骨科轴向应力刺激仪在老年股骨粗隆间骨折术后患者的康复效果观察

赵艳梅 刘 宽 张 琼 梅求安

[十堰市太和医院（湖北医药学院附属医院）骨科康复中心一病区，湖北 十堰，442000]

股骨粗隆间骨折（intertrochanteric femur fractures，IFF）是指发生于股骨大粗隆及小粗隆之间的骨折，多发于骨质疏松的老年人群[1]。目前，临床上多主张早期手术治疗，以利于患者早期下床活动，避免长期卧床引起各种并发症，降低病死率[2]。术后综合康复治疗有助于骨折愈合和肢体功能恢复，减少并发症[3]。研究证实，在骨折端应用控制性微小运动，可刺激骨痂的形成和塑性，有利于骨折愈合[4]。有报道骨应力刺激仪作为机械应力刺激法是临床治疗骨折中常见的辅助治疗手段[5]。然而，该设备简单老旧，术后早期治疗可加重疼痛，现已淘汰。本研究中骨科轴向应力刺激仪应用于老年IFF术后患者，获得较好效果，报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2020年1月—2022年7月在十堰市太和医院住院治疗的老年IFF术后康复治疗患者临床资料。本研究共收集符合标准的IFF术后康复治疗患者124例，根据患者是否使用骨科轴向应力刺激仪辅助治疗，分为观察组（应力刺激康复组）和对照组（常规康复组）。观察组63例，男12例，女51例；年龄60～83岁，平均年龄（70.33±5.76）岁；骨折原因：摔伤55例，车祸8例；行DHS术46例，PFNA术17例；合并高血压35例，糖尿病9例。对照组61例，其中，男18例，女43例；年龄61～82岁，平均年龄（71.87±5.72）岁；骨折原因：摔伤50例，车祸9例，高空坠落伤2例；行DHS术43例，PFNA术18例；合并高血压34例，糖尿病7例。两组患者一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。本研究经十堰市太和医院医学伦理委员会批准，患者及家属知情并签订知情同意书。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准：①符合《老年股骨转子间骨折诊疗指南》中有关老年IFF诊断标准[6]；②行防旋股骨髓内钉（PFNA）或动力髋螺钉（DHS）手术治疗后，接受了2～3个月系统康复治疗阶段；③临床资料完整。

排除标准：①严重粉碎性IFF，虽经内固定手术，仍有内固定失效骨折再移位风险者；②开放性骨折或/和合并其他部位骨折者；③恶性肿瘤、感染等因素导致的病理性骨折者；④有神经精神疾病无法配合治疗者；⑤凝血功能异常者；⑥术后24 h内双下肢静脉彩超提示有下肢静脉血栓者。

1.3 方法

1.3.1 仪器介绍

骨科轴向应力刺激仪（国家实用新型专利号：ZL 2020 2 1392133.5）包括控制面板、壳体、中央处理器、转动驱动机构、踏板、压力传感器、下肢放置板和底座等。其工作原理是模拟人体步行周期中足部和下肢肌肉骨骼系统所承受的间歇性生物力学刺激，通过设置螺纹杆、螺纹块、弹簧、凸轮、压力传感器和踏板等装置，利用控制面板、中央处理器和信号接收器等电子元件，控制驱动机构带动壳体和踏板在一定范围内纵向移动，踏板与足底接触，通过输出纵向应力刺激至骨折端产生应压力达到治疗目的[7]。为了便于控制和治疗安全，在壳体的踏板上设有压力传感器，可通过信号接收器和中央处理器，在控制面板上设置工作参数，有效控制输出应力刺激大小和频率等。下肢可伸缩放置板长340 mm，宽120 mm，适合不同身高患者下肢放入，呈凹型设计，放置板内垫海绵，外层皮革面料包裹，两侧设固定带。

1.3.2 治疗方法

两组患者术后均常规治疗和护理干预。治疗包括抗感染、止痛、抗凝、抗骨质疏松和综合康复治疗。护理干预包括：术后合理饮食和卧位、早期康复训练指导和心理疏导等。术后每2～4周复查髋关节X线和双下肢静脉彩超，评估骨折愈合情况，观察有无内固定松动、下肢深静脉血栓等并发症。

