体外冲击波治疗骨折延迟愈合和骨不连研究进展
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液电式及电磁式体外冲击波治疗骨不连及骨折延迟愈合效果比较骨不连和骨折延迟愈合是一种常见的骨科疾病,造成患者痛苦和生活质量下降,甚至还可能导致残疾。
为了促进骨折的愈合和刺激骨生长,体外冲击波治疗成为一种广泛应用的方法。
液电式及电磁式体外冲击波是目前较为常见的两种治疗方法,下面我们将对两种方法的优缺点进行比较。
液电式体外冲击波是指经过液体传递的冲击波,其震荡源由一个触发器产生,传给液体通过减震器到达人体。
电磁式体外冲击波是利用电磁场的变化产生的制冷、加热和震动的方式,产生高速的气体质点冲击组织产生效应。
液电式体外冲击波采用的是手持式治疗头,而电磁式体外冲击波采用的是固定式治疗头。
首先,从治疗效果来看,液电式体外冲击波可以更好地刺激骨细胞增生和分化,促进骨组织修复和生长。
它的冲击波能够直接作用于骨组织,从而更加精确地治疗病变部位。
但是,速度较缓慢,治疗时间相对较长,需要反复多次治疗才能见效。
电磁式体外冲击波则速度会更快,能够快速产生高能量的冲击波,更容易有效地刺激骨细胞增生和生长,但是治疗范围相对狭窄,需要较为精确的治疗头部位以达到较好的治疗效果。
其次,从治疗安全性来看,两种方法都是非侵入性治疗,不需要开刀或镶嵌物,无需进入体内。
两种方法均不需要全身麻醉,治疗较为安全。
但是对于某些个体因素不同的患者,可能会出现一些不同程度的副作用,如疼痛、肿胀等,需要患者根据自己实际情况选择合适的治疗方式。
综上所述,液电式体外冲击波和电磁式体外冲击波在治疗骨不连和骨折延迟愈合方面均具有相应的优缺点和特点。
在选择治疗方式时需要根据患者病情、个体差异等因素综合考虑,选择最适合自己的治疗方式,以达到更好的治疗效果。
肌骨超声引导下应用冲击波联合PRP治疗骨不连初步探索李培;张亮【摘要】骨不连是指骨折后至少9个月且连续3个月动态观察未见到骨折有明显的愈合征象.目前对于骨不连的治疗有很多方法.体外冲击波治疗自20世纪90年代开始应用于骨不连领域.笔者在肌骨超声引导下,应用体外冲击波联合富血小板血浆(PRP)治疗骨不连,治愈了大量的患者,为患者解决了病痛,值得推广.【期刊名称】《医学与哲学》【年(卷),期】2018(039)018【总页数】3页(P18-20)【关键词】骨不连;体外冲击波;富血小板血浆;肌骨超声【作者】李培;张亮【作者单位】沈阳医学院附属中心医院辽宁沈阳 110024;辽宁省人民医院辽宁沈阳 110016【正文语种】中文【中图分类】R454.3;R681 骨不连的定义及治疗美国AAOS诊断骨不连定义:是指骨折后至少9个月且连续3个月动态观察未见到骨折有明显的愈合征象[1]。
目前对于骨不连有非手术疗法和手术疗法等多种治疗方法,其中骨移植是近来治疗骨不连最普遍的方法,也是治疗骨不连的“金标准”,起到诱导成骨、提供骨形成细胞的作用[2]。
2 冲击波在骨不连领域的应用自 20 世纪 90 年代初开始有文献报道应用体外冲击波技术促进骨折愈合[3]。
Wang等[4]运用体外冲击波治疗长骨骨折骨不连时,半年后 78.6% 的患者经X线证实骨折愈合。
中国专家共识认为骨折延迟愈合及骨不连是体外冲击波疗法的适应证[5]。
3 富血小板血浆在骨不连领域的应用富血小板血浆(platelet-rich plasma,PRP)作为一种新的生物血液制剂,迄今已经在医疗领域范围内得到了广泛的使用[6]。
由于其抗感染及组织再生能力,主要应用于促进软组织和骨组织的再生以及治疗骨折的并发症,如感染、骨不连的治疗[7]。
徐道志等[8]应用PRP结合锁定加压钢板内固定治疗四肢长管状骨骨折术后骨不连患者,取得满意疗效。
