软骨发育不全短臂畸形的延长与重建进展

Abstract

Objective

To describe the characteristics of short arm deformity in patients with achondroplasia, and summarize the progress of its lenthening and reconstruction, so as to provide reference for clinical diagnosis and treatment.

Methods

The literature on the lenthening of upper limb with achondroplastic short arm deformity at home and abroad in recent years was reviewed, and the characteristics, extension methods, postoperative management, effectiveness evaluation, and related complications of short arm deformity were summarized.

Results

Achondroplastic short arm deformity affect the patient’s daily perineal hygiene activities. Although the upper limb is proportionately shortened, the humerus is mainly short limb deformity. Bilateral humeral lengthening is a common treatment method, and the traditional lengthening tools are mainly external fixation, guided by Ilizarov distraction osteogenesis concept; intramedullary lengthening is the latest treatment method. Lengthening percentage and healing index are commonly used for clinical evaluation indexes, and complications such as nerve injury may occur during upper limb lengthening.

Conclusion

In addition to appearance improvement, achondroplastic short arm lengthening is of great significance in achieving self-management of individual perineal hygiene. Lenthening and reconstruction methods are constantly being innovated and improved.

软骨发育不全是人类最常见的短肢侏儒症，是一种遗传性骨骼发育障碍疾病，全世界有超过25万人受到影响；超过95%患者存在FGF受体3基因突变，其中80%以上为新发突变^[1]。软骨发育不全患者常表现出根状肢体短缩（近端肢体缩短）的短肢畸形等特征，严重影响生活质量。国内外关于软骨发育不全下肢短缩畸形延长的文献报道很多，但关于上肢短臂畸形的报道相对较少^[2]。短臂畸形不仅影响美观，还会限制上肢完成洗头和会阴清洗等基本动作，甚至引起患者心理问题^[3-6]。在上肢畸形引起的功能限制中，最常见的是无法进行独立的会阴卫生^[5]。因此，上肢延长术是软骨发育不全患者骨科治疗的重要组成部分。近年来，关于软骨发育不全短臂畸形的延长与重建取得了显著进展。现对软骨发育不全短臂畸形上肢延长术的适应证、手术方法、风险、潜在并发症及术后管理等方面作一综述。

1. 软骨发育不全短臂畸形病因与表现

1.1. 病因

遗传因素：① 常染色体显性遗传：大多数软骨发育不全短臂畸形是由常染色体显性遗传引起的。如果父母一方携带致病基因，子女则有50%概率遗传该疾病。② 基因突变：特定基因的突变是导致软骨发育不全短臂畸形的主要原因。FGF受体3基因突变与该疾病密切相关，该基因突变会干扰软骨细胞的正常增殖和分化过程，使得软骨的生长和发育受阻，导致骨骼短缩和畸形。生长板是骨骼生长的关键部位，突变的基因会影响生长板中软骨细胞的排列和代谢，从而影响骨骼的长度和形状。

环境因素：虽然目前尚无明确的环境因素与软骨发育不全短臂畸形的发生直接相关，但一些研究表明^[7]，孕期母亲的健康状况、营养摄入、接触有害物质等可能会对胎儿的骨骼发育产生一定影响。

1.2. 表现

因根状肢体短缩的特性，软骨发育不全短臂畸形表现为上臂（肱骨）相对于前臂长度不成比例的短小。此外，肘关节不能完全伸展也是软骨发育不全常见的上肢异常，这种肢体比例失调和肘部伸展不足导致的功能性残疾，主要表现为基本日常活动问题，如护理肛门周围的个人卫生困难（图1），通常需他人帮助或使用专用设备。因此，对于软骨发育不全患者，除了以增高为目的的美容延长外，一般短臂畸形的延长仅需延长双侧肱骨即可。

图 1.

Patient nursing perineal hygiene is very difficult

患者护理会阴卫生困难

2. 软骨发育不全的肱骨延长术

2.1. 适应证与延长器械选择

软骨发育不全患者均先行下肢延长，后行肱骨延长。下肢延长结果令人鼓舞，但较多患者下肢延长后丧失了穿脱裤子和袜子的能力。目前，越来越多软骨发育不全患者在股骨和胫骨延长后继续选择行肱骨延长术。软骨发育不全患者期望的最终肱骨长度是根据长骨比例或上肢与身高比例来确定的。对于肱骨长度差异（包括预测差异）>5 cm的患者，建议进行手术延长，可有效改善短臂畸形外观和功能^[8]。

