姜冬蕾，于晓彤(综述)，马跃文(审校)

(1.中国医科大学附属第一医院康复医学科，沈阳 110001； 2.洽圩北京综合医学研究院，北京 100097)

体外冲击波在股骨头坏死中的研究进展

姜冬蕾1△，于晓彤2(综述)，马跃文1※(审校)

(1.中国医科大学附属第一医院康复医学科，沈阳 110001； 2.洽圩北京综合医学研究院，北京 100097)

股骨头坏死(osteonecrosis of the femoral head，ONFH)通常由血液供应不足引起，造成骨细胞及骨髓死亡，继而导致股骨头结构改变、塌陷，造成髋关节功能障碍[1]，临床表现主要为髋关节疼痛及活动受限。ONFH好发于20～50岁的中青年，在美国，每年新增2～3万ONFH患者，其中有5%～12%行全髋关节置换术[2-3]，且术后存在并发症及多次翻修的风险[4-5]。体外冲击波(extracorporeal shock wave，ESW)自20世纪80年代成功治疗肾结石以来，在骨科领域得到迅速发展[6-7]，近年来开始用于ONFH的治疗。现就ONFH的治疗现状及ESW在ONFH中的研究进展予以综述。

1ONFH的治疗方法

1.1非手术疗法限制性负重仅用于病变早期及小范围的损伤[8]，可作为一种辅助手段结合其他治疗。一些药物(如降脂类药物、抗凝血剂、血管扩张剂和双膦酸盐)的应用主要基于ONFH的特定风险因素(如脂肪栓塞、脂肪细胞肥大、静脉血栓形成、骨髓内压增高和骨吸收等)[5]。药物治疗对早期ONFH有一定效果，但对晚期ONFH效果不佳，特别是对股骨头已经塌陷并严重影响生活的患者[9]。ESW是近年来新兴起的一种非手术治疗方式，可使组织局部产生机械应力效应，促进血液循环，加速新陈代谢，在临床应用方面已取得了良好的疗效。

1.2手术疗法髓芯减压术可有效降低早期ONFH患者的股骨头内压，缓解疼痛，延缓疾病进程，但减压后股骨头内支撑结构变薄，容易产生应力集中，也可导致或加重股骨头的早期塌陷[10]。尽管有报道带血管蒂的腓骨移植术10年内生存率为75%，但平均8年内有40%进行了全髋关节置换术，且需较高的手术技术[11]，并存在手术时间长、创伤大、失血多、后期增加关节置换难度等缺点[9]。截骨术以改变股骨头主要负重区为目的，使坏死区偏离负重区，髋关节应力重新作用于有活力的区域，由健康骨来承载负荷；其手术难度大，并发症发生率较高(如肢体短缩等)[12]，且手术失败后会增加人工全髋关节置换难度[9]。钽棒植入术具有操作简单、几乎无风险和并发症等特点，多适用于国际骨循环研究会分期Ⅰ、Ⅱ期的患者[13]。全髋关节置换术多用于ONFH病变后期，但这种方法容易产生并发症(如大腿疼痛、聚乙烯磨损、骨质溶解和组件松动等)[4]，特别对年轻患者来说，极有可能行二次或三次翻修手术。有报道，行全髋关节置换术的患者在进行表面重修后造成骨代谢活动减慢或消失，建议应限制该术的使用[14]。

2ESW治疗ONFH的基础研究

2.1促进血管生成众多学者对ESW治疗ONFH的机制进行了研究，发现ESW能促进新生血管形成，而血管生成在骨形成和修复过程中起重要作用[15-16]。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是一种特异的有丝分裂因子，能刺激内皮细胞增殖、促进新生血管形成及增加血管通透性[16]。动物实验结果表明，ESW能增加血管生长因子(如内皮型一氧化氮合酶、VEGF及增殖细胞核抗原)的表达，从而促进血管形成[17-18]。有研究显示，ESW或许通过VEGF的表达上调促进新生血管形成和改善股骨头血液供应[16]。

