上肢三维可调牵引架的设计与在肱骨外科颈骨折复位中的应用研究

胡飞 周荣魁 焦亚军 朱志峰 莫文

1 南京中医药大学江阴附属医院骨伤科 （江苏 江阴 214400）

2 上海石筱山伤科学术研究中心江阴研究室 （江苏 江阴 214400）

3 上海中医药大学附属龙华医院骨伤科 （上海 200032）

4 上海石筱山伤科学术研究中心 （上海 200032）

内容提要： 目的：依据中医手法复位机制设计上肢三维可调牵引架并观察应用于肱骨外科颈骨折闭合复位中的临床有效性及安全性。方法：纳入2020年5月～2021年6月本院收治的54例肱骨外科颈骨折患者为研究对象。按区组随机分为对照组（以手法闭合复位治疗，n=27）与观察组（以牵引架复位治疗，n=27）。复查随访半年，对比评估疗效。结果：两组骨折复位效果无显著性差异，均具有较高安全性，无不良事件。牵引架牵引复位较手法复位操作总耗费时间长，准备工作相对繁琐。结论：采用三维可调牵引架复位可达手法复位效果，可节省人力辅助治疗，操作相对手法复位繁琐，尚需进一步研究。

骨伤科正骨上骱手法是治疗骨折脱位的一项重要外治技术，采用此技术闭合整复骨折脱位历史悠久，疗效卓著。中医依靠工具辅助手法复位早有应用[1]。中医骨伤对于骨折脱位的手法复位治疗技术主要有：拔伸、旋转、屈伸、提按、端挤、摇摆、触碰、分骨、折顶、回旋、蹬顶、杠杆等，中医骨伤治疗以这些方法来应对临床不同的骨折脱位情况。在这众多的复位手法之中，最为基础有效的手法即为拔伸牵引手法，其具有纠正人体力学方向，克服肌肉拮抗力，矫正患肢的重叠移位，恢复肢体的长度的作用而达到使骨折脱位复位、理顺筋肉骨骼相对位置的作用[2]。鉴于牵引复位的有效性，目前临床上广泛采用手法牵引复位、骨牵引复位、皮牵引复位技术对骨折进行闭合复位治疗。随着现代工业制造业工程学的发展，骨科辅助治疗器械不断发展，骨科手术牵引床等早已用于下肢股骨骨折等的闭合复位配合内固定手术治疗，同时，国内外在下肢复位机器人的研究方面取得了一定成果，但上肢相关器械研发相对较少[3]。依据中医手法复位原理及现代机械工程的发展，作者设计了一种上肢组配式三维可调牵引架（此牵引架已获实用新型专利授权，一种组配式三维可调牵引架，2019-07，中国，专利号：ZL201821590845.0），该牵引架在现有肩关节镜手术使用的“T”形上肢牵引架基础上进行改进，使其具有纵向、横向、可旋转、多方向角度调节的功能，仿照手法复位需进行三维多方向多角度调节牵引力方向及大小的特点[4]。手法复位是多维度的综合力量复位，作者设计的上肢三维牵引架目前主要应用于上肢肱骨近端骨折、肱骨干骨折的闭合复位或辅助微创内固定手术治疗，同时进行基础研究及临床应用研究，并不断设计改进[5]。现报道如下。

1.资料与方法

1.1 临床资料

纳入2020年5月～2021年6月江阴市中医院骨伤科门急诊及住院治疗的肱骨外科颈骨折患者54例为研究对象，男17例，女37例，平均58.3岁；均为外伤所致，所有患者均摄片检查示肱骨外科颈骨折，断端移位成角。按X射线片病理分型：内收型35例，外展型19例。采用区组随机、平行对照的设计方法，按就诊先后顺序排列编号，采用随机数字表达法以1:1比例分为观察组和对照组[2]。对两组进行对照研究。两组一般资料比较差异均无显著性意义（P>0.05）。研究方案经医院医学伦理委员会审核通过，患方均签署知情同意书。

