动物锁骨变化较大,锁骨存在与否和运动方式密切关系。一般来说,善于跳跃、奔跑的哺乳动物,锁骨大多数退化(图);锁骨退化动物的肩胛骨被强有力肌肉固定在胸廓两侧,使肩胛骨能转动以增加前肢有效长度,锁骨缺失动物提高了四肢奔跑灵活性与速度(图)。猫的锁骨退化为一小骨(图),陷于锁头肌之中,未与肩胛骨形成关节连接。而前肢具有多样性活动的哺乳动物,包括用前肢掘土(如鼹鼠)、飞翔(如蝙蝠)和攀缘(如猴)的种类,锁骨较发达(图),这样的前肢在多样性活动中具有更大的坚固性,使上肢远离躯干,赋予上肢更大的空间定位与功能。大部分鸟类两块锁骨融合为“V”形叉骨(Furcula),飞行时叉骨如弹簧一样将肩关节分开。Tongel等认为锁骨作用不大,理由是先天性锁骨缺失和锁骨畸形愈合的儿童表现出良好功能,另有一些因肿瘤或感染切除锁骨的患者功能也不错。Van Tongel A, Piepers I, De Wilde L. The significance of the clavicle on shoulder girdle function.J Shoulder Elb Surg/Am Shoulder Elb Surg [et al]. 2015;24(9):e255–9.但McKee报告,成年人锁骨畸形愈合后,往往表现为手举过头顶时灵活性差和耐力下降。Rubright等报告,全锁骨切除术患者上肢力量下降。很显然,人类进化过程中赋予了锁骨具有重要功能,锁骨骨折治疗时尽可能保持锁骨的长度和形态。McKee MD, Pedersen EM, Jones C, Stephen DJ, Kreder HJ, Schemitsch EH, et al. Deficits following nonoperative treatment of displaced midshaft clavicular fractures. J Bone Joint Surg Am. 2006;88(1):35–40.Rubright J, Kelleher P, Beardsley C, Paller D, Shackford S, Beynnon B, et al. Long-term clinical outcomes, motion, strength, and function after total claviculectomy. J Shoulder Elb Surg/Am Shoulder Elb Surg [et al]. 2014;23(2):236–44.锁骨平均长度151.8±11.7 mm,女性为143.9±8.4 mm,男性为160±8.5 mm,左侧长度略大于右侧。锁骨呈“S”形弯曲,前内侧凸和后外侧凸,形似低音谱号(F谱号)。 锁骨内侧曲率较大,便于颈部神经血管经较宽阔的肋锁间隙到达上肢。内侧曲率长度占锁骨总长度2/3,内下侧的粗糙面为肋锁韧带附着和锁骨主要滋养血管门户。男性锁骨内侧曲率明显大于女性,可能与男女体型差异有关。Aira等研究同个体左右锁骨对比,左侧锁骨往往更长,内侧曲率更大。而同个体锁骨外侧曲率左右对比差别不明显,男女外侧曲率差别也不明显,外侧曲率与锁骨长度不成正比(表)。使用髓钉固定锁骨应注意锁骨曲率特点,选择适合的髓钉才能提供有效固定。Aira J. Image-based 3D morphometric analysis of the clavicle intramedullary (IM) canal.Tampa: University of South Florida; 2016. 锁骨骨小梁骨致密,髓腔不如四肢长骨明显。在横切面上,锁骨髓腔改变在内侧端表面为菱形、中部呈管状而外侧为扁平。除了横截面形状的变化外,锁骨髓腔直径也有明显变化。最近一项锁骨形态测量研究发现,内侧和外侧端是最宽的区域,平均为28mm,而中部明显变窄,平均为13.7mm,最窄为4.5毫米,髓腔立体形状如“沙漏”,值得注意的是双侧锁骨中段髓腔最窄部位有所不同(5%的锁骨长度差异),所有组(男性/女性,右侧/左侧)都观察到这种偏移,表明仅凭外观可能无法精准判定锁骨髓腔最狭窄位置(图)。但应对髓腔的大致部位和直径必须了解,此区域是髓内钉设计和术中选择的重要参考。锁骨髓腔测量
Aira J. Image-based 3D morphometric analysis of the clavicle intramedullary (IM) canal.Tampa: University of South Florida; 2016.此外,锁骨髓腔并不均匀一致。由于任意横截面的皮质厚度和形状不一致,髓腔中心相对于锁骨存在偏心(非同心圆)。这一特性有助于理解髓钉在髓腔不同部位匹配情况和髓钉周围皮质厚度 (图)。Aira J. Image-based 3D morphometric analysis of the clavicle intramedullary (IM) canal.Tampa: University of South Florida; 2016.髓内固定锁骨时,必须关注锁骨髓腔具有弯曲、狭窄、偏心等特性。3D CT扫描能够很好显示锁骨上述特性,因此术前CT扫描对分析判定髓腔形态非常重要,对术前计划制定和选择合适的髓内钉均有积极意义。由于锁骨与臂丛、锁骨下动静脉以及肺尖毗邻,锁骨骨折直接造成上述结构损伤并不多见。但有时臂丛神经麻痹可在损伤后数周或数年发生,可能与伴有/无对线不良骨折块、增生骨痂、骨折畸形愈合或不愈合等而导致肋锁间隙变窄有关,亦称“迟发性胸廓出口综合征”。 