PRP中有多种生长因子,各生长因子的比例与体内正常比例相符,使生长因子之间有最佳的协同作用,这在一定程度上弥补了单一生长因子效果不佳的缺点。
体外冲击波疗法-骨科治疗的新思路简介体外冲击波疗法(extracorporeal shock wave therapy, ESWT)最早是从泌尿外科的体外冲击波碎石术(extracorporeal shock wave lithotripsy, ESWL)发展而来,是一种非侵入性的治疗肌肉骨骼疾病的方式。
时至今日,ESWT已经发展成为一种独特的疗法,被广泛应用于治疗骨不连、股骨头坏死、膝骨关节炎、足底筋膜炎、肱骨外上髁炎等骨肌系统疾病。
物理学机制冲击波本质上是一种特殊的声波,具有峰值压力高、周期短、波频广等特点。
传统冲击波分为液电式、压电式、电磁式,统称为聚焦式冲击波(focus extracorporeal shock wave, f ESW),f ESW波峰压力大,可达100 MPa,而单个波周期不足1μs;近年来另一种冲击波设备也被生产并投入使用,称之为发散式冲击波(radial extrac orporeal shock wave, rESW),与f ESW相比,r ESW波峰压力较小(<1 MPa),单个波周期较长(>1000μs)。
f ESW和rESW均具有以下特性:物理特性(机械压力、空化效应)、化学特性(自由基扩散效应)及生物学特性(增加生物膜通透)。
图1 体外冲击波各种类型模式图生物学机制体外冲击波在作用于骨不连断端时可以在局部产生微骨折,刺激机体启动相关损伤修复程序,进而促进自身骨骼再生。
使细胞骨架附件被激活,这导致细胞核释放出mRNA。
随后是细胞器官的激活,如线粒体和内质网以及细胞囊泡,它们释放出骨折愈合过程中所需要蛋白质:如骨钙蛋白和骨桥蛋白。
ESWT已被证明可以激活几种基因,如TGF-b1、BMP-2、BMP-3、BMP-4及BMP-7,这些基因与骨形成有关,以及显著上调人类成骨细胞样细胞中一氧化氮合酶、骨钙蛋白和TGF-1的表达,从而促进成骨细胞分化和随后的骨基质产生。
体外冲击波治疗骨不愈合的护理摘要】目的:探讨体外冲击波治疗骨不愈合的护理。
方法:收集2005年7月-2007年7月,我院应用ESW治疗骨不愈的资料。
结果:30例患者都取得了较好的疗效。
【关键词】骨折;不愈合;体外冲击波;护理【中图分类号】R473【文献标识码】C【文章编号】1008-6455(2010)10-0246-01骨不连是骨折患者常见的晚期并发症,严重影响患者的生活,同时也令医生感到棘手,以往的治疗手段主要是采用切开内固定及植骨治疗,虽然疗效比较确切,但需要开放手术且存在很多并发症。
随着微创治疗骨折理念的兴起,出现了许多新的闭合治疗手段,体外冲击波(extracorporeal shock waves,ESW)治疗即是其中之一。
2005年7月-2007年7月,我院应用ESW治疗骨不愈30例,取得了较好的疗效,护理体会如下:1临床资料1.1一般资料:本组30例,男20例,女10例;年龄17~68岁,平均40岁。
均为我院骨科治疗后患者,所有病例均无感染征象。
符合骨折不愈合的诊断标准[1]:(1)骨折经治疗后6个月以上仍无愈合迹象;(2)X线片显示:骨折端之间有间隙且界限清楚,无任何骨小梁通过;(3)X线片上表现形式:骨端硬化,髓腔封闭;骨端萎缩疏松,中间存在较大的间隙;骨端硬化,假关节形成。
1.2治疗方法:应用体外震波碎石机(KDE.2001A型,北京中科健安医用技术公司制造)所产生的高能震波进行治疗,最大能量为15KV。