2.2骨重建和再生ESW不仅能促进新生血管形成，还能使骨重建及再生。骨的代谢活动是一个动态平衡过程，通过成骨细胞和破骨细胞参与的骨形成和骨吸收来实现；此类细胞的分化及功能受多种生长因子调控，如骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)、转化生长因子、成纤维细胞生长因子、胰岛素样生长因子、血小板衍化生长因子和白细胞介素等[19]。研究显示，BMP能诱导未分化间充质细胞向成骨细胞和软骨细胞分化，在骨形成中起重要作用；ESW通过一氧化氮途径调节骨髓基质干细胞中VEGF、碱性磷酸酶、成骨细胞特异性转录因子和BMP-2的基因表达[15]。Ma等[20]发现，ESW能使家兔坏死的股骨头局部BMP-2表达上调，认为BMP-2在促进骨形成和修复中可能起重要调节作用。Wang等[4]研究表明，ESW组中新生血管形成和细胞增殖相关因子(血管性血友病因子、VEGF、血小板-内皮细胞黏附分子、可溶性血管细胞黏附因子)变化显著，骨重建和再生相关因子(增殖细胞核抗原、Winless 3a和Dickkopf-1)也明显改变。Wang等[21]研究显示，ESW在ONFH中的局部机械刺激可能影响血管生成、骨生成和抗炎生物指标的系统水平。

3ESW治疗ONFH的临床研究

3.1ESW治疗ONFH的方法冲击波按不同的波源可分为液电式、电磁式、压电式和弹道式(发散式)，前三种属聚焦式，将能量聚焦于治疗部位，而弹道式以发散的方式进行治疗[22-23]。ESW治疗ONFH多采用聚焦式，但也有学者采用发散式冲击波进行治疗。由于所用冲击波治疗机型号不同，治疗过程中所用的能量密度、冲击次数及治疗次数也不尽相同。国外学者多采用能量密度0.62 mJ/mm2(相当于电压28 kV)，治疗在全身麻醉下进行，患者采取仰卧位，髋关节内收内旋，在C型壁X线透视下定位股骨头坏死区域，选取4个点，每个点冲击1500次，共6000次[24-25]。 国内邢更彦等[26]应用专用高能冲击波治疗机治疗ONFH，能量密度0.18～0.25 mJ/mm2，在ONFH及相邻骨质区域选取4～6个点，每个点冲击1000次，共4000～6000次，隔日治疗1次，共8次。孔繁荣等[27]采用液电式ESW治疗ONFH，能量密度为0.18～0.25 mJ/mm2，在X线透视下以ONFH区在体表投影为中心选取1～2个点，每个点冲击400～500次，共3～5次，治疗间隔1周。张田等[28]采用发散式冲击波治疗ONFH，以股骨头缺血坏死区周围压痛点或扳机点作为冲击点，每次治疗选取3个点，压力2.5×104～4.0×104Pa，频率8～15 Hz，每个点至少冲击1000次，共4000～6000次，治疗间隔5 d，连续治疗5次。

3.2ESW对髋关节临床症状的影响

3.2.1单独应用ESWONFH患者的临床症状主要表现为髋关节疼痛及关节功能障碍，严重影响患者的工作和生活。国内外研究结果显示，ESW能显著缓解和改善早期ONFH患者的髋关节疼痛和功能，认为ESW或许能够延缓或阻止早期病程进展[28-29]。Ludwig等[30]对22例平均年龄为54.9岁的ONFH患者进行了研究，14例患者成功接受了ESW治疗，其中6例患者在治疗6个月后行手术治疗，随访1年，结果显示，接受ESW治疗的患者视觉模拟评分(visual analogue scale，VAS)及Harris评分明显优于未接受ESW治疗者，且国际骨循环研究会分期越低，Harris评分越高。一项前瞻性长期临床结果报道，对36例ONFH患者进行ESW治疗，随访2年，发现ESW治疗ONFHⅠ、Ⅱ期疗效确切，其中Ⅲ期患者中有66.7%因疼痛及功能受限进行了全髋关节置换术，未行髋关节置换术者Harris评分较治疗前有明显改善[29]。孔繁荣等[31]对36例42髋ONFH患者进行ESW治疗，治疗后进行疗效比较，Ⅰ期和Ⅲ期疗效之间差异有统计学意义，而Ⅰ期和Ⅱ期、Ⅱ期和Ⅲ期比较疗效差异无统计学意义，即病情越重，疗效越差。多数报道认为，ESW治疗ONFHⅠ、Ⅱ期患者的疗效优于Ⅲ期，但也有报道显示了对Ⅲ期患者治疗的满意效果。1例19岁患系统性红斑狼疮的ONFH患者经ESW治疗后，双髋VAS疼痛评分分别从5分和8分均降至0分，Harris评分分别从74分和73分均升至100分，且3年内双髋未出现疼痛，能进行正常活动[32]。于晓彤[33]运用发散式冲击波治疗1例ONFH患者，经治疗后，患者腹股沟疼痛基本消失，髋关节活动度明显改善。Wang等[34]比较了ESW与髓芯减压联合骨移植的治疗效果，随访2年，ESW组VAS疼痛评分和Harris评分明显优于手术组，冲击波组中79%的患者有临床症状改善，13%的患者接受全髋关节置换术，而手术组中仅有29%的患者有改善，有28%的患者接受全髋关节置换术。可见，ESW治疗ONFH比手术组更有效。

