體外震波（extracorporeal shock wave，ESW）又稱體外沖擊波，作為一種非侵入性、安全有效的非手術治療手段，從上世紀末開始應用到股骨頭壞死（osteonecrosis of femoral head，ONFH）治療中。在此技術被越來越廣泛應用的同時，仍存在很多誤區和挑戰。建議使用聚焦式、高能量 ESW 治療 ONFH，而非低能量發散式壓力波；對不同類型的 ONFH 制定個體化科學的治療方案；建議對 ESW 治療 ONFH 進行多中心聯合研究，共同探索其未知領域，并提供高水平的臨床循證醫學研究證據。
引用本文： 孫偉, 李子榮. 體外震波治療股骨頭壞死：誤區與挑戰. 中國修復重建外科雜志, 2019, 33(6): 659-661. doi: 10.7507/1002-1892.201905059 復制
體外震波（extracorporeal shock wave，ESW）又稱體外沖擊波，是一種有效的力學能量刺激，經過介質傳播，發揮空化作用、拉伸力以及剪切力，達到對組織細胞的無損傷刺激，激活組織細胞的修復機制。按照 ESW 作用原理分為聚焦式震波（focused ESW，F-ESW）和發散式壓力波（radial pressure waves，RPW）；按照不同的震波源分為液電式、電磁式、壓電式和氣壓彈道式震波[1]。大量研究表明[2]，ESW 可促進成骨細胞的成骨作用，進而臨床中開始將其應用于股骨頭壞死（osteonecrosis of femoral head，ONFH）的治療。
ONFH 是慢性進展性致殘性疾病，發病誘因包括髖部外傷、使用類固醇激素、酗酒、凝血功能障礙以及遺傳多態性等。目前對 ONFH 的保髖治療仍存在較大爭議，主要分為保守治療和外科手術兩大類。外科手術包括髓芯減壓、帶血管或不帶血管蒂植骨、肌蒂移植術、旋轉截骨術等；保守治療包括藥物治療、ESW 療法等。目前，從循證醫學角度評價尚無一種藥物對 ONFH 具有確切療效[3]，如雙膦酸鹽、抗凝血劑、他汀類藥物等。ESW 作為一種非手術治療的主要方式，從上世紀末開始應用到 ONFH 治療中，目前仍存在很多誤區和挑戰。
1 ESW 治療 ONFH 的機制
ESW 治療 ONFH 的可能機制：① ESW 穿過流體和軟組織，在股骨頭內產生極高的速度和壓力，一般發生在一個阻抗變化部位，如骨與軟組織界面或壞死區與正常組織之間的硬化帶等，造成這些區域機械性破壞，從而繼發修復，達到“不破不立”的效果。② ESW 可以在正常骨與壞死組織不同界面發生反射或能量沉積，這種能量沉積可能產生股骨頭內生化和分子水平的瀑布鏈式反應分子，促進血管化和成骨化，如上調 BMP、VEGF、血管血友病因子、增殖細胞核抗原，下調血管細胞黏附分子和癌蛋白抗原 1 等，從而促進組織再生和修復。③ ESW 可以募集干細胞并促進其分化，這是促進并造成成骨和血管生成的原因。ESW 可通過細胞因子釋放、干細胞激活、血管生成等激活骨壞死組織細胞的修復和自愈機制[2]。
2 ESW 治療 ONFH 的常見誤區
2.1 治療方式選擇聚焦式還是發散式
除個別個案報道使用發散式 ESW 治療 ONFH 外，目前多數文獻證實臨床使用聚焦式 ESW 對 ONFH 治療有效。2015 年發表的一篇關于發散式壓力波治療原理的文獻中分析[4]，盡管發散式壓力波也能產生空化作用等，但每深入組織 1 cm，其強度等衰減 50% 以上，因此對股骨頭這種深部骨組織，其作用強度難以達到治療作用。臨床使用中，部分患者反映使用發散式壓力波也可起到緩解疼痛、改善功能的效果，但多認為其主要是對周圍軟組織，尤其是關節囊周圍的炎癥有緩解作用，屬于治標而非治本。