根据骨骼的粗细,在骨折线上选1~3个点作为基准点,该点对应的骨不连远近端为冲击波作用部位,透视下调整冲击波碎石机第二焦点,对准骨不连远近端作用部位,每处行2000次冲击波脉冲。
治疗方案:股骨和胫骨3个基准点,12000次脉冲;肱骨和尺、桡骨2个基准点,8000次脉冲;腓骨和掌骨1个基准点,4000次脉冲。
每次治疗的脉冲总数为4000~12000次。
定位时震波的焦点要避开内固定物及大血管和神经。
体外冲击波疗法在康复医学领域的研究进展肖熠斐;徐春燕;金敏【摘要】体外冲击波疗法(ESWT)在康复领域是一崭新的治疗手段,其适用范围已由局限于骨科康复(骨折愈合、慢性软组织损伤性疾病)延伸至缓解痉挛,甚至在心脏康复方面的探索.传统理疗的作用一般是改善血液循环、消炎、镇痛,但ESWT的作用已远远超出了人们对传统理疗设备的期望.但ESWT目前仍属于新开发的治疗方法,循证医学证据不充分,治疗原理尚不十分清楚,不能盲目扩大使用范围.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2016(022)010【总页数】4页(P1917-1920)【关键词】体外冲击波疗法;骨折;疼痛;痉挛;心脏康复【作者】肖熠斐;徐春燕;金敏【作者单位】昆明医科大学第二附属医院康复医学部,昆明 650101;昆明医科大学第二附属医院康复医学部,昆明 650101;昆明医科大学第二附属医院康复医学部,昆明 650101【正文语种】中文【中图分类】R493临床医学体外冲击波疗法(extracorporeal shock wave therapy,ESWT)分为聚焦式ESWT(focused ESWT,FSWT)和放散式ESWT(radial ESWT,RSWT)。
聚焦式冲击波由液电、电磁和压电装置产生,可将声波能量集中在靶组织上明确的一点,能量极高,因此通常需要X线或超声引导对治疗部位进行精准定位,以达到最大的治疗效果,避免对周围组织的损伤。
放散式冲击波的概念始于1999年[1],其最初是利用压缩空气驱动活塞撞击1个15 mm圆形钢制“运用器”以形成持续时间为4.5 μs、波幅2.10 MPa的短脉冲[2]。
不同于聚焦式冲击波,放散式冲击波能量低、传播速度较慢[3],发出非聚焦或弱聚焦压力脉冲[1]。
一些研究所指的“低能量EWST”实际上就是RSWT[4],许多文献中对冲击波描述不精准,造成许多混乱[5]。
现就ESWT在康复医学领域的研究进展进行综述。
骨科冲击波原理和生物学作用自从1979年德国Dornier公司研制成功第一台体外冲击波碎石机,并于1980年2月7日成功用于肾结石患者治疗以来,人们对冲击波的认识越来越深刻,同时对冲击波的应用也愈加广泛。
人们对冲击波的物理学特性及其对组织的影响进行了广泛深入的研究;开始试图用高能冲击波来治疗骨不连、股骨头坏死、慢性肌腱炎和足跟痛。
正如体外冲击波碎石机对尿路结石治疗产生了革命性的影响一样,体外冲击波将骨科疾病的治疗产生巨大的冲击。
冲击波原理冲击波是压力急剧变化的产物。
在短短的几纳秒内产生很高的压力幅度,这是冲击波独有的特性。
压力急剧变化产生的冲击波具有很强的张应力和压应力,能够穿透任何弹性介质,如水、空气和软组织。
应用于医学的体外冲击波按其震波源的不同一般分为三种:液电式、电磁式和压电式,每种都有其独特的原理。
压电式和电磁式系统冲击波的正向压力波上升较慢,传送的能量较低;而液电式系统正向压力波上升较快,产生能量较大。
临床观察发现,液电式体外冲击波对泌尿系结石与骨科疾病的治疗效果更好。
瑞士HMT公司生产的Osstron型碎石机也属于此型。
冲击波形成机制现在以液电式为例简要介绍一下冲击波的形成机制。
该装置包括一对电极和一个半面是胶皮充满水的半椭圆型金属容器,电极位于充满水的半椭圆型金属容器的第一焦点处。
