基于CT數(shù)據(jù)六軸外固定架在成人Blount病治療中的應(yīng)用

鐘豪良，路玉峰，喬鋒*，張保剛，賀金龍，賈斌，鄭世成，許兆辰，王敏，張淵，廖永華

(1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)，陜西 咸陽 712000；2.西安交通大學(xué)附屬紅會醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合骨科，陜西 西安 710054)

Blount病是一種主要影響脛骨近端后內(nèi)側(cè)生長板導(dǎo)致脛骨內(nèi)翻的發(fā)育性疾病，病因及發(fā)病機(jī)制目前仍不明確。該病分為早發(fā)型和晚發(fā)型，可累及單側(cè)或雙側(cè)脛骨，早期未予治療或治療失敗，后期容易形成脛骨近端內(nèi)翻畸形，伴有脛骨前弓和內(nèi)旋，往往合并股骨外翻或內(nèi)翻畸形。由于下肢力線不正，長期負(fù)重不平衡會造成膝關(guān)節(jié)過早的磨損，所以待骨骼發(fā)育停止后需對下肢力線進(jìn)行矯正。由于脛骨內(nèi)翻同時伴有內(nèi)旋、短縮畸形以及股骨外翻畸形，所以Blount病矯形具有較大的挑戰(zhàn)性。為獲得精準(zhǔn)的力線矯正，近年來，常借助計算機(jī)技術(shù)，如導(dǎo)航、數(shù)字化模板工具、復(fù)雜外固定裝置以及3D打印技術(shù)。研究報道使用泰勒三維空間外固定架(Taylor spatial frame，TSF)通過逐漸矯正的方法能精準(zhǔn)有效矯正Blount病多軸畸形，但TSF以X線數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，具有精度差、學(xué)習(xí)曲線長、固定不牢靠等缺點(diǎn)。我院自主研發(fā)基于CT數(shù)據(jù)的數(shù)字六軸外固定架(Qiao-Spatial Frame，QSF)，其基本原理同國際上其他六軸外固定架一樣，但由于基于CT數(shù)據(jù)，所以復(fù)位或畸形矯正更精確，而且對外固定架的安裝和桿的位置沒有特殊要求，也不會因X線拍攝角度和放大率對最終復(fù)位和矯形結(jié)果產(chǎn)生影響，醫(yī)生也不需要測量6個畸形參數(shù)和4個環(huán)的安裝參數(shù)，所以學(xué)習(xí)曲線短、操作更便捷。2018年1月至2020年12月我科共使用QSF治療了7例(8膝)成人Blount病，取得了良好的療效，現(xiàn)將結(jié)果報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本組7例(8膝)患者，男3例，女4例；年齡18～51歲，平均(36.6±11.1)歲；身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)平均(25.1±3.7)kg/m2；左側(cè)4膝，右側(cè)4膝；早發(fā)型2例，晚發(fā)型5例。納入標(biāo)準(zhǔn)：有膝關(guān)節(jié)疼痛癥狀，保守治療效果不佳。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)創(chuàng)傷導(dǎo)致的膝內(nèi)翻；(2)合并嚴(yán)重膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎(K-L Ⅲ～Ⅳ級)；(3)膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定，包括內(nèi)外側(cè)及前后交叉韌帶損傷；(4)伴有膝關(guān)節(jié)感染。2例患者在2歲時發(fā)病，其余5例患者均在7～12歲發(fā)病，早期均未給予手術(shù)治療，所有病例均符合Blount病診斷標(biāo)準(zhǔn)，通過醫(yī)院倫理機(jī)構(gòu)委員會審查，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 手術(shù)技術(shù) 如同時存在股骨外翻畸形，股骨遠(yuǎn)端外側(cè)角(lateral distal femoral angle，LDFA)<85°。首先給予股骨遠(yuǎn)端截骨，術(shù)前利用Solidworks軟件測量旋轉(zhuǎn)角度，取股骨遠(yuǎn)端前內(nèi)側(cè)切口，顯露股骨遠(yuǎn)端內(nèi)側(cè)皮質(zhì)。使用自行設(shè)計的截骨導(dǎo)向器[1]的導(dǎo)向套筒緊貼股骨遠(yuǎn)端內(nèi)側(cè)皮質(zhì)放置，順著套筒各鉆入1枚2.5 mm克氏針，透視確定合頁位置與術(shù)前計劃的位置一致。如滿意，則鉆入剩余的4枚克氏針，保留合頁連續(xù)性給予截骨，去除截骨塊后，緩慢合攏截骨間隙至內(nèi)側(cè)皮質(zhì)間完全貼合，用2枚克氏針臨時固定，然后用Tomofix接骨板固定。

