浮肩損傷內(nèi)固定方式選擇的生物力學(xué)研究.pdf

1、背景與目的：浮肩損傷(floating shoulder injury,FSI)是指同側(cè)的鎖骨和肩胛頸同時骨折而造成肩關(guān)節(jié)上懸吊復(fù)合體雙重結(jié)構(gòu)破壞,從而導(dǎo)致肩關(guān)節(jié)無力,骨折不穩(wěn)定,關(guān)節(jié)漂浮,是一種嚴重的不穩(wěn)定損傷。肩關(guān)節(jié)上懸吊復(fù)合體(superiorshoulder suspensory complex,SSSC)是由骨與軟組織環(huán)組成(包括關(guān)節(jié)盂、喙突、喙鎖韌帶、鎖骨遠端、肩鎖關(guān)節(jié)和肩峰)。肩關(guān)節(jié)上懸吊復(fù)合體雙重損傷進一步擴大了浮肩損傷

2、的范圍,肩鎖關(guān)節(jié)脫位或鎖骨遠端骨折合并同側(cè)肩胛頸骨折均屬于廣義浮肩損傷。
　　 鎖骨骨折及肩鎖關(guān)節(jié)脫位都是臨床常見的損傷類型,其治療方法目前已基本取得共識。肩胛頸骨折后通常形成兩個主要的骨折塊,關(guān)節(jié)盂骨折塊和肩胛骨體部骨折塊。關(guān)節(jié)盂骨折又包括解剖頸骨折和外科頸骨折兩種。關(guān)節(jié)盂解剖頸骨折塊由于失去了肩胛骨體部骨性結(jié)構(gòu)的直接支持,同時缺少周圍韌帶和肌肉等軟組織的間接支持,肩關(guān)節(jié)完全失穩(wěn),必須手術(shù)治療。關(guān)節(jié)盂外科頸骨折塊通過喙鎖韌帶直

3、接連接到鎖骨,通過喙肩韌帶與肩峰相連,再以肩鎖關(guān)節(jié)囊韌帶間接與鎖骨遠端相連,如果這些韌帶發(fā)生斷裂則關(guān)節(jié)盂骨折塊無法與鎖骨連接,失去與人體中軸骨連接,出現(xiàn)肩關(guān)節(jié)失穩(wěn),必須采取手術(shù)治療。國外Willams等曾對人類尸體進行生物力學(xué)研究,確定鎖骨干、喙肩韌帶、喙鎖韌帶及肩鎖關(guān)節(jié)囊韌帶對于實驗性肩胛頸骨折模型穩(wěn)定性的影響,并且認為:對于同側(cè)肩胛頸及鎖骨干骨折,在沒有合并連接到關(guān)節(jié)盂的喙肩韌帶及肩鎖關(guān)節(jié)囊韌帶撕裂時,不會出現(xiàn)肩胛頸遠端骨折塊的浮動

4、,那么對于沒有韌帶損傷的外科頸骨折是否還需要采取手術(shù)內(nèi)固定呢?目前,對于此類浮肩損傷的治療方法還存在很多爭論,焦點在于是否需要采用內(nèi)固定,以及是采用單鋼板還是雙鋼板固定。
　　 對鎖骨骨折(或肩鎖關(guān)節(jié)脫位)同時合并肩胛外科頸骨折的浮肩損傷,治療上盡管存在爭議,但目前多主張早期手術(shù)治療。鎖骨骨折基本均采用重建鋼板固定,肩鎖關(guān)節(jié)脫位采用鎖骨鉤鋼板固定,而肩胛外科頸骨折內(nèi)固定方式的選擇,分別有單、雙鋼板固定的臨床隨訪文獻報道,但是缺乏

5、不同內(nèi)固定方式對肩胛頸骨折穩(wěn)定性影響的生物力學(xué)數(shù)據(jù)。本實驗在防腐尸體上,對浮肩損傷臨床治療中的不同內(nèi)固定術(shù)式進行生物力學(xué)評價,為臨床選擇內(nèi)固定方式提供生物力學(xué)依據(jù)。
　　 方法：
　　 1.材料準備
　　 取14例包含鎖骨及肩胛骨的上肢防腐尸體標本(左右各7例),性別不限,年齡35—56歲,平均48歲,去除皮膚、皮下組織和肩關(guān)節(jié)周圍附著的所有肌肉,分離盂肱關(guān)節(jié),保留鎖骨、肩胛骨以及喙鎖韌帶、喙肩韌帶和肩鎖關(guān)節(jié)囊韌

