應用脛腓骨骨橋技術的小腿截肢術時空參數步態分析

楊照田，呂輝照，趙楓，曹杰，張冬福

(解放軍第180醫院骨二科，福建 泉州 362000)

小腿截肢術在肢體毀損傷、周圍血管病變和肢體惡性腫瘤中應用廣泛，但給患者身體和精神帶來巨大創傷。如何完善截肢技術，恢復盡可能正常的行走功能，對提高患者生活質量、更好地融入社會具有重要意義[1]。我院骨科2005年11月至2016年1月，應用脛腓骨骨橋技術行小腿截肢術12例，同期采用傳統小腿截肢術20例，現對術后時空參數步態分析進行比較，為臨床選擇合適的術式提供參考。

1 資料與方法

1.1 納入標準與排除標準 納入標準：a)膝關節以下嚴重毀損傷，無法修復或保肢無效；b)嚴重外周血管病變致小腿或小腿以下肢體缺血壞死或感染，保肢治療無效；c)足或踝部惡性腫瘤，有截肢指證；d)行單側截肢術。排除標準：a)中或重度顱腦損傷；b)脊髓損傷或外周神經損傷影響患側肢體功能；c)對側肢體外傷或疾患影響行走功能。

1.2 一般資料 2005年11月至2016年1月，共有32例患者符合納入標準，術中根據脛骨截骨平面以遠殘留骨質情況進行分組。若脛骨截骨以遠3 cm以內骨質未受開放傷污染或腫瘤污染，且具有活性，納入骨橋組，反之，納入對照組。其中骨橋組12例，采用脛腓骨骨橋技術行小腿截肢術；對照組20例，采用傳統小腿截肢術。本研究獲得解放軍第180醫院倫理委員會批準，所有患者均簽署知情同意書。

骨橋組：男11例，女1例；年齡27～60歲，平均(42.8±10.1)歲。截肢原因：毀損傷10例，外周血管病變1例(其中動脈閉塞性脈管炎1例)，惡性腫瘤1例(其中足部普通型骨肉瘤1例)。截肢平面：小腿上段截肢8例，小腿中段截肢4例。側別：左側7例，右側5例。術后并發癥：感染1例，幻肢痛1例。

對照組：男16例，女4例；年齡30～65歲，平均(47.3±9.1)歲。截肢原因：毀損傷16例，外周血管病變3例(其中動脈閉塞性脈管炎1例，嚴重糖尿病足2例)，惡性腫瘤1例(踝部軟骨肉瘤)。截肢平面：小腿上段截肢12例，小腿中段截肢8例。側別：左側13例，右側7例。術后并發癥：感染1例，幻肢痛2例。

1.3 手術方法 骨橋組：全麻麻醉下，在脛骨截骨平面下環形剝離骨膜，線鋸鋸斷。暴露腓骨，與脛骨同一截骨平面處截斷腓骨。處理截骨面后，自截肢遠端切取2 cm×3 cm正常脛骨骨板，置于脛腓骨截骨面間，在骨質上鉆孔，肌腱吻合線縫合固定。其余步驟同對照組。

對照組：全麻麻醉下，根據預定的截肢平面設計“魚嘴樣”切口，將皮瓣上翻，離斷脛前肌及小腿伸肌群，結扎、切斷脛前動、靜脈，向遠端牽拉腓深神經和腓淺神經，局部封閉后銳性切斷神經使其自行回縮。在脛骨截骨平面下環形剝離骨膜，線鋸鋸斷。暴露腓骨，在脛骨截骨平面近側2 cm處截斷腓骨。在脛骨殘端下1～2 cm處切斷比目魚肌、腓腸肌，以覆蓋脛骨殘端。結扎、切斷脛后動、靜脈，向遠端牽拉脛神經后銳性切斷使其自行回縮。處理截骨面后，翻轉比目魚肌、腓腸肌，充分包裹脛骨殘端，縫合傷口，放置負壓引流24 h。