在此基础上，观察组于术后48～72 h，使用骨科轴向应力刺激仪对患肢进行应力刺激治疗。方法：患者取平卧位，将骨科轴向应力刺激仪放置在患者床尾，患侧下肢轻放在放置板凹槽内；启动电源开关，转动转盘，使壳体和踏板向身体近心端移动，当踏板接触到患者足底传感器灯亮时停下，调整好卧位系好固定带。参数设置参考人体步行周期，应力输出频率为0.5～1.0 Hz，输出大小设置根据患者体质量、骨折类型及病情而定，术后12周内，为50～100 N，具体计算方法为：应力设置目标值=（10～20）%×体质量kg×10 N/kg，后逐渐增至20%～25%体质量值，120～150 N。治疗时间30 min/次，结束自动报警。治疗过程中患肢有挤压和轻微酸胀感，若骨折处有明显疼痛应及时停止。23 次/d，每次需间隔34 h，10～14 d为1个疗程，一般2个疗程。

1.4 观察指标

①两组患者术后72 h及术后1周、2周、4周视觉模拟评分（visual analogue scale，VAS）。方法：统一采用VAS疼痛评估量表，由一名不参与本研究的主管护师对患肢功能活动时疼痛情况进行评分，0分为无痛，10分为剧痛，分值越高，疼痛越重，并做好记录。②两组患者术后开始负重时间、骨折临床愈合时间，以及术后1个月、3个月、6个月髋关节功能。开始负重时间判断标准：患者从骨折手术当天到患肢开始部分负重练习时间。骨折临床愈合判断标准，以骨折局部无疼痛、无纵向叩击痛及活动异常，X线片示存在大量的骨小梁穿过骨折线模糊为准；时间计算是从骨折手术当天到骨折临床愈合标准的这段时间为骨折临床愈合时间。X线阅片和对比分析，统一由一名放射科副主任医师在不知本研究的情况下完成，专人负责统计记录。髋关节功能，采用Harris评分量表评估，包括疼痛、功能（步态和功能活动）、下肢畸形及髋关节活动度，评分0～100分，分值越高，髋关节功能越好。③观察两组患者术后并发症：专人统计两组患者术后发生并发症情况，包括内固定松动、髋内翻、骨延迟愈合、呼吸系统感染和下肢深静脉血栓形成等，并发症发生率=并发症发生例数/总例数×100%。骨延迟愈合判断标准按照美国食品和药品监督管理局（FDA）标准[8]。

1.5 统计学分析

应用SPSS 21.0统计软件，对于符合正态分布且方差齐性的计量资料以（）表示，比较采用t检验， 计数资料用[n（%）]表示，比较采用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者术后不同时间段VAS评分比较

两组患者术后72 h及术后1周、2周、4周 VAS评分结果显示：术后72 h和术后1周VAS评分差异无统计学意义（P＞0.05），而术后2周、4周观察组VAS评分比对照组低，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 两组患者不同时间段VAS评分比较 （，分）

表1 两组患者不同时间段VAS评分比较 （，分）

组别例数术后72 h术后1周术后2周术后4周观察组637.37 ±0.495.90 ±0.763.27 ±0.452.54±0.56对照组617.36 ±0.486.00 ±0.733.57 ±0.723.00 ±0.91 t 0.0510.7132.8393.392 P 0.9600.4770.0050.001

2.2 两组患者术后负重时间、骨折临床愈合时间比较

两组患者术后患肢开始负重时间及骨折临床愈合时间结果显示，观察组均早于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 两组患者负重时间、骨折临床愈合时间比较 （，周）

表2 两组患者负重时间、骨折临床愈合时间比较 （，周）

组别 例数负重时间骨折愈时间观察组636.02 ±1.55 12.50±1.71对照组616.69±1.52 13.27 ±1.92 t 2.4312.359 P 0.0160.020

