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第1章 儿童骨关节损伤的特征与处理原则(1)

一般将从出生至1.5岁者称为婴儿(infant),是出生后生长和发育最迅速的时期。从1.5岁到进入青春期,界定为儿童期,通常将年龄在15岁或16岁以下统称为儿童。在儿童骨骼肌肉系统继续生长和发育期间,不仅在不同年龄阶段将发生不同性质和不同种类的创伤,而且随年龄的増长,其创伤发生率也明显増高,儿童骨关节损伤约占儿童所有损伤的15%。由于儿童骨骼在解剖结构及生理功能都在持续不断地发生变化,因此,儿童骨关节损伤也有其自身的特征,与成人骨折比较,在许多方面都存在明显的区别。

(第一节)儿童骨关节损伤的特征

一、解剖、创伤解剖特征

儿童骨骼血管管道多,矿物质含量低,其骨骼密度明显较成人低。儿童骨骼具有多孔的性质,因此,容易产生一些特殊类型的骨折,例如青枝型骨折、隆凸型骨折。儿童的骨膜厚韧,强度也比较大,但容易从骨骼上分离,特别是骨干的部位在创伤的作用下更容易产生骨膜剥离;但在骨骺与干骺端移行区域,骨膜却紧密附着,为骨骺、骺板提供稳定作用。当发生骨折时,甚至有明显移位的骨折也并非产生骨膜的环形剥离,因为儿童骨膜厚通常只有张力侧骨膜发生剥离或断裂,而压力侧骨膜仍然保持完整,这也是儿童开放性骨折发生率比成人低的一个原因。完整侧的骨膜不仅为骨折断端提供部分稳定,还有助于骨折的复位,在骨折闭合复位中起着支点或铰链作用。

骺板、骨骺是儿童特有的解剖结构,这些结构软骨成分多,显然是儿童骨骼最薄弱的部分,既易发生损伤,还可导致生长障碍,引起成角、短缩畸形的严重后果。此外,这些软骨成分多的结构,具有可透过X线的性质,给诊断也带来了很大的困难。

二、生物力学特征

儿童骨骼具有多孔、矿物质含量相对少的特征,其弹性模量、抗弯强度都显著低于成人的骨骼,因此,允许发生塑型变形(Pasticdeformation)。塑型变形是指骨傲不能恢复其原来的形状,实际上有显微骨折,但在普通X线片上却看不到骨折。这种显微性骨折,既不产生的血肿,也没有明显的骨膜反应。

在张力和压力的作用下,儿童骨骼可产生一些特殊类型的骨折,例如,儿童隆凸型(toms)或褶皱型骨折(bucklefracture)便是压力作用的结果,通常发生在骨干-干骶端移行部位,相对坚硬的骨干皮质嵌入干骶端骨小梁内。

青枝型骨折或不完全性骨折,是骨骼发育未成熟儿童特有的骨折类型,在骨折的张力侧有骨质断裂,而压力侧则发生塑型变形。完全性骨折因作用于骨骼的外力大小,可产生横行、斜形或螺旋形骨折。儿童粉碎性骨折非常少见,骨皮质的多孔性是阻碍骨折线传导的部分原因,另一原因是比较小的外力便足以导致骨骼的弯曲折断。

幼儿的骨骺和骺板以软骨为主要成分,发生损伤概率比较低,因为它可将致伤外力向干骺端传导。随着儿童的生长,骨骺核逐渐増大,又比富有弹性的软骨更为坚硬,故年长儿童的骺板、骨骺骨折比较常见。据Mann-Rajmaim统计的2,650例16岁以下的儿童骨折中,骺板骨折占30%左右。儿童关节内骨折、关节脱位、韧带损伤也较成人少见,直到骨骼发育接近成熟的青少年,这些损伤的发生率才接近成人。累及骺板和干骺端的骨折最为常见,因为这些部位的骨骼与周围韧带比较,相对薄弱。随着骨骼发育的成熟,所有的骨骼孔隙减少,密质骨的总量也明显増加,并有更多的板层结构,由此改变了骨骼的力学特征,使其成为坚硬而易碎的结构。