6、帶,人工制造肩胛上懸吊復(fù)合體模型。所有標本均攝X線片,排除風濕、結(jié)核、腫瘤等病變及解剖變異且標本大小、重量相近,所有標本全部達到要求。標本噴灑生理鹽水后用雙層塑料袋密封包裹,-20℃冷凍保存?zhèn)溆谩?br>　　 實驗前6h室溫下解凍,將解剖好的標本按正常人體解剖位置關(guān)系固定包埋,用聚乙烯管將鎖骨近端與肩胛骨內(nèi)側(cè)緣支撐固定,以聚甲基丙烯酸甲酯(自凝型,上海齒科材料廠生產(chǎn))將二者一同包埋作為底座。再于肩胛盂唇中央及周圍固定5枚螺釘,同樣用聚

7、甲基丙烯酸甲酯(自凝型,上海齒科材料廠生產(chǎn))將螺釘及盂唇同時包埋。測試時,實驗標本必須與夾具緊密接觸,以免試驗過程中發(fā)生松動。
　　 2.實驗設(shè)計
　　 取7例包含鎖骨及肩胛骨的左側(cè)上肢防腐尸體標本,將鎖骨及肩胛頸未發(fā)生骨折的狀態(tài)記為正常標本組(A組),作為自身對照。然后以骨鋸人為制造鎖骨中段及肩胛外科頸骨折,即得到浮肩損傷模型。對損傷模型分別行三種不同內(nèi)固定方式:單純鎖骨內(nèi)固定(B組),鎖骨加肩胛頸單鋼板固定(C組),

8、鎖骨加肩胛頸雙鋼板固定(D組)。觀察4個實驗組在6個不同方向上ROM的變化并進行生物力學(xué)評價。
　　 取7例包含鎖骨及肩胛骨的右側(cè)上肢防腐尸體標本,將肩鎖關(guān)節(jié)及肩胛頸未損傷的狀態(tài)記為正常狀態(tài)(A組),作為自身對照。用手術(shù)刀破壞肩鎖韌帶關(guān)節(jié)囊、骨鋸離斷肩胛外科頸,制作浮肩損傷模型,記為損傷狀態(tài)(B組)。對損傷模型進行固定(肩鎖關(guān)節(jié)采用鎖骨鉤鋼板、肩胛頸采用重建鋼板雙固定),記為固定狀態(tài)(C組)。觀察3個實驗組在6個不同方向上運動范

9、圍(ROM)及中性區(qū)(ZN)的變化并進行生物力學(xué)評價。
　　 3.固定方式
　　 鎖骨中段骨折采用6孔重建鋼板以斷端為中心,兩側(cè)各3枚螺釘固定,然后進行穩(wěn)定性測試。肩胛頸骨折依次行單鋼板固定(預(yù)彎的5孔重建鋼板縱行于肩胛頸一肩胛骨外側(cè)緣,按頸:體=1:4固定)、雙鋼板固定(預(yù)彎的4孔橫行于肩胛頸-肩胛岡基底部,按頸:體=1:3固定；預(yù)彎的5孔重建鋼板縱行于肩胛頸-肩胛骨外側(cè)緣,按頸:體=1:4固定),然后進行三維六自由度

10、的穩(wěn)定性測試。
　　 肩鎖關(guān)節(jié)脫位采用5孔鎖骨鉤鋼板固定,以2塊預(yù)彎重建鋼板固定肩胛頸骨折(其中4孔重建鋼板按1:3固定肩胛頸-肩胛岡基底部,5孔重建鋼板按1:4固定肩胛頸-肩胛骨外側(cè)緣)。然后進行三維六自由度的穩(wěn)定性測試。
　　 4.測試方法
　　 采用脊柱三維運動分析系統(tǒng)(南方醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)生物力學(xué)重點實驗室自行研制),參考朱青安等的操作方法,同時結(jié)合反復(fù)具體的實際操作,確定在雙側(cè)同時加載3Nm負荷下,測試不同

