第三节　骨外固定器基础与临床

一、骨外固定器主要特点与适应证

（一）骨外固定器主要特点

骨外固定（external skeletal fixation，ESF）是利用外固定器（external fixater，EF）对骨折端进行复位和固定的一种治疗手段，它经软组织将内植物（针或钉）穿过骨折的远、近段，再通过连杆和固定夹将裸露于皮肤外的内植物彼此连接起来构成一个新的空间力学稳定系统，在骨折端起到加压、牵拉和中和作用，以达到复位和固定骨折、重建骨骼并校正畸形的目的。现代骨外固定概念是指根据应力刺激组织再生与重建理论，在微创原则下，应用体外固定调节装置经皮骨穿针与骨构成的复合系统，用于治疗骨折、矫治骨与关节畸形和肢体组织延长的一项技术。固定骨折的这种特殊装置称为骨外固定器（EF），其基本配置包括钢针（pins）、固定夹（clamps）和连杆（connectors）。

骨外固定是治疗骨折的方法之一，其基本作用机制是利用力学原理，由钢针变形产生作用力，作用在骨折断面上，外固定的连接杆稳定骨折，使骨折端产生纵向压力，避免了过度坚强的内固定而带来的应力遮挡，从而加速骨折愈合进程。其优点具体表现在以下几点：①外固定器既为骨折提供了稳定的固定，又不破坏骨折局部血运，从生物学、力学角度为骨折愈合创造了有利条件。②可以根据治疗需要对骨折断端施加作用力，固定后也可以进行必要的调整来矫正力线，具有再复位作用；同时利用外固定还可改变固定的稳定性，实现固定刚度的可调性，从而达到生物学固定（biological osteosynthesis，BO），可为骨折愈合提供合理的生物力学环境，这是骨外固定器突出的优点。在骨折早期采用坚强外固定，这对软组织愈合十分有益；骨折后期则改用弹性固定，有利于骨折愈合和塑形重建。③在面临灾害等多发伤病人时发挥损伤控制作用。外固定操作简单、迅速，是多发伤患者临时固定的首要选择。特别是在开放骨折治疗中有效地解决了伤口处理与骨折固定之间的矛盾，术后便于观察、处理伤口及患肢，对其进行更换敷料、植皮、植骨、灌洗等操作可以不干扰骨折的固定。④骨外固定便于患者搬动、抬高患肢，有利于改善血运，可很好避免肢体后侧软组织长期受压，这在战伤骨折患者转运、骨折合并肢体烧伤或皮肤广泛剥脱时尤为重要。⑤骨外固定器不固定上下关节，方便患者早期功能锻炼，增加关节软骨面的营养，减少关节的纤维化、关节僵硬、肌肉萎缩和骨质疏松等骨固定综合征，并减少了卧床并发症。⑥骨外固定器具有多功能性，可用于治疗某些难治的骨科疾病，将牵引复位、加压、矫正成角等融为一体，对延迟愈合、不愈合的病例尤为适宜，特别适用于感染性骨不连患者；在一些复杂骨折畸形矫正中外固定也可发挥独到的作用。⑦半针及全针易于门诊拆除，不需要住院，不存留内植物。

骨外固定器不仅符合简单、迅速而有效的原则，而且还符合生物学固定的原则，其充分重视局部软组织血运，固定坚强，不以牺牲骨折部位的血运来强求粉碎性骨折的解剖复位，对全身及局部影响小，可以为稳定病情、进行下一步治疗打下基础。多发性创伤合并严重的粉碎性骨折必须行内固定者，早期使用外固定器作临时骨折固定，有利于重症复苏及防治并发症，待患者一般情况好转后改行内固定术，既降低了风险，又可明显提高疗效。

当然，骨外固定作为一种治疗方法，也存在它固有的缺点，主要表现在：①多平面多针固定增加针道感染发生的几率，且多针孔瘢痕影响肢体美观；②损伤血管、神经的风险高；③延长与压缩可调节幅度小，适应证相对局限；④骨折端易发生成角与侧方畸形；⑤针道可能发生骨折，这主要发生在用粗针贯穿骨骼的病例；⑥占有一定空间，携带不方便，对患者日常生活有一定的影响，患者不乐意接受等；⑦组件种类多，构型多变，个体化要求高，因此对操作者要求较高，需要熟练的专业技巧，学习曲线长。

（二）骨外固定器的适应证

骨外固定器一直以来被认为是治疗开放性骨折的最佳选择。近年来，随着BO理念的发展，骨外固定器在微创、保护损伤部位血运的有效固定方面进一步展现出了独特的优势，其适应证范围也不断扩大，越来越受到广大医生的青睐。然而，骨外固定器的适应证也是相对的，应根据病例具体情况，酌情选用。

1.公认的适应证

（1）伴有严重软组织的四肢开放性骨折，特别是有广泛软组织开放伤的小腿骨折。AO学派规定Ⅲ度开放性骨折和伤后超过6～8小时的Ⅱ度开放性骨折，均是骨外固定的适应证。

（2）骨折伴有严重烧伤，采用外固定器治疗，既可为骨折提供牢稳固定，也便于创面处理，防止肢体后侧植皮区受压迫。

（3）有广泛软组织挫压伤，肢体高度肿胀的闭合性骨折。

（4）治疗骨折同时需用交腿皮瓣、游离带血管蒂皮瓣等修复性手术。

（5）骨折需用牵伸固定保持肢体长度者。

（6）多发性创伤或多发骨折，骨外固定能为受伤的肢体提供迅速保护，便于复苏和处理威胁生命的脏器伤。

（7）需多次搬动（输送）和分期处理的战伤骨折，便于严密观察伤口。

（8）感染性骨折与骨不连，病灶区外穿针固定，有助于控制感染和促进骨愈合。

（9）肘、膝、踝关节加压融合术。

2.可用的适应证

（1）某些骨盆骨折与脱位，骨外固定可给予较好的复位与固定，能控制出血，减轻疼痛与便于翻身。由于穿、针较简便，抢救不稳定骨盆环骨折时多用作快速复位固定止血，对稳定血流动力学有积极作用。