三、儿童骨骼生理特征

儿童骨折比成人骨折愈合更为迅速,因为儿童骨骼血运丰富,骨骼内间充质细胞、成骨细胞和血管内皮细胞的増殖和代谢也更为活跃。骨折周围的血管増多、血运増加,不仅促使骨折迅速愈合,还能导致骨骼过度生长,因而,允许儿童某些骨折在重叠的位置上愈合。

儿童骨膜的成骨活动非常活跃,也是骨折愈合迅速的主要因素。一旦骨膜从骨骼上剥离,骨膜携带的成骨细胞受到创伤刺激,将很快的形成新生骨,其边缘对骨折断端的血肿提供稳定作用,进一步促进骨折愈合。若骨折有明显移位,即使发生节段性骨骼丢失或缺失,只要骨膜管完整,有时也能生成整个节段的骨骼。但当骨膜受到严重损伤,诸如开放性骨折所致的骨膜损伤,其结果和成人类似,儿童骨折也往往发生延迟性愈合。

年龄是影响骨折愈合速率的因素,年幼儿童的骨折愈合速率比年长儿童更为迅速。骨折的部位也与愈合时间有着密切的关系,骺板骨折比干骺端骨折愈合快,而干骺端骨折又比骨干骨折愈合快。在正常情况下,儿童骨折通常不会发生不愈合。实现解剖复位是治疗有移位骨折所追求的目标。但是儿童骨骼具有令人惊奇的塑型潜力,除非关节内骨折、累及骺板的骨折,即使没有恢复满意的骨骼力线,一般也能获得满意的结果。因此,可根据不同年龄、不同解剖部位的骨折塑型潜力,确定可接受的骨折复位或骨骼的力线。儿童年龄、骨折部位、骨折移位或成角的方向,是影响儿童骨折后塑型的因素。

经过长期的临床观察和研究,基本确定了儿童骨折后塑型的一般原则,即儿童年龄越小,其塑型潜力越大;骨折距骺板越近,其塑型潜力越大;与关节运动方向一致的移位或成角畸形,因为未发育成熟的骨折对肌肉收缩、关节运动产生的应力反应更为活跃,其塑型潜力也越强。临床经验证明,干骺端的塑型潜力比骨干大,通常由凹侧骨膜形成的新生骨,是干骺端骨折后再塑型的主要机制。

受力较小部分发生骨骼部分吸收,在骨折塑型机制中也起一定的作用,但其作用比较小。骺板受到非对称性压力作用,通常也产生非对称性生长,因为骺板总是与主要反作用力保持垂直的方向。离骨端越近的骨折,骨折后的塑型也最为显著,这主要归因于骨骼的纵向生长。肱骨近端的生长占全肱骨生长的80%,股骨远端的生长占全股骨生长的70%,桡骨远端的生长占全桡骨生长的75%,因此,这些部位的骨折,通常可预料发生明显的塑型。与其相反,肘部因生长潜力小,骨折后的塑型潜力也很小,因此,可接受的力线异常则在比较狭窄的范围内。由于旋转畸形基本不能随着生长而塑型,在处理骨折的初期,应该完全矫正骨折所发生的旋转移位。在塑型潜力、骨折刺激生长反应方面,存在着很大的个体差异,因此,预期所发生的塑型,并不能替代骨折复位质量。

四、损伤机制与治疗方法的特征

产生骨折的创伤,包括致伤原因和发生骨折的周围环境两个方面。儿童骨折在致伤原因和发生环境两个方面,与成人都有明显的差别。成人所发生的创伤往往与工作有关,诸如重物挤压、施工者高处坠落、驾驶机动车发生车祸,以及机器绞轧伤等。发生骨折时的环境也错综复杂,既有施工现场、工作车间,也可能是高速公路、竞技运动的场所。

