股骨干骨折三维闭合复位器的研制与临床应用

彭昌贵，罗鹰，蓝国湖，李日旺，袁志坤，包国庆，李旭明，潘剑英

1.东莞市石碣医院骨科，广东 东莞 523290；2.东莞市沙田医院骨科，广东 东莞 523900；3.南方医科大学第三附属医院，广州 510630

股骨干骨折的发生率约占全身骨折的6%，好发生于20～40 岁的青壮年[1,2]，多为严重的高能量损伤。由于存在较高的感染率以及骨折延迟愈合或不愈合，除关节内骨折需切开解剖复位坚强内固定外，一般不推荐切开复位内固定治疗股骨干骨折。闭合复位交锁髓内钉固定是目前治疗的“金标准”[3，4]，骨科牵引床闭合复位交锁髓内钉内固定是目前常用的手术治疗方法[5]，但大腿软组织丰富，尤其是肥胖患者，骨科牵引床手术时因大腿悬空，骨折远端后侧腓肠肌牵拉及下沉趋势等，导致股骨闭合复位非常困难。因而有文献[6]报道辅助闭合复位的撑开器，避免应用牵引床复位的相关问题，而无论是骨科牵引床或撑开器都只能对骨折作牵引，解决骨折短缩畸形。骨折侧方移位是通过骨折周围肌肉、骨膜等软组织封套作用使牵引力转化为压力，使部分股骨干骨折获得复位，牵引后仍无法复位时再通过各种辅助复位方法，如手法复位、克氏针撬拔、顶棒纠正成角等方法来完成[7～9]。近年也有报道[10,11]股骨复位器治疗股骨骨折，在骨折端置入schanz 钉，连接复位器操控复位，可完成骨折断端前后及侧方移位的纠正，而对骨折移位无法量化调整，精准复位。目前临床上尚缺乏一种股骨干骨折闭合复位器，既可达到牵引，解决骨折短缩畸形，避免骨科牵引床的弊端，同时连接复位器直接把持骨折端对骨折前后及内外侧移位精准复位。鉴于此，笔者自行设计并研制一种股骨干骨折三维闭合复位器[实用新型专利号：一种股骨干骨折三维闭合复位器ZL（2018 2 0209190.1)]辅助完成手术，回顾性研究2019年7月-2021年6月对股骨干骨折闭合复位交锁髓内钉内固定术，术中使用治疗的68例患者，探讨其临床应用效果，归纳三维闭合复位器优缺点及适应症。

1 材料与方法

1.1 复位器的结构设计

1.1.1 复位器的组成 该复位器主要由近端固定部分、远端牵引部分、骨折远端复位操控部分及三部分互相连接部分组成，近端固定部分通过克氏针牢固固定在骨盆，牵引部分对骨折作牵引，解决骨折短缩畸形，骨折远端操控部分通过操控骨折远端，使骨折远端侧方移位准确复位，3 个部分通过连接杆连成牢固的整体。

1.1.2 复位器的组合与连接 近端固定部分由克氏针、固定夹、带3 孔固定杆，克氏针固定在髂前上棘下方的髂骨处；骨折远端牵引部分由牵引弓、带螺纹的牵引杆、尾端带半球形的螺母、钢圈固定器构成，牵引弓是张力牵引弓，可牢固固定骨牵引的克氏针，牵引杆与尾端带半球形的螺母连成一体，通过螺母的转动拉伸牵引杆的移动作牵引，螺母尾端的球形结构可随牵引力作用改变方向；骨折远端操控部分由带3 孔固定的螺杆、带套筒螺杆、带套筒固定杆、螺母、固定夹及克氏针构成。所述3 孔固定的螺杆通过3 孔固定在连接杆上，并与其垂直，在3 孔固定的螺杆与带套筒螺杆相互垂直连接，带套筒螺杆与带套筒的固定杆又相互垂直连接，带套筒固定杆通过固定夹固定克氏针，螺母在螺杆上拧动推动套筒定向移动；3 部相互连接部分由多根杆连接组成，杆的一端带有3 孔固定装置，杆侧方开孔，杆与杆之间通过孔连接延长及多方向连接，通过侧孔可连接近端固定部分、远端牵引部分及骨折远端操控部分，形成一个完整复位器（图1）。

