上肢矫形器(upper limb orthosis)是可用于部分上肢部分关节或整个上肢的矫形器,其品种和形式多达上百种。根据应用目的可分为静态型矫形器和动态型矫形器;前者没有可动装置,用于固定、制动和保护;后者有可动装置,能控制和帮助肢体运动,促进运动功能的恢复。
根据解剖部位又可分为手指矫形器、手矫形器、腕手矫形器、腕关节矫形器、肘关节矫形器、肘腕手矫形器、肩关节矫形器、全上肢矫形器。因此,要使矫形器发挥应有的治疗效果,要首先明确矫形器在整个治疗过程中的作用,掌握矫形器的适应证。
上肢矫形器的主要作用包括:①矫正或预防关节畸形,防止挛缩。这类矫形器主要应用三点力矫正原理,通过施加较小的力矫正上肢各部位的畸形。②限制关节的异常活动。这类多为静态性矫形器,适用于上肢关节和腱鞘的炎症、外伤等。③保护或辅助无力的肌群,改进上肢功能。这类矫形器采用弹性装置如弹簧、橡皮筋或通过气动、电动或数控强化上肢的运动。④固定关节或骨折部位,保护易受伤或病变的组织,防止关节、肌腱的过伸和拉伤,促进受损组织愈合和损伤神经的修复。⑤降低肌肉张力。通过矫形器限制关节往某一方向的运动,持续牵拉肌肉,减低肌张力。
一、手指矫形器
手指矫形器(finger orthosis,FO)又称作手指夹板,包括治疗指间关节和治疗掌指关节的矫形器。治疗指间关节的矫形器可分为槌状指矫形器、鹅颈指矫形器、扣眼畸形矫形器、指间关节屈曲辅助矫形器和指间关节伸展辅助矫形器;治疗掌指关节的矫形器可分为掌指关节屈曲辅助矫形器、掌指关节伸展辅助矫形器和掌指关节固定型矫形器。
1.治疗指间关节的矫形器
(1)槌状指矫形器:槌状指是由于远端指间关节(DIP)的伸指肌腱损伤导致DIP关节不能伸展,指尖下垂。因此,槌状指矫形器是利用三点力原理,将患指固定在DIP关节轻微过伸(不能超过15°)、PIP(近端指间关节)轻微屈曲的位置(图13-1)。患者在急性损伤时要连续佩戴6周,慢性损伤时连续佩戴8周。
图13-1 槌状指矫形器
(2)鹅颈指矫形器:鹅颈指表现为PIP关节过伸、DIP关节代偿性运动。多见于慢性风湿性关节炎和外伤性PIP关节脱位。鹅颈指矫形器利用三点力原理,将PIP固定在25°~30°屈曲位,但不限制DIP关节的活动。
(3)扣眼畸形矫形器:用于掌指关节和DIP关节过伸、PIP关节屈曲的矫形器。其利用三点力矫正原理将患指固定在DIP屈曲、PIP伸展位。适用于慢性风湿病引起的扣眼畸形。
(4)指间关节屈曲辅助矫形器(简称IP屈指器):利用橡皮筋或弹簧辅助IP关节屈曲的动态矫形器(图13-2)。主要用于PIP关节伸展挛缩或屈肌无力导致的PIP关节屈曲受限。
(5)指间关节伸展辅助矫形器(简称IP伸指器):利用弹簧、钢丝架或橡皮筋的弹性辅助IP关节伸展活动的动态矫形器(图13-3)。用于PIP关节伸展受限、指伸韧带损伤、外伤性关节纤维化等患者,以增加PIP关节伸展范围或帮助无力的指伸肌群伸展PIP关节。患者要尽可能多地穿戴,白天训练时和夜间均需佩戴。
图13-2 IP屈指器
图13-3 IP伸指器
2.治疗掌指关节的矫形器
(1)掌指关节屈曲辅助矫形器(MP屈指器):美国手外科医师帮内尔设计的屈指矫形器。由掌骨背侧四指基节处的两块金属板、掌横纹处的横杆及钢丝、橡皮筋构成(图13-4)。利用橡皮筋的弹性矫正掌指关节的伸展挛缩,辅助掌指关节屈曲。适用于正中神经、尺神经损伤引起的手指内在肌麻痹。
(2)掌指关节伸展辅助矫形器(MP伸指器):在手背部利用橡皮筋的弹性牵引,保持MP关节于伸展位,矫正MP关节的屈曲挛缩(图13-5)。
(3)掌指关节固定型矫形器:由低温热塑板材制成,根据患者的需要将掌指关节固定在屈曲或伸展位(图13-6)。
图13-4 掌指关节屈曲辅助矫形器
图13-5 掌指关节伸展辅助矫形器
图13-6 掌指关节固定型矫形器
二、腕手矫形器与手矫形器
腕手矫形器(wrist hand orthoses,WHO)也叫手支具,是一种手功能康复辅助治疗器具。适用于腕骨骨折及术后固定、桡骨下端骨折及术后固定、偏瘫引起的腕部屈曲挛缩、正中神经和臂丛神经麻痹等。主要包括固定型腕手矫形器(hand orthoses,HO)、对掌矫形器和夹持矫形器。其中,对掌矫形器中的短对掌矫形器属于手矫形器。