1.2.1 腓骨截骨 中下1/3處截除1 cm長度的腓骨，于腓骨中段外側(cè)處作縱形切口，顯露腓骨后用擺鋸于骨膜下切斷腓骨，縫合切口，加壓包扎處理。

1.2.2 脛骨截骨 脛骨結(jié)節(jié)下1 cm處橫行截骨，但不要完全截斷，便于安裝外固定架。

1.2.3 安裝六軸外固定架 近端選擇“C”型環(huán)，遠(yuǎn)端選擇全環(huán)，根據(jù)脛骨上段的畸形，預(yù)設(shè)六軸外固定架的構(gòu)型。于膝關(guān)節(jié)線下約1.0～1.5 cm處由外向內(nèi)平行于脛骨平臺置入1枚直徑2.0 mm克氏針，調(diào)整近端環(huán)的位置并固定。調(diào)整遠(yuǎn)端環(huán)的位置使其與脛骨干垂直，遠(yuǎn)近端環(huán)分別用2～4枚固定針固定。截骨處用銳骨刀截斷，或者扭轉(zhuǎn)遠(yuǎn)近端兩個環(huán)，確保完全截骨。

1.3 術(shù)后處理 術(shù)后給予24 h抗生素預(yù)防感染，低分子肝素預(yù)防下肢深靜脈血栓，術(shù)后CT掃描下肢全長，根據(jù)CT數(shù)據(jù)，利用配套軟件計算出六軸外固定架調(diào)整處方，術(shù)后1周按處方開始牽拉成骨緩慢矯正，速度為0.7～1.0 mm/d，出院后患者根據(jù)處方調(diào)整。矯正結(jié)束后拍攝下肢全長負(fù)重正位X線片，根據(jù)結(jié)果決定是否需要微調(diào)，直至力線調(diào)整滿意后，連接桿鎖定固定，每月復(fù)查X線，待截骨處愈合后去除外固定架。

1.4 觀察指標(biāo) (1)截骨處術(shù)后2周拆線，做好針孔護(hù)理；(2)截骨愈合時間(數(shù)據(jù)調(diào)整結(jié)束后開始計算)；(3)使用Solidworks軟件進(jìn)行測量：機(jī)械軸偏移(mechanical axis deviation，MAD)；脛股角(femorotibial angle，F(xiàn)TA)；脛骨近端內(nèi)側(cè)角(medial proximal tibial angle，MPTA)；LDFA；股骨髁脛骨干角(femoral condyle tibial shaft angle，F(xiàn)CTSA)；雙下肢長度差(leg length discrepancy，LLD)，即右側(cè)-左側(cè)的差值。

2 結(jié) 果

7例患者均使用QSF外架緩慢矯正脛骨畸形，其中有4例患者，5個下肢同時進(jìn)行股骨閉合截骨，使用TomoFix接骨板固定截骨部位。其中1例49歲女性早發(fā)型患者，左側(cè)下肢Blount病，術(shù)前MAD值為112.1 mm，F(xiàn)TA為42.9°，MPTA為59°，F(xiàn)CTSA為62°。術(shù)前設(shè)計手術(shù)方案為一期脛骨QSF截骨矯形，二期行股骨外側(cè)閉合截骨，患者脛骨截骨骨愈合后，膝關(guān)節(jié)疼痛明顯好轉(zhuǎn)，拒絕二期手術(shù)治療。另1例患者，雙側(cè)Blount病，僅行右側(cè)手術(shù)治療。

患者隨訪時間為11～38個月，平均(21.7±10.4)個月。患者平均MAD由術(shù)前的(62.0±28.7)mm矯正到末次隨訪時的(8.9±14.8)mm；FTA術(shù)前(17.3±11.6)°，末次隨訪為(-2.8±4.9)°；MPTA術(shù)前(65.7±8.7)°，末次隨訪(85.6±2.4)°；FCTSA術(shù)前(62.2±10.7)°，末次隨訪(84.5±2.6)°。截骨處愈合時間平均為(13.8±1.7)周。去除1例雙側(cè)病變僅行單側(cè)手術(shù)患者，術(shù)前LLD為(16.5±9.8)mm，末次隨訪為(2.4±1.4)mm。術(shù)后所有測量指標(biāo)數(shù)值均較術(shù)前明顯改善(P<0.05，見表1)。

