一種用于三角纖維軟骨復合體損傷后固定的新型低溫熱塑肘腕手矯形器的研發與初步效果測試

關云飛，張勇，鄭倩，謝凌鋒，張滋洋，康皓，劉廣武

三角纖維軟骨復合體(triangular fibrocartilage complex，TFCC)是位于腕關節尺側的一個解剖實體[1-2]，對維持腕關節尺側穩定和遠端橈尺關節穩定十分重要[3-4]。TFCC損傷非常常見，有研究顯示，腕部有癥狀的患者中TFCC異常率約為39% ～ 70%[5]，常發生在各種前臂骨折、運動損傷和關節退變后，典型癥狀為腕關節尺側痛和腕關節活動受限，前臂旋轉時疼痛加劇，且可伴有握力減退、關節彈響[6]，嚴重影響生活質量。臨床在傳統上，使用長臂石膏固定是針對各種程度TFCC損傷的通用處置方式[7-10]。由于石膏固定舒適性差，影響日常活動和美觀等原因，越來越多的醫生和患者傾向于使用個性化低溫板材矯形器進行固定。基于Sugartong石膏開發出來的Sugartong矯形器方便穿戴、輕薄透氣[11]，逐漸部分替代了以往的石膏固定，成為骨科醫生和患者的首選。然而，Sugartong矯形器長期持續固定易導致肘關節僵硬，且后期治療中需重新定制一個腕手矯形器(Wrist hand orthosis，WHO)進行替換，一定程度上增加了患者的就醫費用。我團隊綜合借鑒了Muenster矯形器[11]、Sugartong矯形器以及傳統石膏和肘腕手矯形器 (elbow wrist hand orthosis, EWHO)，設計出一款新型的、可靈活調整的新型低溫熱塑肘腕手矯形器(Low temperature thermoplastic elbow wrist hand orthosis，LTTEWHO)，用于TFCC損傷的保守治療和術后固定。其不僅能較好地固定前臂，而且可以一次制作成型、靈活切割調整和維持一定的肘關節屈伸范圍。因此本研究將同時對比傳統Sugartong石膏、Sugartong矯形器以及新型LTTEWHO中立位狀態下對前臂和肘關節的固定效果，并重點介紹該新型LTTEWHO的功能特點。

1 資料與方法

1.1 一般資料 自2022年1月～2022年3月，我團隊以海報形式招募志愿者，要求既往身體健康，近6個月內無上肢外傷，雙上肢前臂旋轉平滑、對稱，無明顯異常。研究共計招募受試者8名，其中男性和女性各4名，平均年齡(27.38±6.98)歲，平均體重(64.13±11.16)kg，平均身高(166.25±6.55)cm。8名受試者均為右利手，平均握力水平(29.38±7.79) kg。以擲硬幣方式隨機選定受試者的一側前臂作為測試對象。最終5名受試者右手和3名受試者左手獲得測試，前臂平均旋前角度79.50±12.63°，平均旋后角度100.00±9.86°，肘關節伸展-9.50±6.30°，肘關節屈曲142.38±5.83°。

1.2 方法 所有受試者分別接受3種處置方式，包括Sugartong 石膏固定、Sugartong 矯形器固定和LTTEWHO固定。在首次處置前完成前臂旋轉和肘關節屈伸的主動關節活動范圍(Active range of motion，AROM)基線采集。

1.2.1 Sugartong 石膏固定 受試者舒適坐位，肩關節外展約30°使上肢離開軀干便于操作。囑其肘關節屈曲90°并保持，前臂旋轉中立位，腕關節輕微背伸10～20°，手指微屈。醫用外固定石膏(F430，10.2cm×76cm)充分浸濕后擠干多余水分，將一端置于掌橫紋，另一端繞過肱骨遠端內外側髁后折向前臂至掌指關節，多余部分向后折疊，使用繃帶覆蓋纏繞以固定石膏。操作者在石膏完全硬化前，根據受試者手臂特點，適當擠壓受試者腕關節掌側及背側、手大魚際及虎口區進一步塑形。要求在不影響掌指關節及拇指活動的同時，確保腕關節可靠固定。適當托舉，保持該狀態直至石膏完全硬化成型。如圖1a所示。

