組合可調式Halo -骨盆固定支具的設計及初步臨床應用

張 強，武文杰，王 成，榮志剛，劉 勛，張澤華，侯天勇，代 飛，許建中，羅 飛

陸軍軍醫大學附屬西南醫院骨科，重慶 400038

重度僵硬型脊柱畸形的外科治療是脊柱外科醫師公認的技術難點與挑戰。目前關于重度僵硬型脊柱畸形的定義尚無統一標準，一般是指脊柱全長X線片冠狀面上主彎Cobb角＞ 80°且bending位上柔韌度＜ 30%，或矢狀面上Cobb角＞ 70°的脊柱畸形［1-3］。有研究報道，Halo重力牽引、Halo -股骨髁上牽引、Halo -骨盆牽引、軟組織松解術、脊柱內部臨時牽引等技術手段，可作為后路截骨矯形治療重度僵硬型脊柱畸形的重要輔助治療措施，可有效降低一期手術治療風險及相關并發癥發生率并改善最終矯形效果［1，4-5］。Halo -骨盆牽引具有牽引程度主動可控，作用力緩和、持久、穩定，患者可院外牽引，對患者活動影響小等優點，但傳統的Halo -骨盆固定支具因安裝困難、調節復雜、容錯性差、護理要求高等不足影響了其臨床應用。本研究組對其進行改良，設計成模塊化、組合式、調節方式簡易可控的新型Halo -骨盆固定支具，并初步應用于臨床治療重度僵硬型脊柱畸形，取得了比較滿意的療效，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 新型支具的設計

新型組合可調式Halo -骨盆固定支具（圖1，專利號：ZL 2016 2 0646019.8）由顱骨固定套、骨盆固定套和顱盆骨連接調整桿3部分組成。采用模塊化、組合式設計，相較傳統顱盆環具有以下特點。①顱釘尖端楔形設計，更符合力學原理，較易擰入，且能避免傳統顱釘擰入時引起的周圍皮膚擠壓褶皺、壞死等；②顱骨、骨盆固定套為開放式預塑形環狀結構，可通過調節孔調節其大小和外形，適用于不同體型患者，同時可從側面穿戴，避免傳統的閉環結構從腳端穿戴帶來的不便；③盆針、顱釘可通過針夾組件分別固定在盆骨固定圈和顱骨固定圈上，且針夾固定的位置和角度可360°調節，便于選擇適當固定部位，避免傳統鋼絲捆扎加牙托粉或骨水泥包埋等繁瑣操作，且方便后期調整；④牽引調節可通過專門調整組件（調節滾輪）完成，且設有以“mm”為單位的量化刻度，保證牽引均勻、穩定進行，且便于牽引過程中相關數據收集及牽引能力評價；⑤采用高強度鋁合金材質，可減少對牽引過程中X線片評估的影響。

1.2 一般資料

納入標準：既往未行脊柱融合術；全脊柱X線片冠狀面上Cobb角＞ 80°且bending位上柔韌度＜ 30%，或矢狀面上Cobb角＞ 70°；自愿接受本研究治療方案且簽署知情同意書。排除標準：伴有頸椎不穩、寰樞椎脫位等不能耐受牽引的患者；嚴重藥物依賴性疾病、心理疾病、嚴重脊柱外傷或脊髓損傷、心肺功能嚴重障礙等不能耐受治療的患者；其他不適合因素。

圖1 組合可調式Halo -骨盆固定支具結構示意圖Fig. 1 Schematic diagram of combined adjustable Halo-pelvic fi xation brace

根據以上標準，2015年2月—2017年6月，本院采用新型組合可調式Halo -骨盆固定支具術前牽引聯合后路脊柱截骨術治療重度僵硬型脊柱畸形患者8例，男3例，女5例；年齡12 ～ 44歲，平均24歲。所有患者術前均行全脊柱正側位及bending位X線、CT三維重建及MRI檢查，其中特發性脊柱側凸畸形7例，側凸Cobb角為119.0°±11.5°、bending位Cobb角為115.4°±11.1°，柔韌度為3.4%；結核性胸腰段角狀后凸畸形1例，后凸Cobb角為103°。1例特發性脊柱側凸患者合并頸髓空洞、ChiariⅠ型畸形，無神經癥狀；1例結核性后凸患者合并脊髓不完全性損傷，美國脊髓損傷協會（ASIA）［6］分級C級。

