作者：赵黎，黄耀添，马平，王海强，刘建，王 臻，雷伟，张毅，于会东，韩利华
【关键词】 马蹄足畸形/外科学
关键词: 马蹄足畸形/外科学;外固定器;张应力效应
摘 要:目的 通过介绍用于重度足踝部畸形矫治的外固定装置的设计和临床应用，试图为传统手术方法难以解决的重度足踝部畸形的治疗问题提供一个新的途径. 方法 针对目前手术矫治重度足踝部畸形的常用方法所存在的问题，根据近年研究关于生物组织对牵张应力和时间参数效应的发现，作者设计、应用特制的外固定装置矫治重度足踝部畸形.本文通过典型病例介绍了外固定装置的构造及安装，外固定装置的调整和畸形的矫正. 结果 应用上述装置矫治重度足踝部畸形8例，8例均随访至足踝部畸形得到矫正.应用外固定装置的畸形矫正过程均在2～3mo.随访时间在畸形矫正后5～16mo. 结论 采用该方法在矫治重度足踝部畸形方面取得了初步满意的效果.我们的临床应用表明，这种方法可在极轻微损伤和不造成肢体和足部短缩的情况下治疗严重的足踝部畸形.本文介绍的方法不但考虑到畸形的三维结构和病理特点，而且考虑到生物组织对牵张应力和时间参数的效应，所以是一种四维相的矫治方法.
Keywords:equinus deformity/surgery;external fixators;tension-stress effect
Abstract:AIM To introduce a four-dimensional option for the treatment of severe foot and ankle deformities，which do not respond well to the conventional surgery.METHODS Taking into consideration the current problems in the treat-ment of severe foot and ankle deformities and recent advances in the studies of tension-stress effect on living soft tissues，we designed an external fixation frame，which was particular-ly applied to the correction of severe foot and ankle deformi-ties.By demonstrating the case reports，we described the construction and adjustment of this frame system.RESULTS Eight patients，aged7to36，were treated using this option and were followed at5months to1year and4months after the correction was achieved.CONCLUSION The correction of severe foot and ankle deformities achieved by this option has proved to be a possible one in a minimally invasive man-ner，without shortening the foot.It is four-dimensional be-cause it takes into consideration the three-dimensional struc-ture of the deformity as well as the chronological characteris-tics of the living tissues.
0 引言
足踝部结构和运动均相当复杂，重度足踝部畸形的治疗是当今骨科领域的一个难题［1，2］ .外固定技术在肢体延长和畸形矫治方面的应用国内外均有报道［3，4］ .在畸形矫正方面，以往报道的方法多仅强调三维空间结构的调整.在采用外固定技术进行肢体长度和轴向畸形矫治时，矫治过程将累及骨骼、肌肉、神经、血管和筋膜等组织.近年来大量研究发现应力对活组织的作用效应与速率和频率这些时间参数有关，提出缓慢牵伸组织产生一种应力，可刺激和保持某些组织的再生和活跃生长.马蹄内翻足畸形是较为常见的，也是较为复杂的足踝部畸形，我们重点描述用于马蹄内翻足畸形矫治的外固定装置的设计和临床应用.
1 材料和方法
1.1 材料
用于足踝部畸形矫治外固定装置主要由以下部件组成:①小腿部件―由2～3个安装在小腿的全环组成，各环的平面均用两枚克氏针交叉固定，远侧环平面其中一枚克氏针同时通过胫骨和腓骨，克氏针交叉角度为40°～90°，各环间用三枚短螺杆连接、固定;②足踝部件―由一个半环组成，通过两枚交叉克氏针固定于跟骨.该两枚交叉克氏针靠跟骨结节部，在垂直在于跟骨的矢状面的平面由内侧向外侧横穿跟骨.该部件尚装有与小腿部件和前足部件相连接的配件;③前足部件―由两个半环组成，用三枚短螺杆连接、固定，使成为一体，前侧的半环位于第1～5跖骨头水平，后侧的半环位于第1～5跖骨基底水平，两枚克氏针分别横穿第1～5跖骨头和基底部连接固定前后两个半环.