图1 股骨干骨折三维闭合复位器的组合与实物图①克氏针 ②带3 孔固定杆③带套筒固定杆 ④固定夹⑤固定螺帽⑥钢圈固定器 ⑦螺母 ⑧尾端带半球形的螺母⑨带螺纹的牵引杆⑩带3 孔固定的螺杆⑪带套筒螺杆 ⑫张力牵引弓 ⑬多孔连接杆Fig.1 The schematic and real pictures of the three-dimensional closed reduction device for femoral shaft fracture①Kirschner wire;②fixing rod 3 holes;③fixing rod with sleeve;④fixing clip;⑤fixing nut;⑥steel ring fixator;⑦nut;⑧nut with a hemispherical end;⑨threaded rod drawbar;⑩fixing screw with 3 holes;⑪screw with sleeve;⑫pantograph;⑬multi-hole connecting rod

1.2 复位器工作原理与使用方法

骨折闭合复位需要解决骨折短缩畸形及侧方移位，股骨近端固定部分可通过克氏针固定在髂前上棘下方的髂骨处，通过连接部分与远端牵引部分连接，远端连接部分压在肢体下，形成作用力与反作用力，可固定在手术床上，牵引部分的螺母旋转使螺杆移动作骨牵引，解决骨折短缩畸形，可稍过牵，有利于复位，经透视骨折端无短缩后，在骨折远端离断端3～4 cm 处由前向后垂直钻入5.0 mm 克氏针通过股骨双侧皮质，通过复位器螺纹杆互相垂直连接，通过螺母在竖向的螺纹杆的移动，推动套筒上下移动，可调整骨折端前后移位，同样通过横向螺纹杆上的套筒移动调整骨折端内外侧移位，通过三个方向调整使骨折达到准确复位。复位器仅作牵引可应用于股骨颈骨折、股骨转子间骨折、股骨远端骨折及小儿股骨干骨折闭合复位弹性髓内针内固定。

1.3 临床资料

1.3.1 纳入标准 ①年龄18～75 岁；②外伤导致的单侧股骨干段骨折；③股骨中段及上段骨折（包含合并同侧股骨颈或股骨转子间骨折）；④股骨中下段骨折合并股骨转子间骨折；⑤骨折端完全移位，有闭合复位应用髓内钉固定适应症；⑥随访6 个月或以上者。排除标准：①开放性骨折、陈旧性骨折者；②无移位骨折者；③病理性骨折者；④多部位或多发骨折者；⑤合并感染或有其他系统疾病影响手术者。

1.3.2 一般资料本研究按上述标准共纳入68例患者，其中男46例，女22例，年龄18～75 岁，平均35.8岁；车祸至伤35例，摔倒至伤19例，高空坠落至伤14例；按A0分型：32A 型35例，32B 型22例，32C 型11例。受伤至手术时间4～12 d，平均6 d。

本研究得到东莞市石碣医院伦理委员会批准（20190102），所有患者均签知情同意书，该复位器由东莞市科技局资助，浙江广慈医疗器械有限公司生产。

1.3.3 手术方式 术前均给予胫骨结节牵引，复查床边X 线片骨折无短缩，术中采用硬膜外或全身麻醉，平卧位于可透视手术床上，垫高患侧臀部30°，健侧放平或截石位并在髋部外侧放挡架阻挡，防止因患侧垫高而向健侧滑移。消毒前透视患侧髋关节及骨折部位的正侧位，标记大转子尖水平及股骨骨折水平，消毒患肢全长，上至髋部平脐水平及会阴部，下至踝关节，在大转子顶点上方切开4～5 cm，在转子顶点稍偏内侧钻入1 枚4.0 mm 导针至小转子水平，透视证实导针正侧位方向均指向股骨髓腔中央，如有偏差用蜂窝导向器稍作调整。在套筒保护下扩大近端髓腔。于髂前上棘稍下方向髂翼内锤击打入1 枚直径为5.0 mm 克氏针，进针角度与水平面成45°并向内倾斜10°～15°，克氏针通过固定夹与复位器连接。将复位器及患肢稍内收后拧紧固定夹，拧动远端半球型螺母拉伸牵引杆作骨折牵引，透视骨折端正侧位，骨折可稍过牵，如是股骨近端骨折或肢体细小的患者，插入金手指控制近端对远端可复位，导针顺利通过骨折远端，本组23例通过牵引后骨折已复位，如无法复位，在骨折远端离骨折端3～4 cm 由前向后重直钻入5.0 mm 克氏针，通过骨折复位操控部分对骨折端的前后及内外移位作调整，骨折复位后导针通过骨折远端达干骺端，股骨髓腔用软髓腔锉从小到大依次扩髓，选择合适髓内钉，所选髓内钉直径比扩髓锉小1.0～1.5 mm 。沿导针插入髓内钉，透视检查断端有无旋转、短缩、分离及成角畸形，如有畸形可调整牵引及旋转肢体远端进行纠正，必要时应用阻挡钉技术增强骨折端的稳定性，以防止成角畸形。按髓内钉定位器锁定远端锁钉及近端锁钉。3例股骨干骨折合并同侧股骨转子间骨折患者采用重建髓内钉固定。拆除复位器，缝合切口，手术结束。

