Ilizarov外固定技术结合有限截骨矫形治疗创伤后马蹄内翻足畸形

Abstract

Objective

To evaluate the effectiveness of correcting post-traumatic equinovarus deformity using Ilizarov external fixation technique combined with limited osteotomy.

Methods

A retrospective analysis was conducted on clinical data from 29 patients with post-traumatic equinovarus deformity treated between July 2018 and March 2023. The cohort included 18 males and 11 females, with ages ranging from 15 to 57 years (mean, 24.3 years). All patients exhibited ankylosed ankle joints with equinovarus deformity. During surgery, external fixators were installed according to Ilizarov pinning principles, and minimally invasive osteotomy was performed at the ankle joint. Concurrently, soft tissue release was achieved via minimally invasive Achilles tendon lengthening. Postoperatively, multiplanar deformity correction was accomplished through gradual adjustment of the external fixator. The fixator was removed after bony union at the osteotomy site, followed by bracing. The surgical duration, intraoperative blood loss, fixator wear time, and complications were recorded. Postoperative outcomes included assessment of deformity correction and bony union at the osteotomy site. Functional improvement and pain relief were evaluated using pre- and post-operative scores from the American Orthopaedic Foot & Ankle Society (AOFAS) ankle-hindfoot score and visual analogue scale (VAS) score.

Results

All 29 patients were followed up 12-24 months (mean, 18 months). The mean surgical duration was 85.6 minutes, with a mean intraoperative blood loss of 110 mL. Full deformity correction was achieved within 26-80 days (mean, 40.7 days) through progressive fixator adjustments. At correction completion, all ankles restored to a neutral or 5°-10° dorsiflexed position with plantigrade foot function. Superficial pin tract infections occurred in 3 patients (10.3%), resolved with local wound care, enhanced nursing, and oral antibiotics. No deep or systemic infections was observed. One patient sustained a calcaneal half-pin fracture due to a fall during fixator wear, but no bone fragment displacement occurred. No vascular or neurological complication was reported. Complete bony union was achieved at all osteotomy sites without nonunion. At last follow-up, the AOFAS ankle-hindfoot score improved from preoperative 42.7±8.7 to postoperative 65.7±9.3, and the VAS score decreased from preoperative 4.5±1.3 to postoperative 2.5±1.1, with significant differences (P<0.05). Functional outcomes were rated as excellent in 14 cases, good in 13 cases, fair in 1 case, and poor in 1 case, with an excellent and good rate of 93.1%.

Conclusion

The progressive correction strategy combining Ilizarov external fixation technique with limited foot osteotomy effectively corrects post-traumatic equinovarus deformity while preserving soft tissue integrity. This method is associated with minimal, largely controllable complications and achieves alignment stability and fusion outcomes comparable to traditional open surgery, making it an effective treatment for complex foot and ankle deformities.

创伤后马蹄内翻足畸形是一种复杂的后足畸形，表现为踝部跖屈挛缩（马蹄足）伴足部内翻倾斜^[1]。其常见诱因为严重的下肢创伤后遗症，如骨折畸形愈合、筋膜室综合征后的瘢痕挛缩，或周围神经损伤导致的肌力失衡等；此外，下肢缺血、先天性马蹄内翻足延误治疗以及既往手术失败后遗畸形也可导致成年期出现僵硬型马蹄内翻足^[2-3]。由于足部无法平踏于地，患者步态异常，负重分布不均，日久可引发足部疼痛、溃疡及严重的功能障碍，显著影响生活质量。因此，一旦保守治疗（如牵伸、石膏矫形等）无效，及时手术干预以重建跖行足，对于改善患者步行功能至关重要^[1，4]。

传统手术治疗方式主要是通过骨性融合重建足部对位，例如经典的三关节融合术（融合距下关节、距舟关节和跟骰关节），其能够在一次手术中矫正畸形并获得稳定的融合固定，融合成功率可达85%～100%，是治疗创伤后马蹄内翻足畸形的有效方法^[1]。然而，对于外伤后遗留此类畸形的患者，其畸形结构复杂且足踝部软组织条件较差，一期截骨矫形存在切口感染、足部畸形矫形不彻底、复发，以及三关节融合后邻近关节应力集中导致踝关节炎退变加快需再次手术等风险^[5-6]。因此，在治疗创伤后僵硬型马蹄内翻足畸形时，如何在有效矫正畸形的同时将软组织损伤和关节运动功能丧失降至最低，成为骨科医师面临的巨大挑战。