2.2 ESW 選擇高能量還是低能量
根據既往文獻及中日友好醫院的治療經驗[5-6]，必須給予充分的治療總能量，才能達到促進 ONFH 修復的效果。這就要求治療使用高能量，即能流密度>0.3 mJ/mm2，總沖擊次數超過 8 000～10 000 次的治療方案，才能達到治療目的。關于 ESW 的能量治療效果，國際上已逐漸形成共識，應用聚焦式和高能量 ESW 治療骨性結構改變的疾病，如骨不連、ONFH 等，療效更佳。這已經寫入專家建議、共識或指南[7]。
2.3 ESW 是否可以治療所有類型 ONFH
盡管有文獻表明，在早期 ONFH 的治療上，ESW 優于髓芯減壓和帶血管蒂的腓骨移植[8]。但目前仍無一種方法能治愈所有類型、分期的 ONFH。對一些進展至圍塌陷期的 ONFH，尤其是中日友好醫院分型 L3 型、國際骨壞死與骨循環學會（ARCO）分期Ⅲ期以上的患者，往往需要聯合手術干預，否則很難阻止塌陷的發生。應用 ESW 可以作為雞尾酒療法的一部分，對緩解患者疼痛，加速骨修復具有促進作用。
2.4 ESW 是否安全
既往文獻和北京中日友好醫院沖擊波醫學中心兩千余髖的臨床經驗表明，ESW 是一種安全、有效且無創的治療方式，在 ONFH 治療中優勢顯著。ESW 治療的常見并發癥僅為治療局部的淤血、瘀斑等微小癥狀。但一篇關于 ESW 治療心臟疾病的文章中提出[9]，ESW 治療仍有潛在風險，如治療部位的血管神經損傷，尤其對于局部出現大血管鈣化的老年患者更應警惕。ESW 操作者應熟悉髖關節解剖，避免發生副損傷。我們在治療中出現過患者對疼痛敏感以致虛脫甚至需要搶救的個案，還有在治療過程中墜床的事件發生，同行應引以為鑒。
3 ESW 治療 ONFH 的挑戰
關于 ESW 治療 ONFH 的最早報道出現在上世紀末，至今僅 20 年時間。盡管國內外研究機構投入大量人力物力，對 ESW 修復 ONFH 的作用機制開展相關研究，但由于作用機制復雜，ESW 如何通過機械力-電生化-生物效應機制，經過信號傳導通路啟動細胞核反應，啟動在細胞、分子生物水平的生物學效應，仍未明確；ESW 可直接抑制神經末梢細胞而緩解疼痛，或通過改變傷害感受器對疼痛刺激的接受頻率及周圍化學介質的組成，抑制疼痛信息的傳導，這些機制的研究仍處在瓶頸期，需要對 ESW 進行持續系統的研究，包括體內外實驗、動物模型、細胞分子學水平等相關研究。
在臨床研究和應用方面，ESW 缺乏多中心、雙盲設計、大樣本量、長時間隨訪的臨床研究；尚無科學統一的治療規范，包括如何規范確定電壓、焦點的大小、頻率、能流密度、脈沖數等。盡管國際醫用沖擊波學會（ISMST）和國內出版的指南將 ESW 治療 ONFH 列為適應證[7]，但美國食品藥物監督管理局（FDA）至今仍以缺乏循證醫學證據為由未批準其應用[10]。
這些都對我們提出了更高的要求和挑戰，需要統籌協調、合作開展臨床注冊的高水平、多中心、隨機雙盲對照試驗研究，為 ESW 治療 ONFH 提供充足的臨床循證醫學證據，探索建立科學規范診療規程。