（2）骨与关节畸形的截骨矫形。

（3）肿瘤根治切除后的骨节段转位术（简称SBTL）。

（4）断肢再植术。

（5）骨关节端粉碎性骨折（韧带整复固定术），如胫骨上、下端粉碎骨折与桡骨下端粉碎骨折，骨外固定结合少量内固定的疗效多优于单纯内固定治疗。

（6）髌骨与尺骨鹰嘴骨折。

（7）多发性闭合骨折。

（8）合并脑外伤的骨折。

（9）作为非坚强内固定术的补充。

（10）股骨转子间骨折。

3.扩张应用的适应证

（1）带蒂交叉皮瓣移位固定。

（2）肢体延长。

（3）畸形矫形，如足下垂。

（4）骨缺损、骨运输、骨迁徙。

（5）近年来利用外固定器联合微创稳定系统（LISS系统）进行有限切开内固定，能够显著减低并发症的发生率。

二、骨外固定与损伤控制

（一）骨科损伤控制

损伤控制（damage control，DC）是近年来提出的新外科原则，它是指患者急需手术但其生命体征不稳，应采用创伤小而简便有效的应急手术方法处理致命因素损伤，等待进一步复苏和计划分期手术处理非致命性创伤，其认为给予患者早期手术主要解决患者当时的生理耐受极限，然后再依据患者病情给予可行性手术，这样可以减少重症患者的死亡率。损伤控制学是一种旨在控制损伤发展进程，而不是早期针对于损伤采取决定性治疗的理念。创伤尤其是严重多发伤并发休克后出现严重的生理功能紊乱和机体代谢功能失调，使患者进入生理功能耗竭死亡三角，即低体温、凝血功能障碍和代谢性酸中毒，亦称“致死三联征”。以上三者之间互为因果、恶性循环，使得患者生理潜能处于耗竭状态，自身的创伤修复能力严重受损，已无法耐受一期时间长、创伤大、复杂的手术，即使没有发生术中死亡，患者也往往死于术后急性呼吸窘迫综合征或多器官功能障碍综合征。此时针对创伤修复的任何外科治疗都必须是救命性质的，应尽量简单、快速、易于操作，从而减轻对患者的“二次打击”，因此采取损伤控制理念行创伤修复是首选，而且是必需的处理措施。

近年来，损伤控制理论的概念已从早期集中于腹部创伤逐渐发展到骨科、胸心外科等专科。20世纪90年代以来，损伤控制骨科（damage control orthopedics，DCO）技术在骨科临床实践中得到了广泛应用，主要应用于危重创伤骨科损伤，在骨科领域具有极其重要的意义。骨科损伤控制理念的目的是对严重创伤进行控制和稳定，强调分步救治，早期给予止血、采用外固定器临时固定，监测生理指标，处理合并伤及并发症，尽量避免直接手术造成患者创面增大、出血量增加以及身体抵抗力下降的额外负担，待患者各项生理指标稳定时再行确定性手术治疗。

随着骨科手术技术的不断进步与发展，损伤控制技术越来越多地应用于严重创伤性的骨折治疗过程中。在这些严重骨科创伤疾患的诊疗过程中，骨科损伤控制理念日趋完善，损伤控制性手术（damage control surgery，DCS）治疗也越来越受到创伤骨科医师的青睐，并得到了进一步的推广和应用。针对创伤骨科修复领域，除对合并全身重要脏器创伤、生命体征不平稳的多发骨折患者应实施DCS治疗外，对伴发不稳定骨盆骨折、股骨干骨折、严重脊柱骨折等多发伤的危重患者，采取DCS治疗要比传统早期全面治疗（early total care，ETC）修复预后要好。DCS治疗用于创伤骨科修复的特点为初始、快速、暂时的骨折固定，待全身生理状态稳定后再行确定性手术。然而，如何解决骨折临时固定的问题，一直是实施DCS中的重点之一。

骨外固定技术是一种比较成熟的骨科损伤控制的治疗技术，相比较传统的方法而言，它在骨盆骨折、长骨骨折、髋关节骨折及脱位固定等方面具有更有效，更快捷的优点，而且操作便利、创伤小，有利于抗休克，在严重骨折创伤中经常被使用。在临床上，除了采用这种方式治疗粉碎性、多发性或者复合伤的骨折患者，对于生命体征不稳定，合并全身脏器损伤、股骨及骨盆骨折患者，采用骨外固定器进行损伤控制性手术，即骨外固定器-DCS治疗，具有很多优势。骨外固定器-DCS治疗在临床上遵循骨折修复原则，在早期治疗中对严重骨折患者采用骨外固定器进行治疗，能够迅速将骨折部位固定，并促进止血，降低由于骨折而导致的各种并发症，在短时间内稳定患者各项生命体征。在早期治疗中采用骨外固定器，并采取积极的治疗措施控制并发症的出现，有利于提高临床效果，可以避免因为整体手术过程中时间过长而给患者带来额外的生物学应激。

（二）骨外固定器-损伤控制性手术治疗在创伤骨科修复中的实施步骤

对危重患者骨折修复的骨外固定器-DCS治疗分三个阶段实施：

第一阶段评估患者的伤情，初期手术修复是对骨折临时固定和控制出血、减少污染，骨折采用骨外固定器固定。

第二阶段对患者重症监护和复苏治疗，纠正生理功能的紊乱。

第三阶段对骨折行确定性手术修复和康复治疗。

随着骨外固定技术的发展，基于损伤控制骨科学理念，在严重多发伤骨折固定中合理采用骨外固定器，骨外固定器-DCS治疗更突显出了诸多优势：①能减少出血，稳定血流动力学状态，减轻创伤引起的应激反应，从而减轻对患者的“二次打击”，有利于多发伤的治疗、降低死亡率；②尽早固定后方便患者的搬动和护理；③尽快完成骨折固定利于伴行血管神经处理，缩短肢体缺血时间，降低致残率；④最大限度保护骨折区血运，维持骨折端对位，利于骨折的愈合；⑤有时可以作为确定性固定手段，骨折愈合后外固定器拆除方便，避免二次麻醉和手术。总之，骨外固定器的应用在严重创伤骨科治疗，尤其是骨科严重创伤损伤控制中具有重要的价值。

三、骨外固定器的常见构型设计

近年来，随着骨外固定技术的不断应用和发展，骨外固定器的构型也发生了较大的改进和变化。下面介绍几种目前国内临床上最常见的构型设计。

（一）Ilizarov外固定器

Ilizarov外固定器是原苏联医学专家Gavriil Ilizarov于1952年在西伯利亚库尔干设计的环形外固定器，1954年获前苏联保健局颁发的发明证书（图1-3-1）。其主要由细钢针及环行架组成，具有加压、延长、去成角、去旋转及去侧方移位的功能，更加有利于骨的再生与塑形，在理论上提出“张力（tension）-应力（stress）生物学法则”——生长中的组织如施以缓慢牵拉，产生一定的张力，可以刺激某些组织再生和活跃生长，其生长方式同胎儿组织一致，均为相同的有丝分裂，从而为Ilizarov技术奠定了理论基础，并逐渐传遍全世界。这一技术理论的出现，为骨科创伤、骨病矫形及其他相关疾病的诊治，开创了一个全新的局面。

Ilizarov根据临床实际运用需要，进行了大量的临床和实验研究，在早期研制的外固定基础上增加了许多辅助配件，发明了系列环形外固定器、200多种外固定器附件，形成了标准的骨穿针固定临床应用技术体系以适应不同部位和不同伤病的治疗。Ilizarov外固定器也迅速得到了西方国家的肯定和应用，由此这一技术也被认为是20世纪骨科领域尤其是矫形外科领域的里程碑。

1.Ilizarov外固定器的基本结构

原始型的Ilizarov外固定器主体结构简明可调，经过其后的不断改进，增加了许多辅助配件，扩大应用于创伤与矫形外科等领域。现代型Ilizarov外固定器主要包括环形固定器、半钢环、延长拉杆、平台钢针、橄榄针等主件和有孔连接板、有孔内外螺纹螺栓、钢针固定夹等附件。

