引用本文: 刘丙根, 庞清江, 余霄, 陈先军, 郭宗慧. 跟骨载距突螺钉导向器的研制与临床应用. 中国修复重建外科杂志, 2015, 29(3): 296-300. doi: 10.7507/1002-1892.20150064 复制
跟骨骨折占全身骨折的2%,占整个跗骨骨折的60%~65%,跟骨骨折处理不当会遗留足部疼痛和畸形,严重影响肢体功能[1-4]。由于跟骨的皮质骨较薄而松质骨相对较多,所以发生骨折时距骨的垂直压力会造成跟骨塌陷压缩,特别是后关节面常呈粉碎性骨折。而载距突在跟骨骨折时很少发生移位,这为跟骨骨折治疗时螺钉的固定提供了有力把持点,使骨折内固定后达到最大生物力学强度[5]。
目前,有关载距突解剖研究较多,但针对跟骨载距突螺钉内固定的临床方法研究较少。载距突螺钉通常是医生根据术中透视进行盲打,受术中C臂X线机透视影响或术者对后关节面复位程度要求不同,往往载距突螺钉固定位置不满意。如果载距突螺钉植入过高,会引起距下关节破坏,导致医源性关节炎;若载距突螺钉过低,会导致长屈肌腱及胫后肌腱磨损断裂。所以载距突螺钉准确植入至关重要[6-7]。我们设计了一种跟骨载距突螺钉导向器,避免了现有技术中螺钉定位必须根据多次X线透视数据及术者经验和技术等问题,可依据载距突的外侧壁投影等解剖数据准确设定;还可减少术中透视,减少载距突螺钉位置偏差引起的医源性并发症发生。经宁波市第二医院医学伦理委员会批准,我们于2012年5月-2013年10月采用该载距突螺钉导向器辅助治疗跟骨关节内骨折40例(47足)。报告如下。
1 器械介绍
跟骨载距突螺钉导向器(专利号:CN103622744A)包括定位板、导向孔、定位孔、凹槽及手柄。其中定位板厚度≥7 mm,定位板上具有与跟骨Gissane角两边相对应的第1侧边和第2侧边,第1侧边和第2侧边夹角为120~140°;定位板上设有贯通的导向孔,导向孔与第2侧边之间距离为15~25 mm,对应于跟骨中立位状态;导向孔的轴线相对于水平面向上倾斜23~27°后,再相对于铅垂面向前倾斜28~32°。定位孔(直径2.5 mm)有5个(H、I、O、J、K),其中4个定位孔(H、I、J、K)依次连接后形成平行四边形,并且这4个定位孔的中心点与载距突连线形成四棱锥结构;剩余1个定位孔(O)位于该平行四边形的中点位置。定位板朝向跟骨的第1表面上设有与跟骨相适配的凹槽,该凹槽贯通于第1表面;定位板上设有方便医生手术时握持的外凸手柄。见图 1。

2 临床资料
2.1 一般资料
本组男29例,女11例;年龄25~68岁,平均46岁。致伤原因:高处坠落伤32例,交通事故伤8 例。左侧骨折23例,右侧10例;双侧7例。跟骨骨折根据Sanders分型[8]:Ⅱ型17足,Ⅲ型20足,Ⅳ型10足。患足均明显肿胀,皮纹消失,皮下明显淤斑,后足明显增宽并呈内翻畸形,足弓塌陷。2例合并腰椎骨折并不全瘫痪。伤后至入院时间1~12 h,平均6.02 h。
2.2 术前准备
常规摄跟骨侧位、轴位X线片及CT扫描并三维重建。抬高患肢,对有明显张力性水疱者(本组16例),抽吸水疱内液体,待肿胀消退、水疱愈合后手术治疗。对有感染者(本组4例),入院后立即外用抗感染药物治疗,待感染控制后手术治疗。本组入院至手术时间4~9 d,平均6.55 d。
2.3 手术方法