两极间急剧升高的电压,使两极间产生极强的电场。
在电场的作用下,两极间介质水的阳离子和阴离子(电子)分别向阴阳两极集聚,介质水开始电离,形成等离子体,阳离子和阴离子(电子)吸收能量并相互碰撞使等离子体温度升高,两极间及周围的介质水开始汽化膨胀,而液体介质的惯性企图阻止离子体气体的膨胀,使通道内气体有一个膨胀收缩的过程从而形成巨大的冲击波,同时产生火花,释放光能和声能,导致场发射形成高电导区。
这一电极间在高场强下高速发展的放电过程称为流注放电,它的前部是不断加强的电场,尾部是高温高电导的等离子体。
放电通道内汽化气体膨胀收缩产生压力波的过程称为汽泡过程。
骨折延迟愈合和骨不连仍然是骨科中的一个难题,5%~10%的骨折最终演变为骨折延迟愈合或骨不连,其中舟状骨(16%)、胫骨(14%)和股骨(14%)骨折的骨不连率较高[1]。
骨不连病人患肢的疼痛和功能的下降,会影响病人日常生活,降低生活质量。
骨不连的手术治疗总体上是相当成功的,据报道术后骨折愈合率在74%~95%[2]。
但术后的并发症仍然无法避免,如感染(5%)、神经血管损伤(7%)等,同时要考虑植入物取出的问题。
体外冲击波在临床中最早应用于泌尿系结石的治疗,其疗效明显、无创和并发症少,目前已成为泌尿系结石的标准疗法,ESWT 作为一种非手术治疗方法,在治疗骨折延迟愈合和骨不连中也取得良好疗效[3]。
1体外冲击波治疗骨折延迟愈合和骨不连的机制1.1微骨折重新启动骨折愈合程序冲击波是一种携带能量并能在低声阻介质中传播的快速、短时声波,当冲击波穿越低声阻的软组织遇到高声阻的骨组织后,会产生应力作用,将所携带的能量释放,使靶点部位骨组织形成微骨折,将硬化骨分裂为细小骨碎屑(0.1~3.0mm 3)[4],基金项目:山东省自然科学基金(ZR2015PH006)作者单位:滨州医学院附属医院,山东滨州56600*通讯作者:刘明廷,Email :doctlmt@体外冲击波治疗骨折延迟愈合和骨不连研究进展张成年,刘明廷*,李健,徐闯,杜长岭[摘要]骨折后延迟愈合及骨不连的发生率高达5%~10%,目前手术是治疗骨不连的“黄金标准”,主要包括清理骨折断端、再通髓腔、自体骨移植及更换固定方式,但骨不连的手术治疗存在创伤大、感染以及二次手术取出内固定的问题。
近年来,体外冲击波疗法(ESWT )因其无创、高效、低廉等优势在骨肌疾病的治疗中得到广泛应用,尤其在治疗骨折延迟愈合和骨不连方面取得良好疗效,本文就体外冲击波疗法在治疗骨折骨不连的进展做一综述,期望能够对临床工作有所帮助。
[关键词]体外冲击波疗法;骨折延迟愈合;骨不连doi :10.3969/j.issn.1009⁃976X.2019.05.028中图分类号:R683文献标识码:AThe research progress of extracorporeal shock wave therapy for the treatment of delayed union and nonunionZHANG Chengnian ,LIU Mingting ,LI Jian ,XU Chuang ,DU ChanglingDepartment of Bone and Joint Surgery ,Affiliated Hospitalof Binzhou Medical College ,Binzhou 256600,ChinaCorresponding author :LIU Mingting ,octlmt@[Abstract ]5%-10%of all fractures evolve into a delayed union or nonunion.Surgery is still