一套完整的Ilizarov器械（图1-3-2）由框架元件（包括主要元件和辅助元件）、钢针、钢针固定器、螺纹杆和各种其他连接元件构成。主要框架元件包括全环、半环、弓和长连接板，两个半环可连接成一个全环，弓则主要用于髋、肩和肘关节附近，长连接板可以是直的或者扭曲的；辅助框架元件包括短的直连接板、弯连接板、变向连接板和末端带螺纹杆或螺纹孔的连接柱；固定用钢针包括克氏针及橄榄针，分有头和无头的；钢针固定器包括整体式固定器、开放式固定器以及螺栓式固定器；螺纹杆包括整体型以及可伸缩型；其他连接元件包括套管、螺纹插槽、锯齿垫圈、环形或半环形的平垫圈、加压垫圈、螺栓和螺母。其中半环、弓、长短连接板、钢针和螺纹杆包括各种型号，以适应不同的需求（图1-3-3）。各个配件可以使用配套的Ilizarov外固定器工具（图1-3-4），根据不同要求组合成多种Ilizarov外固定器构型。

2.Ilizarov外固定器的应用

（1）基本应用原则：

Ilizarov固定器械成功治愈患者很大程度上取决于正确的理解固定器应用的生物力学原则，并将其个体化应用于每个病例中。基本要求如下：①考虑到相应环或弓的支撑，所有骨段必须与环合弓在同一位置。②螺纹杆必须相互平行且与骨的纵轴平行；而且在固定的每个层面上，连接杆之间的距离及其与骨的纵轴之间的距离必须保持一致。③钢针紧张力度应该一致；而且在骨愈合完成必须始终保持这种张力。④必须尽可能以最少数量的钢针来获得稳固的骨段固定；钢针不能破坏骨髓的血供。⑤环合弓的内径不应该超过肢体直径1.5～2.0cm。⑥邻近关节穿入的钢针不能限制关节的活动。⑦在使用固定器进行加压接骨时，软组织应该拉离骨块结合平面，以避免钢针切割皮肤；在牵张成骨时软组织则应稍稍拉向装置中心，为延长提供足够的组织。

（2）外固定器稳定的影响因素：

Ilizarov外固定器在每个个体化病例的治疗过程中，钢针的数量、位置、穿针平面均取决于具体的治疗计划和步骤。理想情况下，钢针应该相互远离分布，使用足够的钢针来保证骨块足够稳固并控制骨块移动过程中每个骨块的位置。

必须强调的是，骨块固定的坚固度同时受机械学和生物学因素的影响。机械学考虑因素包括：钢针数量、钢针的刚度、环和固定架的其他辅件的形状和位置、钢针之间的距离、钢针对向平面以及其他因素。如果不考虑影响稳定的重要生物学因素，仅仅增加钢针数量或者增强固定架坚强度来解决骨块充分固定的问题，这样是不合理的。这些生物学因素包括：骨折平面（或接骨平面）、受邻近肌肉牵拉影响的骨折平面位置、骨块间软组织的硬度、骨块端宽度和接触面积、骨块远近端的长度和宽度及其他因素。局部生物学因素也可增强或降低骨块稳定性。

（3）穿针技术：

钢针可以从长骨任何层面上穿入。钢针的方向及交叉情况取决于局部解剖学限制，如血管、神经和肌腱。为了避免损伤骨髓和骨膜供血的血管，主环上的钢针通常穿入到干骺端。如果需要，可以增加钢针；尤其重要的是需要了解每个骨块的营养动脉的走行以防损伤这些血管。

穿针时，钢针应该垂直插入软组织，直到钢针尖到达骨质表面时才开始钻入钢针。在钻入钢针时不要弄弯钢针；变形的钢针在软组织中旋转将扩大针道，损伤软组织并偏离正确的针道。同时，弯曲的钢针可能扩大骨上的针孔，降低固定的刚度，增加针道感染的风险。为了防止钢针钻入产生的高温给骨质和软组织造成灼伤，应遵循下述原则：①将酒精纱布在钢针和皮肤接触处包裹钢针给钢针降温。②钻入钢针过程中应频繁暂停，使针头得以冷却。③使针头快速通过肢体对侧的软组织。④当钢针穿透后迅速用酒精纱布冷却针头。⑤当骨质紧贴皮下时（如胫骨内侧面），可以从对侧面插入钢针，这样对侧的软组织可以导出钻入骨质产生的热量。

（4）器械的调整与拆卸：

在一些复杂问题的治疗中，有时需要通过穿入额外的钢针、补充环，或者弓或者增加或者去除一些功能组件来调整固定器械。在这些情况下应遵循下述原则：①在主件拆除时增加一些临时的连接杆或支架（悬臂）以保持骨块间的位置关系；②去除任何干扰固定器械调节的组件和元件；③在合适的位置安放固定的（非临时的）连接杆；④去除任何临时性主件。

外固定器械维持的时间长短很大程度取决于临床管理的适当性。固定器械留置时间过长或者去除过早同样不利。

固定器拆卸的决定应该在分析完骨愈合区域的临床的、放射学的及生物力学特征后才能做出的。骨愈合区域可以通过下述方式进行临床检测：①均匀的松开连接杆上的螺母来逐渐抵消压应力或牵张力，过快的或者不均匀的松开螺母可能破坏骨再生；②从不同方向手动牵拉重塑骨；③评估骨愈合区域（重塑骨）的稳定性和成熟度；④如果出现骨块间活动，则重新连接连接杆、重建必要的作用力来促进治疗进程；⑤先拆除部分钢针降低固定强度，当骨块融合后继续去除固定器械。

最终拆卸过程中，先松开钢针固定螺栓上的螺母，逐渐降低钢针紧张度；去除环和弓；最后钢针一端贴近皮肤处剪断各枚钢针，然后从钢针的另一端用旋转牵拉方式拔出钢针。

（二）AO外固定器

AO成立于1958年，是“国际固定学会”的德文简称，主要致力于骨科内固定研究，但对外固定也有研究。AO外固定器分为管状外固定器和螺纹杆外固定器两种。

AO管状外固定器于1952年由瑞士Müller教授为首的北欧内固定协会（AO/ASIF）首先设计，并于1976年开始广泛应用于临床（图1-3-5、6）。管状连接杆为不同长度（10～60cm）的钢管，直径1.1cm，管壁厚度2mm；固定针有两种类型：①斯氏针：直径5mm，长度15～25cm不等；②Schanz针：针尖段有螺纹，直径5mm，针全长10～20cm不等，多为半针固定。固定夹钢管与固定针之间的连接装置可在钢管上移动与旋转；可调式夹头可沿金属管冠状面和矢状面作360°旋转，使Schanz螺钉的位置选择不受限制，可在任何平面对骨折进行复位或加压，有良好的可调性，因此穿针时可根据不同的骨折部位和不同的骨折类型来选择合适的进针点。Schanz螺钉的多平面固定，能有效中和多方向弯曲和扭转应力，使多向移位的骨折连成整体呈中心型固定，通过元件的拆卸组装成单平面、双杆单边式、双边单平面、三角式和半环形等多种几何构形，固定稳定（图1-3-7）。

AO螺纹杆外固定器是1973年由Weber开始推广普及，整个外固定器由螺纹连接杆、固定夹、固定螺母、固定针、加压杆组成，通过元件间拆卸、组合，可构成单平面、双边单平面和三角式等多种几何构型，固定稳定，可在骨折端进行加压，用于治疗骨折延迟愈合和骨折不愈合。然而临床应用一段时间后，因螺纹连接杆的操作比较复杂，目前多为管状外固定器所取代。