采用持续硬膜外麻醉,单侧骨折取健侧卧位,双侧骨折取俯卧位。均采用跟骨外侧L形切口,起于外踝尖后方,向下经足背与足底皮肤相交处至第5跖骨基底部后方1 cm处。切开皮肤、皮下,显露并保护腓肠外侧皮神经,在腱鞘外侧深面显露游离腓骨长、短肌腱后,暴露跟骨外壁,向上钝性分离,切断跟腓韧带后显露距下关节。将导向器置于跟骨外侧,导向器第1、2侧边与跟骨后关节面边缘对齐,可根据第1、2侧边角度复位,使后关节面达到正常跟骨Gissane角。于H、I、J、K 4个定位孔中随机选2 个打入2枚克氏针,使导向器与跟骨固定。通过导向孔打入导针,术中C臂X线机透视观察跟骨复位情况以及导针准确性;然后撤除导向器,于跟骨外侧放置钢板,根据需要选择适合钢板螺钉(本组11足采用国产仿AO跟骨钢板,36足使用AO跟骨钢板),将钢板螺钉孔套入导针;取出导针,测深后顺孔方向拧入载距突皮质骨螺钉,根据“三角形”固定原则打入其余螺钉。根据复位后骨质缺失情况,本组20例选择硫酸钙人造颗粒骨(Wright公司,美国)植骨充填。C臂X线机透视检查跟骨复位及内固定位置满意。创口放置负压引流管1根,逐层缝合切口。
2.4 术后处理及疗效评价
术后抬高患肢以利消肿,应用抗生素预防感染;24 h后开始足趾伸屈锻炼,但不宜过早行足内、外翻活动;48 h内拔出引流管;每2天清洁换药1次,术后2周拆线。自入院后即刻至术前、术后3 d至切口愈合期间,应用动静脉泵技术进行辅助治疗[9]。术后3个月根据骨折愈合情况开始部分负重行走,骨折愈合后完全负重行走。
术后3 d摄患足侧位及轴位X线片并行CT扫描,了解骨折复位及载距突螺钉位置;测量手术前后跟骨Böhler角和Gissane角; 按照美国足踝外科Maryland足部评分系统标准[8],对患足的主观疼痛(45分)和客观功能(55分)进行评分,总分100分,优90~100分,良75~89分,可50~74分,差 <50 分。
2.5 统计学方法
采用SPSS19.0统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示,符合正态分布手术前后比较采用t检验,不符合正态分布采用秩和检验;检验水准α=0.05。
2.6 结果
本组术中透视2~4次,平均2.85次。共植入47枚螺钉,其中1枚穿过载距突前下,l枚进入载距突前方,余45枚均准确通过后关节面下方骨块,精确率达95.7%。术后40例均获随访,随访时间8~18个月,平均12个月。术后3例发生腓肠神经损伤,经保守治疗后神经损伤症状明显好转;2例皮缘切口坏死及感染,经换药后愈合。患者跟骨骨折均愈合,愈合时间9~18周,平均12.72周。末次随访时,患者Böhler角和Gissane角分别为(29.40±4.65)°和(130.84±5.08)°,与术前的(6.48±3.67)°和(99.30± 5.85)°比较,差异均有统计学意义(t= -31.38,P=0.00;t= -28.32,P=0.00)。末次随访时按Maryland足部评分系统评价为65~98分,平均90.66分;其中优41足,良3足,可3足,优良率93.6%。见图 2。
3 讨论
载距突是跟骨重要结构之一,起支撑体质量和传递应力的作用,与跟骨内侧壁共同组成内侧承重柱[10-11]。由于载距突周围关节囊、韧带和肌腱的限制,跟骨骨折后载距突发生移位可能性极小[12]。