2.3 两组患者术后髋关节评分比较

两组患者术后1个月、3个月、6个月髋关节Harris评分结果显示，观察组均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 两组患者术后髋关节Harris评分比较 （，分）

表3 两组患者术后髋关节Harris评分比较 （，分）

组别例数术后1个月术后3个月术后6个月观察组6360.84±4.5675.19±3.4386.73±4.83对照组6158.08±6.0872.67±5.0184.49±4.17 t 2.8653.2752.758 P 0.005 0.0010.007

2.4 两组患者术后并发症比较

观察组患者术后并发症发生率低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表4 两组患者术后并发症比较 [n（%）]

3 讨论

随着我国老龄社会加快，IFF发生率不断上升。据统计，我国每年新增髋部骨折病例约23万，而骨折后一年内死亡率达15%～20%[9]。手术治疗有利于早期下床活动，已成为老年IFF的首选方案[10]。由于老年患者大多合并生理性退变和基础疾病，术后仍需卧床一段时间，可引起多种并发症[11]。按照快速康复理念，只要手术内固定稳定，早期下肢肌肉渐进式负重训练，对减少术后并发症，促进骨折愈合和关节功能恢复具有重要意义[12]。骨折愈合受年龄、损伤程度、固定方式和应力刺激等多因素影响，其中应力刺激是最主要因素之一[13]。林剑彪[14]报道，早期轴向应力刺激可产生能量，骨缺损再生过程接受SDF-1α/CXCR4轴调控，促使骨折区损伤组织SDF-1α表达上调，趋化更多BMSCs至骨缺损区，促进BMP、VGEF、IGF和TGF-β等生长因子在骨细胞中表达，增加其活性和合成释放，加速骨折愈合。

DANIEL P等[15]研究证实：术后早期活动对骨折断端稳定性无明显影响，正确功能锻炼可促进骨折愈合。随着新型内固定材料应用和术式改变，IFF手术的稳定性更好，甚至骨质疏松症患者术后也可早期负重练习[16]。但临床上因医师观念、患者惧怕疼痛，担心跌倒等因素，导致早期下床难以实施。因此，寻找一种既能保障骨折断端稳定且不增加痛苦的应力刺激治疗尤为重要。骨科轴向应力刺激仪，其优点是模拟人体步行周期，治疗时利用自身体质量给与足部和下肢肌肉骨骼系统间歇性生物力学刺激，足底接触面积大，应力刺激期和间歇期分配合理，患者如下地行走般舒适，依从性高。

本研究结果显示，观察组术后负重时间、骨折临床愈合时间均早于对照组，观察组术后1个月、3个月、6个月髋关节Harris评分高于对照组，证实骨科轴向应力刺激仪治疗可加快老年IFF术后骨折愈合和关节功能恢复。另外，观察组术后72 h、术后1周VAS疼痛评分与对照组相比，差异无统计学意义（P＞0.05），随着治疗时间的延长，疼痛改善明显优于对照组。分析原因，可能与调控输出的应力大小、频率、足部接触面和骨折愈合程度等有关。早期根据患者体质量、骨折类型、病情等给予较低刺激频率，这种控制性微动极大限度保证骨折部位的稳定，有效促进局部血液循环；随着治疗时间延长，骨痂数量增多，成熟度越高，局部结构稳定性越好，疼痛也越轻。此外，观察组患者并发症发生率明显低于对照组（P＜0.05），特别是下肢深静脉血栓发生率明显降低，可能与下肢肌肉间歇性被动收缩促进血液循环有关。

综上所述，骨科轴向应力刺激仪通过向患肢输出适宜的轴向应力刺激，促进IFF术后骨折愈合，改善患肢髋部运动功能，减少术后并发症，可作为康复训练器械对老年IFF术后患者进行早期康复常规治疗。后期，我们将进一步观察其在下肢其他部位骨折中的应用效果，有关该刺激仪是否能对长期卧床如截瘫、昏迷等患者预防骨质疏松、肌肉萎缩、关节僵硬和预防下肢深静脉血栓等方面的价值，有待临床进一步验证。