consid⁃ered as the “golden standard ”for the treatment of fracture nonunion and usually requires debriding the non⁃union gap ,reopeningthe bone marrow cavity and bone grafting.However ,surgery has the problemsof large trauma ,infection and implant related problems requiring an additional surgery.In recent years ,extracorporeal shock wave therapy (ESWT ),because of its advantages of non⁃invasive ,high efficiency and low cost ,as been widely used in the treatment of bone and muscle diseases ,especially in the treat⁃ment of delayed union and nonunion of fracture.This article reviews the progress of extracorporeal shock wave therapy in the treatment of fracture nonunion ,hoping to be useful in clinical practice.[Key words ]extracorporeal shock wave therapy ;delayed union ;nonunion再通闭塞的髓腔,裂解的骨碎屑填充于骨折断端,起到类似于手术植骨的作用。
同时,局部损伤出血,形成血肿,重新启动骨折的创伤和炎症反应,释放各种炎症介质和细胞生长因子,募集前成骨细胞,前成骨细胞被激活并分化为成骨细胞,从而激活骨折愈合程序[5]。
1.2改善局部血液循环冲击波强度达到一定强度后,体内的微气核空化泡发生振动,体积迅速增大并崩溃,所释放的能量能够使靶点部位的闭塞血管再通,从而改善病变部位的血液循环。
冲击波同时可以使组织细胞中血管内皮生长因子(VEGF)的表达增加[6],VEGF 是最强力的血管生成因子,具有强大的促血管再生作用。
血管重建对骨折愈合起到关键作用[7],一项小鼠试验证明新骨形成多伴有血管的再生,抑制了VEGF的活性,小鼠胫骨缺损愈合明显减缓[8]。
1.3诱导成骨促进骨愈合Wang等[9]在动物实验中发现体外冲击波不仅可以促进VEGF的表达,同时重组人骨形态发生蛋白(BMP⁃2,BMP⁃3,BMP⁃4)及转化生长因子-β1(TGF⁃β1)表达也增加。
TGF⁃β1作为一种生长因子,通过诱导成骨细胞、软骨细胞及充质干细胞增殖分化,促使骨折部位膜内成骨和骨痂形成,达到骨折修复的目的,另一方面也可加快骨折断端血管再生,有利于骨折愈合。
骨形态发生蛋白能够促进组织细胞增殖、分化,聚集间充质细胞,定向诱导成骨细胞前体细胞向成骨细胞分化[10],加快骨折愈合时间,有效促进骨折愈合。
体外冲击波还能通过整合素β1介导的磷酸化表达促进成骨细胞的粘附和迁移[11]。
2体外冲击波治疗骨折延迟愈合及骨不连的临床疗效体外冲击波近年来在骨肌疾病中得到了广泛的应用,并取得满意的效果。