血管结构也可由于上述因素受压。采用钢板固定锁骨时,内侧上下钻孔、外侧前后钻孔比较安全 (图)。 Sinha A, Edwin J, Sreeharsha B, Bhalaik V, Brownson P. A radiological study to define safe zones for drilling during plating of clavicle fractures. J Bone Joint Surg Br. 2011;93(9):1247–52.锁骨骨折是常见的损伤(占所有骨折2.6~5%),80%的骨折发生在锁骨干即中1/3段。中段整体较窄骨皮质较薄,为锁骨过渡区域,双弯曲断面显示中段为机械薄弱区,此区域锁骨也是没有韧带或肌肉附着部位。锁骨独特解剖结构可能与进化有关,因为锁骨骨折在分娩困难(肩难产)时可保护臂丛。锁骨骨折后导致畸形的原因有:肩部重量和肌肉牵拉,胸锁乳突肌锁骨头向上牵拉锁骨近端,胸大肌导致肩内收和内旋等。Ristevski研究:锁骨不连(图)临床表现为锁骨缩短、肩胛带畸形、疼痛、上肢抬举力弱或乏力等。Ristevski B, Hall JA, Pearce D, Potter J, Farrugia M, McKee MD. The radiographic quantification of scapular malalignment after malunion of displaced clavicular shaft fractures. J Shoulder Elbow Surg. 2013 Feb;22(2):240-6.Patel模拟锁骨短缩对上肢力量影响生物力学研究,结果表明锁骨短缩后对整个肩胛带肌力产生影响,影响比较大的是肩外展内旋臂上举的力量,对生理屈曲影响比较小。另外,锁骨短缩后与冠状面夹角增大,改变了胸锁关节运动轨迹,导致一系列畸形愈合后综合征。Patel B, Gustafson PA, Jastifer J. The effect of clavicle malunion on shoulder biomechanics; a computational study. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2012;27(5):436-442.Hillen研究锁骨短缩标本动力学发现,锁骨缩短使肩胛带休息位置发生改变,与临床观察到的畸形愈合病例非常相似。肩胛带受影响程度与锁骨短缩距离成正比,短缩越多,影响越大。Hillen RJ. The effect of experimental shortening of the clavicle on shoulder kinematics. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2012;27(8):777-781.由于锁骨的“S”形态,以往可能低估了骨折2厘米移位的严重程度,两维普通X线片难以准确显示骨折移位程度。最近一项三维锁骨形态测量研究,对比锁骨总长度和真实锁骨长度之间的差异。锁骨总长度为冠状面锁骨两端直线距离,而真实长度为锁骨“拉直”的长度(图)。研究显示,两种测量方法平均误差为1.5cm。锁骨真实长度是对骨骼长度一种较好估计,因为考虑了三维空间的曲率,预示普通X线片,锁骨较长骨重叠区域难以精确显示。Aira J. Image-based 3D morphometric analysis of the clavicle intramedullary (IM) canal.Tampa: University of South Florida; 2016.传统上锁骨骨折一直是保守治疗,历史文献认为骨折愈合率很高,Neer总结1936年-1959年锁骨不愈合18病例,结论:锁骨不愈合罕见。
Neer II. CS. Nonunion of the clavicle. J Am Med Assoc. 1960;172:1006-1011.而Hill文献显示锁骨骨折非手术治疗愈合率没有想象的高,52例锁骨骨折随访38个月,8例(15%)骨不愈合不愈合,并建议锁骨中1/3骨折移位明显应手术治疗。锁骨不愈合风险因素有:>2 cm的明显移位、无骨皮质接触移位、粉碎性骨折、“Z”畸形、高龄、女性与吸烟等。Hill JM, McGuire MH, Crosby LA. Closed treatment of displaced middle-third fractures of the clavicle gives poor results. J Bone Joint Surg Br. 1997;79(4):537-539.Zlowodzki对2144例锁骨骨折系统回顾发现,1145例保守治疗,不愈合率5.9%,单独分析159例移位锁骨骨折,不愈合率15.1%,认为骨折移位和粉碎是骨不连的主要危险因素。手术治疗可使骨不连的相对风险降低86%。Zlowodzki M, Zelle BA, Cole PA, Jeray K, McKee MD. Treatment of acute midshaft clavicle fractures: systematic review of 2144 fractures: on behalf of the Evidence-Based Orthopaedic Trauma Working Group. J Orthop Trauma. 