簡易便攜式胸腰椎支具的設計

王季，林鵬，王斌，吳銀松，張偉

胸腰椎戰傷是高危戰創損傷的主要類型之一，初次損傷及繼發性持續損害導致高致死率、致殘率[1]。非戰時胸腰椎損傷的救治流程相對成熟，有充分的人力、物力和時間進行保障。但在戰時條件下，尤其是在高原邊境地區作戰、海島作戰、海外作戰等時，救治手段難以得到有效開展。做好胸腰椎戰傷的現場急救與損傷控制將成為軍事醫學研究不可忽視的重要環節，研制適合胸腰椎戰傷急救的器材和早期處置技術具有重要的軍事意義和實用價值。

1 胸腰椎損傷的早期救治

1.1 非戰時胸腰椎損傷的早期救治

近年來，在歐美日等發達國家和地區，胸腰椎骨折脫位導致的完全性脊髓損傷(spinal cord injury，SCI)比例正逐年下降，尤其是隨著專業化救援與直升機快速轉運的普及，脊髓二次損傷的比例大幅降低，胸腰椎骨折脫位導致完全性SCI的比例下降至20%～30%[2]。多項研究表明，脊柱脊髓損傷的救治關鍵在于現場急救的規范性、損傷控制的始終性、休克糾正的快速性、途中轉運的高效性、外科干預的及時性[3-4]。優化脊柱脊髓損傷的綜合征治療管理模式，能最大程度地避免二次損傷，有效降低致死率和致殘率。不完全性SCI傷員因急救處理不當而可能成為完全性SCI，且這是外科手術或康復訓練所難以彌補的，因此，SCI的早期預防與急救搬運比治療更重要。

1.2 胸腰椎戰傷的早期救治

不需要對骨傷進行確定性處置是近年來戰傷救治的一項巨大變革[5-6]。骨折的臨時固定是在戰場環境進行骨科損傷控制的核心要領，利用外固定器具是非常有效的措施。美軍在伊拉克、阿富汗戰場的戰傷救治中，成功運用戰術區戰傷救治模式。這已被各國認同為現代戰傷救治的主要標志，戰場環境的“損傷控制策略”是其救治模式的核心變革[7]。其脊柱戰傷的損傷控制主要包括3個環節：(1)醫護兵對傷員的快速止血和損傷節段的有效固定；(2)在到達Ⅱ級階梯前，以獨立于地面系統的空中力量(直升機為主)進行戰術后送；(3)前沿外科手術隊(forward surgical team，FST)直接部署在戰術前線，實施外科緊急救治[8]。對于脊柱戰創傷，FST的主要工作是控制傷情，包括創傷控制性手術、止血結扎、控制創面感染及骨折外固定，各種外固定支具或支架的需求已遠超過各類骨科手術器械。

2 國內外(軍內外)的脊柱損傷外固定器材

目前國內外(軍內外)可用于脊柱脊髓損傷的外固定或搬運轉運的相關器材不少， 均有其各自相對適用的范疇，能否適用于我軍未來軍事斗爭的需求，有待商榷，下面是筆者檢索的國內外(軍內外)可用于脊柱戰傷的外固定或搬運轉運的器材。

2.1 擔架

傷員全身平躺在擔架上，由2位救護人員進行轉移后送，鏟式擔架可用多根束帶將患者固定在擔架上。脊柱戰傷救治時的問題：(1)對于患者頭部、軀干固定并不牢靠，在搬運過程中容易發生相對滑動，導致脊柱損傷節段變形，發生二次損傷；(2)各類擔架主要用于傷員的搬運，并非合適的脊柱損傷固定器材。

2.2 脊椎固定板

采用整體平移搬運法或三人搬運法，傷員背部緊貼脊柱板，使用頭部固定器將頭部固定在脊柱板上，四肢和身體軀干部則通過使用脊柱板自身帶有的束帶固定在板上。脊椎固定板在脊椎戰傷救治時的問題：(1)脊柱固定板的體積相對較大，不利于前沿戰場大量攜行，戰地救援時攜帶極為困難；(2)在救援時至少需要2～3人，并經過專業培訓后才能熟練掌握使用，以戰時狀況下的快速處置與高戰術要求，是難以大范圍應用的。

2.3 脊柱固定支具及矯形支具

由軀干前側及后側相應形狀的半環形板材及捆綁帶組成，能達到良好固定的目的，固定效果上可與傳統石膏相媲美。但對于戰時救援來說，其存在不足以下之處：(1)體積較大，不利于前沿戰場大量攜行，戰地救援時攜帶極為困難；(2)使用相對繁瑣，難以勝任戰傷的快速處置。

3 簡易便攜式胸腰椎支具的設計思路

3.1 設計目的

通過簡易便攜式胸腰椎支具設計，為我軍胸腰椎戰傷支具的研制提供思路與前期技術探索，改進我軍胸腰椎戰傷救治器材，優化胸腰椎戰傷的現場急救、損傷控制流程，提高脊柱脊髓傷員現場救治能力。