它们的作用主要包括以下两方面①固定:把腕手部固定于某种特定的姿势,以利于损伤组织的愈合和功能的发挥。②牵引:利用动力性支具的弹力牵引作用,使相关部位的肌力提高及相关关节的活动范围增加。
1.腕手固定矫形器 由低温热塑板材和固定带制成,将腕关节手指固定在特定的位置(通常是掌指关节40°、近端指间关节20°、远端指间关节20°的屈曲位)(图13-7)。可根据病情需要采取腕掌固定、腕拇指固定、腕手指固定等多种形式。多用于腕手部骨折和术后固定、烧伤瘢痕挛缩、偏瘫引起的腕手关节屈曲畸形等。
图13-7 腕手固定矫形器
2.对掌矫形器 一种为保持拇指与其他指(尤其是示指、中指)的对掌位而使用的矫形器。腕关节不能控制时,采用长对掌矫形器;腕关节能够控制时,采用短对掌矫形器。
3.长对掌矫形器 在腕关节失去控制时,固定腕关节,保持拇指与其他四指处于对掌位的矫形器。适用于正中神经高位型麻痹、C7脊髓损伤、臂丛神经麻痹。
(1)兰乔型长对掌矫形器:由对掌挡片、掌弓支条、前臂支条、固定带组成;掌弓支条从手背绕经小指侧到第2掌骨小头、从下边支撑手掌的掌弓,使拇指保持在对掌位;前臂支条置于前臂及手背侧使腕关节保持在背屈位(图13-8)。
图13-8 兰乔型长对掌矫形器
(2)硬质长对掌矫形器:静态型矫形器,用塑料板材制作的对掌矫形器。在能使拇指保持对掌位的同时,腕关节保持背屈位(图13-9)。
图13-9 硬质长对掌矫形器
(3)动态长对掌矫形器:根据伴有手指屈曲挛缩的程度,增加了拇指IP伸展辅助装置;还可同时采用MP伸展辅助装置,用以保持MP关节的背屈位。当MP关节伸展挛缩时,可以增加MP屈曲辅助装置(图13-10)。
图13-10 动态长对掌矫形器
4.短对掌矫形器 在腕关节能够控制时,无需固定腕关节,仅保持拇指与其他四指处于对掌位(图13-11)。短对掌矫形器属于手矫形器(HO),适用于正中神经低位型麻痹、拇指MCP关节的桡侧副韧带损伤、拇指骨关节炎等。常见的静态短对掌矫形器有以下类型。
(1)兰乔型:除去长对掌矫形器(兰乔型)的前臂固定部分,保持手部形状的矫形器。
(2)硬质短对掌矫形器:用塑料板材制作,使拇指保持对掌位。
图13-11 短对掌矫形器
5.夹持矫形器 这是一种通过支杆将拇指固定在对掌位,用金属或塑料框架对第2、3指进行支撑的同时保持MP关节的可动性,再利用驱动装置带动示、中指与拇指闭合,从而实现三指捏取、夹持动作的矫形器。它可看做是一种功能性对掌矫形器。夹持矫形器的种类繁多,临床中应用最多的是腕关节驱动式,如恩根型矫形器。
恩根型矫形器根据美国得克萨斯康复研究院的恩根的设计方案制作,由掌弓支条与对掌挡片一体化的塑料短对掌矫形器、轻合金的指环箍、前臂部及连杆构成。拇指固定在对掌位,第2、3指支杆轴的另一端与固定在腕部的驱动杆相连;在MP关节和腕关节处装有铰链,利用腕关节的背屈运动来完成捏取动作(图13-12)。
图13-12 恩根型夹持矫形器
三、腕关节矫形器
用于保持、固定和矫治腕关节疾患,辅助腕关节伸展或背屈。可分为静态型腕关节矫形器和动态型腕关节矫形器。
1.静态型腕关节矫形器 使腕关节保持于功能位的矫形器。用于伸腕肌群麻痹(臂丛神经下位型麻痹、桡神经麻痹)或肌力低下的患者;有时也用于屈肌腱断裂术后和桡骨末端骨折造成的指伸肌腱粘连。
(1)支撑型护腕:采用柔软的弹性织物制作护腕。内侧夹层中装有可塑性的金属或塑料支条,支条可根据临床需求塑成不同的角度,将腕关节固定于功能位或休息位,腕部用环形带加强,对腕关节起支撑作用(图13-13)。适用于腕关节周围肌腱组织损伤,腕关节成型术后,Colle's骨折,腕关节轻度扭伤、脱臼等,腕关节劳损疼痛等。
图13-13 支撑型护腕
(2)固定型腕关节矫形器:采用塑料板材制成的非活动性前翘式腕矫形器,腕关节保持轻度背屈(通常为40°)的功能位,使伸肌腱松弛、屈肌腱紧张(图13-14)。主要用于桡骨神经麻痹及偏瘫等引起的手腕下垂和术后需要限制腕关节活动的患者。
图13-14 固定型腕关节矫形器
