胸部創傷致多發肋骨骨折手術治療的最新研究進展

成欣，金健，2

1.遵義醫科大學研究生院，貴州 遵義 653000；

2.成都大學附屬醫院胸外科，四川 成都 610036

在肋骨骨折患者中，58%為單根肋骨骨折，通常可完全愈合，41%的患者表現為多發肋骨骨折，其中1%為連枷胸[1]。在所有創傷中，胸部創傷約占13.5%，其中，20%的胸部創傷患者表現為多發肋骨骨折。多發肋骨骨折通常在鈍性創傷后發生，常常合并有肺挫傷、血胸、氣胸和鈍性心臟損傷[2]。在過去的二十多年中，越來越多的證據表明，多發骨骨折的開放復位內固定手術可以使患者獲益[3-4]。由于對患者病情的評估方法及參考標準不同，傷情較輕的患者是否能從內固定手術中受益仍存在爭議[5]。目前尚無臨床研究證明多發肋骨骨折內固定的治療效果，也尚未形成臨床指南。鑒于缺乏高質量的前瞻性研究，胸部創傷所致的多發肋骨骨折在治療方法和患者管理上多基于專家共識[6-8]。本文就胸部創傷致多發肋骨骨折在手術治療上的最新研究進展及新技術進行綜述。

1 手術指征

1.1 目前研究現狀 胸部創傷致多發肋骨骨折并沒有明確的手術指征，雖然各家所采納的手術指征也存在差異，但多項隨機臨床試驗表明，多發肋骨骨折復位內固定較保守治療有更好的療效和術后恢復[9-12]。一次隨機臨床試驗表明，患者接受Judet支架修復或僅通過機械通氣治療，與僅機械通氣患者比較，手術治療患者肺炎的發病率顯著降低(21 d時為22%vs 90%)，機械通氣時間減少(10.8 d vs 18.3 d)，ICU住院時間減少一周，氣管切開顯著減少；手術治療患者術后的用力肺活量顯著增加，并且在6個月和12個月時恢復工作的能力明顯改善[9]。一項隨機臨床試驗則表明，胸部創傷致多發肋骨骨折的40例患者被隨機分配，采用克氏針進行手術修復或采用保守治療固定胸壁，或粘貼胸部護板進行治療；結果顯示，手術固定組胸部感染和胸壁畸形顯著減少，肺功能顯著改善[10]。此外，一項隨機臨床試驗也表明了類似的結論，其對46例接受機械通氣的患者進行可吸收內固定或非手術治療，相比非手術治療，手術組的ICU住院時間縮短(285 h vs359 h)，氣管切開術減少，肺氣腫發生率降低(48%vs74%)[11]。以上三項試驗都提供了一個明確的信息，即機械通氣的患者需要通過手術固定來保護胸部，這有利于正常呼吸，同時減輕多發肋骨骨折所致的疼痛。在緊急情況下，外科肋骨固定適用于患有胸部創傷、急性呼吸衰竭和無法機械通氣的患者。而慢性癥狀性骨不連的肋骨骨折患者則建議延遲手術治療[13]。最近的一項研究評估了多發肋骨骨折的長期功能影響。其結果表明，近三分之一的多發肋骨骨折患者會出現慢性疼痛，其中近一半患有慢性疾病。此外，癥狀性骨不連的肋骨骨折固定已被證明是安全、可行的，并且可能是有益的[14]。

1.2 手術指征的探討 機體發生胸部創傷以后，多發肋骨骨折可能是急性呼吸衰竭和肺炎進展的常見重要原因[15]。多發肋骨骨折合并連枷胸，將導致嚴重的并發癥，死亡率也將升高。對于連枷胸，美國東部創傷外科協會推薦，行切開復位內固定手術能明顯降低患者的死亡率，縮短持續機械通氣的時間，并減少住院時間[16]。而對于非連枷胸，內固定有利于降低呼吸衰竭和機械通氣的風險，并有助于控制疼痛，減少患者的鎮痛需求[17]。總體而言，對多個臨床研究進行回顧性總結分析后，多發肋骨骨折的手術指征如下：