外固定延长是首选方法，用于延长的装置包括单侧、多轴或环形外固定架，以及近年报道的髓内延长装置^[9]。 1978年Dick和Tietjen首次报道应用Wagner技术进行肱骨延长术，但该方法延长长度较短，并且延长后肢体疼痛和骨不愈合发生率较高^[10]。目前报道显示成功的肱骨延长方法有Ilizarov环形外固定架、单侧外固定架和Taylor Spatial框架^[11]。“牵拉骨延长成骨”的理念源于Ilizarov方法，以Ilizarov“张力-应力”法则指导下的渐进式机械牵张成骨来逐渐延长肱骨^[7，12]。由于采用稳定的环形固定、经皮皮质切开术和具有三维矫正可能性的缓慢牵引，上肢的矫正和延长更加安全、有效。软骨发育不全患者具有较高骨愈合能力，使得外科医生可以进行相对更长距离的肱骨延长手术，由于韧带和其他软组织松弛，这种延长通常耐受良好^[13]。在不增加并发症、再生形成和肩部稳定性风险的情况下，术后肱骨延长百分比可达50%～100%，愈合指数为24～30 d/cm。治疗过程中患儿佩戴固定器后可正常上学，对日常生活及活动干扰较小。即使患儿骨骼发育不成熟，但只要能够配合术后物理治疗，即可行肱骨延长术。

2.2. 手术方法

2.2.1. 肱骨截骨外固定支架延长

肱骨截骨外固定支架延长是目前最常用方法。延长原理是通过在肢体上安装外固定支架，逐渐调整支架长度，刺激骨骼生长，实现肢体延长。外固定可以精确控制延长的速度和幅度，对软组织损伤相对较小；Ilizarov环形外固定架、单侧外固定架和Taylor Spatial框架均可应用于软骨发育不全短臂畸形的肱骨延长术^[6]，不足在于患者需要长时间佩戴支架，存在针道感染等风险。

对于肱骨截骨平面，一般选择在三角肌止点以下经三角结节水平行微创截骨术，该处利于暴露，同时血供相对中下段丰富，利于骨生长。对于外固定支架的选择，当不需要畸形矫正或不需要长距离延长（超过6 cm）时可使用单侧外固定架。单侧外固定架具有简单、佩戴舒适性较好的优势，其并发症发生率与传统环形外固定架相似，但在促进成骨方面弱于环形外固定架，外固定架佩戴时间较长，拆除外固定架后再骨折发生率较高^[14]。Ruan等^[15]报道在肱骨短缩和近端内翻角畸形的情况下，可使用配备微小刻度旋转固定夹的单侧外固定架进行急性畸形矫正和肢体逐渐延长，术后功能改善良好。但拆除外固定架后再生骨有明显骨折风险，因此早期拆除单侧外固定架后应使用钢板固定。对于严重短臂畸形者，环形外固定架则为首选。Ilizarov环形外固定技术利用牵张成骨原理，可以在最小风险下有效延长骨骼，重建上肢肢体形态与功能^[16-17]。与单侧外固定架相比，环形外固定架固定和延长前臂具有独特优势，因其可使用细的（直径1.5～2.5 mm）全针固定而非粗的螺纹半针（单侧外固定架固定一般选择直径6 mm半针）固定，使得软组织可牢固固定且不显笨重，而且环形外固定架为多平面三维立体固定，具有更佳的稳定性^[6，18]。还有研究显示，使用合适直径的半针代替全针进行近端固定，可最大限度减少神经损伤的潜在风险^[3]。

环形外固定穿针布局（图2）与操作方法：先确定截骨近端与远端穿针平面。在肱骨远端骨骺近侧穿入1枚平行肘关节面的直径1.5～2.5 mm克氏针，直径2 mm以下克氏针需牵引拉伸，钢针远、近端均从肱骨前外侧进针，锤击穿出对侧，钢针与肱骨纵轴垂直。远端进针点须避开桡神经，不用高速电钻，以防止骨坏死造成后期固定针松动以及术中卷缠软组织牵扯邻近神经。远、近端进针时先屈肘，并分别用手指将皮肤拉向近、远端，以减少骨延长时皮肤张力。截骨远、近端选择肱骨外侧安全穿针区域，应用螺纹半针固定。截骨后调整两侧支架使截骨近、远端面复位后紧密接触，产生反向加压以减少术后出血^[19]。典型病例来自国家康复辅具研究中心附属康复医院矫形外科（图3）。

图 2.

Lengthening configuration and pin layout of the humerus with ring external fixation

环形外固定肱骨延长构型及穿针布局

图 3.

An 11-year-old girl with achondroplastic short arm deformity

患儿，女，11岁，软骨发育不全短臂畸形

a. 术前后面观、侧面观及双臂下垂外观；b. 行双肱骨环形外固定架延长；c. 术后7个月侧面观；d. 术后7个月正侧位X线片示肱骨较术前延长8.2 cm

a. Posterior view, lateral view, and arms drooping appearance before operation; b. Bilateral humerus Ilizarov external fixators were used; c. Lateral view at 7 months after operation; d. Anteroposterior and lateral X-ray films at 7 months after operation showed that the humerus was 8.2 cm longer than before operation

2.2.2. 髓内延长装置

髓内延长用于肱骨延长的报道少见，最早Tiefenboeck等^[20]和Kurtz等^[21]分别报道了1例应用美国PRECICE^®磁力髓内钉成功延长肱骨的经验，该髓内延长钉也是目前下肢延长成熟使用的髓内延长钉。Hammouda等^[22]于2017年报道了应用PRECICE^® 磁力髓内钉对5例患者6侧肱骨进行延长的经验，平均延长速度为0.7 mm/d（0.5～0.8 mm/d），平均延长5.1 cm（4.5～5.8 cm），均达到延长目的，无并发症发生，提示髓内延长技术延长肱骨安全、有效。

