单套Taylor外固定架联合双平面截骨矫正胫骨多平面畸形

焦绍锋1,2，秦泗河1，王振军1,3，郭悦1,3，许红生1,2，刘志杰1,2，陈建文4

1. 国家康复辅具研究中心附属康复医院骨一科（北京  100176）

2. 北京市老年功能障碍康复辅助技术重点实验室（北京  100176）

3. 民政部智能控制与康复技术重点实验室（北京  100176）

4. 南方科技大学医院重建骨科（广东深圳  518000）

基金项目：北京市科学技术委员会首都临床特色应用研究专项资助课题（Z181100001718194）

通信作者：秦泗河

关键词：胫骨多平面畸形；胫骨双平面截骨；Taylor 外固定架；矫形重建

引用本文： 焦绍锋, 秦泗河, 王振军, 等. 单套Taylor外固定架联合双平面截骨矫正胫骨多平面畸形. 中国修复重建外科杂志, 2023, 37(7): 839-845. doi: 10.7507/1002-1892.202303121 

摘要

目的

探讨应用单套Taylor外固定架联合双平面截骨矫正胫骨多平面畸形的疗效。

方法

2016年10月—2021年12月，采用单套Taylor外固定架联合双平面截骨治疗11例（20侧）胫骨复杂多平面畸形患者。其中男4例，女7例；年龄13～33岁，平均21.9岁。佝偻病重度O型腿畸形7例（14侧）、佝偻病重度X型腿畸形2例（4侧），多发性骨软骨瘤病小腿畸形1例（1侧），神经纤维瘤病小腿中下段前弓畸形合并短缩1例（1侧）。术中行腓骨截骨以及胫骨两个畸形平面截骨后，安装Taylor外固定架；术后双平面畸形依次矫正后再整体固定，待截骨愈合后拆除外固定架。术前及术后12个月摄双下肢全长X线片，测算双下肢长度差值以及与胫骨机械轴评价相关的指标，包括胫骨近端内侧角（medial proximal tibial angle，MPTA）、胫骨远端外侧角（lateral distal tibial angle，LDTA）、胫骨近端后倾角（posterior proximal tibial angle，PPTA）、胫骨远端前倾角（anterior distal tibial angle，ADTA）以及胫骨旋转角度；参照自定胫骨机械轴评分表评价小腿畸形程度。

结果

截骨手术均顺利完成，未出现神经、血管损伤等并发症。术后矫形顺利，外固定架调整矫形时间28～46 d，平均37 d；外固定架佩戴时间136～292 d，平均169 d。3侧带架期间轻度针道感染，1侧拆除外固定架后出现胫骨远端截骨处再骨折，1侧腓骨远端截骨不愈合。患者均获随访，随访时间369～397 d，平均375 d。术后12个月，双下肢长度差值较术前减小，但差异无统计学意义（P>0.05）；MPTA、LDTA、PPTA、ADTA、胫骨旋转角度均较术前改善，其中LDTA、ADTA、胫骨旋转角度手术前后差异有统计学意义（P<0.05）。根据自定胫骨机械轴评分表，下肢畸形评分较术前提高（P<0.05）；其中获优9侧，良8侧，中3侧，优良率达85%。

结论

应用单套Taylor外固定架联合双平面截骨可有效矫正胫骨多平面畸形。

正文

在肢体矫形重建专科中复杂胫骨多平面畸形较常见，包括低磷性佝偻病所致重度O型腿、X型腿畸形、成骨不全、多发性骨软骨瘤病及创伤后遗症等，对于2个或者2个以上平面小腿畸形需行胫骨多平面截骨矫正，才能恢复正常胫骨机械轴线[1-5]，合并旋转畸形则需同期行旋转调整。与其他传统非数字化内、外固定方式相比，Taylor外固定架在多维度畸形矫正中具有显著优势，尤其是对同时包括旋转和其他畸形者，可同期矫正短缩、旋转、内翻、外翻、屈曲、过伸等[6-7]。但是临床矫正胫骨多平面畸形时，在多平面截骨后会联合使用串联的多套Taylor外固定架进行矫正，不仅增加手术难度，同时因使用多套外固定架，限制患者术后活动，也增加了治疗费用。针对上述问题，我们提出了双平面截骨联合单套Taylor外固定架矫正方法，并于2016年10月—2021年12月临床应用治疗11例（20侧）胫骨多平面畸形患者，取得满意疗效。报告如下。

