低强度脉冲超声在骨折治疗中的应用
作者：李贵涛 宁志杰 黄彦杰 罗永忠 常辉 宁廷民
单位：山东泰安第88医院全军骨科中心 (271000 泰安)
关键词：骨折；超声治疗
中国中医骨伤科990208 近年来，超声和体外高能震波[1]以及GBM、BMP一样，其促进骨愈合的研究也正从实验走向临床。自1995年以来，我们应用低强度脉冲超声对34例骨折病人进行了治疗，效果满意，报告如下。
1 材料与方法
本组34例，男26例，女8例。年龄最大61岁，最小9岁，平均26岁。随访时间最长18个月，最短4个月，平均8个月。骨折部位：胫骨24例，股骨6例，肱骨4例。病例选择：胫骨干、股骨干、肱骨干闭合性骨折或Gusffilo和Anderson分类为1级以下的开放性骨折。骨折为横 断型，短斜型或短螺旋型，且可闭合复位对位达3/5以上和对线良好以及可用石膏或支具有效固定者。病理性骨折、不稳定骨折和有代谢性疾病的病人除外，所有病人均行传统的超关节石膏或支具固定处理。胫骨干骨折在前内侧以骨折区域为中心开窗，股 骨干骨折以大粗隆或股骨外侧髁为中心开窗，肱骨干骨折以肱骨外侧髁或大结节为中心开窗，窗口大小略大于超声探头。为减少窗口水肿，治疗间隙期，将窗口覆盖。
, 百拇医药
骨折后7～10天内开始超声治疗，每天3次，每次10分钟，脉冲宽度为200微秒，含1.5兆赫，正弦波。胫骨骨折平均强度取每平方厘米20毫瓦，肱骨取30毫瓦，股骨取40毫瓦(肱骨、股骨超声探头不直接对准骨折部位)。复位固定后即时和此后1、2、3、4个月摄前后及侧位片随访(摄片时尽量取相同条件)。依皮质桥接和骨痂生成情况来评估骨折愈合情况。皮质桥接定义为：骨折部位由于骨痂形成，皮质间隙逐渐消失。皮质桥接量化为：(1)轻度，骨折部位皮质间隙有外骨膜反应；(2)中度，外骨膜反应明显且密度增加；(3)完全，外骨膜完全桥接皮质间隙。临床愈合标准：(1)皮质桥接中度以上即外骨膜反应明显且密度增加；(2)骨折线模糊且明显实化；(3)局部稳定，手压下无疼痛；(4)可去除外固定并完成部分功能(上肢平举1公斤达1分钟，下肢连续行走3分钟且不少于30步)。
2 结果
2.1 本组病人不论胫骨干还是股骨干和肱骨干，外骨膜反应均较明显，皮质桥接提前，骨折后1、2、3、4个月时X线征象见表1。
, 百拇医药
表1 不同时间骨质桥接情况 皮质桥接
胫骨(共24例)
股骨(共6例)
肱骨(共4例)
合计(共34例)
时间
例数
比率%
例数
比率%
例数
比率%
例数
, 百拇医药
比率%
月
轻度
7
29.1
2
33.3
2
50
11
32.4
1
中度
17
, 百拇医药
70.8
3
50
3
75
23
69.4
2
完全△
11
45.8
2
33.3
, 百拇医药
2
50
15
44.1
3
完全△△
21
87.5
4
66.7
3
75
28
, 百拇医药
82.4
4
△为3个月时皮质完全桥接情况 △△为4个月时皮质完全桥接情况
2.2 本组病人不但临床愈合和骨性愈合时间提前，而且临床愈合率高，骨折后2～3个月内绝大多数达到临床愈合。3个月时临床愈合率胫骨干21/24例占87.5%，股骨干4/6例占66.7%，肱骨干4/4占100%，无不愈合和延迟愈合病例。
3 讨论
多年来，不少学者一直在进行超声促进骨折愈合的研究，但由于技术等方面的原因，直到1987年Xarier[2]和1994年James[3]才积极应用到临床并报道了令人鼓舞的临床效果，认为超声治疗能使骨折临床愈合和骨性愈合时间分别缩短4～8周不等。从本组材料看，超声的确可促进骨痂生长。骨折两个月时，外骨膜反应明显和密度增加的病人有23例占69.4%，其中胫骨占70.8%，股骨占50%，肱骨占75%。3个月时，有29例达到临床愈合占85.3%，其中胫骨21例占87.5%，股骨4例占66.7%，肱骨4例为100%。4个月时皮质完全桥接28例占82.4%，如果把皮质完全桥接作为临床骨性愈合指标，本组病人的骨性愈合时间约提前3～5周，这对于早日解除关节固定和早日恢复工作有重要意义。
