骨折顺势复位治疗体系的建立(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-09-14 17:45:27

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作者:张英泽

出版社:人民卫生出版社

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骨折顺势复位治疗体系的建立

骨折顺势复位治疗体系的建立试读:

前言

自20世纪80年代微创理念诞生以来,微创技术、设备和器械就以迅雷不及掩耳之势得到了飞速的发展和普及,已经成为世界各国外科医生、患者及家属追求的目标。随着微创理念的不断发展,导航系统、3D打印、VR系统以及体表定位系统等相继问世。在此基础上,张英泽教授率先在全世界提出了“智能微创”的概念,并将其应用于骨科临床。“智能微创”不同于传统的微创概念,是将微创手术智能化,应用各种智能技术和设备,利用骨折的大数据平台,将微创手术方案的制订和实施做到智能化、个体化、精准化、数字化和规范化。2017年8月《中华创伤杂志》第33卷第8期全文刊登了张英泽教授的述评文章《智能微创手术的概念及其在创伤骨科中的应用》,得到了广大骨科同道的肯定和认可。

20世纪90年代就有了成熟的骨科内镜系统——关节镜、椎间盘镜、椎间孔镜等。目前骨科内镜技术已经成为运动医学损伤、骨骼退变性疾病临床治疗的重要手段。创伤骨科主要是进行骨折的复位、固定和部分矫形,到目前为止,骨科内镜技术还无法真正应用于创伤骨科的临床诊疗。30多年来,张英泽教授带领其团队一直致力于骨折闭合复位、微创固定的相关研究,不仅提出了“顺势复位微创固定”的理念,还发明了微创治疗的系统工具、材料和技术。在相关领域获得了40余项发明专利,其中9项获得了注册证并转化,3项同时在美国FDA注册;其微创研究成果已在国内外300余家医院得到应用;2012年获得国家科技部、财政部的创新与转化重大项目支持。

近年来,张英泽教授及其团队成员多次应邀在美国、俄罗斯、乌克兰及日本等国做专题报告和手术演示,获得了良好的社会效益和国际影响力。现已应邀在全国30个省、自治区、直辖市的一百多所各级医院进行过复杂骨折疑难病例的微创手术治疗,对我国微创手术发展起到了积极的推动作用。

如今,我们对部分微创手术病例进行回顾、总结,编纂成册,希望全国各级医院有志于微创治疗研究的骨科医生能够从中获得经验、汲取教训,有所收获。但由于时间有限、经验不足,编写过程中难免疏漏,还请各位专家、同仁不吝赐教。编者2018年11月第一章 创新思维

早在千年之前,双反牵引这一朴素的力学方法已出现在人们的生活生产等许多领域。后被应用于祖国医学的骨折治疗,祖国医学“正骨八法”的精髓即通过人与人之间的对抗牵引纠正骨折重叠移位。河北医科大学第三医院张英泽教授和他的团队经过多年反复临床实验,在全世界率先提出“双反牵引”这一术语和“双反牵引顺势复位”的理论并根据这一理论发明了许多骨折复位的技术、复位工具和内固定物,获多项发明专利,发表多篇论文,并广泛应用于临床。“双反牵引”最初是以软组织作为反牵引,牵引力小,牵引力与下肢力线不一致,且只能用于股骨骨折。经张英泽教授和他的研究团队(图1-1),经三十余年的反复实验,突破了以软组织为反牵引力的瓶颈,发展到以骨骼为反牵引,从而形成骨与骨之间的牵引力,牵引力量大,牵引力是以软组织为反牵引的数十倍,牵引力与下肢力线一致,符合肢体的机械轴线。其最巧妙和最杰出之处就是改变了古人双向对抗拔河式牵引,由单方向牵引即可产生两个力,牵引力和反牵引力。

人类的全部智慧无一不源于实践,人类的全部智慧也无一不需要在实践中检验。不尊重实践的人不可能有真正的智慧,建设伟大的工程,推进伟大的事业,实现伟大的梦想,必须永远在实践的路上。