1临 床 资 料

1.1一般资料

本组男4例（7侧），女7例（13侧）；年龄13～33岁，平均21.9岁。其中，佝偻病重度O型腿畸形7例（14侧）、佝偻病重度X型腿畸形2例（4侧），多发性骨软骨瘤病小腿畸形1例（1侧），神经纤维瘤病小腿中下段前弓畸形合并短缩1例（1侧）。单侧2例（左、右侧各1例），双侧9例。

1.2治疗方法

本组双下肢畸形患者，先矫正一侧下肢畸形满意后，再进行对侧下肢畸形矫正。双下肢畸形矫正均满意后，带外固定架至骨愈合后分期拆除。

1.2.1手术方法

全身麻醉下，患者取平卧位，下肢常规消毒铺单。首先行腓骨截骨，于小腿中下1/3处作长约0.8 cm切口，暴露腓骨后用连孔截骨器钻孔、骨刀凿断；1侧小腿内翻畸形严重者（内翻>30°），在腓骨头下5～6 cm处加作截骨，即腓骨双平面截骨。然后C臂X线机透视下，在腓骨头平面、平行于膝关节面穿1枚直径2 mm克氏针，将带耳C环放于克氏针近端，用钢针固定夹将其固定；紧贴环上缘、在髌韧带外侧，用1枚直径4.5 mm螺纹针与全针交叉约30° 穿入胫骨并与带耳C环固定。于踝上约4 cm处，从腓骨前缘平行于踝关节面穿1枚直径2 mm克氏针，用1个6耳全环固定；紧贴全环在胫骨前内侧与克氏针交叉约45° 穿1枚直径4.5 mm螺纹针，并用钢针固定夹将其与全环固定。依次安装6根调节杆，避开调节杆分别在胫骨近、远端各加穿1枚直径4.5 mm螺纹针，以加强固定近端及远端环；于胫骨中段穿2枚直径4.5 mm螺纹针，将其与远端环连接固定；穿针完毕后，分别于胫骨结节下和踝上最接近畸形顶点部位作长约0.8 cm切口，插入连孔截骨器后，用电钻钻孔，再用骨刀截断胫骨，将胫骨中段的2枚螺纹针固定于近端环，切口放置引流后缝合关闭。见图1。本组9例佝偻病患者因合并股骨畸形，同期实施同侧股骨截骨钢板内固定术。

图 1  双平面截骨术后Taylor 外固定架安装示意图

1.2.2术后处理

术后抬高肢体，减少出血和肿胀。待麻醉作用消失后，指导患者开始踝关节主动运动；5～7 d后根据肢体肿胀和全身状态恢复情况，指导患者开始扶助行器下地行走，术肢可适当负重并逐渐增加负重，待机械轴线调整完毕后2个月行全负重行走。

术后1周摄胫腓骨正侧位X线片，测量外固定架参考环安装参数，将安装参数、外固定架框架参数，以及根据术前X线片测量的胫骨近端畸形参数输入Taylor外固定器配套测算系统（由国家康复辅具研究中心附属康复医院和河北工业大学共同研发的骨骼医疗矫正系统），获得胫骨近端外固定架调整处方。按照处方调整外固定架，逐渐矫正胫骨近端畸形。待近端畸形矫正满意后，将胫骨中段2枚螺纹针用外固定架附件连接固定于近端环上（相当于直接将矫形后的近端截骨端固定），重新测量外固定架安装参数、外固定框架参数，并再次测量胫骨远端畸形参数，同样输入系统，获得胫骨远端外固定架调整处方。按照处方调整外固定架，逐渐矫正胫骨远端畸形。两端畸形矫正满意后，维持外固定架固定至截骨端愈合后，分期拆除外固定架。见图2。