1.3 治療方法

1.3.1 支具安裝

手術在小劑量靜脈全身麻醉下進行，患者取側俯臥位，自髂前上棘以上3.0 ～ 5.0 cm處進針，髂后上棘出針，盡可能使進、出針點在站立位時與地面平行，避免牽引過程出現針道皮膚切割現象。之后患者改取仰臥位，在雙側眉弓外上方1.5 ～ 2.0 cm處、耳輪后上方1.5 ～ 2.0 cm處各固定2枚顱釘（共8枚），調整顱骨固定圈的四周，使其與皮膚間距保持一致。在盆針、顱釘周圍使用羅派卡因局部浸潤麻醉，減少術后疼痛。觀察1 ～ 2 d，待患者適應后在病房安裝顱骨固定圈和連接調整桿，安裝過程中頭部需保持在中立位。

1.3.2 牽引調節

通過調節滾輪調節牽引連接桿，先快后慢，起始可以每天增加5 ～ 10 mm，觀察2 ～ 3 d，之后每天增加4 ～ 6 mm，后期每天增加1 ～ 2 mm至截骨術前。牽引過程中密切觀察脊髓神經癥狀，一旦出現脊髓神經牽拉癥狀，應立即停止牽引并縮短連接調節桿5 ～ 10 mm，直至神經癥狀消失。在牽引過程中囑患者加強體能鍛煉和肺功能鍛煉。達到預定牽引目標，或出現反復神經癥狀、患者不能耐受等情況即終止牽引。本組8例患者共牽引5 ～ 10周，平均7周。

1.3.3 矯形手術及術后處理

7例特發性脊柱側凸患者行后路Ponte截骨，其中3例因嚴重胸廓畸形同時行胸廓成形術。1例結核性胸腰段角狀后凸畸形患者行后路全脊椎切除術（VCR）。所有患者術中喚醒試驗及體感誘發電位（SEP）監測未見異常。患者術后3個月內在支具保護下活動，每3個月定期隨訪，行全脊柱正側位X線檢查。

1.4 評價指標及統計學處理

測量患者治療前后站立位身高；測量治療前后站立位脊柱全長正/側位X線片上脊柱側/后凸Cobb角、軀干偏移距離及軀干高度（T1～ S1）。軀干偏移距離是指脊柱全長正位X線片上C7鉛垂線與骶骨正中線之間的距離；軀干高度是指脊柱全長正位X線片上T1上終板中點與S1上終板中點之間的垂直距離。數據以±s表示，采用SPSS 22.0軟件對數據進行統計學分析，治療前后數據比較采用配對t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 一般情況

8例患者治療過程順利，隨訪2 ～ 24個月，平均11個月；身高由術前（145.8±8.5）cm增加至術后（156.3±5.3）cm，差異有統計學意義（P＜0.05）。7例特發性脊柱側凸患者手術時間為241 ～ 332 min，平均286 min；出血量400 ～ 1 600 mL，平均850 mL。1例結核性脊柱后凸患者手術時間為330 min，出血量為3 000 mL。所有患者術后畸形明顯改善，末次隨訪時無假關節形成、內固定失敗等并發癥，矯形未見明顯丟失。

2.2 影像學參數

7例特發性側凸患者牽引后及術后Cobb角、軀干高度（T1～ S1）、軀干偏移距離及身高均較術前顯著改善，差異有統計學意義（P＜0.05，表1）；牽引后及術后Cobb角矯正率分別為29.3%、46.8%。1例結核性后凸患者，牽引后及術后后凸Cobb角（98°和68°）均較術前（103°）顯著改善，牽引后及術后后凸Cobb角矯正率分別為4.9%、34.0%；ASIA分級由C級恢復至D級。典型病例影像學資料見圖2。

表1 治療前后影像學參數Tab. 1 Imaging parameters of pre- and post-treatment n=7，±s

表1 治療前后影像學參數Tab. 1 Imaging parameters of pre- and post-treatment n=7，±s

注：*與術前相比，P ＜ 0.05Note ：* P ＜ 0.05，compared with pre-operation

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2.3 并發癥發生情況

共3例患者發生牽引相關并發癥，2例牽引過程中出現盆針皮膚切割伴感染，1例牽引過程中出現顱釘松動、脫落，所有患者經清創縫合、抗感染對癥處理后均痊愈。

1例胸廓成形術術后發生肺部感染、胸腔積液，經胸腔閉式引流、抗感染及對癥支持治療后痊愈。

3 討 論

3.1 牽引在重度脊柱畸形治療中的作用

重度僵硬型脊柱畸形患者多合并嚴重心肺功能障礙［7］，尤其是畸形發生在上胸椎的患者，由于脊柱短縮、椎體旋轉偏移、胸廓塌陷等原因，導致胸廓容積減少、肺膨脹受限及順應性降低，出現限制性通氣功能障礙，其矯形手術的風險、圍手術期相關并發癥發生率都異常高。