张英泽教授和他的团队从1978年到2018年,历经四十年,历经不断实践,不断创新,不断改良这一漫长的历史阶段,最终突破了瓶颈,战胜了艰难险阻,“千淘万漉虽辛苦,吹尽黄沙始到金”,实现了骨科医师的百年夙愿,从而使得仅需一名医生即可完成需要几个人甚至十几个人才能拔伸牵引的梦想。

微创、无创能够解决的问题,不用有创,微创能解决的问题,不能切开。微创是每一个患者和患者家属的渴望,也是我们外科医生追求的目标。手术前没有实现骨折的正确复位,就不可能实现真正意义上的微创,闭合复位是骨折微创手术固定的前提。所以若想实现骨折的微创固定,必须解决闭合复位这一重大难题,特别是相对陈旧骨折和残肢病人的复位问题。常规牵引只能解决重叠移位不能解决侧方移位和旋转移位,以及复位后等距不变,力量均衡持续等重大复位难题。双反牵引复位器不但可以纠正短缩,而且可以解决侧方移位,还能恢复旋转移位,牵引力量大而持续均衡,等距不变。

理论源于实践,实践受理论指导,如此往复循环,既丰富了理论,又不断地指导和完善实践。经过三十多年的实践,张英泽教授升华了见解,在世界上原创提出了双反牵引顺势复位理论:

1.牵引力与肢体机械轴线一致。

2.顺应软组织和骨关节运动轨迹。

3.顺应机体生理学和生物学特性。

4.牵引力稳定、持续、均衡。

5.利用肌肉牵张力和周围软组织封套作用将牵引力转化为挤压、推顶力复位骨折。

6.减少对软组织的损伤和激惹。

中医的正骨八法“提拉旋按摇挤顶推”在双反牵引复位器上均可实现,并且可以达到精准复位,对软组织的损伤和激惹最小,能恢复肌肉肌腱和软组织的记忆功能。

张英泽教授于全国三十个省一百多所各级各类医院进行了顺势复位手术演示和技术推广。双反牵引复位器的研发成功使骨科走向了一个崭新的时代,即微创时代。

其逐渐成型的过程正如古语所云:“长期积累,偶然得之”。图1-1 张英泽教授及研究团队前排由左至右:吴立赫(高级钳工,负责制作金属模型)、张子行(高级木工,负责制作木质模型)、陈伟教授(负责专利申报和PCT申报)、侯志勇教授(负责产品试验)张英泽教授(中国工程院院士,团队核心,负责创新研发)、贾秀敏主管护师(负责标本实验实施)、郑占乐副教授(负责绘图)、杨淑红护士长(负责临床试验辅助实施)、于沂阳医师(负责资料收集);后排:常恒瑞医师(负责论文撰写)第二章 雏形

张英泽教授和他的团队在20世纪80年代初就开始研究骨折闭合复位技术。当时内固定材料非常单一,骨折多是靠牵引维持复位至骨折愈合,故研发思路局限在以会阴区和大腿软组织为反牵引力,以期得到长期持久的牵引。张英泽教授当时还是一名年轻的骨科医师,他的创新思维得到了河北医科大学第三医院老一辈骨科专家邵午辰教授、张标教授、魏新民教授、孙绍文教授、周沛教授、郭敏教授和张煜教授的关心和大力支持。这使张英泽教授备受鼓舞,从而潜心研究十年,进行了数十次的修订和修改(图2-1)。图2-1 张英泽教授与老专家们合影前排由左至右:郭敏教授(1961年毕业于河北医学院,曾任河北医科大学第三医院骨儿科主任)周沛教授(1957年毕业于河北医学院,曾任河北医科大学第三医院骨伤科主任)邵午辰教授(1956年毕业于天津医学院,曾任河北医科大学第三医院骨伤科主任)孙绍文教授(1963年毕业于河北医学院,曾任河北医科大学第三医院骨伤科主任)魏新民教授(1969年毕业于河北医学院,曾任河北医科大学第三医院骨伤科主任)张标教授(1963年毕业于河北医学院,曾任河北医科大学第三医院脊柱科主任)后排由左至右:张煜教授(1976年毕业于河北医学院,曾任河北医科大学第三医院骨伤科主任)张英泽教授(1975年毕业于河北医学院,中国工程院院士)

