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第四节
轻便颅盆牵引装置及应用

一、概述

脊柱是躯干的主要支柱,构成胸腔和腹腔的后壁。胸段有肋骨得以附着,胸腹腔之内脏赖以依存,既是脊髓神经之通道,又为大血管所依附而行。因此任何原因所致的脊柱变形,都必须恢复其正常状态。

治疗脊柱的损伤与疾病,自古以来是医家之难题,近代已成为矫形外科重要研究课题之一。治疗脊柱骨折脱位,我国自古就有“攀索”“垒砖”的复位法和“腰柱”的固定法。其基本治疗原理与近代医学相同,近代医学一直是沿用各种牵引方法和支具背心、石膏等外固定法以及钢板、螺钉、钢丝等内固定法为主。近40年来才出现了颅环支撑牵引等外固定器材及技术。

传统的牵引方法为枕颌带(Glisson’s sling)悬吊牵引(图4-6),Roger Anderson及Crutch field的螯状钳颅骨牵引等方法,其机理都是靠牵拉力而使脊柱畸形得以改善,且都必须卧床以绳索悬吊,以自身体重做反牵引(图4-7)。脊柱由多数骨块连接垒砌而成,具有伸屈和旋转的功能,各种悬吊牵引,其力量都不能达到使脊柱固定的目的,因此,多年来寻求更有效的脊柱牵引固定装置成为脊柱外科的发展关键。

近40年来,研制出了颅环(Halo)支撑固定装置,从生物力学角度看是质的改进。力的作用方式将单纯的牵拉改变为支撑,躯干撑开,周围没有影响撑开的因素,这样的对抗拉力支具,既有足够的牵拉力又有牢靠的固定作用。颅环虽是1959年Perry及Nickel首先制成且开始用于临床,但较广泛的应用是20世纪80年代初期。

图4-6 垂直悬吊牵引法:两脚跟离地,每天8~10次,每次5~20min,术前2~4周进行牵引

(一)颅盆环支撑的改革和衍变

1959年Perry与Nickle首次介绍了应用颅环支撑牵引装置;1967年Moe应用颅环股骨牵引;后来发现颅环股骨牵引对脊柱控制不够,又不能早期离床活动,1969年Levine才开始制成了颅环骨盆环支撑牵引装置Halo pelvic distraction治疗严重先天性脊柱侧凸。

图4-7 平卧位颅环骨盆带牵引,能去除上半身的体重,故牵引力较大,但需长期卧床为其不足之处,适应于拆除颅盆环后仍需要继续牵引治疗的患者

国内应用颅盆支撑牵引较早的医生有山西的马景昆和新疆的田慧中,他们两位应用颅盆支撑牵引做术前准备矫治重度脊柱侧凸,治疗了大量的病例,积累了许多成熟的经验。

田慧中于1980—2008年应用自己设计制作的颅盆牵引装置治疗各种类型的重度脊柱侧凸1100例,取得颅盆支撑牵引治疗脊柱畸形的丰富经验。后于2002年田慧中又将颅盆支撑牵引装置进一步改进为轻便式颅盆牵引装置(图4-8、图4-9),整套器械总重量不超过1kg,并取得国家专利。

(二)脊柱牵引的生物力学

(1)颅骨牵引:平均颅骨悬垂牵引时,牵引力被体重及肌肉收缩抵消一部分,所余的拉力才可以达到每个椎体、椎间盘及有关的韧带,因此,可将变形的脊柱拉直或达到复位目的。

图4-8 改良轻便式颅盆环牵引装置,专门用于正在发育期间的脊柱侧弯患者,整套器械总重量不超过1kg,利用它缓慢逐渐延长的作用,使弯曲的脊柱伸直、挛缩的软组织松解,达到矫正脊柱畸形和延长躯干的作用

A.轻便式颅盆环牵引装置,整套器械总重量不超过1kg,乃由田慧中设计制造,并取得国家专利

B.轻便式颅盆环牵引装置,已组装好并与骨圆针固定示意图(前面观)

图4-9 轻便式颅盆环牵引装置

仰卧位颅骨牵引,牵引力为水平方向,而体重为垂直方向,两力互相成直角,衣服、卧具制止身体向头侧移动,可使颈部被牵直或复位。这种平行身体的作用力即为剪力(Shear)。如将床头垫高,身体垂直的重力就有助于剪力。