總之，ESW 作為骨科領域新興的治療方法，作用于局部組織后導致細胞因子釋放、干細胞激活、血管生成等，從而激活 ONFH 的自愈機制，對 ONFH，尤其是早期 ONFH 療效明顯，具有非侵入性、安全、有效等優點。但在此技術被越來越廣泛應用的同時，同道們應保持科學嚴謹的態度，針對每個患者的需求、年齡、分期分型、病理類型、修復情況，制定科學的個體化治療方案，使用高能量、聚焦式 ESW 來達到治療效果和目的。國內相關研究和應用單位應避免單兵作戰，攜手合作實施多中心聯合研究，共同探索 ESW 治療 ONFH 的未知領域，并提供高水平的臨床循證醫學研究證據。
體外震波（extracorporeal shock wave，ESW）又稱體外沖擊波，是一種有效的力學能量刺激，經過介質傳播，發揮空化作用、拉伸力以及剪切力，達到對組織細胞的無損傷刺激，激活組織細胞的修復機制。按照 ESW 作用原理分為聚焦式震波（focused ESW，F-ESW）和發散式壓力波（radial pressure waves，RPW）；按照不同的震波源分為液電式、電磁式、壓電式和氣壓彈道式震波[1]。大量研究表明[2]，ESW 可促進成骨細胞的成骨作用，進而臨床中開始將其應用于股骨頭壞死（osteonecrosis of femoral head，ONFH）的治療。
ONFH 是慢性進展性致殘性疾病，發病誘因包括髖部外傷、使用類固醇激素、酗酒、凝血功能障礙以及遺傳多態性等。目前對 ONFH 的保髖治療仍存在較大爭議，主要分為保守治療和外科手術兩大類。外科手術包括髓芯減壓、帶血管或不帶血管蒂植骨、肌蒂移植術、旋轉截骨術等；保守治療包括藥物治療、ESW 療法等。目前，從循證醫學角度評價尚無一種藥物對 ONFH 具有確切療效[3]，如雙膦酸鹽、抗凝血劑、他汀類藥物等。ESW 作為一種非手術治療的主要方式，從上世紀末開始應用到 ONFH 治療中，目前仍存在很多誤區和挑戰。
1 ESW 治療 ONFH 的機制
ESW 治療 ONFH 的可能機制：① ESW 穿過流體和軟組織，在股骨頭內產生極高的速度和壓力，一般發生在一個阻抗變化部位，如骨與軟組織界面或壞死區與正常組織之間的硬化帶等，造成這些區域機械性破壞，從而繼發修復，達到“不破不立”的效果。② ESW 可以在正常骨與壞死組織不同界面發生反射或能量沉積，這種能量沉積可能產生股骨頭內生化和分子水平的瀑布鏈式反應分子，促進血管化和成骨化，如上調 BMP、VEGF、血管血友病因子、增殖細胞核抗原，下調血管細胞黏附分子和癌蛋白抗原 1 等，從而促進組織再生和修復。③ ESW 可以募集干細胞并促進其分化，這是促進并造成成骨和血管生成的原因。ESW 可通過細胞因子釋放、干細胞激活、血管生成等激活骨壞死組織細胞的修復和自愈機制[2]。
2 ESW 治療 ONFH 的常見誤區
2.1 治療方式選擇聚焦式還是發散式
除個別個案報道使用發散式 ESW 治療 ONFH 外，目前多數文獻證實臨床使用聚焦式 ESW 對 ONFH 治療有效。2015 年發表的一篇關于發散式壓力波治療原理的文獻中分析[4]，盡管發散式壓力波也能產生空化作用等，但每深入組織 1 cm，其強度等衰減 50% 以上，因此對股骨頭這種深部骨組織，其作用強度難以達到治療作用。臨床使用中，部分患者反映使用發散式壓力波也可起到緩解疼痛、改善功能的效果，但多認為其主要是對周圍軟組織，尤其是關節囊周圍的炎癥有緩解作用，屬于治標而非治本。
2.2 ESW 選擇高能量還是低能量