经过不断改进推敲,顺势双反复位器的雏形终于在张英泽教授的脑海中初步定型。为了使之制造成产品,张英泽教授前往当时石家庄市工艺水平最高的红星机械厂即石家庄飞机制造厂,找到了梁志卿(时任工具车间主任,图2-2)、张德信(时任工具车间工程师,图2-3)、孙玉国(时任工具车间高级技师,图2-4),与他们一起研究制作方案,不断改进完善。图2-2 梁志卿(1953年毕业于华北二四六技工技师学校)图2-3 张德信(1953年毕业于华北二四六技工技师学校)图2-4 孙玉国(1953年毕业于华北二四六技工技师学校)

最终在张英泽教授的指导下,由张德信工程师绘制图纸,孙玉国技师建模造型,终于制作了第一代双反牵引复位器,并以“创新简讯”的形式刊登于1978年1月7日的石家庄日报(图2-5)。图2-5 石家庄日报对复位器的报道第三章 瓶颈

第一代牵引复位器分为三种类型,其区别在于与会阴区的接触方式。第一种类型为叉状结构与会阴区接触,由于接触面积小,很容易造成会阴区的压伤(图3-1);第二种类型为环状结构与会阴和大腿接触,对会阴区的压伤较第一种减轻,但患者仍无法长期忍受(图3-2);第三种类型对第二种压迫会阴区的问题进行了改进,制作成半环状结构,以顶压大腿为主,虽然解决了会阴区压迫问题,但出现了近端固定不牢,牵引不稳定,易出现牵引倾斜现象(图3-3)。图3-1 第一代顺势牵引复位器叉型图3-2 第一代顺势牵引复位器全环型图3-3 第一代顺势牵引复位器半环型

第一代牵引复位器的特点:以弧形叉状、环状和半环状结构作为会阴部的反牵引,力量较大,可以完成复位,但牵引力与下肢机械轴线不一致,会阴部和大腿部的软组织易出现皮肤破溃问题。由于当时的工艺条件和科技水平的限制,研究暂时停滞,但星星之火已在张英泽教授心中成燎原之势,他始终没有放弃对微创复位的求索,等待着顿悟的一天到来。第四章 改进与突破

时光荏苒,日月如梭,转眼进入二十一世纪,我国的骨折治疗从以闭合复位石膏夹板固定发展成为以切开手术内固定为主,同时牵引床作为一种闭合复位的方式广泛应用于临床。张英泽教授和他的团队在实际手术操作过程中不断总结摸索,在黎明前的黑暗中前进,终于看到了曙光,实现了质的飞跃—将会阴部的软组织作为反牵引力改为由髂前上棘的骨质作为反牵引,从而解决了困扰十余年的研究瓶颈。这样一来,不但牵引力符合下肢的机械轴线,而且力量较从前提高了几十倍。经反复实践,张英泽教授发现新的顺势双反牵引器具有以下特性:①符合长骨的机械轴线,同时也符合软组织的运行轨迹和软组织记忆;②对软组织的激惹减少;③符合机体的生理学和生物学特性。从而使“双反牵引复位器”发生了革命性变革,同时“顺势复位理论”也应运而生。将这一理论应用于临床实践,收到了事半功倍的效果,历时十年,陆续研发了第二代、第三代、第四代和第五代双反牵引复位器。

第二代牵引复位器特点:这一代牵引复位器是一个跨时代的进步,采用一个木制弯曲杆连接近端与远端,近端采用了一个叉状钢板有髂前上棘的骨质相连,解决了曾经的会阴部受压问题。木质弯曲杆不影响术中透视效果,材质轻盈便于安装(图4-1)图4-1 第二代双反牵引复位器

第三代牵引架特点:将木质或金属连接杆改为碳纤维连接杆,在不影响透视的前提下为手术消毒提供了方便,同时增加环形侧方顶压复位杆,可在术中纠正侧方移位(图4-2)。图4-2 第三代双反牵引复位器

第四代牵引复位器特点:近端牵引连接头改为双关节万向连接头,可以与近端的叉状钢板以任意角度连接,提高了双反牵引的稳定性。同时牵引复位支架采用高度可调设计,方便在不同体型患者中应用(图4-3)。图4-3 第四代双反牵引复位器