据报道,体外冲击波治疗骨不连的效果并不亚于手术治疗,Notarnicola 等[12]回顾性分析比较ESWT和手术治疗腕舟状骨骨不连的疗效,其中118例舟状骨骨不连患者被分为ESWT组(n=58,4000次脉冲,能量密度0.09mJ/mm2,三个疗程,疗程间隔3天)和手术治疗组(n=60),12个月的随访后发现两组骨折愈合率无明显差异,ESWT组骨折愈合率为79.3%,手术组为78.3%,两组梅奥腕关节功能评分也无统计学差异。
Cacchio等[13]进行的一项前瞻随机多中心研究对比ESWT和手术治疗长骨骨不连的疗效,将126例骨不连患者随机分为低能量ESWT组(4000次脉冲、能量密度0.4mJ/mm2,4个疗程)、高能量ESWT组(4000次脉冲,0.7mJ/mm2,4个疗程)和手术组,在第6个月随访三组愈合率无统计学差异,愈合率分别为70%、71%、73%。
ESWT组最主要的并发症是靶点部位软组织的淤血,4~6天后症状消失,而手术组术后有两例感染,一例桡神经损伤。
Furia等[14]进行的研究中将43例第五跖骨骨折后骨不连患者分为两组,一组行ESWT治疗(n=23,2000~4000次脉冲,能量强度0.35mJ/mm2),对照组行手术治疗(n=20,闭合复位髓内固定),三个月后随访发现,ESWT组有1例未愈合,愈合率为95%,手术组有两例未愈合,愈合率为90%,虽然两组愈合率及愈合时间无明显差别,但ESWT组只有1例在治疗过程中出现软组织淤血,而手术组有11例患者出现并发症:1例再次骨折,1例感染,9例畸形愈合。
作者认为ESWT和手术都是骨不连的有效的治疗方式,但从并发症及费用等方面比较,ESWT治疗骨不连更有优势。
Willems等[15]对包括1500个病例的30项研究进行Meta分析后指出,ESWT治疗骨折延迟愈合及骨不连几乎无严重的并发症,仅有个别患者治疗后出现轻度的疼痛、软组织的淤血,无需干预,数天后症状自然消失,然而手术治疗骨不连后常常伴有严重的并发症,如:感染、神经损伤等。
无论动物实验还是临床研究都充分证明ESWT治疗骨不连的高效性及安全性。
然而,目前ESWT仅推荐用于长期不愈合的骨折,ESWT能否促进急性骨折的愈合还缺乏进一步的研究,Wang等[16]报告的一项实验中,将8只狗的双侧胫骨形成3mm的骨折间隙,并行钢板螺钉内固定,术后右侧给予2000次脉冲的冲击波治疗,左侧作为对照组不给予干涉。
分别在1周、4周、8周、12周双侧行影像学检查,12周时行组织学检查,发现在1周、4周、8周,治疗侧和对照侧在骨痂形成上没有明显的差别,在12周时治疗组在骨痂形成及皮质骨的厚度、强度方面均优于对照组。
因此冲击波疗法或许可作为某些急性骨折的辅助治疗,尤其是有较高不愈合风险的骨折,如由高能创伤引起的开放性和粉碎性骨折,以及局部血液循环受损的骨折。
3影响ESWT治疗骨不连愈合率的因素较多因素可以影响体外冲击波治疗骨不连效果,目前较多研究认为ESWT治疗肥厚性骨不连效果要好于萎缩性骨不连。
据一项荟萃分析报告[17],ESWT治疗肥厚性骨不连成功率为76%~90%,萎缩性骨不连成功率只有29%~55%。
Vulpiani等[18]报道的一项研究中,143例骨不连患者接受冲击波治疗,12个月的随访后,总的愈合率为84.6%,肥厚性骨不连愈合率为89%,而萎缩性骨不连愈合率只有60%。
Xu[19]也得出了相同的结论。
Alkhawashki[20]分析了ESWT治疗骨不连失败因素,认为骨不连间隙>5mm治愈成功率较低,且股骨颈、胫骨中下1/3及舟状骨等血供较差部位失败率较高,感染性骨不连应用ESWT治疗毫无意义。
ESWT干预时间及患者接受的手术次数也是影响成功率的重要因素,Haffner等[21]认为越早接受体外冲击波治疗,成功率越高,在他的研究中,最后一次手术和首次接受ESWT之间的平均天数:治愈组平均为355.1±167.4天,而未治愈组平均为836.7±383.0天。