（三）组合式骨外固定器

组合式骨外固定器是1987年问世的一种新型外固定器，其特点是每个部件大都具有两种以上的互换组合性能，随意性较大，可根据骨折部位与骨折类型等不同情况，选择不同位置穿针，组成不同几何形状的外固定器。由于组合式外固定器临床疗效甚佳，在我国应用十分广泛。

组合式骨外固定器是应用排列组合的工程学原理研制而成，主要由钢针、固定夹、连接杆、半环弓、矫形垫、万向接头、连接杆固定夹、固定针（直径2.5～5.0mm）组成（图1-3-8），各部件有相对的独立性和互换性，以增加骨外固定器的通用性、灵巧性、实用性，以便在实践中可以根据需要组成各种构型，最大限度地适应和符合解剖学、体位、治疗原理和功能锻炼的要求，具有固定牢稳，随意穿针，构型灵巧，增加临床应用的自由度且并发症少等优点，能够充分发挥骨外固定技术的优势。器械按治疗骨折、矫治骨与关节畸形和肢体延长的不同生物力学特点分为三大系列：治疗骨折以固定功能为主；用于矫形的除有固定功能外，兼有牵伸和加压功能；用于肢体延长的以牵伸功能为主。组合式骨外固定器可根据需要选用不同直径（2.5～5mm）和不同种类（全针、半针或有、无螺纹）的钢针。根据实际骨折部位和骨折不同类型的治疗需要，通过固定针和连接杆的各种组合，可组成不同类型的外固定器，包括半环构型、单边构型、方框构型、股骨干构型、关节端构型和双边构型等六种不同的标准构型（图1-3-9）。在特殊情况下，还可组成临床所需的各种几何构型（图1-3-10、11），是目前创伤骨科较为理想的骨外固定器。

组合式骨外固定器具有以下特点：

1.结构多元化

组合式骨外固定器各功能件的相对独立性和互换性使构件之间可以实现优化组合。整体结构的繁简，可酌情而定，无刚性结构的限制，构型呈多元化，增加骨外固定器的适应能力及灵巧性和实用性，最大限度地满足治疗需要，适应个体差异的需求。

2.钢针布局灵活

组合式骨外固定器的大部分空间可以穿放钢针。既能选择最佳的受力位置、方向和穿针点，构成理想的钢针布局，又能最大限度地避开神经血管，选择肌间隙穿针。在提供合理刚度的同时，又能减少损伤和避免某些并发症。

3.刚度可以调控

组合式骨外固定器一方面可以根据不同要求选用相应刚度的结构与钢针布局（钢针直径、数量和钢针布局），另一方面在治疗过程中，还可通过改变结构和钢针布局，使固定刚度更加接近骨再生的生物力学环境要求，加速骨功能重建的进度。

4.功能件优化组合

治疗骨折时，骨外固定器的主要功能是固定作用，牵伸、加压、矫正畸形等功能多数情况下仅仅起辅助作用，没有必要各种功能俱全。组合式骨外固定器的功能件可以根据实际需要进行组合，在满足治疗需求的前提下，尽可能使辅助功能专一化，以增加功能的可靠性和减少多余连接，使整体结构与功能更加合理而灵巧。

5.操作方便

整体结构与功能件的优化组合，在避免多余连接的同时，也减少了不必要的操作。穿放钢针时基本不需要顾及与体外装置连接的困难，从而降低了穿针技术的难度，实现了随意穿针的愿望。构件的相对独立性，增减构件时无须改动整体结构，只要进行局部操作，使装卸方便快捷。

6.经济实用

组合式骨外固定器充分利用了骨-骨空间连接所带来的便利，有很强的通用性。除能用于四肢、骨盆骨折和骨折疑难病的治疗外，还可用于肢体的架空、肢体交叉、胯关节、肢-躯连接固定等特殊需求，其通用性和重复性大大降低了医疗成本，性能价格比很高。

（四）Taylor三维空间外固定器

1994年美国J Charles Taylor等人在Ilizarov环形外固定器的基础上，将六个可伸缩的延长杆倾斜地连接近端和远端环上，并使连接点处可以自由旋转，设计成数字化的“空间架构”外固定器（taylor spatial frame，TSF）（图1-3-12）。该器械的设计是基于Stewart Gough平台的基本概念，在八面体的每一个面被设计成平台，与之对应的被设计成基础面，通过特别的通用关节连接基础面到平台的6根可伸缩的支撑杆支柱，其长度、空间可变化，借助于机器人技术和平行机械学，通过计算机输出的指令数字来调节6根支具的长度，改变支架的空间构型，达到骨折断端复位、矫形或延长的目的，而这一切都是根据电脑软件事先设计、计划好完成的。

Taylor三维空间外固定器系统由硬件和软件构成，硬件的基本构成包括：①上下两个环，也可以称为近端环和远端环；②六个可以调节长度的延长杆，且每个延长杆的长度可以直接读出；③延长杆与环相连接的万向旋转接头；④连接固定环与骨段的钢针和针夹。软件的构成主要是指安装在计算机上具有人机对话的智能操作软件。

Taylor三维空间外固定器是一种独特的外固定系统，通过结合电脑软件能够治疗各种骨折、骨不愈合、骨畸形愈合，精确矫正外伤、医源性骨骼畸形或先天性骨骼畸形，代表着外固定器未来发展的方向，促使骨外固定技术在骨科的临床应用，由过去的定性走向定量、由描述到数学模型发展的科学轨道。尽管TSF外固定器的设计、制作与临床应用已经达到了精密、标准化和智能化的程度，但也存在不尽如人意的地方，如价格昂贵，固定的刚度不能变化，一些特别复杂的病例，如几种需要治疗的问题同时存在时，这些精密的外固定装置其灵活性显得不足，此时骨科医生和工程师合作，设计组装有针对性的、个性化的外固定器来完成治疗将是一个完美的愿景。

四、骨外固定器使用的禁忌证

（一）绝对禁忌证

1.生命垂危、严重血流动力学不稳的骨折患者。

2.拒绝外固定治疗的精神疾病患者。

3.在固定期间不能持续监测患者外固定和骨折愈合情况，或者由于某些原因患者无法遵从术后医嘱。

4.骨折处创面较大、软组织污染严重不能承受外固定器手术的患者。

5.医生对外固定应用方法和力学原理不熟悉，特别是对牵拉成骨了解甚少。

（二）相对禁忌证

1.股骨中段或中上段稳定骨折以选用髓内针固定为好，不能承受手术者可在手法复位后用牵引固定。骨外固定器固定时，因大腿肌肉十分发达，固定针穿经肌肉组织过多，不但影响邻近关节的功能活动，还容易出现针道疼痛、渗出，甚至针道感染。