1.2.2 Sugartong 矯形器 受試者準備體位與石膏固定要求相同。首先初步裁剪一張矩形3.2mm厚低溫熱塑板材(KS-3219A)，要求其長寬尺寸分別對應受試者第五掌指關節至尺骨鷹嘴距離的2倍和前臂中段圍長的1/2。使用恒溫水浴箱加熱軟化后，取出板材，將其一端置于受試者掌橫紋處，另一端繞過肱骨遠端內外側髁后折向前臂至掌指關節，在虎口和肘橫紋處擠壓兩側板材使其粘合，避免板材移位。操作者徒手擠壓塑形，確保板材與前臂貼合緊密，同時使用彈性繃帶纏繞包裹全段直至板材完全硬化。初步塑形完成后，取下繃帶和矯形器進一步修剪。沿大魚際修出掌部剪切線，確保不影響拇指和掌指關節活動。同時，保留腕關節尺/橈側板材邊緣間距約1cm，使用4對2.5cm寬度魔術貼分別在掌部、腕關節、前臂中段和近肘橫紋處固定矯形器。如圖1b所示。

1.2.3 LTTEWHO固定 受試者體位與塑形材料同上。首先制備合適的矩形板材，其長度為受試者肘關節伸直時掌指關節至上臂下1/3的長度，寬度為前臂中段圍長。在距離板材一側末端1cm、距中線約2cm處開一個直徑約2cm的拇指孔進行加熱軟化。將加熱軟化后的板材置于受試者前臂，使其拇指穿過拇指孔。操作者使用裁剪工具在其肘橫紋兩側分別剪出5cm左右的切口。將肘上部分板材輕微牽拉粘合后，徒手塑形前臂部分確保局部貼合，使用彈性繃帶纏繞定型直至完全硬化。定型后，取下繃帶和夾板，遠端沿掌橫紋修剪剪切線，使其對掌指關節活動無影響。保持腕關節尺側邊緣線間距約1cm，邊緣修整平滑并過渡至上臂，肘上部分塑形包繞上臂前側。使用4對2.5cm寬度的魔術貼分別在掌部、腕關節、前臂中段和上臂處固定矯形器。區別于Sugartong矯形器的固定方式，LTTEWHO可靈活切割調整為WHO，從而解除對肘關節活動的限制。如圖1所示，可通過簡單切割將LTTEWHO(圖1 c1)修改為一個有效的WHO(圖1c2)。

a為Sugartong石膏，b為Sugartong矯形器，c1為LTTEWHO，c2為LTTEWHO經二次切割后的WHO

1.3 評定標準 指標測量由一名未參與研究設計且不知曉實驗目的具有豐富康復評定經驗的治療師完成，所有結果均按照標準操作規范測量3次，取平均值。使用通用量角器測量以下3個指標：①未佩戴矯形器時前臂的旋前旋后AROM：受試者處于舒適穩定坐位下，使用5 cm寬約束帶固定受試者上臂使其緊貼胸壁，避免肩關節外展及前屈。囑受試者屈肘90°位保持，取前臂旋轉中立位作為測量起始位置。使用垂直固定于墻面的通用標注量角器對前臂的旋前旋后進行測試，要求受試者緊握旋轉指針根部，確保旋轉軸與前臂長軸一致并通過量角器軸心與墻面垂直；②未佩戴矯形器時肘關節屈伸AROM；③3種矯形器固定下前臂最大旋前旋后AROM和感到阻力抵抗時旋前旋后AROM；④3種矯形器固定狀態下的肘關節屈伸AROM，肘關節屈曲與伸展的數據合并為肘屈伸總ROM來記錄。所有指標均除以個體的基線活動范圍，采用百分比的形式表示。

2 結果

2.1 3種固定方式對前臂旋轉的影響 前臂旋前旋后所有指標在3種矯形器之間比較差異均有統計學意義(P<0.05，0.01)，兩兩比較顯示：前臂最大旋前AROM比例比較，Sugartong 石膏和LTTEWHO比較差異無統計學意義，但均小于Sugartong矯形器(P<0.05)；阻力點旋前AROM比例比較，Sugartong 石膏和LTTEWHO差異無統計學意義，但均小于Sugartong矯形器(P<0.05，0.01)；旋后AROM比例比較，3種固定方式依次為Sugartong 石膏< LTTEWHO

2.2 3種固定方式對肘關節活動的影響 阻力點屈伸AROM比例比較，3種固定方式之間差異均有統計學意義(P<0.01)。其中，Sugartong 石膏和Sugartong矯形器固定方式的阻力點屈伸AROM比例均大于LTTEWHO(P<0.01)，但Sugartong 石膏和Sugartong矯形器兩者間比較差異無統計學意義。見表1。