, 百拇医药
一般认为，超声促进骨折愈合，其生物学效应主要是由于超声的静态机械力和其压力波的机械性干预所引起。人为的机械性干预可促进骨折愈合，这不但是传统的中医理论-动静结合加速骨折愈合的体现，而且也是现代高能震波体外冲击波等许多促进骨折愈合的方法的基本原理之一。Haupt等(1992年)在造成鼠肱骨骨折后，用高能震波治疗，结果发现震波治疗组骨愈合加快，且骨愈合后肱骨的重量及抗折强度均高于对照组。Valchanou(1992年)也认为，高能震波作用于骨折部位后，可使局部血运增加，刺激骨痂生长。目前对超声促进骨折愈合的转换机制尚不明了，推测可能与下列因素有关：(1)机械刺激增加了骨折区的创伤反应，激发炎症和较大的血管反应，延长炎症期。而骨折的炎症期又正是细胞作血管增殖修复的旺盛期。Wallace[4]认为新生血管周细胞(Pericytes)分化是成骨和软骨细胞重要源泉。根据Woiff定律，骨折愈合对力的刺激很敏感，力的刺激能促进骨膜骨痂生长。(2)超声波在组织中传播，使组织媒质质点交替地压缩拉伸，这样变化的压力能使细胞容积和细胞运动发生微观变化，引起人体组织内称为“微细按摩”或“细胞按摩”的理化作用，引起微观血流动力学、PH值和细胞生物功能的改变。[5](3)超声波的机械刺激使机体内分泌系统活跃，神经体液系统调节参与骨折的愈合，如促进前列腺E2和生长素介质(Somatomedin)等释放量增加。
, 百拇医药
本组股骨干和肱骨干骨折的病人，由于解剖结构的特殊性，因此超声探头不是直接对准骨折部位，而是对准骨折部位上方或下方的骨隆起部位。Tsai[6]等在超声刺激兔腓骨骨缺损模型的实验中发现，超声刺激骨折腓骨以外的骨质或对侧未手术的腓骨，均可明显地加快骨折腓骨的骨形成。但骨折部位与刺激骨折部位以外的骨质，所需超声强度不一样。超声探头不对准骨折部位时，刺激强度方可增大。强度过大的超声可抑制骨愈合。
骨愈合是一个很复杂的过程，很多因素都可直接或间接地影响骨折愈合，科技的发展使成本低体积小的超声发生器在临床中应用方便，相信超声这一非侵入性促进骨折愈合的方法将在临床中得到越来越普遍和广泛的应用。
参考文献
1.邢更彦，姚建祥，刘玉祥，等.改进的体外冲击波技术对骨组织影响的实验及临床研究.武警医学，1997，8(3)：134
, 百拇医药
2.Xarier C A M,and Durarte L R.Treatment of nonunions by ultrasound Stimulation:first clinical applications.California,Jan,1987,25
3.James D,Heckman M D,John Pet al.Acceleration of tibial fracture-healing by Non-ivrasive low-intensity pilsed ultrasound.J Bone Joint surg(Am),1994,1:26
4.Wallace A L,draper E R C,Strachen I D,et al.The vascular response to micromouement in experimental fracture.micromouement in orthopaedics.1 th Ed.London;Vniversity of oxford,1992,40～44
5.周永昌，郭万，王牧，等.超声医学.北京：科学技术文献出版社，1989，1067
6.Tsai C L,chang W H,Liu T K,et al.Ultrasound can affect bone healing both locally and systemically,chin J physiol,1991,34:213
(收稿：1998-6-22), http://www.100md.com
单位：山东泰安第88医院全军骨科中心 (271000 泰安)
关键词：骨折；超声治疗