跟骨骨折后,影响患足预后的最主要因素是后关节面完整程度及移位情况。因此,跟骨后关节面骨折块的复位及稳定固定至关重要,而达到满意复位及固定的前提是在跟骨内、外侧壁均有牢固的螺钉把持点[10-11]。跟骨载距突螺钉内固定在跟骨骨折手术治疗过程中具有重要意义[6, 13-14]。研究表明[13],单纯载距突骨折时,由于其骨折块一般较完整,通过背伸外翻踝关节、轻微挤压后骨折块即可复位,采用l枚空心拉力螺钉即可坚强固定骨折块;如果载距突骨块为2~3块,则可以2枚空心拉力螺钉交叉固定骨折块。有关载距突螺钉通过跟骨外侧钢板植入载距突的生物力学分析发现,1枚载距突螺钉内固定治疗跟骨骨折符合生物力学稳定性,可很好地用于临床[15]。国内有学者[16]研究了跟骨载距突与其外侧壁的解剖关系,通过使用三臂形跟骨钢板的上臂以理想的进钉点和角度可钻入2枚直径4.0 mm全螺纹钛钉;其前点螺钉平均长度为41.84 mm,与跟骨外侧面呈平均69.41°角,与跟骨外侧面的底垂面呈平均22.67°角;后点螺钉平均长度为42.28 mm,与跟骨外侧面呈平均68.45°角,与跟骨外侧面的底垂面呈平均20.79°角;应用尸体30足标本,60枚钛钉中有2枚钻出跟骨后关节面,植入安全率为97.67%。但通过使用三臂形跟骨钢板的上臂向载距突植入螺钉均需通过一定角度,骨科医生需熟练掌握此角度,增加了跟骨骨折治疗的学习曲线,且缺乏临床验证。
临床上,通过螺钉固定跟骨载距突,术后功能恢复较好。施忠民等[14]报道在有限切开组采用锁定钢板排钉技术(包括由外侧向载距突方向植入的螺钉)固定支持后关节面的同时,常规从跟骨结节内侧向载距突再植入1枚螺钉,可为跟骨内侧柱提供稳定支持,并获得了较理想疗效。Swanson等[17]认为,经外侧入路切开复位内固定治疗跟骨关节内骨折时,在钢板之外加用3.5 mm皮质骨拉力螺钉于关节面下方斜行打向载距突,使跟骨后关节面稳定性得到进一步保证。Brunner等[18]采用经外侧扩大切开复位内固定术治疗跟骨关节内骨折62足,术中通过接骨板螺钉孔植入或在接骨板外加用螺钉植入载距突部,使后关节面骨块与载距突之间形成持续压力,以提高稳定性。这些方法能够固定载距突,但这些技术中螺钉定位必须依据多次X线透视数据及根据术者经验和技术判断,可能会导致载距突螺钉位置偏高或偏低,以及一些医源性并发症发生[6-7]。我们采用自行设计的导向器,准确将钢板从跟骨外侧壁通过后关节面下骨块植入载距突螺钉,使钢板与载距突形成一整体,后关节面得到可靠固定,这是手术成功的关键。本组患者术后功能恢复较好,提示使用载距突螺钉导向器辅助固定载距突,能提高载距突螺钉植入准确性,并减少术中透视。
综上述,我们建议对跟骨骨折涉及距下关节面的患者,使用载距突螺钉导向器辅助固定载距突,能提高载距突螺钉植入准确性,且操作方便,还可缩短医生对治疗跟骨骨折的学习曲线。术后早期随访结果显示,跟骨载距突螺钉导向器辅助螺钉植入载距突内可获得良好的疗效。使用该导向器还可减少术中透视对人体伤害,减少载距突螺钉位置偏差引起的医源性并发症。但本研究尚存在以下局限性:① 本组随访时间较短,无法评估载距突是否有效固定的远期预后。② 本研究并非多中心研究,故在载距突螺钉导向器辅助固定载距突的技术上仅能代表本研究小组的临床技能水平。③ 在其内侧载距突螺钉定位点及螺钉导向管的旋转角度仍需凭借术者经验。该载距突螺钉导向器的设计主要依据载距突在外侧壁投影等解剖数据设定,不同患足载距突的解剖学数据不同,解剖结构的变异可能导致该导向器植入螺钉的准确性下降。该载距突设计的定位孔,直径较小,在植入克式针或螺钉时有一定困难,下一步将进行改进。
