中华Ⅰ型脊柱外科手术支架上,应用标准的Harrington手术显露方法显露棘突椎板,但除了在放钩位置外,尽量少在骨膜下剥离椎旁肌,以减少脊柱自发融合影响日后取棍后脊柱活动度。

2.上下端椎钩中间钩放置部位的选择如同C-D手术法 显露出放钩的上下端椎间隙处的黄韧带(但不需切除黄韧带,下端椎下方不切除棘间韧带以防止术后后凸畸形)。钩从椎板下缘进入,钩尖朝上扎穿黄韧带,紧贴椎板内板滑入(如同放置Luque钢丝手法),嵌紧。然后拧入钉棒穿透椎板将钩固定在椎板上(图15-3)。

图15-3 放钩手法及将钩固定到椎板上
A.端椎椎板钉钩的放置手法①调节钉杆长度;②置入钩板下的手法;③用钉杆将钩固锁到椎板上;B.将钩子固锁到椎板上

3.中间钩放置 在顶椎上下2个节段棘突凹侧置入钉钩,身材较高大的儿童最好在下端椎钩上方放2个中间钩,能获得更满意的矫正效果(图15-4)。

图15-4 身材较高大的儿童最好多放一个中间钩,矫正效果更加满意
A.术前正侧位X线片;B.术后正侧位X线片,多放一个中间钩;C.术前人体;D.术后人体

4.顶椎钩放置 在顶椎侧弯凸侧放置。

图15-5 横位连接体放置法

5.固定横位连接体的放置 用横位连接体(上方为开口,下方为闭孔)将钩钉棒连接(图15-5),形成上下固定点以连接板棍和圆棍。由于术中放钉钩后两钉的上端张开;有时横位连接体的中央槽很可能不够长,这时可用合拢钳或可可钳慢慢夹拢,以利套入横位连接体,合拢时切勿暴力,以免造成椎板骨折,实在放不进去,可换大1号的横位连接体。

6.放棍困难时的对策 畸形较重且较僵硬者,放板棍可能发生困难,可用2种途径解决:一是先放凹侧圆棍在下钩处如同撑开哈氏上钩,先做凹侧撑开(此时助手手法帮助矫正),拧紧下方固定连接体上螺钉暂时固定,此时侧弯得到一部分矫正,有利放入板棍。另一方法是使用侧弯板棍三点矫正器进行矫正,放置具体做法:先将板棍下端放入下位固定连接体圆孔内,将三点矫正器两根带钝钩的弓形拉棍分别钩在侧弯上下端椎附近凹侧椎间孔内,弓根顶棍顶在顶椎处板棍和棘突上,在助手稳位二弓形拉棍的情况下,术者拧紧螺杆,进行三点挤压矫形,侧弯逐渐变直,使棍的上端容易进入上位固定横位连接体的槽口内。

图15-6 PRSS侧椎矫正脊柱侧弯
A.PRSS侧椎矫正脊柱侧弯示意图;B.棍上端压入槽口后用扣盖螺栓拧紧

7.中间钩上活动横位连接体的放置 用活动中间横位连接体连接钉棒,连接体上的两个“L”形夹片分别连接在板棍和圆棍上,然后拧紧两侧钉棒上的螺母使板棍和圆棍靠拢夹挤棘突产生进一步脊柱侧弯矫正力(图15-7),然后拧紧凹侧钉棒上的螺母产生向后提拉钉钩及与其相连的椎板(此时助手下压剃刀背),产生顶椎及其上下节段椎体的去旋转作用(图15-7)。

图15-7 中间活动连接体的放置
A.两侧拧紧活动“L”形夹片可进一步矫正侧弯;B.拧紧钉棒上的螺母,可后提拉椎板去旋转

注意“L”形夹板在圆棍侧较短,而在板棍侧要长一些,在放“L”形夹板时,应用骨膜剥离子将椎旁肌挡开,避免将肌肉卡压在“L”形夹片上;注意在上下横位连接体的螺钉杆上加拧放一薄螺母以加固,防止术后松脱。

8.剪除螺钉杆,植骨及缝合伤口 上述步骤完成后用俄罗斯剪刀剪平过长的螺钉杆,洗净伤口,在凸侧做Moe融合的3个节段处,将修剪棘突留下的少量骨碎片植在凸侧做Moe融合的3个节段处,然后放置引流条1根,逐层缝合伤口。

9.术中唤醒试验问题 虽然本手术方法,术中无撑开力,一般不会发生截瘫,作者仍慎重地在矫正完毕,植骨前,常规做唤醒试验。

10.术后处理 同Harrington、CD、CDH、TSRH手术,定期每半年门诊复查,生长发育停止后,取去内固定后可恢复脊柱的活动度,为患者后半生的生活工作提供了一个其他固定方法所没有的好处。