1.2.1 推薦行手術治療 (1)肋骨骨折數量≥5個且需要機械通氣；(2)存在嚴重的并發癥，如肺破裂、氣管損傷、大血管損傷等；(3)因其他原因行開胸手術時發現嚴重的多根肋骨骨折，移位明顯。

1.2.2 必須行手術治療 (1)肋骨骨折數量≥3個且無需機械通氣；(2)肋骨骨折錯位嚴重且為雙皮質骨折；(3)已通過合理的疼痛管理，肋骨錯位較明顯，但預期用力肺活量減少50%。

1.2.3 絕對禁忌證表現 (1)嚴重的肺挫傷需要長時間的機械通氣；(2)合并高位頸椎損傷。

目前在連枷胸的治療上，手術相比保守治療更能使患者獲益，臨床療效顯著。但對于非連枷胸，其治療方案仍然存在爭議。故應當根據患者的具體情況選擇治療方式，而不應該一味的放寬多發肋骨骨折的手術指征。越來越多的專家和學者已經意識到，癥狀較輕的多發肋骨骨折，采取保守治療的療效甚至好于手術治療，而且更具有經濟性[18]。

2 手術時機尚有爭議

2.1 統一標準尚未形成 多發肋骨骨折的最佳治療時機仍有爭議，且前尚未進行前瞻性研究。在公布的各項研究中，肋骨骨折手術的中位時間差異很大，從第2天到第9天不等[19]。國外的一項多中心研究表明，多發肋骨骨折手術穩定的最佳時機宜選擇在入院早期，最好在24 h內。早期手術能減少機械通氣時間及肺炎的發生率。而國內多數學者則傾向于受傷后72 h到2周內行手術治療[20]。因為在這期間，機體應激反應較早期72 h內明顯緩解，行內固定不僅可改善疼痛癥狀，避免了過度鎮痛以及消化道的不良反應，同時，還有利于控制胸部創傷所致的并發癥，減少肺部感染、肺不張的風險。

2.2 多發肋骨骨折病理生理改變對手術時機的影響 受傷后，炎癥機制激活，釋放出腫瘤壞死因子-α、白介素2、白介素9、血栓素A2、自由基等，由此繼發瀑布式炎癥反應，激活中性粒細胞、淋巴細胞、補體等，導致肺水腫、持續性低氧血癥。進而導致肺內小微血管收縮，凝血系統激活，易形成肺血栓栓塞。此外，肺泡表面活性物質在肺挫傷后減少，造成肺順應性降低，甚至并發肺不張，也會導致肺的通氣/血流比值改變，肺彌散功能降低，二氧化碳潴留，機體將產生缺氧癥狀。顯微鏡下可見肺損傷區域內彌漫性滲出液及肺內大量紅細胞堆積，肺泡過度充盈，肺間質充血，造成嚴重的高碳酸血癥合并低氧血癥。以上的病理生理改變都限制了早期手術的操作。另一方面，若手術時間較晚，肺炎、肺膨脹不全的發生概率將大大增加；局部肋骨斷端結痂，骨折部位對合較差，也會限制手術的操作；同時局部組織水腫加重，也限制了手術的開展。因此，如何平衡早期過度表達的炎性反應與晚期的并發癥，就造成了選擇手術時機的各種差異。

2.3 手術時機的差異性 許多前瞻性研究已經比較了多發肋骨骨折手術與非手術療效的差異[21]。內固定的主要益處在于增加了胸壁的穩定性，早期可較好地控制疼痛，明顯改善肺功能。通過一系列措施使胸部穩定性得以恢復，有效控制炎性因子和補體的聚集，患者暴露于分泌物積聚、肺不張和通氣不足的時間則會越短[22]。此外，早期手術的益處還包括改善繼發于呼氣末正壓通氣的肺不張；通過柔性支氣管鏡檢查清除氣道分泌物；清除胸腔內積血；安置鎮痛泵等。由于各種原因，患者未被隨機分配到早期和晚期手術，因此觀察到的時間關聯可能是由其他變量協調一同產生的。患者受傷的嚴重程度不同，合并癥的增加隨著時間的進行也不同，因而被迫選擇進行晚期手術。這些因素都會導致預后不良。幾個高容量、經驗豐富的中心之間觀察到的多發肋骨骨折內固定時間的顯著變化表明，對于多發肋骨骨折手術時間仍缺乏共識[23-24]。此外，在過去10多年中，由于技術的革新和手術方式的改良，加之嚴重胸壁損傷患者的護理得到了普遍的改善，會混淆時間與手術效果之間的關系。