(2)脊柱的抗弯曲力:脊柱发生侧凸时,必须伴随脊柱的旋转。腰椎小关节面比较垂直,比胸椎的小关节面易于控制旋转,故侧凸多见于胸椎,胸椎中段最易发生侧凸。

脊柱的间盘、韧带可以维持其稳定性,脊柱两旁的肌肉相互对称地收缩,能防止正常脊柱发生弯曲,但当脊柱已经有侧凸旋转存在时,这些偏离中线两旁的肌肉反而成为促进变形的力量。

(3)矫正主侧凸的力学:矫正脊柱侧凸是以矫正其C形主弯为主,可以牵引脊柱,也可以从侧方推挤侧凸的顶点。矫正的力必须用对称等值的力来平衡,就是需要用等值而方向相反的牵引力或推挤力才能产生矫正作用。因此,要矫正侧凸,就必须用牵拉或推挤的力量来平衡其阻力。无论在脊柱的一端牵拉或在侧凸的顶点推挤,没有平衡的力,就不能矫正畸形。而所用等值反方向的力,必须能使脊柱在伸直过程中侧凸两端能互相自由移动,否则只能改变弯曲的式样而不能矫直侧凸。

在矫正脊柱侧凸时,所用的等值而反方向的力之间必须有一段距离,如果等值而反方向的力作用在侧凸的同一平面,则得不到矫直作用。

从作用力线到弯曲顶点垂直距离称为力臂。力臂越长,产生的对抗弯曲越大。作用力乘以力臂的长度之积叫作力矩或弯矩,代表对抗弯曲的效应。因此,牵引脊柱两端或沿着脊柱在不同平面对抗推挤就产生力矩。对轻度侧弯,这两种方法都可以奏效;而严重的侧凸,水平的作用从力学上看不到,而牵引则因有相当长的力臂产生的弯矩大而有效。

二、颅盆支撑牵引操作技术

(一)颅盆支撑牵引装置的构成

(1)颅环:①颅环为一圆形环(图4-10),分大、中、小3种,可根据患者头型略为塑形,使之与头围保持5~10mm的间距,过近易产生压迫,过远则不稳定。②颅环上有4枚螺钉座(图4-11),每个钉座上有3个螺钉孔,根据头的大小和形状,选择4枚螺钉的进钉孔。颅环的前两枚钉应在眉梢外上方1.5~2cm处固定,后两枚钉应在耳轮后上方1.5~2cm处固定(位于最大头颅直径的略下方),前后对角交替拧紧螺钉,调整颅环的四周,使其与皮肤间距保持一致,以保证螺钉旋入颅骨后稳定、可靠。③颅环上装有4根支撑杆连接孔(图4-10),准备与4根支撑杆相连接,以便每天调节其高度进行撑开。④颅环上的4枚螺钉(图4-12),将颅环固定在颅骨上,螺钉要进入人体组织内,故必须是不锈钢制品。螺钉长60mm,外螺纹直径6mm;螺钉尖长5mm,钉尖基部直径2mm。固定于颅骨时,仅钉尖刺入骨皮质,防止在皮质骨上滑动,颅环在颅骨上的固定是靠4枚螺钉相互顶挤保持稳定,并非是螺钉的螺纹进入皮质骨内,故无穿透颅骨之虑。

图4-10 颅环分大、中、小3种,枕弓上翘,枕后部有可调节的螺棍

图4-11 钉座:加厚的钉座上有3个颅钉孔,可供选用

A.4枚颅钉;B.颅钉的尖端刺入颅骨外板,防止滑移

图4-12 颅钉

(2)骨盆环:骨盆环为一圆形环(图4-13),分大、中、小3种,周长有可调装置,可任意压成椭圆形,带有4根支撑杆接头。盆针与盆环的固定方法:先用细钢丝将盆针固定在盆环上,然后用骨水泥或牙托粉包埋固定。这种方法比盆针固定器方便可靠,可完全代替盆针固定器。

(3)支撑杆:其长度分大、中、小3种(图4-14),上端穿于颅环上的支撑杆固定孔内,以上下螺母夹紧固定,作撑开之用,下端穿于骨盆环上的支撑杆固定孔内,以上下螺母夹紧固定。对侧弯重的患者,可任意将杆折弯来适应脊柱的弯度。安装时4根支撑杆的力线应取得一致,使颅环位于水平位。

