兒童長骨骨折治療后骨痂形成評估新方法的臨床應(yīng)用研究

馬張穩(wěn)，田紅英，白立榜，劉榮

（延安大學(xué)附屬醫(yī)院 創(chuàng)傷修復(fù)外科，陜西 延安 716000）

兒童長骨骨折治療后骨痂形成評估新方法的臨床應(yīng)用研究

馬張穩(wěn)，田紅英，白立榜，劉榮

（延安大學(xué)附屬醫(yī)院 創(chuàng)傷修復(fù)外科，陜西 延安 716000）

目的 分析超聲波與射線對兒童長骨骨折后骨痂形成成像的聯(lián)系，探討超聲波評價兒童長骨骨折后骨痂形成的有效性和可行性。方法 該研究納入50例手臂、前臂、大腿以及小腿長骨骨折的兒童進(jìn)行前瞻性研究。其中男孩31例、女孩19例，平均年齡分別為11歲和9歲。分別對56個骨折骨和56個對應(yīng)的健側(cè)骨進(jìn)行檢查。采用Philips iU22相機(jī)配備17-5-MHz線性探針和MSK Superficial程序進(jìn)行超聲診斷。在超聲檢查的同時對骨痂進(jìn)行測量。利用能量多普勒（Power Doppler）對骨痂的血管進(jìn)行可視化處理并測定血管阻力指數(shù)（RI）。在健側(cè)肢體的相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行同樣的檢測。將超聲結(jié)果與X射線測量結(jié)果以及骨痂的客觀質(zhì)量評價進(jìn)行比較。結(jié)果 所有50例患者均順利完成研究。在這兩個組中，無移位骨折均是最常見骨折；需復(fù)位骨折與骨膜下骨折的發(fā)生率相近；與之相反，女孩骨折碎片輕微移位的發(fā)生率是男孩的3倍多。統(tǒng)計(jì)分析表明，超聲波與X射線對骨痂的長度和寬度測量結(jié)果之間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。此外，初步結(jié)果顯示骨痂的血管化程度高于正常骨膜。結(jié)論 超聲波在評價兒童長骨骨折后骨痂形成方面與X射線檢查同樣有效可靠，具有免受電離輻射損傷的優(yōu)點(diǎn)。

兒童護(hù)理，骨折，X射線，超聲檢查

骨折的愈合包括解剖學(xué)連續(xù)性的恢復(fù)和肢體生理學(xué)活性的恢復(fù)。解剖學(xué)連續(xù)性的恢復(fù)通過骨組織填充骨折裂縫實(shí)現(xiàn)。在骨折愈合的過程，控制骨碎片形成一個整體至關(guān)重要。臨床對骨折愈合的評價只有在除去石膏后才能進(jìn)行。X射線是一種通用的技術(shù)，檢測成本的低廉與對石膏的半透明性使其成為監(jiān)測骨折愈合過程的標(biāo)準(zhǔn)[1]。然而，X射線只能對骨膜反應(yīng)進(jìn)行定量評價。X射線對礦化程度的定性評價取決于放射學(xué)專家的閱片能力，具有很大的主觀性[2]。因此，人們一直在尋找能夠評估骨愈合機(jī)械性能和鈣化強(qiáng)度的其他方法。已經(jīng)有研究使用計(jì)算機(jī)斷層掃描（computed tomography，CT）、雙能量 X 射線吸收（dual energy X-ray absorptiometry，DEXA）或定量計(jì)算機(jī)斷層掃描（quantitative computed tomography，QCT）等技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的探索[3]。值得注意的是，所有這些技術(shù)都會使病人暴露在電輻射中。根據(jù)美國關(guān)于致癌物的第13報(bào)告（13th U.S.Report on Carcinogens），X射線已被正式確認(rèn)為白血病、淋巴瘤、甲狀腺癌和肺癌的發(fā)病因素之一[4]。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展方向必定是尋找新的不會對病人產(chǎn)生副作用的診斷方法。超聲波是對人體無害的成像技術(shù)之一。超聲波已被公認(rèn)為一種安全、快速、有效的方法，在對身體的大部分區(qū)域（包括肌肉骨骼系統(tǒng)）成像方面具有很高的應(yīng)用價值。由于通用性高、成本低廉，超聲檢測已被廣泛應(yīng)用。超聲波的最大優(yōu)勢是使頻繁檢測變?yōu)榭尚?，即使每天重?fù)檢測也不會使病人受到傷害[5]。本次研究分析超聲波與X射線對兒童長骨骨折后骨痂形成成像的相關(guān)性，并分析血管阻力指數(shù)（vascular resistance index，RI）、骨痂血管化程度與客觀射線評估的骨愈合質(zhì)量之間的相互關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 資料來源