纳入标准：①研究对象的诊断标准符合肱骨外科颈骨折诊断标准，参照《中医病症诊断疗效标准》（ZY/T001.1.9-94）（国家中医药管理局发布，南京大学出版社，1995年），所有患者年龄20～80岁；②有外伤病史，具有骨折的一般体征，X射线片显示为肱骨外科颈骨折者，按Watson-Jones分型外展或内收型者，骨折移位需进行复位治疗者；③患者知情同意，志愿受试能配合治疗者。排除标准：①不符合肱骨外科颈骨折诊断标准者，陈旧性肱骨外科颈骨折者；②合并有心脑血管、肝肾和造血系统严重疾病和精神疾病者；③病理性骨折脱位者，合并有骨肿瘤、骨结核者；④孕妇及哺乳期妇女；⑤合并有上肢其他部位骨折如肩胛骨骨折、锁骨骨折、肘部、前臂、手部骨折者、肋骨骨折、腋神经损伤、臂丛神经损伤、腋部血管神经损伤、上肢开放性伤口者；⑥不能配合治疗，中途改变治疗方式，资料不全等影响疗效判定者。

仪器设备：组配式三维可调牵引架，基本构型为T字形，包括横臂杆和竖插杆立杆，横臂杆上设置有三组可移动调节滑轮组，横臂杆和立杆均为可伸缩设计，立杆底部为与床体连接固定底座，立杆可在底座上进行旋转调节而使横臂杆牵引方向可调节，通过可伸缩横臂杆、可伸缩及旋转调节立杆和可移动调节滑轮组共同实现X、Y、Z三轴方向的可调节，三个滑轮均设有牵引绳，牵引绳的一端连接上肢皮牵引带和肢体绑缚带，绑缚上肢前臂远段及手部和骨折近侧肢体进行牵引，上肢在牵引状态下可做外展、内收、前屈、后伸，多向活动及前臂旋转活动，牵引绳的另一端连接可拆卸调节重量重锤，从而实现可调节牵引力持续牵引复位。

1.2 方法

对照组采用肱骨外科颈骨折常规手法牵引复位。观察组采用三维可调牵引架牵引复位。具体实施如下。

对照组：患者仰卧或侧卧于治疗床上，医生牵引患者患肢前臂部，助手1于头侧从腋窝绕过布带做对抗牵引，医生依骨折内收或外展型相应做逆创伤机制外展或内收牵引复位，可由助手2做侧方端提挤按骨折端辅助复位，高分子夹板固定[1,3]。通过体格检查畸形消失、上肢力线恢复和摄片复查明确复位效果，进行疼痛评分和复位效果评分。

观察组：患者健侧侧卧治疗床上，患肢前臂腕部用儿童用小腿皮牵引带绑扎固定仿手法双手抓持牵拉作用，与上肢三维牵引架第1滑轮组牵引绳连接，患肢腋下穿过躯体约束固定带使上胸部固定于治疗床上，依据肱骨外科颈骨折的类型，调整牵引架上肢轴向牵引牵引的方向角度、高度，上肢外展、前后伸的方向角度及旋转角度，外展型骨折采用上肢外展<45˚位牵引，内收型骨折采用上肢外展>45˚，<90˚位牵引，通过升缩牵引架立杆进行调节，按患者体重大小评定逐步增加牵引重锤，使牵引力从5kg渐渐增至15～20kg，大重量持续牵引1min内，改5kg持续牵引，骨折侧方移位成角需加侧方牵引力者可用吊带绑于骨折近端处由第2滑轮组进行牵引，施加侧向力进行复位，牵引重锤控制范围为2～5kg，持续牵引<30s，观察骨折复位情况，外观力线及畸形情况，记录达到复位效果的牵引重量及持续时间和患者耐受性进行疼痛评分，通过体格检查和摄片检查复位效果进行复位效果评分[6]。复位后予高分子夹板固定后摄片检查。

