头环-背心外固定术

范明星 刘波 田伟

头环-背心外固定术被广泛用以限制颈椎创伤后或颈椎术后患者的颈椎活动。顾名思义，头环-背心外固定器由两部分组成，头环是围绕患者头部的一个环，背心则是围绕患者胸部的外部支具，两者之间通过金属杆、高分子塑料或碳纤维杆连接构成一个整体，这个整体的每一个部分都是为了固定患者头部和颈椎的相对位置而存在的。

一、头环-背心外固定术的发展史

头环-背心外固定术的雏形早在第二次世界大战期间就出现了。当时美国医生Frank Bloom为治疗战争中出现的面部骨折移位患者而设计了名为“头颅夹钳”的外固定装置，通过头环上的颅钉来固定患者移位的面部骨折块，并通过调整头环位置来保持患者整个头面部骨骼位置的相对稳定[1]。

1959年， Jacqueline Perry和Vernon Nickel医生对Bloom设计的“头颅夹钳”进行了改良，并报道了世界上第1例应用头环-背心外固定技术固定颈椎的病例[2]。Perry和Nickel设计的头环-背心外固定器包含完整的头环和高于头环的金属框架，向下通过金属杆与石膏背心相连接，整体设计与现在普遍应用的头环-背心外固定器近乎相同。

Perry和Nickel设计的头环-背心外固定器在当时主要用于治疗脊髓灰质炎患者。部分脊髓灰质炎患者由于颈部肌肉无力，无法维持头颅双目平视姿态，需要使用头环-背心外固定器来维持呼吸道的通畅。头环-背心外固定器的另一部分用途则是用于颈椎创伤、颈椎肿瘤术后和颈椎畸形矫正术后的患者，以维持患者头颅和颈椎的整体稳定。

原始的头环-背心外固定器是由金属头环和石膏背心组成的。而今随着医学及材料学的发展，制作头环的材料多种多样，不仅在重量上大幅度减轻，甚至还可以透X线，可以行MRI扫描。石膏背心也由更轻更舒适的高分子塑料支具所取代。高分子塑料支具通过绑带相连接，减少了石膏背心纵向的剪切力。还可以在高分子塑料支具上患者背部棘突的位置开孔，从而减少棘突和支具之间的摩擦，提升患者的舒适度。头环和背心之间连接杆的材料也从金属演变为目前常见的高强度塑料杆或碳纤维杆，变得更加轻便和易于连接。

二、头环-背心外固定术的适应证和禁忌证

患者存在个体差异。医生必须综合考虑每例患者的各方面情况，选择最恰当的治疗方式。

头环-背心外固定术的主要适应证为脊柱创伤。其主要作用有：颈椎(尤其是上颈椎)骨折或脱位复位后的固定；脊髓损伤后恢复椎管有效容积，使患者维持一定姿态；颈椎术后固定患者头颈相对位置。

头环-背心外固定术常见的相对禁忌证包括颅骨骨折、胸部骨折和创伤以及高龄等。

三、头环-背心外固定术的使用方法

1.根据患者头围及胸围选择头环-背心外固定器的型号。

2.初步选择颅钉固定位置，对相应区域进行备皮，以防止患者头发与颅钉缠绕。在备皮过程中需要保证患者头颈相对位置，避免患者颈椎活动造成进一步损伤。

3.确定颅钉固定的位置：(1)小心将头环戴在患者头部，用塑料颅钉进行暂时固定，调整头环位置，使头环整体位于头颅“赤道”的下方。(2)头环的下缘应与眉弓上缘平行，并高于眉弓上缘高度≤1 cm，同时头环内缘距头皮的距离为1.0～1.5 cm；前部颅钉选择眉弓外1/3处作为固定点，以保证颅钉位置位于眶上神经外侧；后部颅钉固定位置应高于耳尖上方1 cm，位于耳后5 cm，同时颅钉的方向应与前部对侧颅钉的方向相向。(3)再次检查头环位置，避免患者头部软组织(尤其是外耳)受到挤压。(4)成年患者头环固定需要至少4枚颅钉；儿童患者头环固定需要6～8枚颅钉。