Ilizarov外固定技术采用环形外固定架对骨与关节畸形进行渐进、多平面矫正，同时伴随软组织牵伸延长，从而在矫正骨性畸形同时松解挛缩的肌腱和韧带^[7-8]。与传统开放手术一期矫形不同，该方法通过逐步调节实现畸形缓慢矫正，避免了对血管神经的急性张力改变和对软组织过度破坏^[9]。然而对于畸形严重的患者，单纯依靠闭合Ilizarov技术进行矫正很难彻底纠正骨性畸形，且对于创伤后畸形常伴随的肌力失衡患者难以重建动态肌力平衡，这可能是远期畸形复发的潜在因素^[10]。因此，近年来有学者提出将Ilizarov渐进矫形与必要的骨性手术（如截骨、有限融合）以及肌腱平衡手术（如胫后肌腱延长或转位）相结合，既避免了大范围急性矫形风险，又保证了畸形矫正的持久性^[7，10-11]。已有报道显示，采用这种“外固定+有限内固定”联合策略治疗严重马蹄内翻足畸形，可取得高畸形矫正率和满意的融合愈合效果，且总体并发症发生率低于单纯开放手术矫形^[7，12]。

基于此，我们采用Ilizarov外固定技术结合有限截骨矫形及术中软组织松解（包括跟腱延长和必要时针对性的肌腱调整），旨在探索一种在保护软组织前提下同步矫正骨性畸形并兼顾肌力平衡的综合策略，以期降低复发风险并优化功能恢复。现回顾分析2018年7月—2023年3月采用该方法治疗的29例创伤后马蹄内翻足畸形患者临床资料。报告如下。

1. 临床资料

1.1. 一般资料

本组男18例，女11例；年龄15～57岁，平均24.3岁。左足16例，右足13例。致伤原因：交通事故伤11例，高处坠落伤15例，重物压砸伤3例。伤后接受过1～3次手术治疗，骨折愈合后遗留僵硬型马蹄内翻足畸形，且保守矫形治疗无效。病程6～13个月，平均7.4个月。查体：患者患足均呈马蹄内翻位，不能主动背伸至中立位或跖行，后足及踝关节活动度明显受限，步行时需足尖着地跛行。测量示踝关节最大跖屈畸形角度（即足下垂畸形程度，为胫骨矢状面纵轴与水平面夹角）为51°～79°，平均70°。美国矫形足踝协会（AOFAS）踝与后足评分为（42.7±8.7）分，疼痛视觉模拟评分（VAS）为（4.5±1.3）分。

1.2. 手术方法

根据术前X线片测量的畸形参数（包括Meary角、Pitch角等）指导矫形方案设计^[13]。较为严重的畸形患者（17例），需要通过2处或超过2处关节截骨矫形固定进行矫正，行足踝部CT三维重建，通过Mimics软件模拟矫形截骨及微创植钉方案，以提高手术准确性。

患者均于全身麻醉下取仰卧位。首先常规行经皮三刀法微创跟腱延长术，在跟腱不同高度处用11号尖刀片分别作3处横向部分切开（每处切断约半数腱纤维），达到延长腱组织的目的。根据术前踝关节负重正侧位X线片及三关节畸形毁损情况选择行跟骨截骨（5例）、距下关节融合术（12例）、三关节融合术（12例），以恢复下肢力线。在初步恢复下肢力线基础上按照Ilizarov穿针原则安装外固定架。首先于胫骨远端1/3处安装小腿模块（由2个全环组成），该模块于矢状面和冠状面均垂直于胫骨轴线。然后通过若干全针固定足部于足部模块（通常为常规马镫样构型）^[2，10]。若患者存在前足内收内翻畸形（本组19例），则通过橄榄针由内侧贯穿跖骨以便于后续前足旋转矫正。除跖骨外，其他全针张力均调至约900 N；跖骨全针张力较骨干稍小，张力维持至足部模块行将产生形变大小。必要时于跟骨后方加用1枚3.0 mm半针加强固定。足部模块与小腿模块通过内、外侧螺纹杆及活动铰链连接，注意铰链沿踝关节活动轴固定。同时伴有重度前足内收、内翻畸形时，可在截骨矫正后观察到胫前肌腱过度松弛、位置偏内侧；此时可将松弛的胫前肌腱离断后移位固定于中间楔骨骨面或第3楔骨-中足伸肌肌腱复合结构，以纠正前足内翻并协助维持足背屈功能。至此，截骨矫形和外固定架安装步骤完成。