对于32-B 型及32-C 型骨折，术前通过健侧股骨全长X 线片，测量从大转子顶点至髌骨上缘长度，确定术中髓内钉长度，以保证双下肢等长，术中透视骨盆正位片观测双侧小转子形态，并通过测量下肢髂前上棘至第1、2 趾间力线是否通过髌骨中线，防止股骨旋转畸形。对于合并股骨转子间骨折患者，先在髂前上棘置入克氏针，连接复位器后作牵引，透视观察转子间骨折复位达到要求再作开口，以防开口偏差。

1.3.4 评估指标 手术时间、术中出血量、骨折复位时间（术中从安装复位器完毕至导针进入骨折远端时间）、骨折愈合时间，术后股骨长度及旋转畸形发生率。

2 结果

手术时间80～130 min，平均95 min。术中出血量100～200 mL，平均160 ml。骨折复位时间5～30 min，平均20 min。68例全部闭合复位成功。术后CT 测量有10例出现不同程度旋转畸形，平均旋转4.5°，旋转均在10°以内。2例出现患肢短缩，分别为0.6 cm 和1.0 cm。68例获6～24 个月（平均13.5 个月）随访，骨折全部愈合，愈合时间4.0～10.5 个月，平均6.0 个月。无医源性骨折、感染、神经血管损伤、断钉及其他并发症发生。

典型病例见图2。

图2 患者男性23 岁，交通伤致右股骨干骨折（AO 32A1）A:术前正、侧位X 光片示右股骨中段骨折，完全移位 B:术中安装股骨干骨折三维闭合复位器 C:牵引后在骨折远端钻入克氏针并操控复位导针通过远端髓腔D:术毕切口E:术后1 周复查正、侧位X 线片示骨折复位固定良好F:复查X 线片骨折已愈合Fig.2 Right femoral shaft fracture caused by traffic injury in a 23-year-old male patient (AO 32A1)A: the anteroposterior and lateral X-ray films before the operation showed the fracture of the middle segment of the right femur,which was completely displaced; B:the three-dimensional closed reduction device for femoral shaft fracture was installed during the operation; C:after traction,the Kirschner wire was drilled into the distal end of the fracture and the reduction guide pin was manipulated to pass through the distal medullary cavity; D: the incision wound after the; E: the anteroposterior and lateral X-ray films showed that the fracture was well repositioned and fixed; F: X-ray imaging showed healing of the fracture

3 讨论

3.1 股部解剖基础与复位器设计理念

股骨是人体最长和最粗的骨，股骨上端有股骨头、颈和大小转子，股骨头与髋骨的髋臼形成髋关节，股骨体呈圆形，微向前凸，股骨下端有内外髁，髁前面与髌骨关节面参与组成膝关节。股骨有许多重要的肌肉与韧带附着，骨折时多组肌肉的牵拉作用而使大腿短缩及成角畸形造成复位困难。为解决股骨骨折复位难点，笔者自行设计并研制了本复位器，在髂骨及胫骨结节钻入克氏针，连接复位器行牵引，纠正骨折短缩畸形，持续牵引使骨折周围肌肉、韧带、骨膜等软组织封套作用使牵引力转化为压力，使骨折侧方移位获得部分复位，如导针仍无法通过远端，在骨折远端离断端3～4 cm 处由前向后垂直钻入5.0 mm 的克氏针，通过连接复位器操控调整使骨折侧方移位达到准确复位。