儿童的活动范围比较小,通常限定在家庭、学校和一些体育运动场所,因此,造成骨折的致伤原因相对简单,以平地跌倒,从楼梯、树上及栅栏上坠落为主要的致伤原因。骑自行车、溜冰、打篮球引起的骨折也相对少见,而机动车事故则更是少见的致伤原因。由于儿童发生骨折的环境相对优越,所以,临床上以单处闭合性骨折最为常见,开放性骨折的发生率低,通常介于1.5%-2.6%;多发性骨折约为3.6%。

在骨折处理原则、治疗方法方面,儿童与成人的区别更为显著。基于儿童骨折致伤原因相对简单,骨折原发性移位多不严重;儿童骨膜厚韧、成骨细胞増殖活跃,骨折愈合迅速;儿童骨骼周围的肌肉相对薄弱,有利于闭合复位的手法操作;儿童骨折后塑型潜力大,允许某些骨折接受不完全的解剖复位;尤其是儿童能够很好地耐受骨骼牵引和石膏固定,使多数儿童骨折适合于非手术治疗。因此,闭合复位、骨骼牵引或石膏固定,是治疗儿童骨折的主要手段。但对于累及关节、骺板的儿童骨折,必须实现解剖复位,有时还需要实施内固定治疗。然而,成人骨折常用的内固定,例如各种交锁髓内钉、加压钢板以及重建钢板,在治疗儿童骨折时却很少使用。

然而,近10年来,由于手术技术的进步,微创手术和暂时性内固定加速骨折愈合的事实,旨在缩短住院时间的经济及社会压力,公众期望获得完美的治疗结果等,手术治疗儿童骨折也逐年増多,出现了儿童骨折手术治疗的新趋势。

手术技术的进步包括,在X线电视透视的监视下,实施骨折复位,经皮穿针固定,比传统石膏固定更为确实可靠;电动工具和套管螺丝钉,使经皮穿针更为准确。儿童骨折愈合、塑型都很迅速,只需要内固定器械的短时间固定。术后辅助性石膏固定,増加了有限内固定的稳定,从而加速了骨折的愈合速度。

缩短住院时间是当今社会和家庭所理想的期望。学龄儿童需要尽早返回学校、住院费用的上涨这两种压力,创造了缩短住院时间、尽早使儿童成为门诊的患者的趋势。Cox-Clarke回顾性分析和评价其医院所治疗的骨折病例,发现初期非手术治疗的骨折、再骨折的发生率比较高,12%的桡骨骨折和肱骨远端骨折,因晚期移位需要再次住院治疗。而内固定手术病例中有24%是由于初期非手术治疗结果不满意而手术的。由此可见,桡骨、肱骨远端骨折更多的采用手术治疗,可减少再次住院治疗的发生率,也明显降低了住院及治疗费用。来自社会及医疗费用的压力,使患病儿童要尽早下床、尽早返回学校,因此,外科手术暂时性的骨折内固定,可以允许患者尽早出院。

由于家长和儿童都期望获得更完美的治疗结果,他们不仅提出各种问题,质疑力线问题,还审视X线片,期望能够获得解剖复位。有时家长提出,骨折治愈后是否会影响儿童当运动员或当钢琴手,可见家长对儿童的期望越来越高。这种来自家长方面的压力,会使训练有素的临床医生为了获得完美的力线而选择手术治疗。

尽管出现了手术治疗儿童骨折的新趋势,但是,还是应该加强发展、坚持非手术治疗技术,例如石膏的使用、石膏塑型技术等,这些非手术治疗的原则、技术,仍然是儿童骨折治疗的主要手段。