1.3 观察指标与判定标准

疗效评定依据疼痛程度（视觉模拟评分）和影像学检查骨折复位情况及Neer肩关节功能评分标准进行综合评定。①视觉模拟评分：临床评定以0～2分为优，3～5分为良，6～8分为可，>8分为差。②骨折复位情况：优良标准依据复位后X射线摄片结果判定。优：远近骨折端解剖对位、对线良好，肱骨头无旋转，无倾斜；良：远近骨折端接近解剖对位，成角<5˚，肱骨头旋转、倾斜<5˚；可：远近骨折端以上对位，成角<15˚，肱骨头旋转、倾斜均<10˚[7]。③功能评定：本组病例均于随访6个月后复诊采用Neer肩关节功能评分系统进行评分。Neer评定标准总分为100分：疼痛占35分，功能使用情况占30分，活动范围占25分，解剖位置占10分；总分>90分为优，90≥评分>80分为良，80≥评分>70分为可，<70分为差[2,8]。

1.4 统计学分析

应用SPSS23.0统计软件，采用t检验及秩和检验，P<0.05差异有统计学意义。

2.结果

2.1 两组患者治疗前、中、后视觉模拟评分比较

两组治疗前、中、后的视觉模拟评分相比无显著性差异（P>0.05），两组患者在治疗后的视觉模拟评分与治疗前比较有显著差异（P<0.05）；采用两种复位方法复位后，观察组与对照组组间疼痛评分对比无显著的统计学差异（P>0.05）。具体见表1。

表1.两组患者治疗前、中、后视觉模拟评分比较(n=27,±s,分)

表1.两组患者治疗前、中、后视觉模拟评分比较(n=27,±s,分)

注：同组治疗前后比较，aP<0.05

组别治疗前治疗中治疗后观察组5.73±2.34 7.22±1.79 3.32±1.12a对照组5.72±2.17 7.30±1.81 3.21±1.33a

2.2 骨折复位情况

复位后放射学优良率比较，在复位效果两组间对比无显著的统计学差异（P>0.05），通过以上对比说明，采用三维牵引架牵引复位与手法复位治疗肱骨外科颈骨折的临床效果具有等效性。见表2。

表2 骨折复位后放射学比较情况（n=27，n）

2.3 两组Neer肩关节功能评分比较

患者经6个月随访，按Neer肩关节功能评分标准进行评分，两组患者肩关节功能评分均达优良；两组比较项目评分P>0.05，无统计学差异。具体见表3。

表3.两组Neer肩关节功能评分比较(n=27,±s,分)

表3.两组Neer肩关节功能评分比较(n=27,±s,分)

组别疼痛评分功能评分活动范围解剖评分牵引架复位组29.58±4.37 24.75±3.63 20.77±3.15 7.12±1.55手法复位组29.73±4.60 24.36±3.21 21.51±2.87 7.20±1.31

2.4 并发症发生情况比较

所有手法复位和牵引架复位患者经临床观察及6个月随访，两组无1例出现神经、肌肉牵拉损伤、皮肤损伤等并发症不良情况。

2.5 两组治疗复位耗时及人力配置比较

牵引采用持续牵引不断增加重量牵引力的方式，总耗时需15～30min，手法复位耗时15min以内；牵引架复位借助机械装置，1名医者和1名助手即可完成操作，手法牵引复位需要1名医者和2、3名助手配合方可完成，医者和助手还需要力气大者才可有效完成。两种治疗方式在耗时和人力消耗方面各有优劣。

3.讨论

本文介绍了一种仿手法复位机制用于上肢骨折的机械辅助复位装置。本研究中观察组与对照组相比，骨折复位效果无显著性差异。两组患者复位安全性高，无不良事件，采用三维可调牵引架复位在骨折功能复位方面已达手法复位等效性，可节省人力辅助治疗，具有可量化性可同质化治疗，安全性高。目前，牵引架牵引复位不足之处为较手法复位总操作耗费时间长，准备工作和操作相对手法复位繁琐，尚需进一步研究改进实现自动化智能化。本研究为研发实现电动化机器人复位系统做铺垫，也为上肢肱骨骨折闭合复位进一步配合微创手术内固定的研究奠定基础，相较导航引导的串联或并联下肢复位机器人系统在骨折复位精度和解剖复位的实现率方面尚有差距，这是需要努力的方向[9]。今后将进一步进行手法复位的量化研究及机械装置的优化设计工作，为研制简单易用安全有效的上肢仿手法复位机器人系统做准备。