中国中医骨伤科990208 近年来，超声和体外高能震波[1]以及GBM、BMP一样，其促进骨愈合的研究也正从实验走向临床。自1995年以来，我们应用低强度脉冲超声对34例骨折病人进行了治疗，效果满意，报告如下。
1 材料与方法
本组34例，男26例，女8例。年龄最大61岁，最小9岁，平均26岁。随访时间最长18个月，最短4个月，平均8个月。骨折部位：胫骨24例，股骨6例，肱骨4例。病例选择：胫骨干、股骨干、肱骨干闭合性骨折或Gusffilo和Anderson分类为1级以下的开放性骨折。骨折为横 断型，短斜型或短螺旋型，且可闭合复位对位达3/5以上和对线良好以及可用石膏或支具有效固定者。病理性骨折、不稳定骨折和有代谢性疾病的病人除外，所有病人均行传统的超关节石膏或支具固定处理。胫骨干骨折在前内侧以骨折区域为中心开窗，股 骨干骨折以大粗隆或股骨外侧髁为中心开窗，肱骨干骨折以肱骨外侧髁或大结节为中心开窗，窗口大小略大于超声探头。为减少窗口水肿，治疗间隙期，将窗口覆盖。
, 百拇医药
骨折后7～10天内开始超声治疗，每天3次，每次10分钟，脉冲宽度为200微秒，含1.5兆赫，正弦波。胫骨骨折平均强度取每平方厘米20毫瓦，肱骨取30毫瓦，股骨取40毫瓦(肱骨、股骨超声探头不直接对准骨折部位)。复位固定后即时和此后1、2、3、4个月摄前后及侧位片随访(摄片时尽量取相同条件)。依皮质桥接和骨痂生成情况来评估骨折愈合情况。皮质桥接定义为：骨折部位由于骨痂形成，皮质间隙逐渐消失。皮质桥接量化为：(1)轻度，骨折部位皮质间隙有外骨膜反应；(2)中度，外骨膜反应明显且密度增加；(3)完全，外骨膜完全桥接皮质间隙。临床愈合标准：(1)皮质桥接中度以上即外骨膜反应明显且密度增加；(2)骨折线模糊且明显实化；(3)局部稳定，手压下无疼痛；(4)可去除外固定并完成部分功能(上肢平举1公斤达1分钟，下肢连续行走3分钟且不少于30步)。
2 结果
2.1 本组病人不论胫骨干还是股骨干和肱骨干，外骨膜反应均较明显，皮质桥接提前，骨折后1、2、3、4个月时X线征象见表1。
, 百拇医药
表1 不同时间骨质桥接情况 皮质桥接
胫骨(共24例)
股骨(共6例)
肱骨(共4例)
合计(共34例)
时间
例数
比率%
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轻度
7
29.1
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33.3
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50
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中度
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完全△
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△为3个月时皮质完全桥接情况 △△为4个月时皮质完全桥接情况
2.2 本组病人不但临床愈合和骨性愈合时间提前，而且临床愈合率高，骨折后2～3个月内绝大多数达到临床愈合。3个月时临床愈合率胫骨干21/24例占87.5%，股骨干4/6例占66.7%，肱骨干4/4占100%，无不愈合和延迟愈合病例。
3 讨论
多年来，不少学者一直在进行超声促进骨折愈合的研究，但由于技术等方面的原因，直到1987年Xarier[2]和1994年James[3]才积极应用到临床并报道了令人鼓舞的临床效果，认为超声治疗能使骨折临床愈合和骨性愈合时间分别缩短4～8周不等。从本组材料看，超声的确可促进骨痂生长。骨折两个月时，外骨膜反应明显和密度增加的病人有23例占69.4%，其中胫骨占70.8%，股骨占50%，肱骨占75%。3个月时，有29例达到临床愈合占85.3%，其中胫骨21例占87.5%，股骨4例占66.7%，肱骨4例为100%。4个月时皮质完全桥接28例占82.4%，如果把皮质完全桥接作为临床骨性愈合指标，本组病人的骨性愈合时间约提前3～5周，这对于早日解除关节固定和早日恢复工作有重要意义。
