外固定架历史

For personal use only in study and research; not for commercial use

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外固定架历史：

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1. 早在十九世纪中叶，就有人试图通过外固定方法固定骨折，在二十世纪初， 由于比

利时医生 Lambotte 自行设计单边外固定器械并经临床推广， 使得外固定 方法变得日益普及。随着对骨折后稳定性的要求越来越高， 特别是在下肢骨折后， 以及适应症范围的日益扩大， 如将外固定器应用于肢体延长术和成角畸形的矫正 术，这些均促进了环形和支架形外固定器的发展。 应用环形和支架型外固定器时， 为了使每一块骨在骨重建过程中得到最佳固定， 就必须用固定螺钉或针从不同方 向穿入骨。最近由 Orthofix 公司生产的单边外固定器由于能够提供足够的稳定 性，又充分考虑到患者软组织的解剖学结构，以及骨折的生物机械因素，因此， 患者更易于接受。

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2.2006 年 3 月 4 日上午，在北京积水潭医院创伤科王满宜教授全程指挥下， 由该院

骨科计算机辅助与机器人手术研究小组实施， 运用中国首台基于窄带网络 小型骨科手术机器人系统， 为千里之外农民兄弟张先生进行了髓内针远端锁定手 术。这次手术是北京积水潭医院、 北京航天航空大学等单位联合继成功研发国家 “ 863 ”计划项目“创伤骨科双平面导航技术与机器人系统”后，国内首次应用 骨科机器人的远程临床手术。 这项研究由北京积水潭医院的王满宜教授和北京航 空航天大学王田苗教授主持 袅据王满宜教授介绍，用于远程手术的骨科机器人是利用“外科机器人手术定位 方法”，严格说叫做“计算机辅助骨科手术系统（ CAOS ）”，手术规划还是医生 来做的。这个“机器

人”是一个不大的黑色铁架子，确切说是个机器臂，主要包 括计算机影像处理技术和定位技术两个方面。

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目前该系统已成功完成胫骨髓内钉手术 36 例，其中北京和延安等地之间的试 操作远程

手术 5 例，股骨髓内钉和股骨颈空心钉手术各 1 例；该系统还详细制 定了基于小型模块化骨科机器人系统的多适应症实用微创手术方案、 急救手术环 境实用微创手术方案、 微创手术临床推广方案和边远地区基层医院遥规划实用微 创手术方案。

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王教授认为，相对传统手术来讲，目前机器人手术有无法比拟的优点。①计算

机可以立体展示影像。三维影像对于创伤骨科价值非常大。骨骼是“硬”的，术 前的三维影像在术中基本不会有变化。 该系统是现在计算机屏幕上将手术患者的 骨折部位进行三维可视化， 医生先规划好仿真软件， 再进行手术方案的设计和模 拟、仿真操作。 ②缩短手术时间， 减轻患者痛苦。 计算机导航技术简化手术操作， 大大缩短手术和麻醉时间；高龄患者术后不用再长期卧床，康复时间大大缩短， 住院时间和医疗费用也相应减少； 一些以往不能治疗或治疗困难的患者也可以得 到治愈。同时传统手术开口大，破坏骨折部位血运，使其不易愈合，现在通过该 系统定位，可以远离骨折部位开口，开口小，容易愈合。③定位精准。骨科医生 无论手感怎样准确， 也抵不过计算机的精密计算。 比如髓内钉固定手术， 有医生

称这种盲穿髓内钉远端锁定为“在黑暗中穿针眼儿” 。如果术者经验不足，易发 生髓内钉远端锁定反反复复，甚至失败。而采用了该系统后，只需把患者的 X 线片输入到计算机，由计算机帮助精确寻找“针眼” ，目前此系统能精确到 0.6mm 。④缩短 X 线照射时间。传统手术过程中，需要医生和患者长时间暴露 在 X 线下。新术式在机器人的引导下，医生可以更迅速地完成对钢钉的锁定， 减少了辐射危害。 ⑤机器人不疲劳。 采用计算机导航技术后， 可以制造出同患者 真是骨骼尺寸相符的人工关节， 这种“特制”的个体化人工关节同人体完全匹配， 并由机器人进行安装。 传统骨科手术对医生经验和体力要求都很高， 医生一旦疲 劳难免造成手部轻微抖动。 但机器人不知疲倦， 会一直稳如泰山。 ⑥机器人手术 更安全更规范。从安全角度来讲，当机器人遇到软组织， 会自动启动类似“刹车” 的程序，避免软组织挫伤。此外，机器人手术是典型的微创手术，切口仅有 1 厘米。

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这个“机器人”小巧轻便，拆卸折叠后可安装在一个一尺见方的小箱子里。国 外目前机器

人操作手术均租用数条成本昂贵的光导纤维宽带， 而该系统充分考虑 我国的现实国情，提出了基于窄带的遥规划( Tele-Planning )手术模式——远 程专家不直接遥控机器人完成手术， 而是对手术关键步骤进行规划， 发挥理论和 经验的指导作用。这种遥规划的手术模式对术中图像和操作的实时性要求较低， 会最大限度地降低网络传输的数据量， 进一步减轻对传输带宽的压力， 更避免了 因网络传输不稳定带来的相关手术安全性问题。

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3. 早在美国南北战争时应用的体外钢板固定，可以说是现今外固定器的雏型。

现今外固定器是施行手术， 将骨折复位， 并在骨折的肢体外安装骨外固定器。 骨 折固定器是一个由夹头和钢管组装成的体外钢架， 可以支持骨骼， 矫正骨骼在愈 合过程中出现的各种移位。