本研究共納入2014年6月-2015年4月延安大學(xué)附屬醫(yī)院收治的50例長骨骨折兒童作為研究對象，進(jìn)行前瞻性研究。其中男孩31例，女孩19例；年齡2～18歲，平均（10.8±2.7）歲。納入研究的所有患者均發(fā)生手臂、前臂、大腿或小腿長骨骨折。分析患者閉合復(fù)位或內(nèi)固定術(shù)后骨膜下骨折、骨膜無移位中斷與骨折碎片錯位情況。排除關(guān)節(jié)內(nèi)骨折患者；排除患有代謝性骨疾病患者；排除早期同一骨發(fā)生過骨折的患者；排除骨折另一側(cè)發(fā)生或發(fā)生過骨折的患者。納入研究的患者均告知本研究目的及方法，所有患者均簽署知情同意書，研究獲得醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 指標(biāo)檢測與評估

門診復(fù)診后3 d內(nèi)對患者的骨折區(qū)域進(jìn)行超聲檢查，取前-后位與側(cè)位X片并去除石膏。X射線檢查由對兒童經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科技師進(jìn)行。根據(jù)年齡和體質(zhì)調(diào)整X射線的管電壓（kVp）和管電流（mAs）?；颊呱现拖轮玐射線檢查的kVp值分別為 35～50和 40～50，mAs值分別為 0.6～1.2和0.6～1.6。X射線系統(tǒng)未安裝劑量面積乘積（dose area product，DAP）測量儀，未對累計(jì)DAP進(jìn)行記錄?；颊遆片的評估均由同1個具有30年經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師進(jìn)行。對骨痂的質(zhì)量進(jìn)行測量和評估。

Philips iU22相機(jī)配備17-5-MHz線性探針和MSK Superficial程序進(jìn)行超聲檢查，由同一經(jīng)驗(yàn)豐富的超聲技師對肌肉骨骼系統(tǒng)進(jìn)行成像。超聲檢查時，對骨折骨和健側(cè)骨的所有表面進(jìn)行成像。分別從骨的前面和側(cè)面測量骨痂的長度和寬度。對骨痂的血管系統(tǒng)進(jìn)行可視化處理，測量表面3 cm2區(qū)域內(nèi)直徑1 mm的血管數(shù)量。采用能量多普勒（Power Doppler）技術(shù)測量血管阻力指數(shù)（RI），RI可通過測量脈動血流量反映遠(yuǎn)端微血管對血液流動的阻力。采用脈沖多普勒（PW）40%和固定的波頻（WF）40 Hz，樣品體積長度設(shè)定為0.5 mm。對健側(cè)肢體相應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行同樣的測量。將超聲結(jié)果與X射線測量結(jié)果以及骨痂的客觀質(zhì)量評價進(jìn)行比較。對患者的年齡、性別、骨折部位、骨折類型及去除石膏后2周內(nèi)肢體的效能等臨床信息進(jìn)行分析。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS20.0軟件進(jìn)行分析，計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)或Fisher確切概率法檢驗(yàn)，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，正態(tài)分布數(shù)據(jù)采用t檢驗(yàn)，非正態(tài)分布數(shù)據(jù)采用Mann WhitneyU檢驗(yàn)，組間比較結(jié)果采用Graph Pad Prism 5.0繪制的散點(diǎn)圖表示。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者的基本信息