3.2 設計原理

優化并結合民用脊柱固定支具、氣囊支具、四肢負壓夾板的設計和固定原理，在保留民用脊柱支具的關鍵力學部位的基礎上，以氣囊替代脊柱支具的部分板材結構，以改良折疊板為支撐，通過氣囊延展，完成胸腰椎戰傷的一體化固定，實現支具的小型化、易攜帶、操作簡便、安全可靠等性能。設計原理見圖1。

圖1 簡易便攜式胸腰椎支具的設計原理

3.3 支具規格數據的采集

對100名20～40歲人員的胸腰椎高度、圍度進行數據采集，年齡(28.4±4.6)歲，身高(178.6±7.6)cm，體質量(74.5±6.2)kg。

3.3.1 數據的采集 支具前方固定范圍為胸骨柄至恥骨聯合平面，長度(56.3±3.3)cm，長度范圍52～60 cm；支具后方固定范圍為胸1棘突至骶3平面，長度(54.6±3.6)cm，長度范圍50～59 cm；支具側方固定范圍為腋窩下緣至髂前上棘平面，長度(40.8±3.2)cm，長度范圍37～44 cm。支具圍度：參考乳頭平面胸圍與髂骨翼平面臀圍，乳頭平面胸圍(94.6±8.2)cm，范圍為84.2～103.4 cm，髂骨翼平面臀圍(95.3±7.5)cm，范圍為85.6～102.5 cm。

3.3.2 支具的規格 軀干前方長度設定為60 cm，側方長度設定為45 cm，后方長度為60 cm，支具圍度設定為120 cm，使得全型號支具能夠適用于我軍絕大多數胸腰椎戰創傷員。

3.4 支具各構件的詳細設計

支具分為充氣球囊、可折疊支撐板、支撐板放置袋、魔術貼(內/外)、捆綁帶、捆綁帶固定構件、充氣裝置7個部分。剛性固定部分為支撐板，后方支撐胸1棘突至骶骨縱軸，側方支撐腋下肋弓至髂骨翼縱軸，前方支撐胸骨柄至恥骨聯合縱軸。軀干束縛帶由尼龍彈性布、充氣球囊、魔術貼、捆綁帶組成，通過魔術貼環形約束、氣囊充氣充填、捆綁帶約束肩胛-胸骨，達到胸腰椎及軀干的環形約束，實現軟固定功效。

充氣球囊分布于支具前方、側方及后方的腹側面， 材質為聚氨酯/尼龍多層復合膜，氣囊大小為10 cm×5 cm，氣囊之間通聯后呈柱狀分布，充氣壓力設定為(40±20)N。見圖2所示。充氣裝置為橡膠材質，可按壓充氣，前端安裝有放氣閥，用于調節充氣球囊內的壓力。管路固定座為塑料材質，用于充氣軟管和充氣球囊的連接和固定，通過粘接方式與充氣球囊連接。見圖3所示。

圖2 充氣球囊

圖3 充氣裝置與管路固定座

支撐板設計為可折疊狀，為高強度鋁合金材質，可插于軀干束縛帶的支撐板放置袋中，后方1枚，前方1枚，側方1枚，尺寸規格為：前支撐板40 mm×600 mm×3 mm，后支撐板40 mm×600 mm×3 mm，側方支撐板40 mm×450 mm×3 mm。見圖4所示。支撐板放置袋為植絨布材料縫合而成，正面留有缺口用于放置支撐板，每枚支撐板匹配2個放置袋，便于根據圍度大小調整支撐板安放位置。見圖5所示。

圖4 支撐板

圖5 支撐板放置袋

4 簡易便攜式胸腰椎支具的應用

2019年5-12月，選擇21例胸腰椎骨折患者使用簡易便攜式胸腰椎支具，年齡(43.3±6.2)歲，其中胸8椎體骨折1例，胸10椎體骨折1例，胸11椎體骨折1例，胸12椎體骨折4例，腰1椎體骨折7例，腰3椎體骨折7例。在術前檢查搬運、床位更換、手術室入室搬運過程中，簡易便攜式胸腰椎支具均能較好地固定損傷椎體節段，患者主觀疼痛感受輕微，明顯優于既往單純擔架床搬運。在術后康復過程中進行佩戴，明顯優于既往使用的腰圍保護效果，能達到胸腰椎定制支具的大部分固定效果。同時，由于氣囊的充填作用，均無壓瘡發生，患者主觀舒適度滿意。

5 結論

簡易便攜式胸腰椎支具以胸骨、胸椎棘突、肋弓、骶骨、髂骨翼、恥骨聯合作為力學支點，通過魔術貼環形約束、氣囊充氣充填、捆綁帶約束的協同作用，達到胸腰椎骨折的剛性固定與軟固定，獲得胸腰椎3個平面、6個方向的穩定。在保留民用胸腰椎骨折支具的關鍵力學部位的基礎上，以氣囊替代脊柱支具的部分板材結構，實現胸腰椎支具的小型化、簡易化，具有體積小、易攜帶、操作簡便、安全可靠等優點，便于在戰場前沿大量攜帶，快速展開，為我軍胸腰椎戰傷支具的研制提供參考思路，具有一定的軍事意義和實用價值。