跟骨骨折占全身骨折的2%,占整个跗骨骨折的60%~65%,跟骨骨折处理不当会遗留足部疼痛和畸形,严重影响肢体功能[1-4]。由于跟骨的皮质骨较薄而松质骨相对较多,所以发生骨折时距骨的垂直压力会造成跟骨塌陷压缩,特别是后关节面常呈粉碎性骨折。而载距突在跟骨骨折时很少发生移位,这为跟骨骨折治疗时螺钉的固定提供了有力把持点,使骨折内固定后达到最大生物力学强度[5]。
目前,有关载距突解剖研究较多,但针对跟骨载距突螺钉内固定的临床方法研究较少。载距突螺钉通常是医生根据术中透视进行盲打,受术中C臂X线机透视影响或术者对后关节面复位程度要求不同,往往载距突螺钉固定位置不满意。如果载距突螺钉植入过高,会引起距下关节破坏,导致医源性关节炎;若载距突螺钉过低,会导致长屈肌腱及胫后肌腱磨损断裂。所以载距突螺钉准确植入至关重要[6-7]。我们设计了一种跟骨载距突螺钉导向器,避免了现有技术中螺钉定位必须根据多次X线透视数据及术者经验和技术等问题,可依据载距突的外侧壁投影等解剖数据准确设定;还可减少术中透视,减少载距突螺钉位置偏差引起的医源性并发症发生。经宁波市第二医院医学伦理委员会批准,我们于2012年5月-2013年10月采用该载距突螺钉导向器辅助治疗跟骨关节内骨折40例(47足)。报告如下。
1 器械介绍
跟骨载距突螺钉导向器(专利号:CN103622744A)包括定位板、导向孔、定位孔、凹槽及手柄。其中定位板厚度≥7 mm,定位板上具有与跟骨Gissane角两边相对应的第1侧边和第2侧边,第1侧边和第2侧边夹角为120~140°;定位板上设有贯通的导向孔,导向孔与第2侧边之间距离为15~25 mm,对应于跟骨中立位状态;导向孔的轴线相对于水平面向上倾斜23~27°后,再相对于铅垂面向前倾斜28~32°。定位孔(直径2.5 mm)有5个(H、I、O、J、K),其中4个定位孔(H、I、J、K)依次连接后形成平行四边形,并且这4个定位孔的中心点与载距突连线形成四棱锥结构;剩余1个定位孔(O)位于该平行四边形的中点位置。定位板朝向跟骨的第1表面上设有与跟骨相适配的凹槽,该凹槽贯通于第1表面;定位板上设有方便医生手术时握持的外凸手柄。见图 1。

2 临床资料
2.1 一般资料
本组男29例,女11例;年龄25~68岁,平均46岁。致伤原因:高处坠落伤32例,交通事故伤8 例。左侧骨折23例,右侧10例;双侧7例。跟骨骨折根据Sanders分型[8]:Ⅱ型17足,Ⅲ型20足,Ⅳ型10足。患足均明显肿胀,皮纹消失,皮下明显淤斑,后足明显增宽并呈内翻畸形,足弓塌陷。2例合并腰椎骨折并不全瘫痪。伤后至入院时间1~12 h,平均6.02 h。
2.2 术前准备
常规摄跟骨侧位、轴位X线片及CT扫描并三维重建。抬高患肢,对有明显张力性水疱者(本组16例),抽吸水疱内液体,待肿胀消退、水疱愈合后手术治疗。对有感染者(本组4例),入院后立即外用抗感染药物治疗,待感染控制后手术治疗。本组入院至手术时间4~9 d,平均6.55 d。
2.3 手术方法