所有50例患者均順利完成研究，分別對56個骨折骨和56個對應(yīng)的健側(cè)骨進(jìn)行了檢查?；颊咧邪?1例男孩與19例女孩，平均年齡分別為11歲和9歲。術(shù)前X射線分析顯示，兩組中無移位骨折均是最常見骨折；需復(fù)位骨折與骨膜下骨折的發(fā)生率相近；女孩骨折碎片輕微移位的發(fā)生率是男孩的3倍多，見表1。除去石膏后2例男孩出現(xiàn)肢體運(yùn)動受限，轉(zhuǎn)到物理治療中心進(jìn)行繼續(xù)治療。

2.2 兩種測量方法的比較

將術(shù)后3～4周的超聲與X射線測量結(jié)果以及骨痂的客觀質(zhì)量評價進(jìn)行比較（圖1~3）。將2種方法測量的骨痂長度和寬度進(jìn)行比較，顯示超聲與X射線的結(jié)果比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見表2。

表1 患者的基本信息 例（%）

圖1 骨痂長與寬的測量

圖2 骨折縫隙寬度的測量（11歲，男）

圖3 骨裂角的測量（6歲，女）

表2 超聲波與X射線對骨痂測量的比較 （±s）

表2 超聲波與X射線對骨痂測量的比較 （±s）

注：AP，anterior-posterior，前后位；L：lateral，側(cè)位

檢測方法 骨痂長度APⅠ/cm骨痂寬度APⅠ/cm骨痂長度APⅡ/cm骨痂寬度APⅡ/cm骨痂長度LⅠ/cm骨痂寬度LⅠ/cm骨痂長度LⅡ/cm骨痂寬度LⅡ/cm骨裂角AP骨裂角L骨折縫隙寬/cm X射線超聲波t值P值1.54±1.21 0.16±0.11 0.75±1.33 0.08±0.11 1.45±1.14 0.16±0.12 0.35±0.84 0.04±0.10 2.75±6.14 3.86±6.80 0.09±0.10 1.60±1.23 0.14±0.10 0.70±1.18 0.06±0.10 1.40±1.05 0.15±0.10 0.35±0.82 0.03±0.07 2.74±6.11 3.74±6.57 0.09±0.11 0.26 1.01 0.21 1.01 0.24 0.45 0.00 0.61 0.01 0.10 0.00 0.80 0.32 0.83 0.32 0.81 0.63 1.00 0.54 0.99 0.93 1.00

2.3 骨痂的血管及RI情況

測量骨膜反應(yīng)的血管水平并與相應(yīng)健側(cè)肢體的骨膜相比，評估每3平方米內(nèi)的血管數(shù)量和血管大小。結(jié)果表明，骨重塑區(qū)域出現(xiàn)強(qiáng)烈的充血，間接地反映骨折的愈合階段（見圖4）。

圖4 每3 cm2內(nèi)直徑<1 mm的血管數(shù)量

圖5 RI與骨愈合的客觀評價比較

測量骨痂區(qū)域的RI并與主觀放射學(xué)評估的骨愈合質(zhì)量進(jìn)行比較。將患者的骨愈合質(zhì)量分為脆弱、良好與完全愈合3個級別?；谶@種比較，筆者發(fā)現(xiàn)，脆弱骨痂的RI較平均值低0.2。骨愈合越好，患者的RI越高。RI可用于骨愈合的客觀定性評價（見圖 5）。

3 討論

超聲檢查對運(yùn)動系統(tǒng)的實(shí)用性首次在肌肉骨骼損傷的診斷中被證實(shí)。SMEETS等人在1990年發(fā)表了超聲在肋骨骨折評價中應(yīng)用的首個報(bào)告，提示新的成像技術(shù)可能取代損害性的放射檢查。不久之后，眾多的研究證明，超聲是比標(biāo)準(zhǔn)X射線診斷肋骨骨折更有效的技術(shù)[6-7]。