1.3. 术后处理

术后第2～3天，在疼痛可耐受情况下鼓励患者开始床旁功能锻炼。由于外固定架初始安装后尚未开始调节，此阶段患肢暂不负重行走，但嘱患者定期行患侧足趾关节主动及被动背伸活动，防止跖趾关节僵硬；同时加强膝关节伸直和股四头肌功能锻炼，以防止长期卧床导致肌肉萎缩。术后24 h内常规应用广谱抗生素预防感染。每日由护士指导患者及家属行针道护理。

术后7 d待软组织初步愈合、肿胀消退后，复查X线片并制定矫形处方，嘱患者或家属遵处方每日调整螺纹杆长度，分阶段逐步推进畸形矫正。调整过程中门诊随访观察矫正进展，必要时可重新摄X线片并修正处方参数，确保畸形完全矫正。经调整后，胫距关节逐步恢复至正常功能位，即足部达中立位或轻度背伸位，足跟着地。矫形完成后，继续保留外固定架以支撑患足，并允许患者部分负重行走锻炼10～16周（平均12.7周），以利用支架保护截骨端于功能位愈合。通过X线片评估截骨达骨性愈合（连续骨痂跨越截骨线且无异常），即可移除外固定架。更换为外置石膏或可行走支具固定患足，指导患者逐步增加患肢负重和踝关节主动活动度，直至完全康复。

1.4. 疗效评价指标

记录手术时间、术中出血量、外固定架佩戴时长和并发症发生情况。术后观察患者行走足底着地情况及步态，末次随访时X线片复查截骨愈合情况，评估患足矫形效果。比较手术前后AOFAS踝与后足评分及VAS评分，评价足部功能改善和疼痛缓解情况。

1.5. 统计学方法

采用SPSS27.0统计软件进行分析。计量资料经Shapiro-Wilk正态性检验，均符合正态分布，数据以均数±标准差表示，手术前后比较采用配对t检验；检验水准取双侧α=0.05。

2. 结果

29例患者均顺利完成手术，手术时间60～110 min，平均85.6 min；术中出血量15～200 mL，平均110 mL。所有患者均获随访，随访时间12～24个月，平均18个月。均未发生血管神经并发症。3例（10.3%）出现针道浅表轻度感染，经针道换药、加强护理并口服抗生素后均在短期内控制；本组无深部感染或全身感染发生。1例患者佩戴外固定架期间不慎摔倒，造成1枚跟骨处半针折断，但未导致骨段移位。

术后开始调节至完成矫形时间为26～80 d，平均40.7 d。矫形完成时所有患者踝关节均恢复至中立位甚至5°～10° 背伸位，恢复跖行足。X线片示截骨均获骨性愈合，无迟延愈合或骨不连发生，愈合时间2～3个月，平均2.4个月。随访期间2例因未严格依从佩戴支具及进行康复功能锻炼，导致矫形角度部分丢失，出现约10° 的轻度跖屈复发畸形，但患者对当前足部功能基本满意，日常行走无明显障碍，故未进一步手术矫正；其余患者随访期间均维持良好足部矫形效果，末次随访时可不借助拐杖独立行走。末次随访时，AOFAS踝与后足评分（65.7±9.3）分，较术前显著改善（t=−11.351，P<0.001）；获优14例、良13例、可1例、差1例，优良率93.1%。VAS评分为（2.5±1.1）分，与术前比较差异亦有统计学意义（t=14.986，P<0.001）。共有15例（51.7%）患者矫正恢复后可穿普通鞋行走；20例（69.0%）在劳作时需穿戴定制踝足矫形支具以提供支撑保护；27例恢复日常生活自理，其中10例（34.5%）恢复轻体力工作。见图1、2。

图 1.

