当前位置: 首页 > 期刊 > 《中华外科杂志》 > 2000年第2期
编号:10206036
骨外固定治疗长骨缺损对肢体血液循环影响的实验研究
http://www.100md.com 《中华外科杂志》 2000年第2期
     杨柳 李起鸿 周仲安

    摘 要 目的:探讨短缩加压结合延长(EECL)和骨节段延长转位(SBTL)两种骨外固定基本方法在治疗长骨缺损中的合理选择。 方法:采用10只山羊建立胫骨中段骨缺损模型,通过不同幅度的长骨缺损断端对位加压固定,观察骨缺损间隙软组织受压后对肢体远端血循环的影响。 结果:当骨缺损小于15%时,肢体远端血流未受明显影响;当骨缺损在15%~20%时,缺损远端肢体血循环出现紊乱;当骨缺损超过20%时,可导致缺损处软组织挤压,血管扭曲闭塞,发生肢体远端血循环障碍。 结论:当缺损在15%范围以内时,应首选EECL方法;当缺损超过20%时,原则上应采用STBL方法;脉冲多谱勒可作为临床监测肢体血循环的参考指标。

    关键词:血循环 骨固定,外 骨缺损 脉冲多谱勒

    目前,国内、外采用骨外固定技术治疗骨缺损性骨不连接有2种基本方法[1-4]:一种为短缩加压结合延长(end to end compression with lengthening,EECL ),即先暂时短缩肢体,将骨缺损断端直接对位加压固定,同时逐渐延长骨以恢复伤肢长度;另一种为骨段延长转移后加压固定(骨节段延长转位)(segmental bone transport by lengthening,SBTL)。EECL方法在骨延长开始时就已获得骨缺损断端间良好的对位和加压固定,具有简便、快捷、疗效确切的优点,但若骨缺损幅度过大,是否会因骨缺损间组织严重拥挤、血管扭曲闭塞而导致肢体血循环障碍?我们通过建立山羊胫骨骨缺损不连接模型,对不同幅度缺损断端直接加压固定,观察了骨缺损肢体远端的血液循环变化,旨在为临床选择更合理的治疗方案提供依据。
, 百拇医药
    材料与方法

    1.动物模型:选用1~2岁健康的性成熟杂种青山羊10只,术前分别记录其性别、体重,摄X线片测量右胫骨长度,并在其右前肢静脉穿刺建立输液、输血通道。采用戊巴比妥钠静脉麻醉(30 mg/kg),无菌条件下于右胫骨平台下约20 mm和110 mm 平面各交叉穿放2枚直径为2.0 mm克氏钢针,交叉角度为30~45°,将钢针固定于特制半环槽式外固定器。然后于2组钢针之间胫骨前内侧作纵行切口,暴露胫骨干,按胫骨原长度的20%~30%截除胫骨干,再于左前肢切取与截除骨干相应大小肌肉块填塞缺损间隙,逐层缝合关闭切口。其中8只动物即刻用于下述急性实验;2只动物造成20%骨缺损后行断端对位加压固定,术后自由活动,每日观察踝前动脉搏动和肢体血液循环。

    2.脉冲多谱勒血流测定:采用美国MEDA Sonic公司生产的8 MHz BFs A脉冲超声探头及其记录仪,经皮于右踝前内侧动脉搏动处放置探头,通过记录仪描记血流频谱曲线测定其血流量。具体方法:以右踝前内动脉搏动最明显处作为测定点,将甲基纤维素配方作耦合剂涂于此处,超声探头紧贴皮肤与动脉垂直,适当加压后,以超声探头听诊动脉搏动声最响时为准,此时通过记录仪将动脉搏动血流曲线描记于记录纸,每次描记10 s。间隔10 min以避免操作可能产生的短暂性血管痉挛所致的误差。采用定积分梯形法模拟计算公式计算出每个心动周期的血流频谱面积,取每组中位数为统计数据。以手术后、压缩前血流100%作为参照,换算出不同幅度骨缺损压缩后的血流相对百分比值。
, 百拇医药
    3.肢体远端血流量测定:完成脉冲多谱勒血流频谱测定后,将骨缺损幅度恢复至压缩前状态,自脉冲多谱勒测定处纵行切口1.0 cm, 暴露踝动脉,全身肝素化后动脉穿刺插管固定,用限制栓将放血速度控制在5~10 ml/min钳夹阻断。和脉冲多谱勒测定一样,依次测定压缩前、压缩10%、15%、20%、25%和30%时参考血流量。每次测定完后,将参考血通过前肢静脉通道回输入体内,以保持全身血容量和心输出量相对恒定。上述测定完成后,根据测定结果选择15%和20%两种缺损幅度各用4只动物再次加压固定,6 h后再次测定其参考血流量。同样以手术后压缩前测定值为100%,换算出不同骨缺损幅度加压固定时参考血流量的相对百分比值,便于和脉冲多谱勒测定结果相比较。