2005;19(7):504-507.2007年加拿大创伤骨科学会第一个随机对照试验(RCT)显示,与非手术治疗相比,开放复位内固定愈合速度更快(16w与28w),不愈合率更低(3%与11%)。此外,手术治疗获得理想DASH(The Disabilities of the Arm, Shoulder and Hand)评分和更少的畸形愈合症状,但存在12%属于手术固有并发症。Society COT. Nonoperative treatment compared with plate fixation of displaced midshaft clavicular fractures. A multicenter, randomized clinical trial. J Bone Joint Surg. 2007;89(1):1-10.2012年Virtanen报告了60例患者RCT研究,平均随访1年。开放复位内固定骨不连发生率0%、锁骨吊带固定骨不连发生率为24%。ORIF并发症发生率为7%,吊带并发症发生率为12%,两者均不严重。吊带组骨不连和畸形愈合患者DASH评分较差。Virtanen KJ. Sling compared with plate osteosynthesis for treatment of displaced midshaft clavicular fractures: a randomized clinical trial. J Bone Joint Surg. 2012;94(17):1546-1553.2013年Robinson研究显示,与非手术治疗相比,ORIF治疗后骨不连率显著降低,且预后评分较好(1%:16%)。但剔除不愈合数据,手术治疗和非手术治疗的功能结果无差异。预防骨不连改善了预后。由于成本因素和手术相关并发症,作者不支持锁骨中段移位骨折常规手术治疗。 Christopher Michael RobinsonRobinson CM, et al. Open reduction and plate fixation versus nonoperative treatment for displaced midshaft clavicular fractures:a multicenter, randomized, controlled trial. J Bone Joint Surg. 2013;95(17):1576-1584.开放性或潜在开放性损伤、有神经或血管症状、不稳定或移位的漂浮肩损伤、内侧端后方移位的锁骨骨折或胸锁骨联合损伤为手术绝对适应症。 相对适应证有骨折明显移位、缩短>2cm或明显粉碎,不可接受的外观,多发伤患者,预测功能有影响,痛性骨不连或畸形愈合。 髓内与钢板固定概述 锁骨骨折髓内固定可缩短手术和麻醉时间,减少骨折和手术并发症。但Golish认为髓内固定生物力学不如钢板,尤其是粉碎性骨折,钢板固定有利于早期功能锻炼。Golish SR, Oliviero JA, Francke EI, Miller MD. A biomechanical study of plate versus intramedullary devices for midshaft clavicle fixation. J Orthop Surg Res. 2008;3:28.锁骨骨折有使用空心螺钉、弹性髓内钉和特制髓内钉固定报告。对移位性锁骨骨折的钢板内与髓内固定,Houwert 比较功能或并发症发生率,差异不大。但禁止使用光滑小直径克氏针固定锁骨。Houwert RM. Plate fixation versus intramedullary fixation for displaced mid-shaft clavicle fractures: a systematic review. Int Orthop. 2012;36(3):579-585.使用髓内钉必须考虑锁骨的弯曲。髓内钉可以从内侧或外侧进针(顺行)到达骨折部位,如髓钉自骨折部位插入(逆行),必须再从内侧或外侧端穿出,骨折复位后,重新插入到所需的深度。锁骨独特的解剖弯曲特性,使髓钉在锁骨狭窄段偏移,设计髓钉时应考虑直径和形状,使用材料应有足够弹性以适应锁骨“S”形态,直径能够通过中段狭窄部位,强度足以满足骨折愈合,控制断端微动高于不愈合阈值。锁骨独特的髓腔曲率也影响髓钉植入,Andermahr认为安全插入髓钉应熟悉锁骨髓腔特征,由于锁骨的形状,也应预测髓内在锁骨前内和后外退钉的部位。Andermahr J, et al. Anatomy of the clavicle and the intramedullary nailing of midclavicular fractures. Clin Anat (New York). 2007;20(1):48-56.(1)钛钉/克氏针/空心螺钉:通常通过内侧入路植入(图),或经骨折端逆行经前内侧骨皮质穿出,骨折复位后再逆行出入锁骨指定位置。(2)“锁定”钉:例如以往的Hagie-Rockwood钉和较新的Sonoma钉,均通过骨折端逆行插入(图),从后外侧皮质穿出,复位后向内侧推进,直至顶到内侧皮质。Hagie和Rockwood髓内钉同样具有加压原理,由外向内进钉。