4.对确定的颅钉置入位置进行消毒，并行局部麻醉。进行麻醉时嘱患者闭眼，以防止麻醉药溅射至患者眼中。使麻醉药充分浸润患者局部骨膜，从而最大限度减少患者的疼痛。

5.在颅钉置入过程中嘱患者闭眼，以防止颅钉置入后固定患者眶上皮肤和软组织导致患者无法闭眼。置入螺钉时先手动旋入，直到螺钉突破皮肤后再使用扭力改锥进一步旋入。成年患者安全扭力<0.56 kg/cm3，儿童患者安全扭力<0.28 kg/cm3。在安装颅钉过程中应始终保持头环位于正确位置。颅钉置入时应先置入处于同一对角线位置的2枚颅钉，再置入另一对角线位置的2枚颅钉。

6.移除用于临时固定的塑料颅钉，安装牵引环并调整牵引环的位置。再次确认头环已经固定完好后开始头颅牵引。如果患者有胸椎后凸畸形，予患者头部垫高。在牵引过程中固定患者身体，防止患者移动对颈椎造成进一步损伤。

7.牵引：调整滑轮位置后进行配重，从6 kg开始，每6 h增加1 kg，最大配重15 kg。每次增加配重时摄床旁X线像，以确认颈椎牵引是否有效。

8.当通过X线确认颈椎牵引有效且颈椎连续性符合要求后，安装背心。缓慢抬起患者双肩，始终保持头颈胸相对位置，插入背心后板后缓慢将患者放平，患者被抬高高度<15 cm。安装背心前板并固定背心前后板。连接头环-背心连接杆，从而获得稳定固定效果。

9.每天消毒颅钉置入点，可使用碘伏浸泡的纱布缠绕包裹颅钉外露部分。

10.定期检查颅钉是否松动，推荐检查时间点为固定后24 h、3 d，之后每周检查1次，检查时使用扭力改锥旋紧颅钉。

四、头环-背心外固定术的关键点

1.在使用头环-背心外固定术时，一般选择钛合金或碳纤维头环，头环上要有足够多的颅钉通道。对颅钉固定位置要慎重选择，同时一定要避免颅钉穿透颅骨。颅钉进钉时要与颅骨表面垂直，使用扭力改锥进钉，力量不要超过安全扭力值。尽量选择既轻便又能保障坚强固定的背心，同时要考虑到心肺复苏操作的可能性。

2.当患者存在严重骨质疏松或颅骨较薄时，应更加谨慎操作，防止出现进一步损伤。

3.常规由3名医生共同安装头环-背心外固定器，其中1名医生负责固定头环的位置，另外2名医生置入颅钉。

4.如果患者是清醒的，在置钉过程中嘱患者用力闭眼，从而防止术后出现无法闭眼的情况。如果患者处于昏迷状态，应尽可能强制患者闭眼。

5.安装颅钉时应先安装处于对角线位置的2枚颅钉。

五、头环-背心外固定术的常见并发症

头环-背心外固定术的常见并发症包括且不限于颅钉松动(28%)、颅钉置入位置感染(18%)、压疮(11%)、压力性疼痛(11%)、神经损伤(2%)、血管损伤(1%)、吞咽困难(1%)及硬膜损伤(1%)。通过每天消毒颅钉置入位置可以减少感染的发生风险；通过定性检查颅钉松紧程度可以尽量避免螺钉滑脱。

六、典型病例

患者，男，60岁。主诉：摔倒后颈部疼痛11 d。现病史：患者11 d前不慎摔倒，当时出现颈部疼痛并活动受限，无昏迷，无四肢活动受限，无四肢疼痛、麻木症状。于外院就诊行颈椎CT检查，提示 C1椎体骨折。患者为进一步诊治转入北京积水潭医院。既往史：高血压病史20年，血压最高值170/100 mmHg，不规律口服药物治疗，血压控制欠佳。糖尿病史5年，不规律口服药物治疗，血糖控制欠佳。余无特殊。体格检查：患者上颈部棘突压痛。四肢感觉正常，肌力V级，双侧肱二头肌、肱三头肌反射正常，双侧Hoffmann征(-)，双侧Babinski征(-)。影像学检查：CT检查提示C1椎体骨折(图1)。诊断：颈椎骨折(C1)。治疗方案：行头环-背心外固定术(图2)。

图1 CT检查提示C1椎体骨折

图2 安装头环-背心外固定器