3.2.2联合其他治疗有学者将ESW联合阿仑磷酸钠治疗，结果显示ESW联合阿仑磷酸钠在VAS疼痛评分及Harris评分上并不优于单独应用ESW[35]。另一项研究也显示，鸡尾酒疗法与单独应用ESW疗法治疗ONFH相比，并无协同作用[25]。邢更彦等[36]利用ESW联合自体骨髓干细胞移植治疗ONFH，Harris评分明显优于单独ESW组以及单纯骨髓干细胞移植术组，随访3年，联合治疗组的股骨头塌陷率明显低于单纯治疗组。

3.3ESW对髋关节影像学的影响Ludwig等[30]研究结果显示，成功接受ESW治疗的14例患者中有4例完全愈合，6例 ONFH区域减小，明显优于对照组。Wang等[37]应用ESW治疗55例ONFH患者，按伴或不伴有系统性红斑狼疮分为两组，磁共振成像结果显示两组骨髓水肿均显著减少；病变区域有减少趋势，但差异无统计学意义。孔繁荣等[31]报道36例ONFH患者中有22例经ESW治疗，12个月后复查，X线、磁共振成像显示破坏的骨小梁部分贯通，部分塌陷区变平，髋关节面光整。邢更彦等[26]证实，经ESW治疗后，FicatⅠ～Ⅲ期患者ONFH区域均较治疗前明显减小，其中Ⅰ～Ⅱ期患者减小更为明显，一些患者坏死区域基本消失，说明部分早期ONFH患者通过ESW治疗可达到治愈。

4小结

ESW治疗ONFHⅠ～Ⅲ期患者疗效确切，能明显改善临床症状，显著减轻骨髓水肿，明显缩小坏死区域，可延缓或阻止股骨头病变进一步发展，甚至可以治愈。与手术治疗相比，ESW治疗具有无痛、无创、无并发症、治疗费用低等优点。发散式冲击波治疗风险低，不伤及深部神经血管，操作简单，不需麻醉。尽管许多文献报道ESW能有效治疗ONFH，但仍需大样本、长期随访进一步证实，特别应对ONFH进行分期研究。总之，ESW作为一种非手术治疗方式，值得在临床推广应用。

参考文献

[1]中华医学会骨科分会显微修复学组，中国修复重建外科专业委员会骨缺损及坏死学组.成人股骨头坏死诊疗标准专家共识(2012年版)[J].中华骨科杂志，2012，32(6)：606-610.

[2]Rajpura A，Wright AC，Board TN.Medical management of osteonecrosis of the hip：a review[J].Hip Int，2011，21(4)：385-392.

[3]Zalavras CG，Lieberman JR.Osteonecrosis of the femoral head:evaluation and treatment[J].J Am Acad Orthop Surg，2014，22(7)：455-464.

[4]Wang CJ，Wang FS，Ko JY，etal.Extracorporeal shockwave therapy shows regeneration in hip necrosis[J].Rheumatology (Oxford)，2008，47(4)：542-546.

[5]Mont MA，Jones LC，Hungerford DS.Nontraumatic osteonecrosis of the femoral head:ten years later[J].J Bone Joint Surg Am，2006，88(5)：1117-1132.

[6]Shrivastava SK，Kailash.Shock wave treatment in medicine[J].J Biosci，2005，30(2)：269-275.

[7]Thiel M.Application of shock waves in medicine[J].Clin Orthop Relat Res，2001，(387)：18-21.

[8]Malizos KN，Karantanas AH，Varitimidis SE，etal.Osteonecrosis of the femoral head:etiology,imaging and treatment[J].Eur J Radiol，2007，63(1)：16-28.

[9]朱和玉，朱兵.早期股骨头缺血性坏死的治疗[J].中国骨伤，2012，25(7)：616-620.

[10]方志，陈曦，刘树平，等.髓芯减压结合自体皮质支撑骨及松质颗粒骨植骨治疗成人股骨头缺血性坏死[J].中国修复重建外科杂志，2010，24(3)：266-269.

[11]Eward WC，Rineer CA，Urbaniak JR，etal.The vascularized fibular graft in precollapse osteonecrosis:is long-term hip preservation possible?[J].Clin Orthop Relat Res，2012，470(10)：2819-2826.