图 2 单套Taylor外固定架联合双平面截骨矫正胫骨多平面畸形方法示意图

a. 术中截骨位置示意；

b. 锁定远端调整近端的结构构型；

c. 锁定近端调整远端的结构构型

1.3疗效评价指标

术前及术后12个月摄双下肢全长X线片，测量以下指标：

① 双下肢长度并计算差值；

② 与胫骨机械轴评价相关的指标，包括胫骨近端内侧角（medial proximal tibial angle，MPTA）、胫骨远端外侧角（lateral distal tibial angle，LDTA）、胫骨近端后倾角（posterior proximal tibial angle，PPTA）、胫骨远端前倾角（anterior distal tibial angle，ADTA）以及胫骨旋转角度。

本课题组参照机械轴与膝关节、踝关节平面成角正常值[8]，自定胫骨机械轴评分表对下肢畸形程度进行评分（表1），总分为12分，其中9～12分为优，7～8分为良，5～6分为中，<5分为差。

1.4统计学方法

采用SPSS24.0统计软件进行分析。计量资料行正态性检验，均服从正态分布，以均数±标准差表示，手术前后比较采用配对t检验；检验水准α=0.05。

2结果

本组截骨手术均顺利完成，未出现神经、血管损伤等并发症。术后矫形顺利，外固定架调整矫形时间28～46 d，平均37 d；外固定架佩戴时间136～292 d，平均169 d；带架期间轻度针道感染3侧，经换药处理后愈合。1例（1侧）神经纤维瘤病患者拆除外固定架后，出现胫骨远端截骨处再骨折，经植骨联合Ilizarov外固定架固定治疗后愈合；1例（1侧）佝偻病重度O型腿患者腓骨远端截骨不愈合，经切开植骨钢板内固定后愈合良好。

患者均获随访，随访时间369～397 d，平均375 d。本组患者下肢畸形矫正后，长度较术前增加23～72 mm，平均28 mm；术后12个月双下肢长度差值较术前减小，但差异无统计学意义（P>0.05）。术后12个月MPTA、LDTA、PPTA、ADTA、胫骨旋转角度均较术前改善，其中LDTA、ADTA、胫骨旋转角度手术前后差异有统计学意义（P<0.05）。术后12个月，根据自定胫骨机械轴评分表，下肢畸形评分较术前提高，差异有统计学意义（P<0.05）；其中获优9侧、良8侧、中3侧，优良率达85%。见表2以及图3。

图3患者，女，22岁，佝偻病重度O型腿畸形

a. 术前双下肢站立外观；

b. 术前站立位双下肢全长X线片；

c. 右侧截骨术后4 d 正侧位X线片；

d. 右下肢截骨术后11 d双下肢站立外观；

e、f. 右下肢截骨术后100 d、左下肢术后45 d站立外观以及双下肢全长X线片，双下肢机械轴恢复正常；

g. 右下肢截骨术后12个月20 d、左下肢术后11个月5 d拆除外固定架后站立外观；h. 右下肢术后16个月站立位双下肢全长X线片

3讨论

复杂胫骨多平面畸形多见于先天性或代谢性骨病患者，最常见于低磷性佝偻病、成骨不全等，也可见于神经纤维瘤病、先天性骨骺发育不良、多发性骨软骨瘤病等[9-10]。其中低磷性佝偻病最常见，常表现为小腿内翻、内旋畸形或者外翻、外旋畸形，也可表现为小腿近端外翻、远端内翻的S形畸形[11]；成骨不全小腿畸形多发生在矢状面，表现为小腿前弓，可合并内翻或外翻畸形；神经纤维瘤病小腿病变严重者可发生小腿下段假关节形成，也被称为“先天性胫骨假关节”，常导致小腿下段形成重度前弓畸形，继发近端反屈畸形，合并小腿短缩；先天性骨骺发育不良和多发性骨软骨瘤病小腿畸形多发生在胫腓骨干骺端，表现为内翻、内旋或外翻、外旋，可合并矢状面前弓畸形及冠状面扭转/旋转畸形[12-13]。小腿畸形矫形目标是在冠状面和矢状面恢复膝关节线、踝关节线和胫骨机械轴的正常解剖关系；横断面矫正小腿的旋转畸形，即屈膝90° 位时双侧足尖朝向正前方；同时要恢复小腿长度，即矫正结束时双侧下肢肢体等长[14]。