(二)盆针与颅环的安装

(1)术前准备:①术前应将患者头发剃光和穿针部位的皮肤清洁备皮。②术前准备3.5~4.0mm直径的扁头骨圆针,长度30~35cm,各两根备用。

(2)麻醉:采用短暂的小剂量静脉全身麻醉,时间不需要过长,使其回病房后即可清醒过来。

(3)麻醉前令患者取站立位,标记出进针点(髂前上棘以上3~5cm)、出针点(髂后上棘顶点)(图4-15)。

图4-13 可调式骨盆环

图4-14 4根支撑杆,分大、中、小3种,长度50~80cm

图4-15 在站立位标记出进针点和出针点,才能知道有否两下肢不等长所引起的骨盆倾斜,以便在骨盆穿针时考虑进针和出针的高低水平

(4)骨盆穿针操作(图4-16):令患者取侧卧位,消毒铺单,自髂前上棘以上3~5cm处,用两根硬膜外穿刺针,沿着髂骨内外侧骨板,向着髂后上棘的方向刺入,作为示踪方向和固定皮肤以防止滑动,再用尖刀在进针部位刺一小孔直达骨质,将导针自刺孔内击入骨质,然后调整方向,向着髂后上棘的方向用小锤轻轻打入,最初开始可用瞄准器,有经验后直接打入即可,出针部位在髂后上棘或略偏髂后上棘的内侧即可,第一根针穿好后,给患者翻身将已穿好的针放在手术床的空洞内,重新消毒铺单,再用同样的方法穿第二根针。两根针穿完后,患者取仰卧位,颈胸部垫高,以便安装颅环。

A.患者取侧卧位,标记出进针点和出针点,两点之间作连线,以示进针和出针的方向;B.进针点应在髂前上棘以上两横指,即3~5cm处,此处髂骨较厚容易穿针,只有在此进针,才能使盆针位于站立时的水平位,行走方便;C.先用硬膜外穿刺针插入盆内外的骨膜下,引导进针方向和固定皮肤以防止滑移;D.在两针之间用尖刀刺入皮肤直达髂骨,然后,自此插入导针;E.拔出导针更换直径3.5~4.0mm的骨圆针,沿导针的方向,用小锤轻轻击入,直至骨圆针自髂后上棘穿出皮肤为止;F.一侧骨盆穿针已完成,令患者翻身,再用同样的方法做对侧的穿针

图4-16 骨盆穿针操作

骨盆穿针方法分两种:一为直接穿针法,二为借用瞄准器穿针法。笔者惯用直接穿针法,认为直接穿针法如能正确掌握其要领,靠手感,用小号骨锤锤击的方法能清楚地掌握进针的方向,不会偏离髂骨过远,安全可靠。用瞄准器和手摇钻钻入髂骨的方法(图4-17)过于复杂化,延误了时间,且骨圆针向前推进的方向也并非完全按照瞄准器所指的方向前进,其原因是当骨圆针的尖端遇到髂骨骨皮层的侧压力时,骨圆针的尖端也会偏离瞄准器的指引线,过分依靠瞄准器,有时还会出现更大的偏差,有损伤盆腔内其他重要脏器或大血管的可能性,为了安全起见,不主张采用瞄准器穿针法。

图4-17 用瞄准器和手摇钻钻入髂骨的方法

(5)颅环安装:颅环的前两枚钉应在眉梢外上方1.5~2cm处固定,后两枚钉应在耳轮后上方1.5~2cm处固定(图4-18),前后对角交替拧紧螺钉,调整颅环的四周,使其与皮肤间距保持一致。由颅环的弹性挤压力和4枚螺钉向外的撑力,使钉子固定在颅骨的外板上。因为钉子固定在颅骨最大直径的下方,使钉尖刺入颅骨外板,牵引中不会出现颅环上移及牵拉皮肤现象。螺钉拧紧后,向后回退半圈,使钉周围的皮肤回复原位,然后在钉子周围注射局麻药液,以防回病房后疼痛(图4-19)。

图4-18 颅环的前两枚钉应在眉梢外上方1.5~2cm处,后两枚钉应在耳轮后上方1.5~2cm处,如图中的黑点所示

A.颅环上的4枚螺钉拧紧固定;B.然后在螺钉周围注射局麻药液,以防回病房后疼痛

图4-19 在静脉麻醉下完成骨盆穿针后,再安装颅环

(三)盆环与支撑杆的安装

安装盆环及4根支撑杆:装好颅环和盆针后,送患者回病房,1~2天后,再在病房内安装盆环和4根支撑杆(图4-20)。先用细钢丝将盆针固定在盆环上,然后用骨水泥或牙托粉包埋固定(图4-21),待其凝固后,再安装4根支撑杆,助手握住颅环向上牵引,使头保持中立位,不要有旋转、侧屈、后伸和前屈,使颈前后受力均匀。将4根支撑杆分别装入颅环和盆环的连接孔内,上端的支撑杆用两枚螺母夹持固定,下端的支撑杆也用两枚螺母夹持固定(图4-22),观察4根支撑杆的力线方向是否一致,否则需将支撑杆折弯使其力线取得一致。在上端螺纹的基底部用胶布条缠绕,作为以后每天升高测量的标记,以后每天向上旋转螺丝母,使4根支撑杆产生撑开作用。