1.4 術后處理及隨訪指標 術后1周開始行關節活動及增強肌力與殘端支撐力的康復鍛煉。術后3～4周安裝臨時義肢并行假肢操縱、協調訓練，6～8周后裝配永久假肢，其中假體均使用動態儲能小腿假肢。術后1年進行時空參數步態分析，記錄患者身高、體重及三維步態時空參數等指標，包括步速、步頻、步長、步寬、擺動相、單足支撐相、雙足支撐相、對稱性、患側平均足底壓強和患側最大足底壓強。

1.5 時空參數步態分析方法 應用平板壓力測試系統進行步態時空參數定量分析。系統由4塊壓力傳感器板、傳感器連接器、計算機組成(見圖1)。受試者在安靜環境下進行測試。測試前需讓受試者在步態分析儀上進行1～2次的測試練習，讓其了解相關要求并熟悉測試過程。每位受試者測量前佩戴好假肢，并調整至最舒適狀態，在測試區域前2 m啟動、后2 m停止，保持勻速并以平常步態自然行走。足跡應落在測試區域的步道內，記錄至少一個完整步行周期的足跡。每個受試者測試3次，每次測試間隔時間30 s。收集步速、步頻、步長、步寬、擺動相、單足支撐相和雙足支撐相、對稱性、平均足底壓強和最大足底壓等數據。取3次測量參數的平均值進行計算及分析。

圖1 平板壓力測試系統

2 結 果

2.1 一般資料 兩組小腿截肢患者性別、年齡、截肢原因、截肢平面、側別、體重和身高等一般資料比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，具有可比性，見表1。

2.2 三維步態時空參數 兩組患者步長和步寬比較差異無統計學意義(F=0.227，P=0.962；F=0.015，P=1.000)，而骨橋組在步速、步頻、擺動相、單足支撐相、雙足支撐相、對稱性、患側足底壓強和患側最大足底壓強等方面均優于對照組，差異有統計學意義(見表2)。

2.3 典型病例 a)39歲男性患者，機器絞傷致右小腿中下段毀損1 h，急診采用骨橋技術進行右小腿中段截肢術。手術前后影像學資料見圖2～3。b)47歲男性患者，車輪碾壓致右小腿中下段毀損3 h，急診進行右小腿中段傳統截肢術，手術前后影像學資料見圖4～5。

表1 兩組小腿截肢患者一般資料比較

表2 兩組小腿截肢患者三維步態時空參數比較

圖2 術前X線片示右脛腓骨下段骨折，周圍軟組織紊亂 圖3 術后X線片可見脛腓骨截骨面之間有骨橋連接 圖4 術前X線片示右脛腓骨下段粉碎性骨折 圖5 術后X線片示截肢水平滿意

3 討 論

3.1 傳統小腿截肢術在行走功能中的缺陷 小腿截肢術在肢體毀損傷、外周血管病變及惡性腫瘤廣泛應用，全世界創傷相關截肢患者中約64.6%為經小腿截肢[2]。小腿截肢術除了要獲得有功能的殘肢外，最重要的是要獲得盡可能接近正常的行走能力和外觀步態，進而更好地融入社會，減輕截肢導致的心理障礙[1]。雖然傳統小腿截肢技術仍是目前截肢技術的標準，但其存在較多不足。最首要的不足在于小腿配戴假肢后，負重力全部傳導至脛骨截骨面，而脛骨截骨橫截面積小，應力過于集中，容易出現小腿殘端疼痛、抗負荷能力下降[3]。Bateni等[4]在膝下截肢后的步態研究中發現，截肢后的行走功能參數與截骨面的壓強呈反比，應力越集中，抗負荷能力越差，佩戴假肢后的步態越偏離正常步態。所以如何增加殘端截骨面的橫截面積，對改善患者的行走能力、步態外觀及行走舒適性具有重要意義。