3.1胫骨及腓骨截骨设计

术前对存在畸形的胫骨进行画线，包括膝关节线、踝关节线、胫骨近端正常解剖轴、远端正常解剖轴、中段解剖轴。存在多平面畸形的胫骨，近端解剖轴、中段解剖轴和远端解剖轴会存在2个交点，即胫骨的2个畸形顶点，以畸形顶点处作为截骨平面。如果畸形顶点太接近关节面或者接近病变处，不适合截骨，则可在尽量接近畸形顶点的平面进行截骨。腓骨截骨可行单平面截骨，但畸形矫正后截骨端会发生较大错位，所以建议双平面截骨，尤其是重度内翻畸形，腓骨双平面截骨更有利于腓骨形态的改善，另外重度内翻畸形患者腓骨可适度短缩[1-5]。胫骨双平面截骨位置的选择要兼顾临床操作方便和外固定架布针[15-17]。其中，近端截骨线均设置于胫骨结节下方，此处为胫骨近端接近膝关节内畸形旋转中心处且便于截骨。根据截骨矫形三原则，此处截骨后调整旋转畸形和内、外翻产生的继发移位较少，便于对位。而远端截骨线一般选在胫骨中下段靠近远端，以避开因血运等因素愈合相对较慢的胫骨中下1/3部位。在术后矫形过程中，首先应在术后3～5 d以较快速度对胫骨近端进行10 mm左右的延长和角度调整，耗时10 d以内；之后即固定近端，再松开远端截骨位置，由于胫腓骨远端较近端愈合缓慢，此时调整不会发生重度疼痛或调整困难。

3.2Taylor外固定架使用注意事项

安装Taylor外固定架时，先分别于胫骨近端平行于膝关节线、于胫骨远端平行于踝关节线安装胫骨近端环和远端环。胫骨近端用C形环，以减少对膝关节屈曲的影响。然后安装6根调节杆，再加用螺纹针加固环，中间骨段用2枚螺纹针固定。穿加固螺纹针时，需初步判断在矫正过程中调节杆大概运动轨迹，防止在术后矫形过程中调节杆和螺纹针之间发生碰撞。如此操作步骤，可有效避免先穿针后上调节杆时可能出现的针杆之间互相影响。

此外，Taylor外固定架由于6根调节杆两端均通过铰链与环连接，铰链的灵活性和稳定性之间是一对天然矛盾，所以外固定架固定的骨段之间会有微动，为了减少微动对骨愈合的影响，可于矫形结束后再加用无铰链的调节杆对两个环进行加固固定[16, 18]。加固固定过程中应当注意将中间骨段上的2枚螺纹针与近端环和远端环同时连接固定。

3.3胫骨两平面矫正顺序以及畸形测算方法

由于胫骨两个平面截骨用1套Taylor外固定架，所以两个平面畸形矫正需要依次进行。我们认为胫骨近端血运较远端丰富，骨愈合速度较远端更快，所以先进行近端畸形矫正，防止截骨端过早愈合影响矫正。近端畸形矫正完成后，再进行远端矫正。如果近端畸形较严重，矫正需时较长，可以先矫正部分近端畸形，然后矫正远端畸形，最后再矫正残余的近端畸形，以防止在矫正近端畸形时，远端截骨提前愈合[5]。

针对单套Taylor外固定架矫正多平面畸形的测算方法，一般而言可采取实际畸形成角旋转中心（center of rotation of angulation，CORA）测算法和截骨位置测算法两种。根据截骨矫形三原则，畸形旋转中心（由畸形本身决定，只受摄片角度影响）和截骨位置确定条件下，更换外固定器铰链位置（在Taylor外固定架测算与调整过程中参考点或称起始点的位置），使之偏离CORA，最终调整结果将出现继发移位。在了解这一理论后，对于实际畸形CORA测算法和截骨位置测算法，只需按照需求补充移位调整，就可以保证获得正确的肢体机械轴。我们在临床实践工作中，为保证移位测算准确，测算时以截骨远端和近端机械轴一致为准，此时经模拟软件测算和实际模型验证，实际畸形CORA测算法和截骨位置测算法的结果一致。