髓内延长是将延长装置植入体内，通过机械或电磁等方式实现肢体延长，避免了外固定架对日常生活的影响以及针道感染问题，患者舒适度较高^[22-23]。但手术操作相对外固定架复杂，对医生技术要求较高，且价格较昂贵，国内目前无相关器械引入和应用报道。文献报道髓内延长的愈合指数约为36 d/cm，略高于外固定器延长^[22-23]。另外，现有的髓内钉设计包括常用的直径30 mm、长度150 mm，直径50 mm、长度175 mm和直径80 mm、长度245 mm 3种规格，可能会因长度和直径原因，限制其应用于肱骨过短和过细的患者^[24]。此外，即使在大多数骨骼成熟的患者中，软骨发育不全患者肱骨的长度和粗细尺寸过小，也会阻碍髓内延长的开展^[25-26]。因此，软骨发育不全患者目前仍通常使用外固定架进行肱骨延长^[26-27]。

2.3. 外固定架延长术后管理

术后4～7 d开始延长，根据皮肤牵伸反应、连续X线片观察到的骨骼再生情况调整牵引速度；通常每天延长1 mm，分4～6次完成。如果在外固定架上放置关节铰链，可实现同期延长和畸形矫正。患者每3～4周接受1次术侧肱骨X线片检查，当X线片显示再生骨令人满意（X线片上至少有3个皮质）时，去除外固定架^[2，27]。

手术肢体从术后第1天开始活动，鼓励患者主动进行肩、肘关节康复锻炼，以维持相邻关节活动范围为主。

2.4. 临床和影像学评价

软骨发育不全短臂畸形患者肱骨延长术的常用临床评估指标有延长百分比（延长长度/初始骨长度）、愈合指数（外固定架佩戴时间/延长长度）、肩关节活动度、延长时间和外固定架佩戴时间等。其中，延长百分比可以客观评价患者肱骨延长的极限范围和程度；愈合指数用来分析治疗的总体速度（延长和愈合），有助于比较不同延长幅度患者的临床效果。

功能评估可采用前臂-肩-手功能障碍评分（DASH评分）^[14，28]，评价患者上肢功能受限程度。Ginebreda等^[27]通过面诊或电话随访，请患者对以下问题回答“是”或“否”：① 术前自行保持肛周区域个人卫生吗？现在能做吗？② 术前能将手放进裤子口袋吗？现在能做吗？然后评估患者对肱骨延长过程的满意程度（不满意、满意或非常满意），如果不满意需注明原因。

Hamanishi等^[29]通过X线片检查对新生骨组织的形成进行评价，主要观察以下3部分：① 外部膨大形（桶状梭状新生骨组织，仅比原骨宽）；② 平直形（与原骨一样宽的同质新生骨组织）；③ 缩窄形（比原始骨窄的骨痂），用以评估新生骨痂成骨的优劣。

2.5. 并发症

软骨发育不全短臂畸形患者肱骨延长术的常见并发症包括桡神经麻痹、肩部半脱位、术后肱骨骨折、感染和邻近关节挛缩等^[3，30-31]。Ginebreda等^[27]报道55例患者中有2例（3.6%）在术中发生了一过性桡神经麻痹。肘关节僵硬挛缩、短暂性桡神经麻痹发生率可达6%～10%，再骨折发生率达10%～14%，主要见于单侧外固定延长者^[6]。牵张引起的神经反应也是常见并发症，需要减缓延长速度。另外，偶有延长新生骨痂矿化过快出现过早实变^[5]。临床可使用Paley方法^[32]评估术后并发症，将并发症分为问题、障碍、轻微并发症和主要并发症，并分别对症处理。

3. 小结

软骨发育不全短臂延长是一个具有挑战且治疗周期漫长的手术。因此，软骨发育不全患者进行肢体延长手术的一个先决条件是患者积极主动了解手术的益处和风险。另一方面，尽管肢体延长需要很长时间，但穿戴固定器对日常活动几乎没有影响。肱骨延长对每个患者的主要好处之一是，一旦延长过程完成，他们最终能够自我管理个人会阴卫生。此外积极的运动^[29]和康复训练，能有效控制延长期间肢体功能受限发生。随着医学技术的不断进步，软骨发育不全短臂畸形的延长与重建方法将不断创新和完善。同时，多学科协作将在治疗中发挥更加重要的作用，包括骨科医生、康复医生、遗传学家等共同为患者制定个性化的治疗方案。总之，软骨发育不全短臂畸形的延长与重建是一个复杂而具有挑战性的领域。目前虽然取得了一定进展，但仍需要进一步研究和探索，以提高治疗效果，改善患者生活质量。

利益冲突　在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突

作者贡献声明　郭保逢：文献检索、收集数据、撰写文章；秦泗河：对文章的知识性内容作批评性审阅，提供技术指导、典型病例