2.股骨颈经股骨颈型和基底型骨折，骨外固定器虽不做皮肤切口，但髋部软组织丰厚，容易出现针道疼痛、渗出，甚至针道感染，影响髋关节活动锻炼。

3.尺桡骨双骨折手法复位失败，宜选择切开复位内固定治疗。由于前臂旋转功能十分重要，前臂双骨折的复位标准亦较高，需谨慎采用骨外固定器。

4.较严重的骨质疏松症及广泛皮肤病患者酌情考虑应用骨外固定器。

5.因年龄及其他因素不能配合术后管理的患者，不宜采用骨外固定器。

6.HIV抗体阳性骨折患者，若采用非手术处理更合适，不宜采用骨外固定器。

7.应用外固定时与保守治疗和（或）内固定治疗相比无明确的优势时。

五、骨折外固定生物力学

生物力学是研究生物学与力学有关问题的一门边缘科学。从生物力学观点看，骨折处的力学状态将作为一种信息输入反馈系统，调整骨的修复，形成新的骨结构，直至骨折处逐渐趋近正常。因此，骨修复过程中的生物力学原理是：充分利用功能情况下的力学状态去控制骨修复，而不去干扰甚至破坏骨应承受的力学状态。

骨外固定器能在世界范围内得到公认并广泛应用，与其生物力学研究的深入开展是密不可分的。骨折、截骨术或关节融合手术所形成的骨断端，可借助骨外固定器的机械作用做相对移动、维持排列和（或）对骨断端间进行加压或牵拉，从而达到整复骨折、矫正畸形、维持稳定、促进愈合或肢体延长的目的。上述骨断端间的位置调整以及调整后的骨折愈合形式，都与骨外固定器的生物力学性能有关。

（一）骨外固定器的生物力学基础

近年来，有关骨折愈合和骨改建的生物力学和组织形态学研究表明，骨折愈合类型和骨改建的进程，主要与骨折固定方法和固定器材有关。其中十分重要的因素之一，是固定装置的刚度。刚度是构件抵抗变形的能力，用弹性模量表示。固定装置的刚度愈大，该装置在载荷下的变形量愈小，其骨折固定作用就愈坚强。新的骨折治疗观念认为：骨早期实施牢稳固定，在中后期要减小应力遮挡，实施弹性固定。骨折的弹性固定准则包括三个基本内容：①固定牢稳，骨外固定器与骨折远、近段构成几何不变体系；功能活动对断端的正常应力分布干扰较小，应避免弯曲应力。②轴向非全部功能替代，减小应力遮挡，但每个骨断端的轴向微量活动不大于1mm。同时要避免弯曲应力。③保持骨断端的应力刺激；恒定应力刺激可增加固定的稳定性和缩小新生骨细胞爬行距离，由骨外固定器的加载产生。间断的应力刺激能促进血液循环，激发新骨细胞产生，由功能锻炼产生。

在骨外固定过程中，骨外固定器与骨组成的复合系统的总体刚度则主要取决于骨外固定器的内在稳定性和骨断端间的稳定性。

1.骨外固定器的内在稳定性

虽然各种类型的骨外固定器在外形上有很大的不同，但就其基本结构来说，主要由两部分组成：①固定针：构成外固定器与骨骼的连接；②固定杆：连接各固定针以形成一个完整的固定系统。由这两部分组成的骨外固定器的内在稳定性，一般可用刚度来表示，而刚度主要取决于骨外固定器的几何形状和材料性能。

（1）骨外固定器的几何形状：

通过固定针与固定杆的各种组合，可设计出不同类型的骨外固定器。目前从生物力学上可概况归类为四种基本几何形状的骨外固定器，即单平面单侧、单平面双侧、双平面单侧和双平面双侧骨外固定器。

一般来说，单平面单侧外固定器的稳定性低于单平面双侧外固定器。前者在轴向加载时，由于单侧非对称性承载，固定针和固定杆可发生明显的变形。单平面双侧外固定器在轴向加载时，虽然固定针可发生变形，但由于固定杆的应力呈对称性分布，故其变形量较小。无论是单平面单侧或双侧固定器，当安装在冠状平面时，其对抗矢状平面即前后方向移位的能力很差，且几乎没有抗扭转能力。

在单平面外固定器的另一个平面上增加固定针和固定杆，就形成双平面骨外固定器。后者的稳定性，特别是前后方向的稳定性得到很大程度的提高。Carter等人证实，单平面单侧骨外固定器的刚度仅为完整人体胫骨刚度的28%±2%，而双平面单侧骨外固定器则为113%±9%。双平面骨外固定器的弯曲和扭转刚度均明显高于单平面骨折外固定器。

Chao等人采用有限元分析方法，对上述四种基本几何外形的骨外固定器在轴向压缩、前后弯曲、侧向弯曲和扭转情况下的刚度进行比较，发现双平面固定固定器在四种受力情况下的刚度均高于单平面外固定器，前者固定针的最大应力均低于后者。

（2）骨外固定器的材料性能：

目前骨外固定器的材料一般采用不锈钢或钛合金，前者的弹性模量和比重，均大约为后者的2倍。研究发现采用这两种不同刚度材料制成的骨外固定器，具有不同的刚度。Ccrter等人测得采用不锈钢固定杆的单侧骨外固定器刚度为完整胫骨刚度的28%±2%，而采用钛合金固定杆的骨外固定器则为18%±1%，两者有明显的统计学差异（P＜0.001）。Chao等对于不锈钢固定针与固定杆、钛合金固定针与固定杆、不锈钢固定针与钛合金固定杆三种组合的Hoffmann-Vidal外固定器刚度较为适宜。这是因为固定针对维持骨外固定器刚度具有比较重要的作用，特别是在轴向压缩和扭转负载时更为重要。而采用钛合金固定杆能明显减轻骨外固定器的重量，对骨外固定器的总体刚度影响却很小。

2.增加固定器-骨复合系统稳定性的方法

（1）增加固定针的数量：

固定针数量从2根增加到8根时，能明显增加外固定器-骨复合系统在各种负载形式下的刚度，同时也相应地减低固定针-骨界面应力。但固定针数量超过8根时，外固定器-骨复合系统的刚度不再明显增加。

（2）增加固定针的直径：

固定针直径增大能明显增加外固定器-骨复合系统的刚度。固定针弯曲刚度与其截面惯性矩成正比。当固定针的直径从4mm增加到6mm时，外固定器-骨复合系统刚度增加约4倍。

（3）改进固定针的锚固位置：

固定针越远离骨断端，外固定器-骨复合系统愈不稳定。固定针之间的距离越大，外固定器-骨复合系统愈稳定。

（4）增加固定杆的数量：

增加固定杆的数量能增加外固定器-骨复合系统的总体刚度，特别能增加前后方向弯曲刚度和扭转刚度。

（5）改进固定杆安放位置：

减少固定杆与骨之间的距离，即减少固定针的有效长度能明显增加外固定器-骨复合系统的刚度。

（6）骨断端加压：

对骨断端间施加压力，可在骨断端间产生静态摩擦，从而增加外固定器-骨复合系统的弯曲刚度和扭转刚度。

（7）双平面骨外固定器：

在单平面外固定器的另一平面上增加固定针和固定杆形成双平面骨外固定器，能有效地提高外固定器-骨复合系统的稳定性，特别是能明显增加前后方向的弯曲刚度。

（8）固定针的预应力处理：

固定针的松动将导致外固定失败，因此固定针在骨上的锚固定性是骨外固定成功的关键。增强固定针在骨上的锚固可通过对固定针进行预应力处理来实现。

（9）植骨以重建骨的接触和稳定性：

骨折端之间的缺损可引起骨不连，并可严重影响外固定器-骨复合系统的稳定性，这可通过骨移植来重建断面间的接触并明显提高稳定性。

（二）骨外固定器固定期间骨折愈合的生物力学评定

由于外固定器的刚度对骨断端愈合有显著影响，因此，对外固定器的刚度进行定量评定和比较，对于临床合理选择合适刚度的外固定器具有重要的指导意义。外固定器的结构刚度可在万能机械测试仪上测定，以获得外固定器在承受轴向压缩、轴向伸拉、前后弯曲、侧向弯曲、扭转5种载荷下的载荷-变形曲线。而载荷-变形曲线在弹性范围内的斜率，即代表外固定器在该负载形式下的刚度。