總體而言，多發肋骨骨折更傾向于早期手術，穩定胸壁，減輕疼痛，減少全身炎癥反應所帶來的負面效應。在病程早期，患者通常病情穩定，手術耐受度較高，短期內出現肺部感染、肺不張、胸腔積液的情況較傷后兩周明顯減低[25]。若受傷時間較長，骨痂形成，局部組織水腫嚴重，亦會影響手術操作。

3 新技術在手術制定與實施中的應用

3.1 電磁導航用于多發肋骨骨折的精準定位 傳統的檢查方式如胸部CT及三維重建等，在多數情況下可明確多發肋骨骨折的部位及數量，但有的患者肋骨骨折后，其斷端具有活動性，體位的改變可能影響檢測的結果，不能反映真實解剖情況，不僅耽誤了手術的最佳時間，也使實際的手術操作面臨挑戰。視頻輔助胸腔鏡手術(VATS)可能有助于切口規劃，但患者往往需行雙腔氣管插管，帶來氣道損傷的同時也增加了相關風險[26]。此外，在肥胖患者中，由于內臟脂肪的遮擋，胸腔鏡直視下手術視野受限，操作具有一定的難度。有人通過使用電磁導航對多發肋骨骨折進行精確的體表定位，獲得了滿意的效果[23]。結果表明，電磁導航可提供快速準確的術中定位，但不會在手術過程中耗費太多時間。在動態成像中，胸部CT不易發現的輕度肋骨骨折移位也能通過電磁導航清晰可見，這為骨折線不明顯的多發肋骨骨折提供了更好的診斷依據。盡管存在設備昂貴和各種條件的限制，電磁導航下的多發肋骨骨折定位還不能進行大范圍推廣，但可以肯定的是，其在多發肋骨骨折的定位方面具有快速精準的優勢，能彌補傳統檢測方法的不足，節省手術時間，具有一定的應用前景。

3.2 3D打印助力復雜型肋骨骨折的內固定 長期以來，內固定鈦板和螺釘一直是用于固定多發肋骨骨折的標準材料，要求植入材料必須與患者的解剖結構相符。美國食品和藥物管理局批準的使用說明顯示，手術中的反復彎曲可能會增加板材失效的風險，故應盡可能減少固定材料的彎曲程度[27-28]。在這樣的背景下，使用3D打印制造的肋骨固定裝置應運而生。近年來，隨著3D打印技術的發展和模擬成像軟件的進步，伴隨材料科學的進步，3D打印已經在許多生物醫學領域得到發展。有研究表明，3D打印在解剖學和外科教育以及神經外科方面的應用，顯著提高了解剖學和外科教育和實踐的質量。此外，3D打印可以對患者特異性解剖結構進行精確模擬，便于手術計劃的制定和實施[29]。AL-THANI等[30]使用3D打印定制肋骨固定裝置。這種方法能提高肋骨固定手術的效率，減少創傷患者手術的壓力，并提高手術獲益，其優勢在于固定肩胛骨深處的高位后部骨折。國內有研究回顧性分析了48例接受肋骨骨折內固定治療手術的患者的住院資料，根據是否使用3D打印制作的內固定材料，將患者分為兩組，結果顯示，術前應用3D打印的患者與單純使用內固定板的患者相比，3D打印患者的平均手術時間(175.24 min vs 125 min，P=0.003)和固定每處肋骨的平均手術時間(52.99 min vs35.41 min，P＜0.001)顯著縮短，手術切口長度(14.19 cm vs 8.71 cm，P=0.002)和每個固定裝置的長度(4.19 cm vs2.54 cm，P＜0.001)明顯減少，差異均具有統計學意義[31]。雖然使用3D打印在穩定性胸壁的固定中優點突出，但當患者合并嚴重的胸部創傷和心臟損傷，3D打印模型的使用將受到一定限制。這是因為，制作模具的過程常超過5 h，故其不適用于緊急情況。成本則是另一個額外的限制。快速成型機的成本在100～200美元之間，而不包括塑料和樹脂基材料等其他成本。3D打印及材料學的發展范圍涵蓋不同學科，通過技術的進步，在未來將產生更耐用和更現實的產品，3D打印機的成本將降低，而其速度則會提高，從而提高這些機器的可用性。3D打印將有可能徹底改變解剖學和外科學，為未來的教育者、外科醫生和患者帶來益處。因此，3D打印技術對于肋骨內固定手術可能變得更有價值，這需要進行多機構的前瞻性研究，以證實3D打印的安全性和可行性。