11、狀態(tài)下三維六自由度(前屈/后伸、左/右側(cè)彎、左/右軸向旋轉(zhuǎn))的位移變化。
　　 4.1 肩胛骨冠狀位上下移位的測量在分析儀的左上及右下牽引弓各加載3Nm載荷,此時標本處于冠狀位上移(后伸)最大位移,用3D掃描儀掃描圖像并保存,然后同時去除雙側(cè)載荷,使分析儀中軸線與標本中軸線重合后,用3D掃描儀掃描歸位后的中立位圖像并保存,接著在分析儀的右上及左下牽引弓各加載3Nm載荷,此時標本處于冠狀位下移(前屈)最大位移,用3D掃描儀掃描圖像

12、并保存,然后同時去除雙側(cè)載荷,使分析儀中軸線與標本中軸線重合后,用3D掃描儀掃描歸位后的中立位圖像并保存。
　　 4.2 肩胛骨冠狀位前后移位的測量在分析儀的左上及右下牽引弓各加載3Nm載荷,此時標本處于冠狀位前移(左彎)最大位移,用3D掃描儀掃描圖像并保存,然后同時去除雙側(cè)載荷,使分析儀中軸線與標本中軸線重合后,用3D掃描儀掃描歸位后的中立位圖像并保存,接著在分析儀的右上及左下牽引弓各加載3Nm載荷,此時標本處于冠狀位后移(右

13、彎)最大位移,用3D掃描儀掃描圖像并保存,然后同時去除雙側(cè)載荷,使分析儀中軸線與標本中軸線重合后,用3D掃描儀掃描歸位后的中立位圖像并保存。
　　 4.3 肩胛骨冠狀位旋轉(zhuǎn)移位的測量在分析儀的左前及右后牽引弓各加載3Nm載荷,此時標本處于冠狀位旋后(左旋)最大位移,用3D掃描儀掃描圖像并保存,然后同時去除雙側(cè)載荷,使分析儀中軸線與標本中軸線重合后,用3D掃描儀掃描歸位后的中立位圖像并保存,接著在分析儀的右上及左下牽引弓各加載3N

14、m載荷,此時標本處于冠狀位旋前(右旋)最大位移,用3D掃描儀掃描圖像并保存,然后同時去除雙側(cè)載荷,使分析儀中軸線與標本中軸線重合后,用3D掃描儀掃描歸位后的中立位圖像并保存。
　　 將掃描的3D圖像載入Geomagic Studio8.0逆向工程軟件進行圖像分析,分析數(shù)值標準誤取α<0.05,將處理后的數(shù)值進行匯總整理保存,然后進行統(tǒng)計學(xué)分析。
　　 5.統(tǒng)計分析
　　 將所得數(shù)據(jù)運用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行

15、統(tǒng)計分析。計量數(shù)據(jù)處理以均數(shù)±標準差(x±s)表示,統(tǒng)計學(xué)方法為重復(fù)測量資料的方差分析。首先,對數(shù)據(jù)進行兩因素重復(fù)測量資料的方差分析,進行Mauchly球形檢驗,若P>0.05則不拒絕球形假設(shè),若P<0.05則采用Greenhouse—Geisser校正系數(shù)校正結(jié)果。計算出主效應(yīng)及交互效應(yīng)的F值及P值。然后,再對不同分組及不同狀態(tài)的數(shù)據(jù)分別進行單因素重復(fù)測量方差分析,同樣進行Mauchly球形檢驗,若P>0.05則不拒絕球形假設(shè),若P<

16、0.05,采用Greenhouse—Geisser校正結(jié)果,計算出單獨效應(yīng)的F值及P值。所有數(shù)據(jù)均設(shè)定顯著性水平α=0.05。
　　 6.注意事項
　　 首先,維持鎖骨與肩胛骨正常的長度、角度及空間位置關(guān)系；其次,規(guī)范化操作,盡可能減少過失誤差；然后,盡量將鋼板所有釘孔打滿,并且選擇長度適中螺釘固定鋼板,以增加其穩(wěn)定性,以降低非實驗因素影響；最后,標本包埋要充分,避免留有空腔及空隙。
　　 結(jié)論：治療浮肩損傷的最