A 15-year-old male patient with left foot equinovarus deformity due to crush injury for 2 years

患者，男，15岁，重物压砸伤致左足马蹄内翻畸形2年

a、b. 术前外观；c～e. 行微创三关节融合术+Ilizarov外固定术；f～i. 术后4周X线片和足部外观示胫距关节调整至中立位；j、k. 术后1年足部X线片示截骨端骨性愈合良好；l～n. 术后1年外观及功能恢复良好

a, b. Preoperative appearances; c-e. Minimally invasive triple arthrodesis combined with Ilizarov external fixation; f-i. Postoperative 4-week X-ray films and foot appearances showing the talocrural joint adjusted to a neutral position; j-k. Postoperative 1-year foot X-ray films showing bony union of the osteotomy site; l-n. Postoperative 1-year appearances and function recovered well

图 2.

A 57-year-old male patient with left foot equinovarus deformity due to traffic accident injury for 2 years, with absence of the 2nd-5th toes

患者，男，57岁，交通事故伤致左足马蹄内翻畸形2年，第2～5趾缺如

a～d. 术前外观及X线片；e～g. 行微创跟骨截骨矫形+跟骰融合+内侧柱截骨矫形+Ilizarov外固定术；h. 术后3周X线片示胫距关节调整至中立位；i、j. 术后1年外观及功能恢复良好

a-d. Preoperative appearances and X-ray films; e-g. Minimally invasive calcaneal osteotomy for correction+calcaneocuboid fusion+medial column osteotomy for correction+Ilizarov external fixation; h. Postoperative 3-week X-ray films showing the talocrural joint adjusted to a neutral position; i, j. Postoperative 1-year appearances and function recovered well

3. 讨论

外伤后遗留的马蹄内翻足往往为僵硬型畸形，伴有关节脱位或骨性畸形、软组织挛缩，矫形难度大，治疗目标是在矫正畸形的同时尽可能保护残存的关节功能和软组织条件^[12，14]。传统的三关节融合术可一次性纠正畸形并获得稳定融合，对于关节严重毁损的患者能够提供明确的长期稳定性^[11，15]。然而创伤后畸形患者由于足踝部存在大量瘢痕组织和软组织挛缩，单纯行大范围开放松解和关节融合往往并发症风险高，不宜作为首选^[5]。文献报道，严重马蹄内翻足畸形可采用分期手术，先行软组织松解，待软组织情况改善后再行骨性融合固定，并辅以术后长时间石膏外固定以维持矫形效果^[8]。即便采取分期策略，开放手术创伤较大仍可能导致切口愈合不良及感染，且多次手术增加了患者痛苦和康复周期^[16]。因此，近年来倾向于优先考虑微创逐步矫形手段，例如Ilizarov外固定架或Taylor空间支架外固定技术，以避免或减少传统手术并发症^[7，10-11]。

本研究结果表明，Ilizarov外固定架结合有限截骨及软组织松解是治疗创伤后僵硬型马蹄内翻足畸形的有效方法。其核心优势在于：① 通过渐进牵拉最大程度保护了脆弱软组织，显著降低了开放手术相关的切口并发症发生风险；② 有限截骨（如距下融合、跟骨截骨）在微创前提下精准矫正了关键骨性畸形，并与外固定架协同提供了早期稳定性和最终骨性融合基础，降低了单纯牵拉可能导致的矫正不足或反弹风险；③ 术中根据情况实施的肌腱平衡措施，旨在初步纠正导致畸形的动力性因素，对维持远期矫形效果具有潜在积极作用。