3.3 微創內固定的持續創新 傳統的多發肋骨骨折內固定主要通過環抱器固定肋骨達到穩定胸廓的目的，其手術切口較大，組織損傷較嚴重。近年出現一些新的微創手術方法，治療效果較滿意。國內一些研究者使用一種自主開發設計的胸壁內支撐系統治療多發肋骨骨折，結果表明，相較于傳統肋骨骨折切開復位內固定手術，新系統的使用不僅對患者的損傷較小，而且治療效果明顯較好，微創組的手術時間更短，傷口引流管總引流量減少；此外，微創組術后1個月胸部麻木(11.8%)優于傳統組(34.00%)，兩者之間的術后疼痛評分和肺功能測試也有顯著差異[32]。在使用胸壁內支撐系統時聯合胸腔鏡，能提供更好的手術視野，全方位探查骨折斷端周圍的組織和結構，并以直觀和清晰的方式，確定骨折的具體位置、數量及嚴重程度，有效防止肋間血管神經損傷，并減少術后胸腔內出血和積液。傳統手術需切除部分胸壁肌肉和神經(胸長和胸背神經)，大切口可損傷肌肉下方的血管，從而導致更高的切口感染率和上肢活動受限、肩背部功能障礙、胸部長期麻木感等術后功能障礙。使用胸壁內支撐系統則不會切斷胸壁肌肉和神經，因而可顯著減少術后并發癥。盡管患者隨訪時間很短，無法評估手術方法的長期療效，但這種自主研發的內支撐系統也為多發肋骨骨折的手術治療提供了新的思路。

另一項微創手術是微創鋼板接骨術(MIPO)，該技術已用于骨科手術中的長骨骨折，但在肋骨骨折的治療上，仍是一項處于探索中的技術。作為微創手術的全新代表，MIPO可以在較小的切口下進行手術，從而減少軟組織損傷，維持組織血供的能力較好[33]。在文獻報道中，雖然MIPO僅在股骨，脛骨和肱骨的干骺端和干骺端骨折中被描述，但其在創傷患者手術中的應用正變得越來越普遍，特別是在長骨骨折的患者中。由于孤立的肋骨可以被視為長骨，類似于脛骨、肱骨和股骨，雖然更脆弱，但MIPO可最大程度減少侵入性操作。雖然到目前為止，還沒有任何科學報告描述使用MIPO進行肋骨骨折內固定，但隨著實踐的不斷完善和改進，這種微創手術治療多發肋骨骨折的方式也許能走出一條全新的道路。

4 展望

多發肋骨骨折的治療方法已日趨成熟，隨著新材料、新技術的發展，一些全新的技術正處于探索過程中，其治療效果較為滿意，雖然現階段尚缺乏足夠的臨床證據和大規模前瞻性研究，多發肋骨骨折的手術適應證和治療方法也沒有得到完全規范，專家共識和同行標準仍然扮演著重要的角色。通過不斷的創新和發展，以及學科之間的合作，逐漸改進微創治療方式，多發肋骨骨折的治療一定能煥發出新的生機。