根據既往文獻及中日友好醫院的治療經驗[5-6]，必須給予充分的治療總能量，才能達到促進 ONFH 修復的效果。這就要求治療使用高能量，即能流密度>0.3 mJ/mm2，總沖擊次數超過 8 000～10 000 次的治療方案，才能達到治療目的。關于 ESW 的能量治療效果，國際上已逐漸形成共識，應用聚焦式和高能量 ESW 治療骨性結構改變的疾病，如骨不連、ONFH 等，療效更佳。這已經寫入專家建議、共識或指南[7]。
2.3 ESW 是否可以治療所有類型 ONFH
盡管有文獻表明，在早期 ONFH 的治療上，ESW 優于髓芯減壓和帶血管蒂的腓骨移植[8]。但目前仍無一種方法能治愈所有類型、分期的 ONFH。對一些進展至圍塌陷期的 ONFH，尤其是中日友好醫院分型 L3 型、國際骨壞死與骨循環學會（ARCO）分期Ⅲ期以上的患者，往往需要聯合手術干預，否則很難阻止塌陷的發生。應用 ESW 可以作為雞尾酒療法的一部分，對緩解患者疼痛，加速骨修復具有促進作用。
2.4 ESW 是否安全
既往文獻和北京中日友好醫院沖擊波醫學中心兩千余髖的臨床經驗表明，ESW 是一種安全、有效且無創的治療方式，在 ONFH 治療中優勢顯著。ESW 治療的常見并發癥僅為治療局部的淤血、瘀斑等微小癥狀。但一篇關于 ESW 治療心臟疾病的文章中提出[9]，ESW 治療仍有潛在風險，如治療部位的血管神經損傷，尤其對于局部出現大血管鈣化的老年患者更應警惕。ESW 操作者應熟悉髖關節解剖，避免發生副損傷。我們在治療中出現過患者對疼痛敏感以致虛脫甚至需要搶救的個案，還有在治療過程中墜床的事件發生，同行應引以為鑒。
3 ESW 治療 ONFH 的挑戰
關于 ESW 治療 ONFH 的最早報道出現在上世紀末，至今僅 20 年時間。盡管國內外研究機構投入大量人力物力，對 ESW 修復 ONFH 的作用機制開展相關研究，但由于作用機制復雜，ESW 如何通過機械力-電生化-生物效應機制，經過信號傳導通路啟動細胞核反應，啟動在細胞、分子生物水平的生物學效應，仍未明確；ESW 可直接抑制神經末梢細胞而緩解疼痛，或通過改變傷害感受器對疼痛刺激的接受頻率及周圍化學介質的組成，抑制疼痛信息的傳導，這些機制的研究仍處在瓶頸期，需要對 ESW 進行持續系統的研究，包括體內外實驗、動物模型、細胞分子學水平等相關研究。
在臨床研究和應用方面，ESW 缺乏多中心、雙盲設計、大樣本量、長時間隨訪的臨床研究；尚無科學統一的治療規范，包括如何規范確定電壓、焦點的大小、頻率、能流密度、脈沖數等。盡管國際醫用沖擊波學會（ISMST）和國內出版的指南將 ESW 治療 ONFH 列為適應證[7]，但美國食品藥物監督管理局（FDA）至今仍以缺乏循證醫學證據為由未批準其應用[10]。
這些都對我們提出了更高的要求和挑戰，需要統籌協調、合作開展臨床注冊的高水平、多中心、隨機雙盲對照試驗研究，為 ESW 治療 ONFH 提供充足的臨床循證醫學證據，探索建立科學規范診療規程。
總之，ESW 作為骨科領域新興的治療方法，作用于局部組織后導致細胞因子釋放、干細胞激活、血管生成等，從而激活 ONFH 的自愈機制，對 ONFH，尤其是早期 ONFH 療效明顯，具有非侵入性、安全、有效等優點。但在此技術被越來越廣泛應用的同時，同道們應保持科學嚴謹的態度，針對每個患者的需求、年齡、分期分型、病理類型、修復情況，制定科學的個體化治療方案，使用高能量、聚焦式 ESW 來達到治療效果和目的。國內相關研究和應用單位應避免單兵作戰，攜手合作實施多中心聯合研究，共同探索 ESW 治療 ONFH 的未知領域，并提供高水平的臨床循證醫學研究證據。