表1 3種固定方式對前臂旋轉及肘關節活動的限制效果對比

3 討論

雖然手術治療TFCC損傷效果一般較好，可明顯改善腕關節功能，減輕疼痛[12-13]，但外科醫生建議在手術干預前至少需進行3 ～ 6個月的保守治療[14]。而石膏或矯形器固定是保守治療的主要方法。臨床上一般在4 ～ 6周拆除固定后再結合康復訓練進行保守治療。因此，個性化低溫熱塑矯形器幾乎成為此類患者的標配。

本研究中， Sugartong石膏固定的阻力點旋前AROM比例和旋后AROM比例分別為15.82%和9.49%，Sugartong矯形器分別為23.66% 和20.34%，即兩者在中立位狀態下均不能達到完全鎖定前臂旋轉的作用，這與Slaughter等[11]的研究結果基本一致，由于這兩種固定方式在臨床上的廣泛應用且效果良好，說明在無痛范圍內維持適度低幅度關節活動可能并無害處，反而能夠促進局部的軟骨修復和血管再生。有文獻指出，關節軟骨的營養來自于滑膜液，關節活動可以促進滑膜液向關節軟骨的浸潤和擴散，加速軟骨細胞的新陳代謝，改善軟骨組織的再生和功能活動，同時消除局部水腫，加速自身修復，促進軟骨轉化并減輕疼痛[15-18]。TFCC外周血供較少，僅10%～40%的區域存在血液供應，其結構類似于半月板，營養物質來自于關節滑液[13, 19]，小范圍的無痛活動或許對TFCC損傷愈合具有潛在的好處。本研究中所測量的阻力點旋轉的范圍即為可控低幅度活動范圍，LTTEWHO阻力點AROM比例(15.39%，15.34%)和AROM比例(32.87%，28.69%)均介于Sugartong石膏固定和Sugartong矯形器之間，確保固定安全性的同時，又可維持適度的關節活動，這種固定設計切合實際應用，即能促進TFCC局部損傷修復，又能避免二次損傷，同時也能有效預防長期固定后的關節僵硬。

我們設計的LTTEWHO在TFCC損傷的治療中具有顯著優勢。首先，其使用了低溫熱塑性板材，可一次成型，穿戴方便。其次，關節鏡檢查被公認為TFCC損傷診斷的金標準[10]，但是關節鏡檢查是有創檢查，具有嚴格適應癥，對于損傷后第一時間不能明確診斷的腕掌部損傷和需要不同程度固定的患者，復診時可根據醫生的評估直接將LTTEWO切割調整為限制性更少的WHO，一定程度上為患者節約了時間和經濟成本。再次，該個性化定制矯形器貼合性較好，重量輕，可拆卸，方便清潔。最后，該矯形器肘上部分采用前部覆蓋設計，允許患者在醫生或者康復治療師的監督下盡早開始循序漸進的康復訓練，例如：對患者進行主動控制訓練，在確保不引發損傷加劇的情況下，允許局部關節有限滑動，預防關節僵硬，促進軟骨修復。

本研究當然也存在一定的局限性。有文獻認為TFCC損傷后應當將前臂固定在旋后位，然而該固定姿勢往往會給患者帶來更多疼痛從而導致固定的依從性下降及固定解除后旋前活動受限等問題[20]。我們的臨床實踐中發現術后前臂中立位固定并未影響患者功能恢復且能規避旋前受限的問題，因此本研究僅評測中立位狀態下的固定效果。相比于Jung等[9](40 個樣本量)和Trocchia等[21](15個樣本量)對前臂旋轉矯形器的研究，本研究樣本量偏小(8個)。其次本研究在測量過程中要求受試者手握旋轉指針，在旋轉前臂時握持狀態可能會影響前臂旋轉和指針的同步性，從而導致測量結果出現偏差，先進的生物測量儀或許能使測量結果更加精準。后續，本研究將納入更多TFCC損傷患者進行測試，并對其穿戴滿意度及穿戴引發的不良事件等進行進一步研究。

綜上所述， LTTEWHO充分考慮了傳統治療的優缺點，融入無痛范圍主動控制低幅度活動的治療理念，對原有的固定方式進行改良，部分提高了矯形器的固定效率。同時，一次成型和二次切割塑形的優點也為TFCC損傷患者的就醫和矯形器替換提供了便利。