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外固定器固定优点：①外固定器装置的安装对骨骼和软组织损伤小，不影响骨 折段软组织

的包绕， 无髓内针和钢板螺钉内固定的并发症； 闭合骨折手法复位后 用外固定器固定， 不破坏骨折的原始血肿。 ②开放性骨折有利于伤口的处理。 ③ 可早期活动关节进行功能锻炼。 ④对粉碎骨折的治疗能保持骨的长度。 但粉碎骨 折常愈合缓慢，对位不良，应用外固定器治疗，常发生骨折迟延愈合，骨不连和 畸形愈合， 故目前多数学者不再提倡应用。 新近主张采用有限小切口， 有限内固 定骨折，与外固定器联合应用，较单纯外固定器治疗的疗效好。缺点是：针道容 易感染，甚至造成皮肤切割伤；有时需要 X 线定位下穿针。

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4.骨外固定器治疗骨折已有 150 年的历史，但是临床广泛应用却只有 20 余年， 在治疗高

能量损伤、 肢体延长和长骨缺损有其独特的优点。 目前已将骨外固定器 作为治疗不稳定胫骨骨折的首选方式之一。 随着生物力学性能更佳的新型的骨外 固定器出现。 其适应症还会进一步扩大。 目前，骨外固定器的研究已集中于器械 力学稳定性， 克服钢针松动， 增加轴向的动力性， 即弹性固定和减少其应力保护 方向。

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骨外固定器的刚度大小取决于钢针的数量、直径大小和固定器与骨干之间的

距离，以及固定器本身的强度。 1989 年，国外一批研究人员通过实验证实，多 平面外固定器对骨折端固定刚度已达到接骨板的刚度， 双平面固定即超过完整骨 的刚度。骨折端的生物学活动受外固定器刚度的影响（ Aalfn ，1986 年）。低刚 度外固定可使骨膜下骨形成增加。 高刚度外固定可使骨折一期愈合， 但也可出现 应力遮挡所致的皮质疏松（Terfeser , 1984年）。Bas-fian （1984年）通过动 物实验提出了动力性固定概念， 给骨端创造一个轴向的周期性应力刺激以促进骨 折愈合。许多学者也证明断端间轴向方向的几个毫米范围的微动有利于骨愈合。 国内李起鸿半环槽式外固定器就可以达到这目的，同时不易发生钢针松动及感 染。高刚度的外固定产生应力保护，去除外固定后的再骨折发生率为 3%-11% ， 因此，何时去除外固定器很值得深入探讨。 Riehar dson （ 1994 年）采用间接 的应变计量固定杆 和 直接的 屈 曲 换能 器两种 方式，测定 矢状面 刚度，以 15N.m/degree 作为去除外固定器的标准， 按此标准折除外固定 95 例患者独立 负重平均为术后 21.7 周，无 1 例发生骨折。骨折外固定器对于骨干皮质血循环 的影响较小， 特别是对骨折端的血循环干扰极小， 这对于髓内外血循环的尽早沟 通、髓内血流恢复、离心性血流恢复都有利。

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对于下肢短缩，骨不连与骨缺损患者的治疗， Ilizarov （1996 年）报道在折

端的一侧截骨牵拉延长术治疗（EEcL）取得良好的效果，国内李起鸿（1990年） 也有类似报道。对于不超过原长 15% 的骨缺损手术治疗，术后 7 周断端骨皮质 血管束即开始吻合沟通， 此法将断端直接对位加压可达到一期愈合， 手术操作简 单，对位好，愈合快，疗效确实，可避免不必要的再次手术。延长区修复重建迅 速。 Ilizar_Ov 自 1951 年以来即倡导慢速逐渐延长（ 1.0mm/d ）及保护延长区 血供技术。 Iliazrov 认为神经、血管与骨膜等组织对每日以 1mm 慢速逐渐延长 有很大的适应性。 慢速牵引形成的低牵引张力能刺激各种组织迅速增殖生长， 当 延长迅速超过组织弹性极限时， 仍可延长有利于手术创伤反应消退， 髓间血供重 建与新骨快速形成。

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5.开放性骨折与外固定器

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开放性骨折的固定， 60 年代以前基本上是以外固定为主，主要是石膏固定；

60 年代初以后开始逐渐使用内固定，但当时被视为违反原则。由于内固定所取 得的良好疗

效，使人们信服，到 70 年代内固定治疗开放性骨折已被人们接受。 但内固定治疗开放性骨折也同时出现不少难解决的问题。 70 年代中期以后金属 架外固定器治疗开放性骨折如雨后春笋迅速发展起来， 它大大地充实了治疗开放 性骨折的手段，明显地提高了开放性骨折的治愈率。

治疗开放性骨折不同于闭合性骨折， 它容易发生感染和坏死。 因此处理开放 性骨折要求迅速，尽量减少对组织的再损伤。骨折的固定方法应以简单，迅速， 有效为原则。李文锋、梁进等指出：石膏、夹板、骨牵引虽然简单、迅速，但不 能达到骨折的有效固定， 骨折端的异常活动不仅威胁伤口皮肤的愈合， 更能增加 污染扩散的机会； 内固定方法由于操

作复杂， 对严重污染创伤者感染的发生率也 将因内固定手术而大大增加。 外固定器操作迅速简便、 固定可靠， 调节容易且便 于局部创面的处理，故在处理开放性骨折中具有独特的优越性。

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