图4-20 第二天在病房安装盆环和4根支撑杆,然后开始下床活动,白天多做室内外活动,以防骨质脱钙,夜晚睡觉时应用枕头垫实,牵引4~6周后,再做内支撑内固定手术

A.先用1.0mm直径的Luque钢丝将盆针与盆环相固定;B.然后用骨水泥或牙托粉包埋固定

图4-21 盆环与盆针固定法模拟图

图4-22 上端的支撑杆插入颅环的连接孔内,用两枚螺母夹持固定

三、颅盆环支撑期间的牵引速度和注意事项

(一)牵引期间的调节与升高速度

颅盆环支撑牵引应先快后慢,最初每天3~5mm,之后每天1~2mm,最后每天不得超过1mm,切忌牵引速度过快,应严密观察患者是否有过牵症状出现,如有伸舌困难、语言不清、流涎等现象出现,应立即停止牵引或下降5mm;观察患者是否恢复,如无恢复,还应再下调5mm,继续观察,必要时应拆除颅盆环以利于恢复。因为颅盆环牵引必须在漫长的过程中逐渐牵开,才能适应骨组织和软组织的松解延长,整个颅盆环牵拉过程应在4~8周内方能完成,决不能急于求成,切忌牵引的速度过快,以免造成不可回逆性脊髓和神经过牵损伤。

颅盆支撑牵引期限的长短则根据欲达到的目的而定。如用于颅盆牵引做术前准备时,牵引期限一般为4~6周,待重度弯曲度变为轻弯后,预计内固定器械可以置入时,即可完成牵引任务。如用于Ilizarov牵拉成骨的方法矫治脊柱侧弯时,则需要更长的牵引时间,利用其慢性牵拉的过程中,通过“时间变量”使弯曲的脊柱伸直,则需采用牵引与外固定交替进行的方法。根据笔者初步应用的结果,认为常常需要颅盆牵引10周、石膏外固定10周、休息1周,再重复进行一次,即需要1年左右的疗程方能达到矫正脊柱侧凸的目的,还必须是发育期间的儿童。

(二)戴颅盆环期间的注意事项

(1)戴颅盆环可以在室内外活动(图4-23),但应有医护人员或家属陪同,应注意不能做剧烈的运动和打闹,不能跌倒损伤。

(2)戴颅盆环应多做站立、行走等户外活动,以防骨质脱钙。只有在不断的活动中才能使椎间关节产生蠕变和松解,使弯曲的脊柱容易牵拉变直(图4-24、图4-25)。

图4-23 戴颅盆环应多做室外活动,吸收新鲜空气,经常晒太阳,以防骨质脱钙。只有在不断的活动中,骨组织和软组织才能逐渐拉长,弯曲的脊柱才能逐渐变直

A.脊柱侧弯牵引前;B.同一病例,颅盆环牵引4周后,脊柱已变直

图4-24 病例介绍

A、B.术前人体前、后面观,显示重度脊柱侧弯,左侧胸廓塌陷;C、D.行颅盆环支撑牵引4周后脊柱侧弯明显减轻,身高增加9cm

图4-25 典型病例

(3)戴颅盆环睡觉时,应用填料垫实(图4-26),不能让患者悬空在架子上,这样使会患者得不到真正的休息。

图4-26 戴颅盆环睡觉时,应用填料垫实,患者才能睡得舒适。绝不能让患者悬空在架子上睡觉

(4)颅盆环牵引到3周以后,因牵开的高度逐渐增加,使颈部受力过大,可在颅盆环牵引下,使用提肩带(图4-27),减去两上肢的重量,使颈部受力减轻,加大胸腰椎牵引的力度。患者如感到吞咽困难、说话不便、颈部肌肉高度紧张时,则为过牵表现,应及时向医生反映,停止继续升高,休息数天,甚至降低5~10mm,待患者症状消失后,再考虑能否继续牵引治疗。

(5)颅环上的4枚螺钉,应将钉尖刺入骨皮质内防止滑动移位,随着固定时间的延长,可能会发生松动和移位,引起患者疼痛。应随时检查拧紧螺钉,防止松动和移位,即可解除疼痛问题。

(6)颅钉和盆针刺入皮肤的部位,如无感染和分泌物,则令其保持干燥,无须滴酒精,因为酒精挥发后剩下来的是水,反而容易感染。如果钉眼和针眼有炎症和分泌物时,则应用新洁尔灭棉球,每天清洁伤口1~2次,也可用无菌纱布覆盖并同时应用抗生素预防感染。