[12]Ito H，Tanino H，Yamanaka Y，etal.Long-term results of conventional varus half-wedge proximal femoral osteotomy for the treatment of osteonecrosis of the femoral head[J].J Bone Joint Surg Br，2012，94(3)：308-314.

[13]汤小康，叶福生，童培建，等.运用钽棒植入术治疗股骨头坏死的研究进展[J].中国骨伤，2013，26(7)：617-620.

[14]Ullmark G，Sundgren K，Milbrink J，etal.Metabolic development of necrotic bone in the femoral head following resurfacing arthroplasty.A clinical [18F]fluoride-PET study in 11 asymptomatic hips[J].Acta Orthop，2012，83(1)：22-25.

[15]Yin TC，Wang CJ，Yang KD，etal.Shockwaves enhance the osteogenetic gene expression in marrow stromal cells from hips with osteonecrosis[J].Chang Gung Med J，2011，34(4)：367-374.

[16]Ma HZ，Zeng BF，Li XL.Upregulation of VEGF in subchondral bone of necrotic femoral heads in rabbits with use of extracorporeal shock waves[J].Calcif Tissue Int，2007，81(2)：124-131.

[17]Wang CJ，Huang HY，Pai CH.Shock wave-enhanced neovascularization at the tendon-bone junction:an experiment in dogs[J].J Foot Ankle Surg，2002，41(1)：16-22.

[18]Wang CJ，Wang FS，Yang KD，etal.Shock wave therapy induces neovascularization at the tendon-bone junction.A study in rabbits[J].J Orthop Res，2003，21(6)：984-989.

[19]Jayakumar P，Di Silvio L.Osteoblasts in bone tissue engineering[J].Proc Inst Mech Eng H，2010，224(12)：1415-1440.

[20]Ma HZ，Zeng BF，Li XL，etal.Temporal and spatial expression of BMP-2 in sub-chondral bone of necrotic femoral heads in rabbits by use of extracorporeal shock waves[J].Acta Orthop，2008，79(1)：98-105.

[21]Wang CJ，Yang YJ，Huang CC.The effects of shockwave on systemic concentrations of nitric oxide level,angiogenesis and osteogenesis factors in hip necrosis[J].Rheumatol Int，2011，31(7)：871-877.

[22]Ogden JA，Tóth-Kischkat A，Schultheiss R.Principles of shock wave therapy[J].Clin Orthop Relat Res，2001(387)：8-17.

[23]Foldager CB，Kearney C，Spector M.Clinical application of extracorporeal shock wave therapy in orthopedics:focused versus unfocused shock waves[J].Ultrasound Med Biol，2012， 38(10)：1673-1680.

[24]Chen JM，Hsu SL，Wong T，etal.Functional outcomes of bilateral hip necrosis:total hip arthroplasty versus extracorporeal shock-wave[J].Arch Orthop Trauma Surg，2009，129(6)：837-841.

[25]Hsu SL，Wang CJ，Lee MS，etal.Cocktail therapy for femoral head necrosis of the hip[J].Arch Orthop Trauma Surg，2010，130(1)：23-29.

[26]邢更彦，白晓东，杜明奎，等.体外冲击波治疗成人股骨头缺血性坏死的疗效观察[J].中华物理医学与康复杂志，2003，25(8)：472-474.

[27]孔繁荣，秦树光，李建军，等.体外冲击波治疗股骨头缺血性坏死的疗效观察[J].中国康复医学杂志，2009，24(9)：846-848.

[28]张田，刘文波.放射状冲击波在早期股骨头缺血性坏死中的临床应用[J].中国康复医学杂志，2014，29(1)：83-85.

[29]Vulpiani MC，Vetrano M，Trischitta D，etal.Extracorporeal shock wave therapy in early osteonecrosis of the femoral head:prospective clinical study with long-term follow-up[J].Arch Orthop Trauma Surg，2012，132(4)：499-508.

[30]Ludwig J，Lauber S，Lauber HJ，etal.High-energy shock wave treatment of femoral head necrosis in adults[J].Clin Orthop Relat Res，2001 (387)：119-126.

[31]孔繁荣，梁玉江，秦树光，等.体外冲击波修复重建骨组织结构治疗股骨头缺血性坏死的临床应用[J].中国骨伤，2010，23(1)：12-15.

[32]Lin PC，Wang CJ，Yang KD，etal.Extracorporeal shockwave treatment of osteonecrosis of the femoral head in systemic lupus erythematosis[J].J Arthroplasty，2006，21(6)：911-915.