, 百拇医药
一般认为，超声促进骨折愈合，其生物学效应主要是由于超声的静态机械力和其压力波的机械性干预所引起。人为的机械性干预可促进骨折愈合，这不但是传统的中医理论-动静结合加速骨折愈合的体现，而且也是现代高能震波体外冲击波等许多促进骨折愈合的方法的基本原理之一。Haupt等(1992年)在造成鼠肱骨骨折后，用高能震波治疗，结果发现震波治疗组骨愈合加快，且骨愈合后肱骨的重量及抗折强度均高于对照组。Valchanou(1992年)也认为，高能震波作用于骨折部位后，可使局部血运增加，刺激骨痂生长。目前对超声促进骨折愈合的转换机制尚不明了，推测可能与下列因素有关：(1)机械刺激增加了骨折区的创伤反应，激发炎症和较大的血管反应，延长炎症期。而骨折的炎症期又正是细胞作血管增殖修复的旺盛期。Wallace[4]认为新生血管周细胞(Pericytes)分化是成骨和软骨细胞重要源泉。根据Woiff定律，骨折愈合对力的刺激很敏感，力的刺激能促进骨膜骨痂生长。(2)超声波在组织中传播，使组织媒质质点交替地压缩拉伸，这样变化的压力能使细胞容积和细胞运动发生微观变化，引起人体组织内称为“微细按摩”或“细胞按摩”的理化作用，引起微观血流动力学、PH值和细胞生物功能的改变。[5](3)超声波的机械刺激使机体内分泌系统活跃，神经体液系统调节参与骨折的愈合，如促进前列腺E2和生长素介质(Somatomedin)等释放量增加。
, 百拇医药
本组股骨干和肱骨干骨折的病人，由于解剖结构的特殊性，因此超声探头不是直接对准骨折部位，而是对准骨折部位上方或下方的骨隆起部位。Tsai[6]等在超声刺激兔腓骨骨缺损模型的实验中发现，超声刺激骨折腓骨以外的骨质或对侧未手术的腓骨，均可明显地加快骨折腓骨的骨形成。但骨折部位与刺激骨折部位以外的骨质，所需超声强度不一样。超声探头不对准骨折部位时，刺激强度方可增大。强度过大的超声可抑制骨愈合。
骨愈合是一个很复杂的过程，很多因素都可直接或间接地影响骨折愈合，科技的发展使成本低体积小的超声发生器在临床中应用方便，相信超声这一非侵入性促进骨折愈合的方法将在临床中得到越来越普遍和广泛的应用。
参考文献
1.邢更彦，姚建祥，刘玉祥，等.改进的体外冲击波技术对骨组织影响的实验及临床研究.武警医学，1997，8(3)：134
, 百拇医药
2.Xarier C A M,and Durarte L R.Treatment of nonunions by ultrasound Stimulation:first clinical applications.California,Jan,1987,25
3.James D,Heckman M D,John Pet al.Acceleration of tibial fracture-healing by Non-ivrasive low-intensity pilsed ultrasound.J Bone Joint surg(Am),1994,1:26
4.Wallace A L,draper E R C,Strachen I D,et al.The vascular response to micromouement in experimental fracture.micromouement in orthopaedics.1 th Ed.London;Vniversity of oxford,1992,40～44
5.周永昌，郭万，王牧，等.超声医学.北京：科学技术文献出版社，1989，1067
6.Tsai C L,chang W H,Liu T K,et al.Ultrasound can affect bone healing both locally and systemically,chin J physiol,1991,34:213
(收稿：1998-6-22), http://www.100md.com