前足和足跟两个部件分别于足内、外侧用两根螺杆及铰链式接头部件连接;足跟和小腿两个部件分别于小腿（踝关节）内、外侧用两根螺杆及铰链式接头件连接;小腿和前足两个部件于小腿前方用三根螺杆及铰链式接头配件连接、固定.铰链式接头配件为各部件间多方向的调整提供了结构上的保证.外固定装置是依据足踝部畸形情况安装的，可根据需要做截骨，但术中不做任何畸形矫正的操作.
1.2 方法
安装外固定装置术后5～7d，患肢肿痛缓解后，开始调整外固定装置的各部件.分别调节小腿与足跟部件间、小腿与前足部件间及前足与足跟部件间的连接螺杆，以每天1mm的速率，分为每次0.25mm的四个增量，依次纠正马蹄内翻足畸形的跖屈、内翻及前足内收各畸形因素.具体方法如下:①跖屈畸形的纠正―小腿与足跟部件间距离的延长及小腿与前足部件间距离的缩短，使跟骨结节结构向远侧移位，足前部结构向近侧移位，从而达到纠正足跖屈畸形的目的;②足内翻畸形的纠正―小腿与足跟部件间内侧距离的延长及小腿与前足部件间外侧距离的缩短，使足部外翻移位，从而达到纠正足内翻畸形的目的;③前足内收畸形的纠正―足跟与前足部件间内侧距离的延长，使足前部外展移位，从而达到纠正前足内收畸形的目的.畸形矫正应进行至预定的矫枉过正位置，然后保持这个位置2～3wk，拆除外固定装置后可用石膏或支具保持获得的矫正3～4wk，此时可负重并进行足踝部手法按摩、理疗、功能锻炼.进一步可通过建立足踝部的肌力平衡，动态保持已获得的矫正.表1 重度足踝部畸形8例的诊断和治疗（略）
2 结果
应用上述装置矫治重度足踝部畸形8（男7，女1）例，年龄7～36岁，其中先天性马蹄内翻足3例4足（其中2例3足属术后复发），脑脊膜膨出并马蹄内翻足1例2足，儿麻后遗症马蹄内翻足畸形1例1足，下肢创伤后遗马蹄内翻足畸形3例3足.8例均随访至足踝部畸形得到矫正.应用外固定装置的畸形矫正过程均在2～3mo.尽管足踝部外观畸形矫正较满意，但X线检查发现仍有部分病例存在足跗骨的畸形.随访时间在移除外固定装置或畸形矫正后5～16mo（Tab1）.3例能较自如行走，步态明显改善，无足踝疼痛;2例3足小腿各肌群发育均差，没有条件建立足踝部肌力平衡，依靠支具维持矫正和行走;1例1足系踝部外伤后遗马蹄内翻足畸形，畸形矫正后踝关节疼痛仍存在，影响负重，诊断为创伤性关节炎，行踝关节融合术;2例胫腓骨骨折尚未愈合，但其中1例已拆除足跟及前足部件，能带外固定架、足踏平行走.
典型病例:男，12岁.诊断为“脑脊膜膨出术后双侧马蹄内翻足畸形”.术前检查见不能独立行走，双侧马蹄内翻足畸形明显，僵硬，X线示足跗骨无明显畸形.安装外固定装置术后5d开始畸形矫正，2mo后各畸形因素完全纠正，遂移除外固定装置，应用短腿管型石膏固定3wk.拆除石膏后，通过理疗和功能锻炼，有踝关节背伸10°、跖屈30°的活动度，恢复独立行走，随访16mo步态逐渐接近正常.Fig1～5显示该病例手术前畸形情况及畸形矫治过程和拆除外固定装置后的功能恢复情况.