所有患者傷口均在2周內(nèi)愈合拆線，無骨不連、神經(jīng)血管損傷、針道感染及骨髓炎等并發(fā)癥，僅在外架調(diào)整后期出現(xiàn)小腿輕度不適癥狀。

典型病例為一38歲女性患者，晚發(fā)型Blount病，右側(cè)一期給予股骨脛骨同時截骨矯形，術(shù)后21周截骨愈合去除QSF，6個月后行左側(cè)下肢手術(shù)，一期給予股骨脛骨同時截骨矯形，術(shù)后17周截骨愈合去除QSF。脛骨側(cè)使用QSF緩慢矯正，股骨側(cè)使用TomoFix接骨板固定截骨，QSF緩慢調(diào)整數(shù)據(jù)45 d(見圖1～4)。

表1 術(shù)前和末次隨訪的X線測量結(jié)果

圖1 術(shù)前雙下肢全長負(fù)重X線片示雙側(cè)脛骨內(nèi)翻伴股骨外翻 圖2 患者術(shù)前雙下肢外觀照 圖3 雙下肢矯形術(shù)后X線片示力線得以恢復(fù) 圖4 左脛骨去除QSF后使用單邊外架保護(hù)負(fù)重

3 討 論

1937年，Blount首次報道了進(jìn)展性嬰幼兒脛骨內(nèi)翻。后期隨著研究逐漸增多，將該病分為2型，嬰幼兒型或早發(fā)型及青少年型或晚發(fā)型。如果嬰幼兒型早期不予治療，會出現(xiàn)內(nèi)側(cè)脛骨平臺凹陷，伴有脛骨內(nèi)翻內(nèi)旋。Blount病病因目前并不清楚，其內(nèi)翻的原因可能是脛骨內(nèi)側(cè)骺板骨化破壞，導(dǎo)致脛骨內(nèi)側(cè)生長阻滯。骨骺生長的力學(xué)調(diào)整遵循“Hueter-Volkmann”定律，內(nèi)側(cè)增加的壓力使內(nèi)側(cè)長骨的縱向生長減緩。嬰幼兒型Blount病早期如不干預(yù)，成年后脛骨內(nèi)翻畸形較為嚴(yán)重。青少年型或晚發(fā)型發(fā)病時二次骨化已經(jīng)形成，因此成年后脛骨內(nèi)翻畸形小于早發(fā)型。本病例組7例患者中，早發(fā)型2例(3膝)，發(fā)病后均未給予治療，MAD均大于70 mm。其中1例青少年型在13歲時行脛骨截骨矯形術(shù)，術(shù)后仍殘留MAD值29 mm。

Sachs等[2]報道使用泰勒氏架緩慢矯正下肢畸形，MAD從術(shù)前的51.4 mm降至術(shù)后的16.9 mm。Li等[3]報道了更嚴(yán)重的畸形，術(shù)前MAD值為90 mm，通過緩慢矯正后，術(shù)后MAD值達(dá)到10 mm。Saw等[4]則報道MAD值從術(shù)前的97.4 mm降至術(shù)后的7.5 mm。本組病例術(shù)前的MAD值為62.0mm，術(shù)后的MAD值為8.9 mm，平均矯正了53.1 mm。關(guān)于FTA，Clarke等[5]報道了一組青少年Blount病例，平均年齡為10.6歲，F(xiàn)TA從術(shù)前的內(nèi)翻25.2°矯正到術(shù)后的外翻3.9°。作者的目的是通過輕度的過度矯正患者的FTA來防止患者由于持續(xù)的脛骨內(nèi)側(cè)骨骺生長抑制所導(dǎo)致的畸形復(fù)發(fā)。本組病例均為成年人，因為早期患Blount病而未予治療，我們的目標(biāo)是術(shù)后FTA矯正到-3°。本組病例術(shù)前的FTA為17.3°，術(shù)后平均為-2.8°。本病例組的FCTSA從術(shù)前的62.2°矯正至術(shù)后的84.5°。Hefny等[6]報道了12例兒童，通過使用脛骨股骨雙截骨及Ilizarov外架固定緩慢矯正從術(shù)前的58°，矯正至術(shù)后的84°。Saw等[4]報道病例FCTSA從術(shù)前的53°矯正至術(shù)后的86°。