2.动态型腕关节矫形器 利用钢丝、橡皮筋或弹簧的弹性,辅助腕关节伸展(背伸),同时腕关节和手的位置置换可以背屈(掌屈)。适用于腕伸肌和指伸肌麻痹、桡侧神经麻痹。故也叫桡侧神经麻痹用腕矫形器。
(1)托马斯型:1944年由英国威尔士矫形外科医师托马斯研制而成。利用安装在前臂背侧的弹簧片和橡皮筋的弹力,辅助MP关节和拇指的伸展运动,使腕关节保持在背屈状态同时又可以活动的矫形器(图13-15)。
图13-15 托马斯型动态矫形器
(2)奥本海默型:活动性前翘式矫形器。固定在前臂半月箍上、另一端与掌弓支杆相连的弹簧钢丝在腕关节处形成一个环,利用弹簧丝的弹性使腕关节保持在背屈位(图13-16)。与托马斯型相比,具有简便、体积小、重量轻的优点。
图13-16 奥本海默型动态矫形器
四、肘关节矫形器
肘关节矫形器(elbow orthosis)用于预防、矫正肘关节的变形,保持、固定肘关节功能位。
1.固定式肘矫形器 用热塑板材制作腔体,用环带固定于上臂和前臂(图13-17)。适用于肘关节术后,肱骨内外上髁炎,肌腱、血管、神经修复术后,肘部烧伤等。对于合并腕关节、手功能障碍的患者,可以将肘矫形器延长制成肘腕矫形器或肘腕手矫形器。
2.可动性肘矫形器 多由塑料板材模塑
图13-17 固定式肘矫形器
成形的臂部壳体和肘关节金属铰链构成(图13-18)。主要功能是使用较小的牵引力改善肘关节的伸展畸形或屈曲畸形、辅助无力的肱二头肌完成屈肘的动作、控制肘关节成形术后肘关节的异常活动。矫正肘关节屈曲或伸展畸形时,采用只能在改善挛缩方向可动、反方向限制的定位盘锁定式肘铰链。
图13-18 可动性肘矫形器
五、肩矫形器
肩矫形器(shoulder orthosis,SO)是使肩关节保持固定及稳定的矫形器。
1.护肩 对肩关节周围组织提供支持、稳定、保温和缓解疼痛的作用,适用于肩关节退行性病变及周围软组织损伤引起的急、慢性疼痛和炎症、偏瘫所致的肩关节半脱位。
2.肩关节外展矫形器 又称作肩外展支架、肩外展飞机架。由热塑板材、金属铰链、金属条、衬垫、皮带和尼龙搭扣构成;一般保持肩关节外展45°~80°、前屈15°~30°、内旋约15°,肘关节屈曲90°(图13-19)。
肩关节外展矫形器的主要功能是保持肩关节功能位、促进病变愈合,应用小的拉力拉长软组织,增加关节活动度。适用于肩关节术后固定,肱骨骨折合并桡神经损伤,三角肌麻痹,冈上肌腱断裂,肩关节部位骨折、脱位整复、臂丛神经麻痹或拉伤,也用于急性肩周炎、肩关节化脓性关节炎、肩关节结核等。其特点是可将肩关节固定在外展、前屈、内旋和肘关节屈曲、腕关节功能位;并在患者站立或卧床时,可使患肢处于抬高的位置,以利于消肿、消炎、止痛。
图13-19 肩关节外展矫形器
3.习惯性肩关节脱位用矫形器 习惯性肩关节脱位的患者多是在肩关节外展、外旋运动时向前脱位。为了防止脱位,出现了各种限制肩关节外展和外旋运动的矫形器。常见的有霍曼型矫形器、桑代克型矫形器。
(1)霍曼型矫形器:用胸廓带将肩峰前面压垫、后面压垫以及上臂环带连接而成(见图13-20)。其作用是在肩外展、外旋运动时,避免肩关节向前脱位。
图13-20 霍曼型矫形器
(2)桑代克型矫形器:一种简单的习惯性肩关节脱位用矫形器,在上臂环带与胸廓带之间用有伸缩性的拉带连接(图13-21)。该矫形器比霍曼型的结构简单,便于运动选手和术前使用。
图13-21 桑代克型矫形器
4.肩锁关节脱位用矫形器 由肘托板、肩带、胸廓带组成,以肩胛骨抬起(整个锁骨下降)为目的的矫形器(图13-22)。适用于肩锁关节脱位整复后的固定。为了限制肩外展,要使肩带尽可能悬挂在外侧。
5.上肢吊带 用于悬吊上肢、预防肩关节半脱位。常见的有肘关节屈曲式和肘关节伸展式上肢吊带(图13-23,图13-24)。肘关节屈曲式上肢吊带能够使肩关节保持在内收、内旋位;而肘关节伸展式上肢吊带对肩关节活动没有限制,因此在功能训练过程中不必脱下。适用于卒中、偏瘫和三角肌麻痹等患者。
图13-22 肩锁关节脱位用矫形器
图13-23 肘关节屈曲式上肢吊带
图13-24 肘关节伸展式上肢吊带
(薛晶晶 李胜活)
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