[33]于晓彤.综合集成医学与非对抗性疗法[J].前沿科学，2014，3(8)：55-63.

[34]Wang CJ，Wang FS，Huang CC，etal.Treatment for osteonecrosis of the femoral head:comparison of extracorporeal shock waves with core decompression and bone-grafting[J].J Bone Joint Surg Am，2005，87(11)：2380-2387.

[35]Wang CJ，Wang FS，Yang KD，etal.Treatment of osteonecrosis of the hip:comparison of extracorporeal shockwave with shockwave and alendronate[J].Arch Orthop Trauma Surg，2008，128(9)：901-908.

[36]邢更彦，张鹏礼，姜川，等.体外冲击波疗法联合自体骨髓干细胞移植治疗股骨头坏死[J].中华关节外科杂志，2011，5(4)：413-418.

[37]Wang CJ，Ko JY，Chan YS，etal.Extracorporeal shockwave for hip necrosis in systemic lupus erythematosus[J].Lupus，2009，18(12)：1082-1086.

作者投稿须知

1.首先登陆本刊官网 www.yxzszz.com 在线投稿或发送电子版稿件至yxzs2005@163.com或yxzs@chinajournal.net.cn，同时寄初审费50元。待收到录稿通知后按要求邮寄纸版稿件、单位介绍信及版权协议、著作权转让声明各一份。

投稿3天后可查询编号，初审周期20个工作日。如未收到录用通知可电话查询(010-60551103)或电子邮件查询。

2.投稿时请注明联系电话、手机号码及Email。基金项目稿件请注明项目名称和编号，并提供相关批文复印件。

3.被录用的稿件，请作者随时注意查看电子信箱，编辑将通过Email通知修稿内容及相关事项，请按规定积极配合编辑完成修稿，以便如期顺利刊登发表。

稿件基本格式要求：

2.英文缩写首次出现时须注释中文(括号内写出英文全称及缩写)。

3.参考文献综述20~40条，论著10~20条,格式要规范(外文文献作者的书写：姓在前，名在后并缩写，切忌姓与名颠倒)，格式按如下(包括标点符号)著录：

[期刊] 序号作者(列出3位，超过3位后加等或etal).题目[J].刊名，年份，卷(期)：起止页.

[专著] 序号作者(格式同期刊).书名[M].版次.出版地：出版社，出版年:起止页.

4.著录参考文献必须准确，引文作者及内容必须与文献一致。

★注意:填写汇款单的收款地址：北京市通州区北苑通典铭居F806室(101100)收款人姓名:医学综述杂志社

糖尿病

摘要：股骨头坏死(ONFH)是一种常见病、难治病，目前的治疗方法众多，疗效并不十分满意。体外冲击波(ESW)是一种脉冲机械波，可使局部组织产生机械应力效应，改善股骨头周围血液循环，使骨重建及再生；且能明显缓解ONFH患者髋部疼痛、改善关节功能，减轻骨髓水肿，缩小病变区域，延缓或阻止病情进一步发展。与手术治疗相比，ESW治疗具有无痛、无创、无并发症、治疗费用低等优点，值得临床推广。

关键词：股骨头坏死；骨坏死；体外冲击波

Research Progress of Extracorporeal Shock Wave in the Femoral Head NecrosisJIANGDong-lei1,YUXiao-tong2,MAYue-wen1. (1.DepartmentofRehabilitation,theFirstHospitalofChinaMedicalUniversity,Shenyang110001,China; 2.QiaweiBeijingInstituteofComprehensiveMedicine,Beijing100097,China)

Abstract:Necrosis of femoral head(ONFH) is a common and difficult disease.There are many methods of treatment,but the effect is not satisfying.Extracorporeal shock wave(ESW) is a pulsive mechanical wave,which can generate mechanical forces on the local tissue,improve the femoral head blood circulation,and result in bone remodeling and regeneration.It can significantly reduce the ONFH patients with hip pain,improve joint function,reduce bone marrow edema,decrease lesion area and delay or prevent the further development of the disease.Compared with surgery,it is featured with almost no trauma,no pain,no complications,low cost of treatment,thus is worth popularizing in clinical practice.

Key words:Femur head necrosis; Osteonecrosis； Extracorporeal shock wave

收稿日期：2014-12-16修回日期：2015-03-09编辑：郑雪

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.15.033

中图分类号：R454 1.中英文摘要(限200左右汉字)、关键词(3～5个)、题目、单位名称及作者署名；1～3个。

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)15-2778-03