圖2 典型病例影像學資料Fig 2 Imaging data of a typical case

盡管現代脊柱內固定技術日臻成熟，內固定器械也難以達到一次性將重度脊柱側凸矯正過來的目的［8］。一期截骨矯正重度僵硬型脊柱畸形面臨以下困難。①由于椎體結構發育異常、旋轉偏移程度大，直接置釘往往比較困難；②由于椎體偏移距離大、Cobb角度大，需要內固定器械提供較大的矯正力或更高級別的截骨才能獲得較滿意的矯形效果，如果凹側攣縮的軟組織得不到很好地松解，勉強通過內固定器械撐開矯形后，不僅脊髓神經損傷風險高，而且攣縮的軟組織與內固定器械之間將產生明顯的“弓弦效應”，使內固定器械承受較大應力，容易導致螺釘松動、拔出或斷裂等［9］；③大范圍或高級別的截骨手術時間長、出血量大、難度大、風險高，由于截骨端異常移位、殘留骨塊的壓迫、截骨端閉合時硬膜囊受壓以及脊髓缺血再灌注損傷等原因，使脊髓神經損傷風險增高。Lenke等［10］報道了147例VCR術后并發癥發生率為59%，其中術中神經電生理監測異常或喚醒試驗異常發生率高達27%。

一方面，術前牽引能使側凸凹側攣縮的軟組織蠕變松解，改善脊柱椎間盤、關節突關節及肋椎關節等小關節的柔韌性，能使彎曲的脊柱伸直，可簡化手術操作；本組7例側凸患者均只采用低級別截骨（Ponte截骨），也獲得了滿意的治療效果。另一方面，牽引也可以在一定程度上改善患者心肺功能、了解牽引狀態下脊髓耐受能力及脊髓神經損傷發生的情況，降低術后脊髓、神經等相關并發癥發生率；本組8例患者治療過程中無脊髓神經損傷表現，術中喚醒試驗及SEP監測也未見異常，其中1例結核性脊柱后凸患者合并脊髓不全性損傷（ASIA分級C級）逐漸得到恢復緩解（ASIA分級D級）。

3.2 3種脊柱牽引技術臨床應用的比較

Halo -股骨髁上牽引可提供強大的牽引力，短時間便可迅速改善脊柱冠狀面及矢狀面畸形，但需持續臥床、嚴重限制患者活動，易發生褥瘡、髖膝關節僵硬、廢用性骨質疏松等并發癥，目前多用于術前大質量短時間牽引或術中牽引糾正嚴重骨盆傾斜［2，11］。張宏其等［11］采用術前大質量Halo -股骨髁上牽引治療27例重度僵硬型脊柱側凸患者，平均牽引3周，牽引末及術后側凸Cobb角矯正率分別為37.5%、57.2%，其中，1例術后出現右手小指麻木，2例出現髖膝關節僵硬。

Halo重力牽引因其可利用患者自身體質量作為反作用力，避免股骨髁或骨盆置釘，且可在床上、輪椅和步行架之間轉換完成持續性牽引，對患者活動影響較小，近年越來越引起重視。Li等［3］對11例重度脊柱側后凸畸形患者術前采用Halo重力牽引，平均牽引9.55周（8 ～ 12周），牽引結束時側/后凸Cobb角矯正率分別為28.63%、22.19%，牽引過程中2例出現惡心嘔吐、1例出現頭暈。Koller等［12］對45例重度僵硬型脊柱畸形患者術前采用Halo重力牽引，平均牽引30 d，牽引結束后側/后凸Cobb角度分別矯正8°±9°、7°±12°，認為人們可能普遍高估了Halo重力牽引在重度脊柱畸形矯形中的作用，但其在肺功能改善及降低神經損傷風險方面的作用得到肯定。程劍洋等［13］報道15例重度僵硬型脊柱側凸畸形患者經平均135.6 d的Halo重力牽引后，Cobb角矯正率僅約20%，但用力肺活量（FVC）與預測值的百分比提高約7%。

鄭君濤等［14］報道采用輕便頭盆環聯合截骨術治療46例重度僵硬型脊柱側凸畸形患者，術后Cobb角矯正率為71.5%，其中，1例出現暫時性神經根性疼痛，1例出現右小腿肌力減弱但不影響行走。黃朝國等［15］報道采用顱盆環牽引軟組織松解聯合后路手術治療36例重度脊柱側凸畸形患者，平均牽引85 d，術后Cobb角矯正率為63.3%，其中4例發生吞咽困難、言語不清等過度牽引癥狀，6例發生盆針感染。Halo -骨盆牽引作用力穩定、持久，可行走鍛煉，但對患者睡眠造成不利影響，對生活質量影響大，部分學者嘗試對Halo -骨盆支具進行改良，患者舒適度得到一定改善，但改良后僅為冠狀面牽引，其穩定性及其在重度側/后凸畸形治療中的有效性需進一步研究證實［16-17］。