在骨折愈合过程中，外固定器-骨复合系统的总体刚度是由外固定器刚度和骨断端间的组织刚度共同构成的。后者与骨折部愈合组织的几何形态和力学性能有关。生物力学测试表明，不同组织在拉伸载荷下具有不同的形变率。肉芽组织能发生100%的形变，纤维软骨为10%，而骨组织仅为2%。因此，在外固定器固定期间，可利用外固定器本身对骨折部愈合组织的生物力学特征进行无创性评定，从而判断骨折愈合的进展情况。这也是在临床条件下研究骨外固定器对人体骨折愈合影响的最佳方法。

利用骨外固定器的独特优势既可以在人体骨折部位进行无创性力学测试，又可以重复比较来进行外固定条件下骨折愈合的无创性力学评定工作，将最终实现骨外固定器的临床实践定性研究向定量研究的跨越。

六、骨外固定器个体化选择与组装

骨外固定是一种“简则为一，变则无穷”的实用骨科技术，其适应证广，涉及领域多，除作为治疗骨折的一种方法外，还应用于治疗骨不连、膝踝关节融合术、截骨矫形术及肢体延长等。对于不同的病理特点、部位、治疗阶段和治疗目的，对固定方式、器械构型、钢针布局、牵伸速度等均有不同要求，不同病理特点与解剖部位需选用不同形式的外固定器。每一个治疗措施在不同环境下有不同的效用和缺点，因此“择其长，弃其短”的个性化治疗原则，对保证疗效和避免并发症的发生极为重要。另外，随着骨外固定应用技术的完善与规范，个性化技术概念及相应的原则可使操作规范化、疗效标准化，便于学术交流和技术推广，避免因概念混淆而导致误解乱用，影响最终疗效。

为了达到个性化治疗，在临床应用中要求优化骨外固定器的构型与组装，一个优良的骨外固定器构型，组装要求符合最简结构、稳中求胜、调控有效、最大功效的原则。在保证疗效的同时，应方便患者术后的生活自理、功能训练，增加患者对骨外固定治疗的接受度和实用性；要避免因器械的复杂结构而导致长期卧床、住院、恐惧心理及相关并发症的发生。同时，骨外固定器组装时要兼顾同期治疗原则，对某些按照常规需要分期治疗的病例进行同期治疗，既能充分体现骨外固定技术的优势，又可避免分期治疗的不足。因此，在组装骨外固定器时应充分考虑方便同期治疗的实施，将在获得同样疗效，取得一举多得效果的同时为患者大大减少手术次数，缩短治疗周期，减轻病人的痛苦。

治疗骨折（包括骨骼畸形截骨矫形后）如何实施合理的固定，只能根据骨愈合的生物学规律，分析、评价、探索合理的固定刚度，并以此进行技术创新，而不是围绕固定方法研究固定刚度的合理性。夏和桃依据“骨科自然重建理念”，提出了“骨折固定的适应性刚度概念”。

适应性固定刚度，是外固定器在维持骨折复位稳定的同时，按照骨胚胎原始发育方式，提供阶段性最佳固定刚度，充分利用骨对应力的适应性控制，调整骨的生长与吸收，促进骨折愈合的进程，完成骨功能的优化重建，直至骨愈合恢复到最完善的程度，即骨折固定的刚度随着骨愈合的强度的增加而降低，骨力学强度随着固定刚度的降低而增加的一个动态的转化过程。由此总结出：骨折早期实施坚强固定，中期提供轴向和综合应力刺激的弹性固定，后期提供平衡固定。这一概念符合骨折固定、愈合、重建的生物学过程，对外固定技术在临床上合理应用提供了有实际意义的理论指导。到目前为止，骨折固定的适应性刚度只能用骨外固定的方法才能实现。换言之，正确的应用骨外固定技术可加速骨的愈合过程，使骨折达到功能性愈合与塑造的完美状态。

一般来讲，治疗骨折时需要选用固定有良好稳定性和操作上灵巧性较好的外固定器，固定后能进行必要的再调整，以纠正对位和轴线偏差。单平面单杆或双杆外固定器大多可以满足治疗骨折的要求，但是对位不稳定及粉碎性骨折大都需要选用多平面穿针固定。因此，必须根据治疗需要选择、组装力学性能合适、个性化的外固定器。

七、四肢安全穿针原则

骨外固定器经过不断改进和创新，已经形成了一个庞大的家族，其种类繁多，器型各异，但基本结构主要包括固定针、连接杆和固定夹。固定针经皮安放于骨折的近侧和远侧骨段，其裸露在皮肤外的针端则通过固定夹固定在坚硬的连接杆上，从而达到固定骨折端的目的。基本操作顺序是“复位-穿针-固定-调节”，贯穿于整个手术过程，直至复位固定满意为止。同其他所有手术一样，骨外固定的成功取决于术前充分的准备、术中严格执行操作技术以及术后良好的护理与功能康复。在这个过程中，骨穿针术是骨穿针外固定技术治疗骨折实施的关键步骤，同时也是至关重要的一步。

随着骨外固定技术的研究和推广应用，骨穿针术的新定义、内涵和外延，尤其是穿针角度、穿针部位、进针点与骨折端距离、骨折受力大小和受力后方向、组合针的共同受力和组合针中单针不同方向的受力，还是骨折远近端组合针共同受力与骨折轴线的关系等，都直接影响骨折的对位对线和复位后的稳定及骨折愈合的效果。所以，骨穿针术应该引起骨科医师的足够重视，特别是应用骨外固定技术治疗骨折时，四肢安全穿针就显得更为重要了。

（一）术前准备

1.术者必须对所选用的外固定器有很好的了解，并掌握其应用操作技术。

2.充分了解穿针部位的局部解剖，设计的穿放钢针的路径要避开重要神经血管，以免造成血管神经损伤。

3.麻醉的选择要依据伤情、患者年龄及损伤情况确定。良好的麻醉效果有益于安全穿针，确保手术疗效。

4.体位一般取仰卧位或半侧卧位，患肢垫软枕抬高方便穿针。

（二）手术操作的基本要求

1.严格执行无菌操作。

2.确定穿针部位。根据骨折平面、骨折线走行与移位方向标定进针点与角度，为了准确选定钢针的进出点，应当先通过手法适当牵伸纠正伤肢旋转、成角移位畸形。

3.穿针原则上应在病灶区域外以避免骨折血肿区域经由钢针与外界相通。但是为了增强固定的稳定性，穿针位置又要尽可能靠近骨折区，而同一骨段上的两组固定针之间距离应尽可能大。