本研究采用的Ilizarov外固定架可在不更换架构的情况下同时矫正骨骼的成角、移位、旋转和短缩畸形^{[1，12，17]}。对于马蹄内翻足畸形，此多向调节能力尤为重要，因为该畸形通常包含踝关节跖屈、后足内翻、前足内收内旋等组合畸形，需要多平面同步矫正。与传统外固定支架相比，Ilizarov外固定架构方便了矫形过程，术者在术中按解剖位安装支架后，可按照矫形要求随意调整，通过术后程序化拉伸实现足部三维重建。本组患者应用Ilizarov技术成功于6周内纠正了平均70° 的严重马蹄足畸形，印证了该技术对复杂足踝畸形的有效矫治能力。与开放手术相比，Ilizarov技术矫形过程中仅需1个小切口完成截骨，其余依靠经皮穿针，软组织干扰小；矫形过程缓慢可控，明显降低了神经牵拉伤和软组织坏死风险^[12]。本组无1例出现切口并发症。此外，由于在矫形过程中保留了一定组织张力和连续性，术后疼痛相对轻微，手术出血量最低仅15 mL，也凸显出该技术的微创性。特别对于僵硬、重度且皮肤条件不良的创伤后患者，这种分期、微创策略规避了传统开放手术一期广泛松解和融合的高风险，是其重要的适应证选择依据。

尽管外固定架可以在相当程度上矫正畸形，但对于严重僵硬畸形患者，辅以截骨或关节融合有助于获得更彻底和持久的矫正。本研究中有限截骨相当于一种有限的关节松解/融合手术，通过距骨颈和距下关节下方截骨，将挛缩变形的后足与前足分离，重新调整至正常对位后任其愈合，从而实现部分三关节融合效果。这种截骨融合方法相比传统的三关节融合术创伤更小，仅经跟骨外侧一小切口即可完成截骨复位，避免了分别暴露三关节的广泛剥离^[18]。尽管如此，截骨后的骨性愈合对最终疗效至关重要。如果不进行任何骨性固定，单纯依靠外固定架牵拉矫形，仍存在软组织反弹导致畸形复发的可能。而本组术后所有患者截骨处均成功愈合，未出现骨不连，足部矫正均得以维持。这也解释了为何本组仅有少数患者出现轻微畸形反弹，而且均与术后功能锻炼不当有关。相比之下，文献报道单纯依靠外固定矫正的患者中，畸形复发比例更高，需要额外支具长期维持^[11，18]。因此，我们认为对于严重的创伤后马蹄内翻足畸形，外固定架渐进矫形结合有限截骨/融合固定是必要的。外固定负责矫正畸形、保护软组织，截骨融合负责锁定矫形位置、提高稳定性，二者相辅相成，可最大程度提升治疗效果^[14]。需要强调的是，本策略尤其适用于僵硬的、重度畸形（如术前踝跖屈>60°）且皮肤条件不佳（存在广泛瘢痕、血供不良）的创伤后患者。对于此类高风险患者，有限截骨（如距下关节融合、跟骨截骨）不仅有助于精确矫正骨性畸形，更能在保护软组织的前提下提供关键的骨性稳定基础，与外固定架的渐进牵拉相辅相成。

需要重点指出的是，虽然本研究采用的围绕三关节的有限截骨及选择性固定能够改善足部外观和功能，但所选截骨位置明显远离畸形顶点，特别是中前足畸形矫正时。根据矫形外科原则^[13]，远离畸形顶点处行截骨矫正虽能恢复远近端轴线平行，但会出现新的畸形顶点。因此，本研究将测量的伴有中前足畸形患者的Meary角及后足畸形患者的Pitch角仅用于矫形方案确定，特别是矫正所需畸形角度的确定，术后并未对这些角度进行重新测量。本组纳入的研究对象包括各类创伤后马蹄内翻足畸形患者，伴有畸形情况并不一致，其中包括有1项或多项足踝部畸形，如踝关节马蹄畸形、后足内翻畸形、中前足高弓畸形、前足内翻畸形等；根据不同畸形所选择的参考角度不同，本研究并未对手术前后的参考角度进行统计，将在以后研究中，特别是针对同一种畸形情况进行的研究中加以完善。