(五)疗效及效果

作者于1998年10月至2006年12月期间用中华通用脊柱侧弯矫正装置——PRSS治疗矫治近500例各型脊柱侧弯。其中随诊2年以上生长中儿童各型脊柱侧弯共66例,病例诊断为特发性34例,先天性27例,神经纤维瘤病侧弯4例,成骨不全侧弯1例。其中男性29岁,女性37岁,平均年龄12.15岁,平均随诊24.6个月(5年以上8例),结果满意,侧弯由平均66.58°矫正至平均27.70°,矫正率58.4%,3例100%矫正。矫正节段继续生长,平均长高11.13mm,长者5.5cm。22例平均丢失矫正6.5°,其余病例无矫正丢失,5例术后进一步矫正平均2.8°,证实其临床实用的良性能。为脊柱侧弯治疗开辟了一条新路。具有欧美方法所没有的优点:提供满意的矫正效果,不需植骨能成功维持矫正,术后允许手术部位继续长高。

1.PRSS提供满意的矫正效果

病例1:女性,13岁,特发性脊柱侧弯用PRSS矫正脊柱侧弯由43°减至0°(100%)外观明显改善(图15-8)。

图15-8 例1,患者女性,13岁。特发性脊柱侧弯用PRSS矫正
A、B.特发性脊柱侧弯术前43°;C.术前人体外形;D、E.用PRSS矫正后,侧弯矫正至0°,矫正100%;F.术后人体外观明显改善,身高增加4cm

2.PRSS矫正后矫正节段可继续生长 欧美方法进行矫治后,均要做矫正节段广泛植骨融合,所以矫正节段的脊柱基本上不能生长。PRSS固定后由于不植骨或仅顶椎及其上下凸侧上下2~3个节段植骨,棍下端不固定,所以术后矫正节段可继续生长,这是欧美方法不具有的优点。

病例2:患者女性,6岁,特发性脊柱侧弯45°,经支具治疗无效后,前来手术治疗,术前X线片检查显示特发侧弯50°,Risser征0,用PRSS矫正脊柱侧弯至0°(图15-9)。

图15-9 例2,患者女性,6岁。特发性脊柱侧弯用PRSS矫正
A.特发性脊柱侧弯术前45°;B.PRSS矫正脊柱侧弯至6°;C.术后人体外形;D.术后5年,人体外形,身高增加21cm;E.术后5年,脊柱侧弯继续矫正至0°,矫正节段脊柱生长4.5cm(箭头所示)

3.PRSS矫治后可保持脊柱的运动功能 欧美的方法,在矫正固定后,需在手术区域大量植骨,才能维持矫正,而植骨影响脊柱的生长和运动。PRSS矫正后,由于除了机械矫正作用外,还有生物力学矫正作用,能使脊柱侧弯椎体凹凸两侧软骨终板不平衡生长,达到矫正和维持矫正的目的。所以不需植骨。这样不仅不影响脊柱生长,而且当小儿骨发育成熟,取去内固定后,不仅畸形矫正效果可以维持,而且脊柱运动功能接近正常,这是用欧美方法矫正所不能得到的。

(六)手术主要并发症

同其他内固定手术,但脱钩和断棍率极少,且不会发生截瘫。

1.棍下端长度不够小孩长高所需的处理 一般我们在手术时根据预计小孩长高1cm,棍下端伸出下方固定连接体1cm的方法,预留出棍下端的长度,但棍下端如果过长,将会刺激骶部的皮肤,使留棍的长度受到限制。当小孩迅速长高,棍下端长度不够小孩长高向上延伸时(图15-10A),可做1个小手术用2个套接“多米诺”,套接延长棍的下端(图15-10B)。

图15-10 棍下端长度不够小孩长高所需的处理
A.脊柱侧弯术后5年小孩身高增长25cm,棍下端上提5.5cm,棍下端已不敷小孩继续生长所需;B.做小手术用“多米诺”套接棍下端

2.手术后失代偿的处理 有少数生长较快的病例,术后有失代偿的现象,可做小手术用“多米诺”套接法向下延伸固定,即可再得到满意的矫正。

3.手术后断棍的处理 由于侧弯较僵硬或较严重,或术后患者做较剧烈的体力活动,偶可发生断棍,可做小手术用“多米诺”套接法套接固定,即可再得到满意的矫正(图15-11)。

(七)结论

中华通用脊柱内固定装置为我国首创,是矫正脊柱侧弯特别是生长中儿童脊柱侧弯的理想方法,达到国内外先进水平,将Heuter-wolkmenn定律首先成功应用于脊柱外科临床。其优于欧美方法的先进性为:①PRSS能随小儿生长而自动延长,避免国外方法需平均半年手术一次去延长内固定。②不需植骨融合。不影响手术部位脊柱的纵向生长,能防止上半身短小和防止一部分“曲轴”并发症。③不影响脊柱运动功能。当骨发育成熟取出内固定后,脊柱运动功能接近正常。它的研制成功和临床应用的优良结果,为脊柱侧弯治疗提出了一个全新的概念,将使生长发育中儿童脊柱侧弯治疗发生质的飞跃,价格仅为进口价的1/3,并能广泛应用于治疗脊柱后凸、滑脱、失稳和骨折等,具有较大的社会效益和经济效益。

图15-11 冯××,16岁。手术后断棍的处理
A.特发性脊柱侧弯64°;B.2007-08-06用PRSS矫正侧弯至13°;C.术后11个月后随诊,发生断棍;D.做小手术用“多米诺”套接法套接固定,侧弯矫正至18°

(叶启彬)

参考文献

[1]叶启彬,邱贵兴.脊柱外科新手术.2版.中国协和医科大学出版社,2001:177-287

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