第五代双反牵引复位器特点:连接杆为双杆式设计,提高了连接的稳定性,同时在一些需要观察投照骨折端细节的病例中,可避免连接杆与骨折端透视重叠影,适用于胫骨平台骨折和股骨髁间髁上等关节内骨折(图4-4)。图4-4 第五代双反牵引复位器

与衡水增力医疗器械有限公司合作,研发试制双反牵引复位器(图4-5~图4-7)图4-5 衡水增力医疗器械有限公司图4-6 研发人员正在试制双反牵引复位器图4-7 正在设计图纸的工程师和设计图纸第五章 从单一部位到全身长管状骨应用

在双反牵引复位器的使用过程中,研究者发现在治疗严重骨质疏松骨折时会造成髂前上棘骨折。针对该问题,研发了第六代双反牵引复位器(图5-1)。图5-1 第六代双反牵引复位器

第六代牵引复位器特点:与髂前上棘相连接的部分改为一个叉状直杆锁定器,有效地分散了应力,避免了髂前上棘骨折,可以用于各种骨质疏松患者。牵引复位架后方支架改为倾斜设计,并在支架上对称位置开槽,该设计使得后方牵引把手的高低位置可调节,避免了术中牵引时尾端上扬角度过高的问题。

随着牵引复位器手术适应证的进一步扩大,为适应治疗胫腓骨中段骨折和上肢骨折的要求,研究者对第六代产品进行了进一步改良,推出了第七代双反牵引复位器(图5-2)。图5-2 第七代双反牵引复位器

第七代双反牵引复位器特点:可以应用到四肢所有长管状骨及关节内骨折的微创复位,可同时伸展、缩短和变换各种角度,是接近完美的一代产品。

第六、七代双反牵引复位器由张英泽教授与山东威高骨科材料有限公司合作研发(图5-3~图5-5)。图5-3 威高骨科材料有限公司科研团队图5-4 研发人员讨论牵引架改进方案图5-5 工程师试制牵引架第六章 牵引复位器数理特性分析

本章介绍了每代牵引复位器的结构及设计原理,对这些牵引复位器进行了生物力学分析。分析结果表明了这些牵引复位器结构不断改进;越来越符合力学分解平衡原则和人体生理特点;微创复位应用范围越来越广及手术带来弊端越来越少,第七代牵引复位器是接近完美的一代产品。顺势双反牵引复位器是一个携带便捷、设计巧妙、牵引复位性能好的复位器,在手术室、急救现场和战场均可使用,并且在临床应用中也取得了较显著的疗效。一、每代牵引复位器的结构及设计原理

根据40年对上万例患者诊治的经验,张英泽教授率先提出骨折顺势复位固定理论,通过顺应肢体机械轴线及软组织和骨关节运行轨迹的顺势牵引作用复位骨折块,并据此研发了顺势双反牵引复位器。

经过不断完善和改进,第七代牵引复位器是接近完美的一代产品。在丰富的临床实践中,牵引复位器越来越精细,图6-1所示是牵引复位器的结构示意图。用该牵引复位器治疗四肢长骨及关节内骨折,能达到顺势复位和提供持续可控的牵引力量的双重目的。牵引复位器的特点是简便、快速、力量大,符合顺势复位要求(牵引力与肢体的机械轴线一致,骨对骨牵引力量大,牵引力均衡持续,不损伤骨折周围软组织)和力学分解平衡原理。综合整个复位器的结构特征,它既克服了四肢长骨周围肌肉的记忆恢复力,又平衡了肢体的机械轴线上的牵引力,所以它在临床应用中达到了预期的要求,收到了较显著的疗效。图6-1 牵引复位的结构示意图

在利用牵引复位器治疗四肢长骨骨折中,四肢的受力主要由于体重、肌肉活动和外加载荷产生的。由于病人的胖瘦、高矮等一些基本情况不同,牵引复位器的连接杆及牵引把手都是可调节的。由于四肢长骨骨折主要导致肢体的机械轴线发生变形,牵引复位器通过力学分解使牵引力与肢体的机械轴线一致,从而达到治疗四肢长骨骨折的目的。近年来应用顺势双反牵引复位器治疗胫骨平台骨折、股骨粗隆间骨折、股骨干骨折、胫腓骨骨折、踝部骨折、上肢骨折等,都收到了较好的效果。二、第一代牵引复位器治疗四肢长骨骨折的生物力学