为便于理解和实际操作，推荐使用截骨位置测算法，本组患者测算亦全部应用截骨位置测算法。即在测算过程中如果锁定近端截骨端进行远端纠正，则在测算时将已经锁定的近端和中段部分视为一个整体，将测算软件中的参考点设定为远端截骨部位，按照“骨折复位”测算模式进行调整，但是此时骨折复位的终末位置并非截骨前位置，而是胫骨近、中段与远端正确的解剖轴线对齐位置。同理在锁定远端截骨端进行近端调整时，则将已经锁定的中段和远端视为一个整体，对近端截骨端进行测算“复位”，以此可以避免测算错误发生。

3.4单套Taylor外固定架矫正多平面畸形优缺点

既往双平面畸形矫正中通常采用串联的2套Taylor外固定架，即上、中、下3个环分别固定于3个骨段，每2个环之间用6根调节杆连接固定[19-20]。其优点是2处截骨可以同时进行矫正，从而缩短畸形矫正时间。缺点则包括：

① 价格昂贵，增加治疗费用；

② 胫骨远端Taylor外固定架参考环安装参数测量较复杂；

③ 对于小腿较短的患者，3个环之间距离较小，操作空间受限，穿针布局及调节杆安装困难；

④ 多安装1个环和6根调节杆，外固定架质量相应增加，影响患者术后活动[18-21]。

本组采用的单套Taylor外固定架矫正双平面畸形方法，解决了上述4个缺点，节约了外固定架费用，操作更简便，有利于患者术后活动；但需要依次矫正远端和近端畸形，矫正时间增加，而且需要改变中间骨段的固定位置，是其最大不足之处。不同疾病和畸形程度，治疗总费用及矫正时间亦不同，关于该治疗方法在治疗费用和时间方面与传统治疗方式的差异，有待扩大样本量进一步明确。

通信作者

秦泗河，国际知名矫形外科专家，创建了肢体畸形手术病例数据库，出版专著14部，英文版《Lower Limb Deformities》在国际学界引起广泛关注，形成秦泗河下肢畸形残疾手术治疗技术体系。任国际肢体延长与重建学会（ILLRS）及国际ASAMI 学会中国部主席;中国康复辅助器具协会肢体残障功能重建分会主委，中国骨科医师分会外固定与肢体重建委员会名誉主委；“脊柱裂学组”主委，世界肢体重建协会第六届主席（北京2024召开），被俄罗斯国家Ilizarov科学中心授予荣誉教授。

第一作者

焦绍锋，主任医师，国家康复辅具研究中心附属康复医院骨一科主任。跟随秦泗河教授从事矫形骨科专业20余年。擅长骨外固定及Ilizarov技术治疗各种下肢畸形。发表论文40余篇。主编《肢体延长与重建》、《Lower Limb Deformities》；副主编《Ilizarov技术骨科应用进展》、《外固定与足踝重建》；参编《外固定与上肢重建》、《骨折穿针外固定》、《泰勒空间骨外固定支架》、《数字六轴-空间骨外固定支架》、《足踝外科手术学》、《实用骨外固定学》等专著。

参考文献：略

中国修复重建外科杂志简介

《中国修复重建外科杂志》是由中华人民共和国国家卫生健康委员会主管，中国康复医学会、四川大学主办的国家级医学专业学术期刊。于1987年创刊，月刊，每月15日出版。期刊以“修复缺损、重建功能、改善外形，促进结构、功能、形态的完美结合”为办刊宗旨；学科领域覆盖骨科、手外科、显微外科、整形外科、口腔颌面外科、泌尿外科、神经外科、康复医学、再生医学等。期刊自1997年持续被国际权威医学数据库MEDLINE收录，2021年被美国国立医学图书馆PubMed Central (PMC)全文数据库收录，也是国内三大核心期刊数据库（中文核心期刊要目总览、中国科学引文数据库、中国科技核心期刊）来源期刊，是目前能够综合反映我国修复重建外科领域最高发展水平的学术期刊。期刊于2011年、2014年、2017年和2020年连续入选第2届、第3届、第4届以及第5届中国精品科技期刊。

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