Sonoma钉在外侧提供真正的锁定螺钉,骨折内侧断端与可展开的端刺接合(图)。可使用加压钢板、重建钢板、锁定和非锁定钢板固定。由于锁定钢板生物力学优势和预成形易用性,当前占主导地位。Huang强调钢板预轮廓并非适合所有锁骨,因此可能需要进一步塑形,术中必要准备相应塑形工具(图)。对于钢板置放部位存在明显争议。 Huang JI, Toogood P, Chen MR, Wilber JH, Cooperman DR. Clavicular anatomy and the applicability of precontoured plates. J Bone Joint Surg. 2007;89(10):2260-2265.临床研究表明,锁骨前方置板减少二次手术取钢板几率,前方与其他部位放置钢板生物力学比较,不同文献给出不同结果,而愈合率相似。Croley研究表明,单皮质长螺钉可以提供足够锁定钢板固定强度,但临床更倾向于使用双皮质螺钉固定,双皮质螺钉应注意手术风险和螺钉去除困难。Croley JS. Biomechanical comparison of bicortical,unicortical, and unicortical far-cortex-abutting screw fixations in plated comminuted midshaft clavicle fractures. J Hand Surg Am. 2016;41(6):703-711.切开复位钢板有放置在锁骨上方、前下方,条件允许可使用解剖、低切迹、锁定钢板。手术入路应考虑美容和预防伤口并发症。皮肤和皮下完整切开,直至颈阔肌,然后沿着锁骨纵向切开,根据需要适当剥离胸大肌、斜方肌和三角肌,全层剥离能够保证关闭切口时有完整筋膜覆盖钢板。锁骨上钢板固定为张力侧固定,肌肉剥离最少。前下方钢板固定可减低钢板突出和局部刺激,此外,前下方钢板固定增加了螺钉的长度,降低外侧螺钉钻孔时神经血管损伤的风险。重建板优点是可塑,满足锁骨解剖和更贴服,与锁骨加压钢板比较降低了固定强度。锁骨骨折严禁单独使用半管状钢板固定,强度不够并有断板可能。低切迹解剖钢板减少取钢板机会,但价格昂贵。粉碎骨折,可使用微型螺钉对蝶形骨片解剖复位加压固定,然后钢板做中和固定。钢板放置位置生物力学显示是混合的,Iannotti研究倾向锁骨上方固定,Partal研究倾向于前方固定,研究结果可能会因加载条件的不同而有所不同。Iannotti MR, Crosby LA, Stafford P, Grayson G, Goulet R. Effects of plate location and selection on the stability of midshaft clavicle osteotomies: a biomechanical study. J Shoulder Elb Surg. 2002;11(5):457-462.Partal G, Meyers KN, Sama N, Pagenkopf E, Lewis PB, Goldman A, et al. Superior versus anteroinferior plating of the clavicle revisited: a mechanical study. J Orthop Trauma.2010;24(7):420-425.在对2144例锁骨骨折的系统回顾中,364例锁骨髓内钉固定不愈合率为1.6%,而635例钢板不愈合率为2.5%(合并数据)。其他比较研究也显示了类似的结果,即髓内钉不愈合率略高,但总效果髓内钉固定令人满意。Smekal利用髓内钉治疗锁骨畸形愈合(图),更符合美容需求。Smekal V, Deml C, Kamelger F, Dallapozza C, Krappinger D. Corrective osteotomy in symptomatic midshaft clavicular malunion using elastic stable intramedullary nails. Arch Orthop Trauma Surg. 2010;130(5):681-685.钢板与髓内钉生物力学比较表明,钢板具有较好的稳定性。髓内钉不愈合率高于钢板不愈合率的原因可能不仅与内植物有关,而且与生物学特性有关;血肿在长骨骨折髓内钉固定中提供了良好愈合基础,而在锁骨髓内钉固定手术中血肿“荡然无存”,因此,严重粉碎骨折更倾向于钢板内固定,髓内钉多用于简单骨折,愈合后可局麻拆除。锁骨骨折不愈合和/或不愈合对功能有影响,不愈合危险因素前面已经介绍。锁骨畸形和不愈合的治疗目标是恢复锁骨的长度和解剖结构。可能需要截骨以及3皮质植骨。如果可能应使用拉力螺钉对骨折不愈合部位加压。 锁骨长度评估最好是CT两侧锁骨对比,或至少在前后与斜位X线片两侧锁骨对比。短缩>2cm,应考虑截骨并植骨,以恢复合适的长度。锁骨不愈合和畸形愈合钢板固定愈合率较高,对改善肩关节功能有利。虽然钢板和髓钉都有成功案例,但钢板抗扭转更好。锁骨是上肢与中轴骨的重要骨连接。锁骨长度和完整解剖结构对上肢功能完美发挥非常重要。骨折最常见部位是中央骨干区,即中1/3峡部,骨最狭窄。移位性锁骨骨折内固定取得了较好的效果,依据骨折类型、患者需求、术者习惯和技巧选择内植物,手术应精巧细致,尽可能减少并发症。
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