1995年RATHFELDER和PAAR首次系統(tǒng)性研究了超聲波在兒童骨折診斷中應(yīng)用的良好效果。在該項(xiàng)研究中，53.3%的受檢查兒童可用超聲波來替換X射線檢查。盡管如此，超聲在骨評價中的應(yīng)用仍存在許多爭議。超聲波只能顯示骨的外表面，而不能顯示骨小梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)[8]。此外，不是骨的每一個區(qū)域都可以使用超聲波進(jìn)行檢查。盡管存在這些缺點(diǎn)，超聲與X射線對于胸骨和長骨骨折的診斷以及兒童骨折的評價中仍然具有很高的相關(guān)性[9]。與此同時，科學(xué)家開始研究超聲波對骨折后骨愈合過程的評價。研究發(fā)現(xiàn)超聲波與X射線對骨膜反應(yīng)的評估具有很高的相關(guān)性[10]。超聲波在骨愈合早期骨痂的成像方面具有更好的效應(yīng)。此外，彩色或能量多普勒的使用使得對骨膜反應(yīng)血管化程度的評估成為可能[11]。研究發(fā)現(xiàn)，RI和血管密度在骨折后愈合的最初階段達(dá)到最高，并從骨折后3～4周逐漸減少[12-13]。分析結(jié)果顯示超聲診斷對評估骨痂血管化，預(yù)測愈合情況具有很高的應(yīng)用價值[14]。另一種評價骨膜反應(yīng)的方法是通過超聲波分析骨痂礦物成分的變化，并將它與健康的骨骼進(jìn)行比較。該方法涉及使用傳感器評價骨痂反射波速度的變化[15]。

本研究證明超聲檢查對評估骨愈合具有很高的有效性。無輻射檢測實(shí)現(xiàn)了肌肉血管的可視化，為基于血管化的骨痂評價提供了基礎(chǔ)。另外，超聲檢測具有無痛、耐受性良好、容易執(zhí)行等優(yōu)點(diǎn)。而超聲檢測的局限性是不能透過石膏，只能在去除石膏后實(shí)行。

綜上所述，本次研究初步表明，超聲波在兒童骨折后骨痂形成的評價方面具有很好的效用，在該方面超聲波具有可以替代X射線的可能性。超聲波具有比以前預(yù)想更廣的應(yīng)用范圍。而利用超聲波技術(shù)評價長骨骨折后骨痂形成方面需要更多的實(shí)踐和研究?？梢钥隙ǖ氖?，超聲波可以減少電離輻射，替代X射線對骨痂形成進(jìn)行定性評估。需要進(jìn)一步研究關(guān)于超聲波對于兒童骨愈合過程的評價。

[1]SAKUDA K,SANADA S,TANAKA R,et al.Functional shoulder radiography with use of a dynamic flat panel detector[J].Radiol Phys Technol,2014,7(2):254-261.

[2]BOUTIS K,GROOTENDORST P,WILLAN A,et al.Effect of the low risk ankle rule on the frequency of radiography in children with ankle injuries[J].CMAJ,2013,185(15):E731-738.

[3]WONG L C,CHIU W K,RUSS M,et al.Review of techniques for monitoring the healing fracture of bones for implementation in an internally fixated pelvis[J].Med Eng Physics,2012,34(2):140-152.

[4]ZHANG Y,CHEN Y,HUANG H,et al.Diagnostic radiography exposure increases the risk for thyroid microcarcinoma:a population-based case-control study[J].Eur J Cancer Prev,2015,24(5):439-446.

[5]古興宇,謝均,黃自強(qiáng),等.超聲檢查對兒童骨折的診斷價值[J].臨床超聲醫(yī)學(xué)雜志,2016,18(10):713-714.

[6]DEMERS G,MIGLIORE S,BENNETT D R,et al.Ultrasound evaluation of cranial and long bone fractures in a cadaver model[J].Mil Med,2012,177(7):836-839.

[7]夏韶襁,劉世清,周炎,等.低頻脈沖超聲波促進(jìn)肱骨干骨折愈合的臨床對照研究[J].臨床外科雜志,2015,23(10):779-782.