3.2 脛腓骨骨橋技術在小腿截肢術后行走功能中的優勢 自從1949年Ertl[5]提出脛腓骨截肢骨橋理論，并經Dederich[6]的完善，截肢骨橋理論開始應用于臨床，并有少量文獻報道。Pinto等研究認為，脛腓骨骨橋創造了更加穩定的負重平臺和更大的截骨面積，在步態的負重階段可以承載更大的應力[7]。Pinzur等[8]采用假肢評估問卷調查表對小腿截肢患者進行分析，發現采用小腿骨橋技術的患者在行走舒適度上優于傳統截肢患者。但文獻對截肢骨橋技術的評估，多采用健康調查量表或假肢體驗量表，存在較大的主觀性，難以對兩種截肢術后的行走功能進行量化比較。針對上述不足，我們應用步態分析方法來量化截肢術后的行走功能，以期更好地比較兩種截肢方法對行走能力的影響。

任何行走功能異常都可導致步態異常，通過步態分析的方法可以較好地了解患者的行走功能。目前時空參數步態分析是國內外研究最多、臨床應用最廣泛的步態分析指標，通過步長、步寬、步頻及支撐相、擺動相等參數，可以反映出人行走時最基本的步行特征和雙下肢步行功能，最完整地還原及量化行走狀態[9]。本研究結果顯示應用骨橋技術行小腿截肢后1年，所獲得的各項步態時空參數與健康成人的步態時空參數最為接近[10]，提示截肢骨橋技術增加的脛腓骨截骨面積，有利于最大限度糾正異常步態，可以獲得最接近于健康人的行走功能。

本研究中應用脛腓骨骨橋技術進行小腿截肢的行走步長(57.1±8.5)cm和步寬(28.1±4.7)cm，并不優于傳統小腿截肢術，差異無統計學意義(F=0.227，P=0.962；F=0.015，P=1.000)。這可能是因為步長和步寬與截肢負重面積無關，而與身高、下肢肌力和行走頻率有關[11]。但在患側足底壓強(122.5±4.6)kPa和最大足底壓強(240.4±5.2)kPa方面，骨橋組明顯優于傳統截肢組(107.7±8.8)kPa和(223.5±12.5)kPa，差異有統計學意義(F=3.121，P=0.005；F=2.224，P=0.038)，這直接量化印證了增加截肢負重面積可以有效增高殘端抗負荷能力的設想，也為其余步態時空參數分析提供了循證依據。傳統小腿截肢術負重力量傳導全部集中在脛骨截骨面，而且容易出現腓骨的不穩和疼痛，而應用脛腓骨骨橋技術的小腿截肢術，在脛骨和腓骨截骨面之間植骨，不但可以將負重面積增加至2～3倍，而且通過融合后的脛腓骨骨橋與上脛腓骨關節形成穩定的框架結構，增加了抗負荷能力和負重時的穩定性[12]。Gailey等對102例行小腿截肢術的殘疾運動員進行運動能力測試時發現，殘端可耐受的最大壓強與運動員主訴的跑、跳等運動能力和運動時的舒適性呈正比，認為可耐受壓強越大，可以縮短步伐周期、加快步伐速度，并提高患肢單足支撐能力和時間，有利于改善行走和運動能力，但該研究中未對具體的步態參數進行測量和評估[13]。本研究中對步速、步頻、擺動相、單、雙足支撐相和步伐對稱性等具體行走步態時空參數均進行了測量，發現骨橋組顯著優于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，表明骨橋技術在小腿截肢術中的改進，可以提高患者使用假肢的行走功能，而且通過改善步態外觀，也可以提高患者假肢使用的滿意程度和生活質量。

3.3 研究的不足之處 小腿截肢后的行走能力與骨關節、神經、肌肉因素密切相關，本研究雖已排除神經因素的影響，但不同的截肢原因(如創傷、血管疾病或惡性腫瘤等)和截肢平面及體質因素可能會對下肢肌力產生不同程度的影響，繼而影響研究結果，尚需后續進一步研究。

綜上所述，脛腓骨骨橋技術應用于小腿截肢術可獲得良好的步態時空參數，行走功能和步態外觀滿意，是一種值得推廣的小腿截肢方法。

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