本組有1例49歲女性患者，左膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎X線分級達(dá)到K-L Ⅱ級，脛骨和股骨同時存在內(nèi)翻畸形，患者術(shù)前MAD值為112.1 mm，F(xiàn)TA為35°，術(shù)前設(shè)計手術(shù)方案一期使用QSF矯正脛骨畸形，二期截骨內(nèi)固定矯正股骨內(nèi)翻，但患者矯正脛骨畸形后，膝關(guān)節(jié)疼痛明顯好轉(zhuǎn)，拒絕二期股骨截骨矯形，末次隨訪MAD值僅達(dá)到42.9 mm，F(xiàn)TA為8°。本研究并未排除該病例，是因為患者術(shù)前FCTSA為62°，MPTA為59°，術(shù)后FCTSA為83°，MPTA為85°，脛骨畸形得到滿意的矯正。

Ilizarov首先報道了截骨矯形牽拉成骨技術(shù)，相對于Ilizarov外架，六軸外固定架在矯正多平面復(fù)雜畸形時，無需改變外固定架構(gòu)型，即可實(shí)現(xiàn)畸形的矯正，具有非常明顯的優(yōu)勢。以TSF為代表的六軸外固定架，利用配套軟件，可使矯正更精準(zhǔn)[7-8]，但泰勒氏架矯正肢體畸形必須確定13個參數(shù)[9]：3個支架參數(shù)，4個安裝參數(shù)和6個畸形參數(shù)。每一個參數(shù)的測量都會產(chǎn)生誤差，都會影響到最終的矯形效果，并且應(yīng)用TSF后的調(diào)整取決于精確的前后位和側(cè)位X線測量，以產(chǎn)生最準(zhǔn)確的輸出程序。這些X線片需要在與參考環(huán)正交的平面上拍攝，因此術(shù)后常需多次調(diào)整[10]。其次，TSF即刻穩(wěn)定性較差，為了骨折的愈合，增加斷端的應(yīng)力，常需要在兩側(cè)另外安裝固定連桿[11]。

我院自行研制的基于CT數(shù)據(jù)的六軸數(shù)字骨科外固定架(QSF)，由6根相互成角的可伸縮桿與2個平面環(huán)(或半環(huán))連接而成，與TSF結(jié)構(gòu)類似。但由于其配套軟件基于CT數(shù)據(jù)，所以復(fù)位精度更高，而且對環(huán)的安裝位置，桿的連接沒有特殊要求，所以操作更便捷，由于不需要測量繁雜的參數(shù)，所以不會因X線片拍攝角度對復(fù)位結(jié)果產(chǎn)生影響。QSF固定后，利用配套的計算機(jī)軟件處理CT數(shù)據(jù)，計算調(diào)節(jié)處方。該外固定架復(fù)位精確、固定牢靠、操作簡單、學(xué)習(xí)曲線短，無需專業(yè)培訓(xùn)即可掌握。利用軟件計算出6根連接桿需要調(diào)節(jié)的長度后給出處方。對于復(fù)雜畸形矯正，術(shù)后即可完全負(fù)重，每日調(diào)整0.7～1.0 mm。治療骨折，可一次性完成解剖復(fù)位，堅強(qiáng)固定。本組7例病例通過使用QSF外架，緩慢矯正，在調(diào)整結(jié)束后14周左右達(dá)到截骨愈合，無一例出現(xiàn)術(shù)中術(shù)后骨折、骨不連及感染。

由于Blount病發(fā)病率較低，本組病例僅有7例。由于病例太少，隨訪時間較短，我們初步認(rèn)為使用QSF外固定架對Blount病早期忽視治療殘留的成人下肢畸形有較好的早期臨床療效，但仍需增加樣本量，并進(jìn)行長期隨訪。總之，使用QSF外架能精準(zhǔn)矯正脛骨內(nèi)翻、短縮及旋轉(zhuǎn)畸形，輔助股骨鋼板矯正股骨畸形，能獲得滿意的下肢力線，而且具有手術(shù)操作簡單、固定牢靠、創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少等優(yōu)點(diǎn)，具有較高的臨床應(yīng)用價值。