4.钢针经由皮肤的进出口要切开，避免皮肤界面软组织张力引起局部炎症反应。术中应根据钢针直径大小，用尖刀片切开皮肤，深达筋膜层，切口大小原则应为钢针直径的一倍。

5.穿针钻入时要避免高速钻入，以避免造成局部热损伤。

6.针道应位于骨的横断面最大径部以保证钢针对骨断端的作用力通过骨轴心。偏心穿针在轴向加载时产生偏心效应将导致骨断面应力分布不均匀和固定不稳固。

7.穿入直径4.0mm以上的粗针时通常应预先用3.2mm钻头低速钻孔，避免粗针自行旋入时造成骨孔周围热损伤坏死。

8.现代的骨外固定器还未达到能替代手法复位的完善程度，但大都允许进行必要的再调整。因此，通常需要采用手法复位将移位的骨折断端整复后将钢针固定于连接杆，再采用外固定器纠正对位对线残留的偏差。

9.单平面穿针的外固定器，一般来说上下骨折段至少要各穿两根钢针来稳定骨折端。

10.检查确认骨断端固定稳固后，皮肤针孔部放置酒精纱布。

（三）四肢安全穿针操作

现代骨外固定器由于其构型不同，所用的钢针也常有不同的要求，根据钢针有无螺纹可分为平针和螺纹针（钉）两大类。螺纹针（钉）在骨内有较大的把持力，多用于单平面单边式和单平面双边式骨外固定器，或作为全针与半针相结合的双平面固定。平针，又称骨圆针主要用于双平面或单平面双边式构型的外固定器。用于四肢长骨干的螺纹针（钉）直径较粗，多为5mm或6mm，需预先钻孔，为保护钻孔部的皮肤和深部软组织，骨钻孔和拧入螺纹固定针时必须通过套筒来保护实施。根据穿越组织深度，钢针又可分为半针（穿越一侧软组织）和全针（穿越两侧软组织）。半针头部根据螺纹的有无和长度分有或无螺纹和全螺纹、半螺纹几种。

1.钢针的选择

在钢针选择方面，钢针的构造、选择及施布设计对骨折稳定的影响、复位效果有密切的联系。所选择钢针对外固定器及紧针器能否发挥整体效应，钢针与外固定器和骨之间能否形成一个最优化的力值，并达到固定牢固、调整方便，应体现弹性固定的基本原则：①钢针的形变可调节断面过大的压力刺激，消除应力遮挡替代作用；②钢针是弹性固定方式作用于骨上的；③钢针的施布能达到几何上的稳定性，又调节了骨受干扰所承受的力学状态；④钢针的固定是稳妥的弹性固定，而不是坚强的刚性固定。

（1）钢针材质的选择：

为了满足上述要求，钢针选择时，在材质上要求进针时针体阻力小；有足够强度和刚度；针体与骨质结合牢固，针的轴向有足够抗拉伸能力，不易松动；化学结构稳定，无毒无腐蚀，无磁性，不发生疲劳变形或折断。目前常用钢针材质主要有铬镍系不锈钢针、钛合金钢针、钴基合金钢针等。

（2）半针与全针的选择：

关于全针与半针的选择，骨干部位皮质骨坚硬，抗应变能力强，肌肉丰厚，使用半针可以避免穿越过多的软组织，减少血管和神经损伤的概率，降低针孔感染率，同时不会影响固定强度。松质骨多在骨端，多数部位肌肉较少，解剖的优势利于我们在骨端选择全针（如膝、踝、腕、肘周围）可免除穿越过多软组织之虑；也正是由于解剖的原因，有些部位不宜穿全针（如股骨和肱骨近端穿半针固定比较容易）。

（3）钢针针尖的选择：

针对钢针尖形状的选择，扁尖形状的全针当针尖穿过骨骼后，所产生的骨孔大于钢针直径，容易产生钢针松动，所以主张使用三棱针尖的全针；使用有螺纹的半针，因为近侧骨皮质的针骨交界处对钢针的引力最大，因而选择或使用钢针时螺纹与针柄的交界点绝不应该位于针骨交界处；使用无螺纹的半针，一定要互成角度穿针，这样可以防止半针的拔出和穿进。

（4）钢针直径的选择：

总结大量临床实践经验，选用钢针直径在骨松质区固定可适当粗一些，在骨密质区进针固定时则应先钻孔再进针，针径要按比例选用，固定针的半径与其抗弯曲及抗扭转力呈四次方关系，但针径不宜过粗，钢针直径不应大于骨直径的20%，使用过粗的固定针会使应力增加并降低骨的强度，造成医源性骨折。同时，由于半针固定属于悬臂梁结构，而全针属于简支梁，所以在同一患者、相同情况、相同部位，选用半针固定时，半针的直径比全针要大。钢针应用的直径参数如表1-3-1所示。

同时，在钢针选择时还应考虑钢针与骨骼的联系：①钢针与骨骼贯穿性联系，形成铰链固定，钢针固定端与骨的距离，与维持骨折端稳定有关。②钢针固定时要选择骨质结构不易被破坏的部位进针，防止劈裂或骨折的发生。尤其是用锤入法进针时，常因锤入钢针导致骨劈裂或者骨折。③选择钢针时要注意针尖部的直径不要大于针体直径，以避免针道孔大于针体直径，固定时钢针容易串动过着脱出。④需要预先钻孔时应选择比钢针直径小0.1～0.2mm的钻头，先钻一小孔，然后再从小孔内将钢针打入，这样钢针与骨体紧密接触，不易串动，也可防止骨劈裂或者骨折发生。⑤半针固定时选用针尖部带有大螺距的螺纹针旋转进入，固定更牢固。

2.进针断面的选择

在进针时为了确保安全有效，需注意进针断面的选择。不同类型的外固定器对进针部位往往有不同的要求，但总的原则是一样的。首先，在选择进针部位时，术者必须熟悉损伤部位的局部解剖，特别是了解穿针部的横断面解剖关系，根据分度线来选择安全穿针通路，避开重要的血管、神经和肌腱等。理想的进针点应在骨骼贴近皮下的部位，如胫骨和尺骨的皮下缘。在胫骨，Behrens和Searls界定了位于小腿内侧的“安全走廊”。肢体断面解剖学为骨骼穿针外固定技术提供了断面形态学依据。肢体横断骨骼内部承受的各种应力、决定骨骼内部结构的排列和骨骼的形态结构。强大的肌腱附着部位，由于肌肉的收缩力强，使骨骼的负载影响骨骼外表面的形态，致使骨骼局部隆起或出现结节。由于肢体的结构与功能的特殊复杂性，受到各种力的形式的影响，软组织在肢体骨骼上的排列及维持四肢平衡的对抗肌群附着于骨骼，使肌肉在骨的周围分布是不均匀状态，如小腿前侧骨在皮下，后侧有丰富的肌群附着和血管神经通过。了解不同等距肢体横断各角度骨骼、肌肉、血管、神经解剖关系，对穿针固定技术就能一目了然。在不同断面上，各种器官的结构形态及位置的相互关系，为穿针术找出了不同特征。将四肢横断面按圆台形做等距断面观察，每等距面为3cm，再以骨的断面的圆心为轴心（如双骨断面排列时以粗胫骨为准）画一圆，分为360°（包括肢体全周径），在规定的测量圆台断面上分成三个夹角区，即“安全夹角区”、“不安全夹角区”、“危险夹角区”，以指示穿针部位、方向、角度和深度，减少穿针的盲目性和危险性。