本研究組患者平均牽引7周，牽引時間較文獻［11］長而比文獻［3］短；7例脊柱側凸患者牽引后側凸矯正率為29.3%，劣于文獻［11］而優于文獻［3］；截骨術后側凸Cobb角矯正率為46.8%，較文獻［14-15］低，可能與本研究病例脊柱畸形重、牽引時間較短、未行軟組織松解、截骨方式較保守等因素有關；牽引相關并發癥發生情況（3/8）較文獻［3］高且更嚴重。Halo重力牽引可避免患者臥床、睡眠舒適度較高，顱釘的切割、感染風險較少，但存在牽引周期長、設備體積大、患者難以脫離醫療環境、增加住院時間及相應費用高等不足；Halo -骨盆環設備輕便簡單，利于患者院外自行牽引，并可在持續牽引狀況下進行手術，在融合術后可以繼續作為輔助外固定，但也存在對患者生活質量影響大、針道切割及感染等并發癥發生率高等不足。故這兩類牽引方式各有其優缺點，應嚴格掌握其適應證，根據患者接受程度、醫療需求及醫院狀況進行合理選擇。

3.3 結核性脊柱后凸畸形是否需要Halo -骨盆牽引

陳舊性結核脊柱后凸畸形，常合并廣泛前、后柱結構異常以及嚴重矢狀面失平衡，后凸頂椎區骨質破壞融合，使椎體解剖結構在術中難以辨認，且頂椎區椎管狹窄明顯，后凸畸形使脊髓腹側受壓、背側拉伸，導致脊髓活動性差、血供薄弱、耐受性差，若術中一次性快速矯正畸形，脊髓神經損傷風險及圍手術期并發癥發生率將增高。鐘沃權等［18］報道采用VCR治療56例陳舊性結核脊柱后凸畸形患者，Cobb角矯正率為68.5%，17例（30.4%）發生并發癥。曲小辰等［19］報道后路VCR、雙軸旋轉矯形固定融合術治療33例重度陳舊性結核脊柱后凸畸形患者，Cobb角矯正率為69.1%，18例次（54.5%）發生并發癥。

由于重度陳舊性結核脊柱后凸畸形一期手術矯形風險高、并發癥多，部分學者嘗試顱盆環牽引、軟組織松解術等手段聯合截骨術進行矯形，取得了滿意的臨床療效。Muheremu等［20］通過對比研究發現術前Halo -骨盆牽引可減少術中出血量，縮短手術時間，提高矯形效果，降低脊髓神經損傷風險。Yu等［21］報道1例極重度結核性脊柱后凸畸形患者經顱盆環牽引、前路軟組織松解、后路經椎弓根椎體截骨術治療后，后凸Cobb角由術前180°矯正至30°，矯正率為83.3%，治療中未發生脊髓損傷等相關并發癥，隨訪2年時未見矯形丟失。

本研究1例陳舊性結核脊柱后凸畸形患者，術前后凸Cobb角為103°，并出現進行性脊髓損傷癥狀（ASIA分級C級），Halo -骨盆牽引后神經癥狀逐漸緩解，遺憾的是在牽引5周時因患者未按要求檢查緊固顱釘致顱骨釘松動脫落，且患者耐受性差拒絕更換顱釘繼續牽引而被迫終止牽引，牽引結束時后凸Cobb角殘留約98°，VCR術后Cobb角為68°，矯正率為34.0%，駝背畸形較術前改善明顯。隨訪1年時植骨區骨性融合，矯形無明顯丟失，脊髓損傷癥狀也得到緩解（ASIA分級D級）。

3.4 不足與展望

本研究主要介紹了組合可調式Halo -骨盆固定支具的設計及初步臨床應用結果，仍存在一些不足：①樣本量少，尤其是針對結核性脊柱后凸畸形方面需要進一步積累臨床病例；②缺乏與其他類型脊柱牽引技術的對照研究；③Halo -骨盆固定支具剛性牽引作用力大，容易導致盆針切割及變形，盆針的穿針方式、牽引策略及器材設計有待進一步改善。

綜上所述，本研究設計的組合可調式Halo -骨盆固定支具可滿足重度僵硬型脊柱畸形患者術前脊柱固定和牽引的治療需求，通過術前緩慢牽引畸形可逐步矯正，是一種簡便、安全、有效的輔助治療手段。