在利用第一代牵引复位器治疗四肢长骨骨折中,牵引复位器的受力分析如下。假设骨折部分的重力为G,骨折部分受到了牵引把手的牵引力A。点A为牵引把手处的受力点,点B为人体在水平面的受力点,点C为骨折部分的骨折处,点D为连接杆的受力点。地面受到的支撑力为F,P为水平面受到的压力。F为肌肉力,B为连接杆对点BZCML的压力,F是在水平面上的点B处受到的总摩擦力,m为人体的重量,sfθ为骨折部分与水平面的之间的夹角,a为连接杆与水平面的之间的夹角,g=10N/kg。如图6-2所示的生物力学分析,则此平衡方程为:(2.1)

对于一般力学问题,外力是已知的,解方程求得在外力作用下,受力物体内部所受的力及其应力分布。但对于此问题是为了进一步论证第一代牵引复位器各部件的受力情况及结构设计是否合理。在方程(2.1)中,FF都是根据力学的平行四边形法则而得到的两个分解力。L由于在牵引把手F点处的力学分解,F的水平反作用力通过F′与F′′传导到连接杆上,即是力F。F是F沿着连接杆的一个分解力,FHLYLPLPL是F垂直于连接杆的一个分解力。在牵引复位时,骨折处C点不仅HL受到牵引把手的牵引力F,还受到了反向的肌肉力。根据作用力跟反L作用力可知,F,F;F,F和F,P都是大小相等,方向相LMLLMLZC反。在牵引复位时,B是在 处受到总静摩擦力。静摩擦力大小随着推力的增大而增大,并与推力保持大小相等。(图6-2)图6-2 第一代牵引复位器的生物力学分析示意图

为了进行定量分析,取80kg体重的男子为研究对象,给出各力值。以往研究表明体重80kg的男子,其下肢重量约占人体重量的35%,所以一个下肢的重量为80kg×35%÷2=14kg。在骨折部位进行牵引复位时,人体的肌肉还具有反向的恢复力,即F=F 。因此简化后的MLL方程为:(2.2)

第一代牵引复位器的生物力学分析示意图主要是以弧形叉状结构为研究对象。由于θ和α角度变动,连接杆对会阴部的压力F变动大YL(图6-3)。这样很容易导致力F较大,导致阴部和大腿部的软组织YL易出现皮肤破溃问题。图6-3 F与,θ,α之间的关系YL三、第二、三、四、五代牵引复位器治疗四肢长骨骨折的生物力学

在改进第一代牵引复位器的基础上,我们成功地研发了第二、三、四、五代牵引复位器。第二、三、四、五代牵引复位器的连接杆的结构优化使它们的生物力学关系发生变化。与第一代牵引复位器的受力分析相比,点D为髂前上棘处的受力点,F为连接杆对点F的压力,YLPLF为向心力,其他的力没有发生变化。β是F与 之间的夹角。如PLPL图6-4所示的生物力学分析,则此平衡方程为:(3.1)图6-4 第二、三、四、五代牵引复位器的生物力学分析示意图

其中F是F沿着连接杆的一个分解力,F是F垂直于连接YLHLHLHL杆的一个分解力。

与第一代牵引复位器的受力分析相比,第二、三、四、五代牵引复位器的连接杆的结构优化使它们的生物力学关系发生变化。由于连接杆的压力F作用在髂前上棘处而不是作用在会阴处,不但解决了YL第一代牵引复位器带来的会阴部受压问题,而且牵引力完全符合了下肢的机械轴线。四、第六、七代牵引复位器治疗四肢长骨骨折的生物力学

与前五代牵引复位器,第六、七代牵引复位器的连接杆改进之处是与髂前上棘相连接的部分改为一个叉状直杆锁定器。连接杆的结构改进大大简化了牵引复位器的力学分析。在利用牵引复位器治疗四肢

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