3.2 本复位器主要结构优势

本组治疗中使用的股骨干骨折三维闭合复位器主要与带锁髓内钉固定手术配合使用，替代骨科牵引床作牵引，并且可操控骨折端准确复位，其具有以下结构优势。①创伤小，术中的主要有创操作是在髂骨及骨折远端置入1 枚克氏针，胫骨结节牵引针是术前保留；②近端克氏针固定在髂前上棘下方，力学上更符合下肢力线，使骨折复位更容易，皮下可触及，操作简单安全；③复位器的连接杆在大腿后外侧，不影响术中股骨正侧位透视，复位器远端被压在肢体下，牵引形成了作用力与反作用力，可固定在手术床；④远端牵引部分的牵引螺母设计成半球形，随牵引力而改变方向，骨折顺势牵引，远近端固定点均不在股骨，更有利于通过骨折周围肌肉、骨膜等软组织封套作用达到骨折复位，如牵引后透视骨折端扔有错位，在骨折远端置入克氏针操控骨折端，可以准确复位；⑤复位器上的骨折操控部分的螺杆有刻度，可量化调节骨折移位的辐度，达到骨折准确复位；⑥允许患肢适当内收、外展及内外旋转，有利于术中股骨近端开口及测量下肢长度、轴线，操作更加灵活；⑦合并有骨盆骨折或其它部位骨折，手术时不需要更换体位，平卧完成手术，避免更换体位及多次消毒；⑧成本低、体积小、容易组装，在各级医院易于推广使用；⑨透视时医护人员可离开手术间，减少辐谢，有报道因长时间的X线暴露容易造成DNA 突变，对淋巴组织、胸腺、骨髓组织、胃肠上皮细胞、性腺和胚胎组织等敏感部位造成影响[12]。⑩仅作牵引时应用于股骨远端骨折、股骨转子间骨折、股骨颈骨折、胫腓骨骨折闭合复位及小儿股骨干骨折闭合复位弹性髓内针内固定病例。

3.3 本复位器应用的适应症及操作注意点

本复位器早期设计的主要应用于股骨干骨折闭合复位，后经不断改良，现除因合并股骨畸形或髓腔过细不能应用髓内钉固定的股骨干骨折外，其他类型股骨干骨折均可采用，而且对股骨转子间骨折、股骨颈骨折、胫腓骨骨折的闭合复位髓内钉或钢板螺钉内固定也能取得良好疗效。但是，合并同侧髂前上棘骨折或髋臼骨折的患者不能应用此项技术。操作注意点：①术中垫高患肢，向健侧斜30°卧位，此体位消除了股骨颈前倾角对术中C 形臂X 线机侧位透视的影响，使术中髋关节正、侧位的透视更方便，同时方便股骨大转子顶点的开口、导针的插入、髓腔的扩大和置入髓内钉等操作。②髂前上棘稍下方向髂骨翼内锤击打入1 枚直径为5.0 mm 克氏针，进针角度与水平面成45°并向内倾斜10°～15°，克氏针通过固定夹与复位器连接。对于骨质疏松较严重的患者，可选择髂前下棘为近端克氏针置入点。③如股骨中段或中下段骨折，可先在大转子上开口，扩大近端，如近端或转子间骨折，先在髂前上棘置钉后牵引，透视骨折复位良好后再转子上开口，以防开口偏差。④牵引后透视查看骨折端对位，先用金手指作导向复位，如导针仍无法通过远端，再在骨折远端钻入克氏针连接复位器操控复位。⑤术中消毒至患肢足部，用单层防水巾包扎，以备术中测量下肢轴线，防止旋转畸形。⑥对于32B 型及32C 型骨折，术前照健侧股骨全长X 线片，精准测量出从大转子顶点至髌骨上缘长度，以备术中牵引程度及选择髓内钉长度，防止患肢短缩畸形。⑦术中导针通过骨折远端后取出操控复位的克氏针，透视骨盆正位片观测双侧小转子形态，在牵引状态下旋转远端，使髂前上棘至第1、2 趾间力线通过髌骨中线，防止股骨旋转畸形，本组病例术后CT 测量有10例出现不同程度旋转畸形，平均旋转4.5°，旋转均在10°以内，符合侯继光[13]推荐的股骨干骨折闭合复位交锁髓内钉固定术后旋转畸形控制于10°以内的标准。

股骨干骨折三维闭合复位器能在不暴露骨折端的情况下使骨折端得到准确复位并临时固定，患者在普通透视床上即可完成手术，避免了使用安装复杂的牵引床及其带来的一系列缺点，提高了股骨干骨折的闭合复位成功率，有效改善手术质量，减少手术并发症的发生，为股骨干骨折的闭合复位交锁髓内钉内固定手术提供了一种新的方法，与以前文献报道的撑开复位器相比，其手术操作难度降低。而本复位器在实际操作时发现，复位器操控的螺杆移动的幅度与骨折断端移动幅度不一致，分析可能是克氏针在受力后变形及透视影像放大有关，对骨折移位距离无法精准评估，导至复位准确度降低，最终以C 型臂机透视骨折复位为准。同时本研究的不足之处是病例数编少，没有对照组病例的研究，手术的安全性及可靠性需要进一步的临床对照研究来论证。同时本复位器是偏心牵引，牵引力有限，有待今后复位器制造材料选择与工艺不断完善和改进，并进行生物力学测试，更好服务临床。