3.穿针部位的选择

（1）充分考虑局部解剖：

确定进针点是骨穿针术的第一步，应充分考虑到局部解剖关系，在哪个部位进针最安全稳妥，进针后又不损伤血管神经肌腱及重要器官等。确定最佳进针点后在进针点和出针点做好标记，两点连接成线作为进针方向。

（2）尽量避开创口：

进针点应尽量避开创口，尤其是污染或感染的伤口。

（3）固定针尽量远离关节：

关节周围的皮肤肌肉活动范围大，固定针应尽量远离关节，进针点至少应距离关节面3cm以上，以免影响关节活动。

（4）固定针尽量远离会阴部：

这个问题主要出现在股骨粉碎性骨折和股骨缺损性骨折需要应用双边外固定器时。固定针尽量远离会阴部可以避免外固定器影响下肢内收，也可以方便患者大小便，提高患者生活质量。

（5）尽量从肌肉分布少的部位进针：

目的是避免固定针影响肌肉舒缩、妨碍肢体关节活动。因此选定穿针部位首选肌肉分布较少（如小腿前内侧或前侧、前臂尺骨嵴或桡骨背、膝踝关节外侧、掌指骨背侧及足背）或者肌间沟（如大腿宜从外侧肌间隙、上臂宜从前外侧进针）等部位较为合适。

4.骨折穿针进针方法

（1）进入皮肤，有皮肤切口进针法和钢针刺入进针法两种：

①皮肤切口进针法：无菌条件下按预先确定好的进针点在皮肤松弛无张力的情况下进针，用尖刀刺破皮肤。有时由于骨折固定的需要穿针后钢针需要改变方向，这时需要将皮肤拉向适当的位置，穿针固定后皮肤即可松弛。如骨折固定后针体与皮肤张力仍较大，或者骨针与皮肤夹角小于30°，将可能造成皮肤受压坏死。如针眼处皮肤较为紧张，在后期骨折少许调整时将会导致固定针一侧或两侧皮肤被绷紧，患者出现剧痛，甚至出现皮肤压迫坏死。出现此类情况时，可用尖刀插入针眼沿紧张皮肤相反方向做一皮肤切口，直至紧张的皮肤完全松弛。②钢针刺入进针法：对准进针点，用钢针直接刺入皮肤再用骨锤锤入钢针。如钻入钢针，钻入处皮肤出现旋转方向皱纹张力时，可将钢针周围皮肤向反方向旋转几周提拉皮肤可使其平整。

（2）进入骨骼，分钻入法和锤入法两种：

①钻入法：用手动钻或电钻将钢针缓慢钻入骨骼内（应用电钻时应严格控制好转速，一般以120r/min慢速钻入为宜）。操作时要求把持钻柄要稳，固定好方向并给予适度的推进力量，以不使钢针弯曲为度，不要用力过猛，也不可摆动过大，以防止进针方向改变。选用慢速电钻或手动钻，避免高速钻入容易使固定针周围的软组织和骨骼灼伤出现坏死，导致固定针松动、脱落及皮肤针眼处感染。②锤入法：直接用锤子将钢针锤入骨骼内，此法仅适用于骨松质骨区。锤击进针要求钢针不可过长、过细，直径要求在2.0mm以上，进针时要掌握好钢针与骨轴的角度，防止没按要求角度进针；同时还要特别注意保持骨折复位效果，防止因锤击出现骨折端再次移位。固定针必须穿透双侧骨皮质，除穿入股骨颈内的固定针外，所有固定长管状骨的固定针均须穿透管状骨两侧的骨皮质，一面固定针松动或脱落，慢速进针时可借助两个落空感来感觉钢针是否穿透两侧骨皮质。

5.钢针的分布

钢针分布的基本原则是应用最细、最少的钢针，选择合理的位置，实施多向、多点、多平面穿针。

（1）钢针的数量：

一个骨骼段穿入一枚固定针，不能抵抗使骨骼围绕钢针旋转的力矩，在同一骨骼段上穿入两枚钢针形成约束力矩，可以进行抵抗（图1-3-13），所以一个骨折段的固定针数，除胯关节固定外，每个主骨段上至少在不同平面使用有2枚或2枚以上的固定针固定。

（2）针组内针距和针组间距：

为满足骨外固定器的生物力学性能，保证骨折固定的稳定与可靠，针组内的针距应在连接长度允许和对关节活动影响少的情况下尽量放宽针距。单边外固定器可以通过固定针扇形排列来满足这一要求。而针组间距即邻近骨折线的两根固定针的间距，应尽可能靠近骨折线，但近关节端者最好不进入关节，这样固定会增加固定针的固定强度和连接杆的稳定度，但固定针距离骨折线过近可能导致骨折端劈裂，因此固定针应在距骨折线2cm处进针为佳；感染性骨折以距感染灶2cm以上为佳（图1-3-14）。

（3）穿针的方向：

同一骨段上的固定针水平面上，成角45°～90°度为宜。半针与骨干轴线有一个小的成角（约5°左右），且关节端朝向关节侧、骨折线处针尾朝向骨折端为宜（图1-3-15）。胯关节固定时，可以把关节看做骨折线，跨越关节的穿针分布与骨折固定相同。

6.骨折穿针的注意事项

（1）钢针与外固定器的联系需注意：

①钢针的强度和刚度受骨折端的压力影响，钢针直径弹性模量与外固定器变形成正比，与跨距成反比。②露出体外的钢针与外固定器连接钢针处的距离一般应在2.0cm为宜。③张力式固定时钢针截面承受拉力、压力强度要大，钢针不易弯曲，但有时对骨与皮肤造成损伤。④钢针的刚度与针径成正比，双边外固定时刚度大于单边外固定。⑤钢针与骨外固定器的跨度，在受力状态下与变形成正比，跨度大钢针变形大，反之则小。⑥钢针固定时，针体变形也受外固定器体积、重量的影响，还与体位有关。

（2）避免骨骼劈裂的技巧：

①选用比固定针直径小0.1～0.2mm的骨钻头先钻一小孔，然后再由钻孔内将钢针打入。②半针固定时选用针尖部带有大螺距的螺纹针旋转进入，固定更牢固。③钢针固定时不宜在骨骼同一截面上穿2枚以上的钢针，否则易造成骨骼劈裂。④在同一轴线上不宜穿入2枚以上针距靠近的钢针，否则易造成骨骼劈裂。⑤钢针固定进针点应避开骨折劈裂处进针固定。⑥钢针选择直径与骨骼的比例应不超过骨直径的17.5%，针孔过粗可发生骨折或者劈裂。⑦无论穿针前还是穿针后劈裂骨折，多有短缩移位，应注意矫正这种短缩移位。⑧拉力针固定两端备有张力性锁针器，当钢针通过骨组织后承受骨的加压或牵引力时，不是靠钢针的截面刚度承受的，而是通过钢针两端相反方向的拉力使钢针保持水平张力，承受牵引力或加压力的。

（张力　张锴）