本研究中17例患者术前行足踝部CT三维重建，并通过Mimics软件模拟矫形截骨及微创植钉方案。这类数智化技术能够实现精准化、个性化及微创化治疗，可以更为直观及精准地观察全部骨性畸形实际情况，以满足手术要求。由于现有参考角度（如Meary角、Pitch角等）均为X线片上测量，对于X线片拍摄位置、角度要求高，而足部畸形往往为多维畸形，目前参考角度均难以满足真正三维矫正需要，因此上述软件模拟中展现的真实畸形情况可以更有效地指导手术过程。但由于费用及影像学数据分辨率等问题，该项技术目前尚未普及。

本组应用Ilizarov技术结合截骨的联合技术取得了与既往报道相当甚至更优的临床疗效。AOFAS踝与后足评分较术前显著提高，术后功能优良率达93.1%，与文献报道结果相似^{[1，12，18]}。疼痛VAS评分显著下降，也表明足部慢性疼痛因畸形矫正得到缓解。值得一提的是，本组未出现严重感染或神经损伤，浅表针道感染率10.3%，与既往外固定治疗报道中的10%～30%发生率相符^[17]。所有感染均经简单处理痊愈，未对骨愈合和功能造成长期影响。外固定相关并发症虽然发生率不低，但大多可控、可治，不影响最终疗效^[17，19]。与此相反，开放手术并发症（如深部感染、切口坏死）一旦发生，往往对骨愈合和功能有毁灭性影响。文献报道在一些经典三关节融合手术中，严重切口并发症发生率高达15%以上，而在近年外固定辅助矫形相关文献中几乎无深部感染发生^[11，19]。这充分体现了微创渐进矫形在高风险足踝畸形患者中的安全性优势。

本研究的联合矫形策略要求患者有较高的依从性和一定理解配合能力。外固定架佩戴周期平均达3个月之久，期间需要患者每日调整装置并进行针道护理。有3例患者未严格遵从康复计划，导致矫正角度丢失，提示术后康复依从性直接影响疗效。为此，我们术前即与患者充分沟通治疗方案及可能遇到的困难，强调家庭护理和复查的重要性，这对于预防并发症和保证矫形效果具有重要意义。另外，虽然Ilizarov技术使复杂畸形矫形变得简便，但前提是安装及术前计划需准确。一旦术中定位不当，术后矫形轨迹可能有误，需重新调整外固定架或再次手术定位。因此，团队需要具备丰富Ilizarov技术经验，以确保手术和调整过程顺利进行。最后需要指出的是，由于创伤后马蹄内翻足畸形患者常伴有关节软骨损伤，即使足部获得良好对位，其踝关节活动度和远期关节退变情况仍需随访观察。本研究平均随访时间18个月，虽然足够评估骨性愈合和短期功能改善，但对于评估矫形效果的长期维持（尤其是畸形复发趋势、踝关节退变进展）仍显不足，肌力平衡重建的远期效果及对复发的影响也需更长时间观察。未来应延长随访时间，并考虑在必要时配合影像学评估踝关节退变情况，以全面评价本方法的长期效果和获益。尤其对于保留踝关节活动的患者，远期随访其退行性改变的发生率和速度，并与传统融合术比较，将具有重要临床意义。

综上述，采用Ilizarov技术+有限截骨+个性化肌力平衡联合策略，通过术中有限截骨松解、针对性肌腱调整和术后渐进矫正，实现了严重马蹄内翻足畸形的安全有效矫正，矫形后足部对位稳定并获得满意骨性融合，患者功能显著改善，疼痛明显缓解；针对高风险患者（如严重肌力失衡、依从性差），可考虑增加融合范围（如踝关节融合）以获得终极稳定。我们将进一步随访观察患者远期效果，并期待未来有更多前瞻性对照研究来优化马蹄内翻足畸形治疗方案，并验证本方法的优越性和远期获益。

利益冲突　在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突

伦理声明　研究方案经上海交通大学医学院附属第六人民医院伦理委员会批准 ［2022-KY-020（K）］

作者贡献声明　吴天一：研究设计、论文撰写及数据分析；陈亦轩、李广翼、缪语：病例随访及数据收集分析；施忠民：手术实施及对文章内容进行批评性审阅