    4.血管造影观察:4只动物行血管造影,观察骨缺损15%和20%时断端加压固定后血管显影情况。具体方法:自右髋部解剖出股动、静脉,股动脉穿刺插管测得其收缩压(cm H2O)后处死动物,离断右后肢,自股动脉用等渗盐水冲洗血管床后,以测得动脉收缩压灌注硫酸钡混悬造影剂(青岛东风化工厂生产)。
, 百拇医药
    结果

    10只动物均完成全部实验观察。8只急性实验观察动物的一般统计数据见表1。其中2只骨缺损20%、直接对位加压固定者,术后踝前动脉搏动即刻消失,分别于术后第2 d和第3 d出现肢体远端轻度肿胀,1只术后3 d处死行股动脉墨汁灌注,显示骨缺损加压远端血液循环完全阻断,另1只以后逐渐出现肢体远端干性坏死表现。

    表1 8只实验动物一般资料(x±s)

    体重

    (kg)

    胫骨原长度

    (mm)

    截除胫骨长度

    (mm)
, 百拇医药
    骨缺损率

    (%)

    术中输液量

    (ml)

    19.8±2.2

    150.8±10.4

    42.5±5.5

    28.2±3.4

    437±18

    脉冲多谱勒血流量测定结果见表2。统计学结果表明,手术前、后以及压缩10%3组脉冲多谱勒血流频谱面积之间差异无显著性意义(P>0.05),手术后组和压缩15%、20%、25%各组之间差异有极显著性意义(P<0.01)。
, 百拇医药
    表2 脉冲多谱勒血流频谱面积百分比值结果(n=8,x±s)

    项目

    手术前

    手术后

    压缩10%

    压缩15%

    压缩20%

    压缩25%

    实测值

    247.66±13.90

    242.00±21.24

    220.72±14.62
, 百拇医药
    125.43±14.42

    10.25±3.69

    0

    %

    102.71±13.90

    100.0±0.0

    95.39±3.22

    49.09±10.38

    4.29±1.68

    0

    肢体远端参考血流量测定结果见表3。统计学单因素方差分析结果表明,手术后组除与压缩10%组差异无显著性意义(P>0.05)外,与其余各压缩组差异均有极显著性意义(P<0.01)。压缩15%即刻与6 h后血流量差异有极显著性意义(P<0.01),后者血流量显著高于前者;压缩20%时即刻和6 h后血流量无显著变化(P>0.05);压缩15% 6 h后血流量与压缩前相比差异无显著性意义(P>0.05)。将脉冲多谱勒测定结果与参考血流量测定结果百分率相比较,在相同测定条件下,两组间数据差异无显著性意义(P>0.05)。
, 百拇医药
    表3 肢体远端参考血流量测定百分比值结果(ml/min,x±s)

    项目

    手术后(n=8)

    压缩10%(n=8)

    压缩15%(n=4)

    压缩15%(6h)(n=4)

    压缩20%(n=4)

    压缩20%(6h)(n=4)

    实测值

    8.35±1.15

    8.34±1.07
, 百拇医药
    3.25±1.70

    6.94±0.63

    0.11±0.17

    0.13±0.15

    %

    100.00±0.0

    102.21±7.04

    38.79±19.01

    83.65±5.81

    1.44±2.44

    1.51±1.70

    血管造影观察结果显示:骨缺损15%时,断端对位加压固定造影剂可以通过骨缺损部到达肢体远端,但与未加压前相比,肢体血管显影明显减少;骨缺损20%时,断端对位加压固定血管造影骨缺损远端不显影,呈完全梗阻(图1~4)。
, 百拇医药
    图1 骨缺损压缩15%时,血管造影显示后肢血管显影稀少