采用持续硬膜外麻醉,单侧骨折取健侧卧位,双侧骨折取俯卧位。均采用跟骨外侧L形切口,起于外踝尖后方,向下经足背与足底皮肤相交处至第5跖骨基底部后方1 cm处。切开皮肤、皮下,显露并保护腓肠外侧皮神经,在腱鞘外侧深面显露游离腓骨长、短肌腱后,暴露跟骨外壁,向上钝性分离,切断跟腓韧带后显露距下关节。将导向器置于跟骨外侧,导向器第1、2侧边与跟骨后关节面边缘对齐,可根据第1、2侧边角度复位,使后关节面达到正常跟骨Gissane角。于H、I、J、K 4个定位孔中随机选2 个打入2枚克氏针,使导向器与跟骨固定。通过导向孔打入导针,术中C臂X线机透视观察跟骨复位情况以及导针准确性;然后撤除导向器,于跟骨外侧放置钢板,根据需要选择适合钢板螺钉(本组11足采用国产仿AO跟骨钢板,36足使用AO跟骨钢板),将钢板螺钉孔套入导针;取出导针,测深后顺孔方向拧入载距突皮质骨螺钉,根据“三角形”固定原则打入其余螺钉。根据复位后骨质缺失情况,本组20例选择硫酸钙人造颗粒骨(Wright公司,美国)植骨充填。C臂X线机透视检查跟骨复位及内固定位置满意。创口放置负压引流管1根,逐层缝合切口。
2.4 术后处理及疗效评价
术后抬高患肢以利消肿,应用抗生素预防感染;24 h后开始足趾伸屈锻炼,但不宜过早行足内、外翻活动;48 h内拔出引流管;每2天清洁换药1次,术后2周拆线。自入院后即刻至术前、术后3 d至切口愈合期间,应用动静脉泵技术进行辅助治疗[9]。术后3个月根据骨折愈合情况开始部分负重行走,骨折愈合后完全负重行走。
术后3 d摄患足侧位及轴位X线片并行CT扫描,了解骨折复位及载距突螺钉位置;测量手术前后跟骨Böhler角和Gissane角; 按照美国足踝外科Maryland足部评分系统标准[8],对患足的主观疼痛(45分)和客观功能(55分)进行评分,总分100分,优90~100分,良75~89分,可50~74分,差 <50 分。
2.5 统计学方法
采用SPSS19.0统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示,符合正态分布手术前后比较采用t检验,不符合正态分布采用秩和检验;检验水准α=0.05。
2.6 结果
本组术中透视2~4次,平均2.85次。共植入47枚螺钉,其中1枚穿过载距突前下,l枚进入载距突前方,余45枚均准确通过后关节面下方骨块,精确率达95.7%。术后40例均获随访,随访时间8~18个月,平均12个月。术后3例发生腓肠神经损伤,经保守治疗后神经损伤症状明显好转;2例皮缘切口坏死及感染,经换药后愈合。患者跟骨骨折均愈合,愈合时间9~18周,平均12.72周。末次随访时,患者Böhler角和Gissane角分别为(29.40±4.65)°和(130.84±5.08)°,与术前的(6.48±3.67)°和(99.30± 5.85)°比较,差异均有统计学意义(t= -31.38,P=0.00;t= -28.32,P=0.00)。末次随访时按Maryland足部评分系统评价为65~98分,平均90.66分;其中优41足,良3足,可3足,优良率93.6%。见图 2。
3 讨论
载距突是跟骨重要结构之一,起支撑体质量和传递应力的作用,与跟骨内侧壁共同组成内侧承重柱[10-11]。由于载距突周围关节囊、韧带和肌腱的限制,跟骨骨折后载距突发生移位可能性极小[12]。