[8]LIU Y,WEI X,KUANG Y,et al.Ultrasound treatment for accelerating fracture healing of the distal radius[J].A control study.Acta Cir Bras,2014,29(11):765-770.

[9]BOLANDPARVAZ S,MOHARAMZADEH P,JAMALI K,et al.Comparing diagnostic accuracy of beside ultrasound and radiography for bone fracture screening in multiple trauma patients at the ED[J].Am J Emerg Med,2013,31(11):1583-1585.

[10]王昌俊,鄭欣,邱旭升,等.影響骨折愈合的生物物理學(xué)因素研究進(jìn)展[J].中國矯形外科雜志,2014,22(10):898-901.

[11]胡定祥,林達(dá)強(qiáng),唐天生,等.骨折患者術(shù)前凝血及纖溶功能對術(shù)后血栓栓塞癥的風(fēng)險預(yù)測[J].醫(yī)學(xué)研究雜志,2015,44(7):162-164.

[12]MESSINA A,FRASSANITO L,COLOMBO D,et al.Hemodynamic changes associated with spinal and general anesthesia for hipfracture surgery in severe ASA III elderly population:a pilot trial[J].Minerva Anestesiol,2013,79(9):1021-1029.

[13]GARCIA L,JAFF M R,METZGER C,et al.Wire-interwoven nitinol stent outcome in the superficial femoral and proximal popliteal arteries:twelve-month results of the SUPERB trial[J].Circ Cardiovasc Interv,2015,8(5):e000937.

[14]梁強(qiáng),張鍇.牽拉成骨過程中并發(fā)癥及截骨端骨痂血運(yùn)情況:多普勒超聲檢測可行[J].中國組織工程研究,2015,19(20):3226-3230.

[15]GAN T Y,KUAH D E,GRAHAM K S,et al.Low-intensity pulsed ultrasound in lower limb bone stress injuries:a randomized controlled trial[J].Clin J Sport Med,2014,24(6):457-460.

（張蕾 編輯）

Clinical application of new evaluation method to callus formation after treatment of long bone fractures in children

Zhang-wen Ma,Hong-ying Tian,Li-bang Bai,Rong Liu
(Department of Trauma Repair Surgery,the Affiliated Hospital of Yan'an University,Yan'an,Shaanxi 716000,China)

Objective To analyze the correlation of ultrasound and radiographs with imaging of callus formation after fractures of long bones in children and to analyze the correlation of vascular resistance index(RI)and the degree of callus vascularization with a subjective radiological assessment of the bone union quality.Methods The prospective study was planned to qualify 50 children treated for long bones fractures of the arms,forearms,thighs or lower legs.The participants included 31 boys and 19 girls,whose average age at injury was 11 and 9 years respectively.Totally 56 fractured bones and 56 corresponding contralateral healthy bones were examined.Ultrasound diagnosis was carried out using a Philips iU22 camera equipped with a linear probe with 17-5-MHz resolution and MSK Superficial program.During ultrasound examination the callus was measured.Using the Power Doppler callus vascularity was visualized and RI was measured.The same measurements were made within the corresponding area of the healthy limb.The results obtained by ultrasound were compared with radiograph measurements and with the subjective assessment of the callus quality.Results Preliminary results were developed on a group of 50 patients.In both groups the fractures without displacement were the most frequent fractures.A similar frequency was observed in the fractures requiring reduction and subperiosteal fractures.In contrast,the fractures with a slight displacement of the fragments occurred 3 times more often in girls.Statistical analysis showed there was no statistical difference in the length or width of the callus measured by ultrasound and by X-rays.Moreover,preliminary results showed the degree of vascularization of the callus was significantly higher than that of the healthy periosteum.Conclusions Preliminary results indicate the high efficacy of ultrasonography in the evaluation of callus formation after fractures of long bones in children and the possibility of its alternative to X-ray examination.

child care;fracture;radiography;ultrasonography

R683

A

10.3969/j.issn.1005-8982.2017.25.015

1005-8982（2017）25-0074-05

2016-10-13