    图2 未压缩前血管造影显示:血管显影明显增多

    图3 骨缺损率20%未压缩前,后肢血管显影多而且清晰

    图4 压缩20%后,骨缺损远端无造影剂通过,近端血管显影亦明显减少

    讨论

    骨缺损不连接是指骨断端间隙距离超过1 cm而且长期不愈合者,可不伴有肢体短缩,也可同时存在肢体短缩[1]。单纯骨不连仅需达到骨折愈合即可,伴有肢体短缩者则需行肢体延长。而骨缺损不连接则不同,即使不伴有肢体短缩,仍需通过骨延长方能修复骨缺损,达到骨愈合目的。多数情况下,骨缺损不连接可采用断端直接对位加压外固定结合骨延长方法(EECL)。但当骨缺损过大时,断端直接对位加压固定可能造成骨缺损部位软组织挤压、血管闭塞,肢体远端血液循环障碍,因而只能采用暂时保留骨缺损间隙,通过节段性骨延长逐渐消灭骨缺损间隙,达到骨缺损不连接愈合和骨缺损的修复,即骨段延长转位方法(SBTL)。但是多大的骨缺损幅度可采用EECL方法而又不影响肢体血液循环?如何合理选择EECL与SBTL 2种方法?这些问题的明确对于指导临床更合理地选择治疗方案具有重要意义。
, http://www.100md.com
    本实验采用山羊胫骨中段骨缺损不连动物模型进行研究,首先是因为胫骨缺损不连在临床发生率最高;其次是山羊小腿肌肉位于较坚实的筋膜间隙内,皮肤弹性相对较差,这样肌肉等软组织受挤压后回旋的容积较小,与人类小腿具有较为相似的解剖学特点。

    本实验结果表明:(1)当骨缺损断端压缩未超过原胫骨长度10%时,肢体远端血流量和压缩前相比基本无改变(P>0.05)。我们认为,虽然10%原胫骨长度的压缩可能使骨缺损之间血管轻度迂曲,出现湍流等,这些因素可导致血流下降,但同时由于血管张力降低,血管管径可能轻微增加,根据泊肃叶定律(Porseuilles′ Law)[8],血管半径变化对血流量影响最大,即血管半径增加1倍,血流量则增加16倍。因此,两种因素相抵消,血流量无明显变化。(2)当骨缺损断端压缩达原胫骨长度15%时,与压缩前血流量相比,肢体远端血流量迅速下降(P<0.01),为压缩前血流量的50%左右,但6 h以后,其血流量又逐渐恢复至压缩前的80%以上,增加了1倍左右。我们认为,这是由于压缩后血管迂曲,软组织的挤压等致血管管径变小,同时流体阻力亦增加,导致血流迅速下降,但从血管造影可见,血管并未阻塞。血流量下降后导致组织缺血缺氧,酸性代谢产物增加,这些血管扩张因子又反过来刺激血管代偿性扩张,增加血流量,因而6 h后血流量又明显增加。(3)当骨缺损达20%或以上断端压缩时,肢体远端血流量基本降为零,6 h后仍无恢复,此时血管造影显示血管在骨缺损断端处受压完全梗阻,2只动物20%骨缺损断端加压固定长期观察亦证明,这种血管梗阻是机械性的,只有解除压迫方能恢复血流。
, 百拇医药
    本实验通过在同一部位血管采用有创和无创血流量测定的2种方法,其目的是为临床寻找1种简便可靠的方法,来监测肢体血流量的变化。结果表明两者可相互替代,脉冲多谱勒血流频谱测定可以较真实和客观地反映肢体血流量的变化。

    综上所述,根据本实验结果,我们认为,当骨缺损在原长度15%范围以内时,原则上应首选EECL方法;当骨缺损在15%~20%范围时,应根据具体情况具体分析,灵活掌握,若采用EECL方法,应采用脉冲多谱勒严密监测和临床密切观察,必要时可改为SBTL方法;当骨缺损在20%或以上时,原则上不能采用EECL方法,而应采用SBTL方法,以避免发生肢体坏死。以上结论是否可反映临床实际情况,尚需进一步的临床研究证实。

    作者单位:杨 柳 400038 重庆,第三军医大学西南医院骨科

    李起鸿 400038 重庆,第三军医大学西南医院骨科
, http://www.100md.com
    周仲安 400038 重庆,第三军医大学西南医院骨科

    参考文献

    [1]Paley D, Catagni MA, Argnai F, et al.Ilizarvo treatment of tibia nonunion with bone loss. Clin Orthop, 1989,(241):146-165.

    [2]李起鸿, 马树枝, 周仲安,等.下肢短缩伴骨不连与骨缺损患者的加压外固定与肢体延长治疗. 中华外科杂志,1990, 28:161-165.

    [3]李起鸿,周仲安,谭富生,等. 临床病理讨论(八).中华骨科杂志,1995,15:799-800.

    [4]杨柳,李起鸿,周仲安,等.实验性长骨缺损的一期骨外固定治疗.中华外科杂志,1996,34:688-691.
, 百拇医药
    [5]Dagher F,Roukoz S.Compound tibial fractures with bone loss treated by the Ilizarov technique.J Bone Joint Surg(Br),1991,73:316-321.

    [6]Green SA, Jackson JM, Wall DM, et al.Management of segmental defects by the Ilizarov intercalary bone transport method. Clin Orthop, 1992,(280):136-142.

    [7]Marsh JL,Prokuski L,Biermann JS.Chronic infected tibial nonunions with bone loss.Clin Orthop,1994,(301):139-146.

    [8] 郑方,范从源.麻醉物理学.第1版.北京:中国医药科技出版社, 1991.17-21., 百拇医药