马蹄内翻足主要病理改变包括:足踝关节和距下关节呈跖屈畸形，后足内翻，中足和前足呈内收、内翻和跖屈位.韧带、关节囊、肌肉和肌腱等有关软组织的挛缩，使关节的紊乱排列成为固定.在严重马蹄内翻足，畸形的产生与骨结构和软组织结构的异常都有关系［2，5］ .以往常用的手术方法存在如下问题:①一次性矫正手术中神经、血管受到强力牵拉，从而限制了患足矫正的程度;②手术需要充分显露，危及重要的侧枝血管，可能加重原有的循环障碍;③截骨术移除部分骨质，会造成肢体短缩;④截骨术和其他手术，特别是对于需多次手术的难治性足踝部畸形，将使已发生僵硬的足踝部更趋僵硬.足踝部的运动相当复杂，大多是在多个关节进行的三维相运动，畸形具有三维空间结构特点，因此三维空间结构的外固定架设计在畸形矫治方面已表现出明显优势，但需要一个约束较少的体系，使足踝部关节成为可用于畸形矫正的铰链，这与其他部位肢体畸形矫治有很大不同.
鉴于已有的对于马蹄内翻足病理解剖的认识，以及足踝部和外固定装置同样具有三维相结构，我们考虑应用这种外固定装置对足踝部进行固定并矫正其畸形.因为在主要运动关节两侧装有可多方向活动的、铰链式配件连接各部件，所以我们设计应用的外固定装置与文献报道的其他外固定装置相比，具有可做三维相运动调节的特点和优势.根据马蹄内翻足的病理解剖特点，产生推力的连接杆（部件间需做延长侧）位于足内侧及足踝的后内、外侧，而产生拉力的连接杆（部件间不做延长侧）位于足踝的前外侧及足外侧.拉力和推力均以小腿部件作为支点，因此该部件的稳定性极为重要.这就是我们选用双环组成该部件的原因.在做胫骨延长或胫骨骨折断端间加压固定的病例，则需增加一个全环.足跟部件用两枚交叉克氏针靠跟骨结节固定，不但可以增加固定的稳定性，而且使调节跟骨的运动变得较为容易.对于骨骼固定性畸形明显的病例，则可进行截骨手术，通过缓慢牵伸延长实现骨骼畸形的矫正，而不造成足的短缩
［5］ .在我们的病例中，尚无需做截骨矫正者.
近年来，骨骼肌肉系统的临床及相关基础研究在创伤愈合与修复方面取得较多进展，组织工程的发展提供了更多的组织修复的方法，其目标是获得在细胞水平和器官水平均与机体组织结构和功能一致的替代材料用以修复损伤组织或组织缺损［6-10］ .在人体，每日延长1mm，分为四个相等的增量（0.25mm），可获得最佳的骨再生.肌肉的延长主要是由于肌纤维
的肥大，即纤维中增添了新的收缩成分，此时牵拉可 能是肌肉纵向生长的主要刺激，但不适当的应力将可能导致肌肉的损伤［2，10，11］ .有研究显示，行肢体延长时神经可形成新的轴浆并增加结间长度，尚未见有因肢体缓慢延长而致神经完全瘫痪的记载［2，12］ .深筋膜在组织学上属纤维结缔组织，同其他结缔组织类似，由纤维细胞或（和）成纤维细胞及细胞外基质构成.上述研究为临床选择合理的牵伸方案用于肢体延长和畸形矫正提供了很有价值的实验依据.
手法、夹板及石膏矫正等治疗马蹄内翻足畸形的方法，反映了外科医生曾试图依赖牵伸效应矫治畸形的可贵努力.但以往由于对人体内组织生长情况所知甚少，因此这些非手术治疗方法对于重度足踝部畸形的矫治，难免手法粗暴，治疗结果更难以预测.传统的手术方法在强调足踝部畸形一次性矫正的时候，仍然面临着许多难以解决的问题.对组织受牵伸张力作用后发生变化的认识以及外固定装置的应用是结合手法与手术治疗优点的一种新尝试，这使得可控制的组织牵伸成为可能，为解决用传统方法难以处理的问题开辟了新的途径.传统手术试图在一次手术过程中完成畸形的三维相矫正，我们在本研究所采用的方法则因增加了时间这个可调节的变量，所以是一种四维相的矫治方法.不是将手术定在某一天，而是制定详细的术后治疗方案，在一个较长的时间内逐步付诸实施.患者不再是足裹在石膏内任人摆布，而是主动参与矫正自身的畸形.
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