(7)在撑开过程中如发现盆针有移位引起患者疼痛的,则应检查盆针是否被撑豁下沉,必要时则应更换盆针。

(8)在颅盆环牵开过程中,如出现胸腔上口综合征(尺神经麻痹),则应调整撑开力使其缓解;当撑开力调整后,仍不能解决问题时,则应考虑做第一肋骨切除术,然后继续牵引。

图4-27 提肩带可减去两上肢的重量,使颈部受力减轻,加大胸腰椎牵引的力度

(9)在颅盆环牵开过程中,如出现肠系膜上动脉综合征,则应令患者作头低俯卧位(图4-28),禁食或胃肠减压,待患者恢复正常肠蠕动和放屁后,再开始进流质饮食。

(10)在颅盆环牵开过程中,如出现伸舌困难、语言不清、吞咽障碍,则为第一、第二颈椎过牵表现,应及时降低牵引高度,直至患者症状恢复。

(11)对胸廓畸形严重的病例,也可在此期间进行胸廓成形术。胸廓成形术的患者,有并发气胸的可能性,术后应拍摄胸部X线片和严密观察,如有气胸存在,应穿刺抽气或安装胸腔闭式引流管等处理。

图4-28 头低俯卧位可减轻肠系膜上动脉对十二指肠的压迫,使患者的腹痛、腹胀、呕吐等现象得到缓解

四、颅盆环牵引期间更换颅钉和盆针

颅盆环牵引期间更换颅钉的问题:牵引期间如因颅钉穿透颅骨全层,则应及时更换颅钉。更换的方法是先将颅环上临近的钉孔和皮肤严格消毒,将2%盐酸利多卡因,通过钉孔刺入皮肤直达颅骨,边推麻药边拔出针头,注入药液3~5mL,然后将已消毒好的颅钉通过钉孔拧入,使钉尖刺入颅骨外板,再将穿透颅骨的螺钉退出即可。如因颅钉松动后钉尖在颅骨上滑移,则应及时调整颅环的位置,拧紧螺钉,使其钉尖刺入颅骨外板内防止其滑移。若因颅钉的尖端弯曲时,则应更换颅钉。

颅盆环牵引期间更换盆针的问题:牵引期间如因骨质疏松或发育不良,引起盆针下沉或撑豁骨质的现象发生,引起疼痛,则应及时更换盆针。更换盆针的方法:应在手术室内进行,静脉麻醉下严格消毒器械和皮肤,在下沉盆针以上部位,自骨盆内、外沿髂骨内、外板插入硬膜外穿刺针,作为示踪标志和固定皮肤,然后参考原盆针的进针方向打入导针,确认导针方向正确后,更换已备好的骨圆针,再拔除下沉的骨圆针,再将盆针与盆环用钢丝牙托粉进行固定。

五、拆除颅盆环的方法

拆除颅盆环的方法有两种:一为立位拆除法,二为卧位拆除法。

(1)立位拆除法:令患者站立,先将颅环上的4枚螺母卸掉,再将颅环下的4枚螺母向下各松开3~5cm,第一助手双手稳住颅环并上提,然后彻底消毒盆针和皮肤,清除盆针上的创痂和分泌物,全部清洗干净后,这时第二助手稳住盆环,术者用大力剪剪断前后两端与盆环连接的骨圆针,将盆环和4根支撑杆一起向下脱出,这时第一助手向上提颅环,第二助手向下压盆环,使4根支撑杆的上端与颅环分开,即可将盆环和4根支撑杆自患者的脚下取出。然后,用老虎钳拔除盆针,用消毒敷料包扎针孔。最后由第一助手两手托住患者的颌枕部,术者和第二助手将颅环上的4枚螺钉退出,取掉颅环敷料包扎,卧床休息。

(2)卧位拆除法:令患者取仰卧位,先将颅环支撑杆上的4枚上螺母和盆环支撑杆的4枚下螺母卸掉,再将颅环支撑杆下的4枚螺母向下各松开5cm,分别取除4根支撑杆,然后彻底消毒盆针和皮肤,清除盆针上的创痂和分泌物,全部清洗干净后,用大力剪剪断前后两端与盆环连接的骨圆针。由助手托起患者的腰部和臀部,将盆环向下脱出,然后拔除骨圆针,用消毒敷料包扎针孔。由助手托住患者的头和颈部,将颅环上的4枚螺钉退出,取出颅环给予消毒包扎。

(吕霞 刘春花 张 勤 田慧中)

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