跟骨骨折后,影响患足预后的最主要因素是后关节面完整程度及移位情况。因此,跟骨后关节面骨折块的复位及稳定固定至关重要,而达到满意复位及固定的前提是在跟骨内、外侧壁均有牢固的螺钉把持点[10-11]。跟骨载距突螺钉内固定在跟骨骨折手术治疗过程中具有重要意义[6, 13-14]。研究表明[13],单纯载距突骨折时,由于其骨折块一般较完整,通过背伸外翻踝关节、轻微挤压后骨折块即可复位,采用l枚空心拉力螺钉即可坚强固定骨折块;如果载距突骨块为2~3块,则可以2枚空心拉力螺钉交叉固定骨折块。有关载距突螺钉通过跟骨外侧钢板植入载距突的生物力学分析发现,1枚载距突螺钉内固定治疗跟骨骨折符合生物力学稳定性,可很好地用于临床[15]。国内有学者[16]研究了跟骨载距突与其外侧壁的解剖关系,通过使用三臂形跟骨钢板的上臂以理想的进钉点和角度可钻入2枚直径4.0 mm全螺纹钛钉;其前点螺钉平均长度为41.84 mm,与跟骨外侧面呈平均69.41°角,与跟骨外侧面的底垂面呈平均22.67°角;后点螺钉平均长度为42.28 mm,与跟骨外侧面呈平均68.45°角,与跟骨外侧面的底垂面呈平均20.79°角;应用尸体30足标本,60枚钛钉中有2枚钻出跟骨后关节面,植入安全率为97.67%。但通过使用三臂形跟骨钢板的上臂向载距突植入螺钉均需通过一定角度,骨科医生需熟练掌握此角度,增加了跟骨骨折治疗的学习曲线,且缺乏临床验证。
临床上,通过螺钉固定跟骨载距突,术后功能恢复较好。施忠民等[14]报道在有限切开组采用锁定钢板排钉技术(包括由外侧向载距突方向植入的螺钉)固定支持后关节面的同时,常规从跟骨结节内侧向载距突再植入1枚螺钉,可为跟骨内侧柱提供稳定支持,并获得了较理想疗效。Swanson等[17]认为,经外侧入路切开复位内固定治疗跟骨关节内骨折时,在钢板之外加用3.5 mm皮质骨拉力螺钉于关节面下方斜行打向载距突,使跟骨后关节面稳定性得到进一步保证。Brunner等[18]采用经外侧扩大切开复位内固定术治疗跟骨关节内骨折62足,术中通过接骨板螺钉孔植入或在接骨板外加用螺钉植入载距突部,使后关节面骨块与载距突之间形成持续压力,以提高稳定性。这些方法能够固定载距突,但这些技术中螺钉定位必须依据多次X线透视数据及根据术者经验和技术判断,可能会导致载距突螺钉位置偏高或偏低,以及一些医源性并发症发生[6-7]。我们采用自行设计的导向器,准确将钢板从跟骨外侧壁通过后关节面下骨块植入载距突螺钉,使钢板与载距突形成一整体,后关节面得到可靠固定,这是手术成功的关键。本组患者术后功能恢复较好,提示使用载距突螺钉导向器辅助固定载距突,能提高载距突螺钉植入准确性,并减少术中透视。
综上述,我们建议对跟骨骨折涉及距下关节面的患者,使用载距突螺钉导向器辅助固定载距突,能提高载距突螺钉植入准确性,且操作方便,还可缩短医生对治疗跟骨骨折的学习曲线。术后早期随访结果显示,跟骨载距突螺钉导向器辅助螺钉植入载距突内可获得良好的疗效。使用该导向器还可减少术中透视对人体伤害,减少载距突螺钉位置偏差引起的医源性并发症。但本研究尚存在以下局限性:① 本组随访时间较短,无法评估载距突是否有效固定的远期预后。② 本研究并非多中心研究,故在载距突螺钉导向器辅助固定载距突的技术上仅能代表本研究小组的临床技能水平。③ 在其内侧载距突螺钉定位点及螺钉导向管的旋转角度仍需凭借术者经验。该载距突螺钉导向器的设计主要依据载距突在外侧壁投影等解剖数据设定,不同患足载距突的解剖学数据不同,解剖结构的变异可能导致该导向器植入螺钉的准确性下降。该载距突设计的定位孔,直径较小,在植入克式针或螺钉时有一定困难,下一步将进行改进。