(第二节)儿童骨折的处理原则

一、闭合复位和石膏固定是主要治疗方法

基于解剖和创伤解剖特点,多数儿童的四肢骨折适应于手法整复和石膏外固定治疗,即多数儿童骨折都能够成功地实施闭合复位,包括肱骨近端骨折、多数肱骨髁上骨折、桡尺骨骨折、胫腓骨折,以及手足的骨折。这些骨折不仅容易实现骨折复位,还因为儿童具有很强的塑型潜力,允许接受某些不完全的复位,特别是8岁以下的儿童,甚至可以接受骨折有明显的移位。由于骨折后早期不影响功能,以后随着生长而塑型,能够恢复其正常的解剖形态。例如肱骨近端骨折,即使存在30°45°的成角畸形,采取闭合复位和U型石膏固定,通常也能获得满意的塑型,达到理想结果。

二、解剖复位是骺板损伤和累及关节骨折的治疗目标

骨骺和骺板是儿童骨骼最重要的结构,也是儿童骨骼最为薄弱的部位,容易发生骨折,其发生率约占儿童所有骨折的30%。通常将累及儿童骨骺和骺板骨折,称为骺板损伤或骨折。一旦发生骺板骨折,特别是多数有明显移位的骨折,不仅影响关节的完整性,还存在产生骺板部分早闭的危险,导致肢体短缩和成角畸形,从而严重的影响肢体功能。尽管还不能肯定骺板骨折复位不良是导致生长阻滞的最重要原因,至少可以确定未能实现解剖复位,特别是反复的手法整复操作,会明显的増加骺板早闭的危险。因此,尽可能使骺板骨折解剖复位,避免反复手法整复而加重骺板软骨细胞的损伤,是儿童骺板骨折的治疗目标。一般允许采取轻揉的手法整复,对骶板骨折进行闭合复位,复位成功后使用石膏固定。如果闭合复位未能实现解剖复位,应该进行切开复位和使用无螺纹的克氏针固定。

三、骨折复位的时机

通常在骨折后1-2小时,因为局部创伤反应轻,实施复位不仅容易成功,且不増加软组织损伤,因此,可视为闭合复位的最佳时机。然而,因为儿童骨折多发生在学校、交通事故的公路上以及旅行的途中,与医院都有一定的距离,或者受到其他因素的制约,多数病例不能做到及时就诊。随着时间的延长,骨折断端出血、软组织损伤反应以及反应性肿胀,无疑将増加了复位的难度,而且还存在复位操作中发生并发症的危险。因此,在面临每一具体的骨折病例,决定是否进行急诊复位时,除了根据骨折持续的时间,还需要考虑下面一些因素。

(一)复位成功的可能性问题

某些骨折例如儿童常见的桡骨远端骨折、胫骨近端干骺端骨折,因为移位小、软组织损伤轻,采取手法整复容易实现骨折的复位。但另一些骨折,包括肱骨外髁m型骨折、胫骨髁间棘完全移位的骨折,采取手法整复则不可能使骨折复位。

(二)发生并发症的危险程度

儿童常见的m型肱骨髁上骨折,不仅存在严重的移位,而且伴有严重的软组织损伤,特别是在骨折数小时以后,往往产生严重的局部肿胀,采取手法整复则不可能实现满意的复位,甚至导致神经血管压迫,或者产生骨筋膜室综合征。又如胫骨远端m、IV型骺板骨折,1周后方就诊者,往往需要很大的外力进行手法复位或切开复位,才能做到解剖复位。无疑将増加骺板损伤的危险,容易产生骺板早闭。因此,此时宁可接受畸形愈合,也不宜对骨折实施闭合复位或切开复位。

(三)神经血管的功能状态

这也是需要认真考虑的问题。在实施复位之前,应该仔细检查受累肢体神经血管的功能。对于存在神经血管损伤的病例,根据骨折的发生机制、骨折移位方向,对神经血管损伤的发生机制做出判断,从而决定是选择闭合复位,还是采取切开复位及神经血管探查。例如股骨远端骨骺分离,因骨骺在矢状面旋转,压迫或刺激胭动脉,产生下肢供血不足,足背动脉、胫后动脉搏动消失。如能将骨折及时复位,通常可迅速恢复小腿的血供,以及足背动脉的搏动。

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