运动、药物联合物理因子治疗对脊髓损伤后骨质疏松症疗效的观察

王鑫 白倩 王斌 王虹 牟翔 袁华 王冰水 赵晨光

·论著·

运动、药物联合物理因子治疗对脊髓损伤后骨质疏松症疗效的观察

王鑫 白倩 王斌 王虹 牟翔 袁华 王冰水 赵晨光

目的 观察运动和药物联合物理因子治疗对脊髓损伤后骨质疏松症疗效的影响。方法 收集住院康复治疗的脊髓损伤患者30例，其中男性25例，女性5例，患者平均年龄(43.20±16.33)岁。采用随机数字表法分为对照组15例，实验组15例。对照组采用双下肢被动活动或助力运动等运动治疗，每周连续治疗5 d，休息2 d，共治疗24周，并口服钙尔奇D片600 mg，1次/d；骨化三醇0.25 μg，2次/d；阿仑膦酸钠70 mg，1次/周，共治疗24周。实验组在上述治疗的同时给予低频脉冲电磁场治疗，强度4 mT、频率20 Hz、40 min/d，每周连续治疗5 d，休息2 d，共治疗24周。治疗前和治疗24周后，分别测定两组患者腰椎L1～4、股骨颈、粗隆区和Ward's三角区骨密度值(BMD)，以及血清骨钙素(BGP)的含量。结果 与对照组相比，实验组经联合治疗24周后，腰椎L1～4、股骨颈、粗隆区、Ward's三角区骨密度值和血清骨钙素值均明显升高(P＜0.05)，差异均有统计学意义。结论 运动治疗和药物治疗联合物理因子治疗可有效提高骨密度，改善骨代谢，对治疗和缓解脊髓损伤后骨质疏松症的疗效具有积极影响。

脊髓损伤；骨质疏松症；联合；低频脉冲电磁场

骨质疏松症(osteoporosis，OP)是多种因素导致的全身性骨骼疾病，它以骨量减少和骨小梁结构破坏为特征。脊髓损伤(spinal cord injury，SCI)的患者由于长期卧床、制动，发生骨质疏松的风险大大提高，继发性、失用性骨质疏松症作为脊髓损伤后的常见并发症，由于其易发生病理性骨折，严重阻碍了患者的康复进度。目前针对脊髓损伤后骨质疏松症，临床上主要依靠运动疗法和药物来预防和治疗，常规的运动疗法能够模拟和改善截瘫平面以下肢体的压应力，通过提升应力刺激来促进骨质合成；药物疗法也是常用的治疗手段，其中以阿仑膦酸钠为代表的双磷酸盐类抗骨吸收药物应用较为广泛；低频脉冲电磁场(pulsed electromagnetic fields，PEMFs)作为一种物理因子治疗手段，因其能够显著刺激成骨细胞增殖的生物效应而被应用于临床，有研究证实，PEMFs具有促进骨形成、骨重建，提高骨密度的作用[1-7]。本研究通过将药物疗法、运动疗法和物理因子疗法三种治疗方式联合应用于脊髓损伤后骨质疏松症的治疗，旨在观察此种联合治疗方案是否会对患者骨密度和骨代谢的改变存在叠加效应，探讨三种治疗方式联合治疗对脊髓损伤后骨质疏松症疗效的影响。

作者单位：710600 中国人民解放军临潼疗养院(王鑫，王斌)；710005 中国人民解放军第518医院(白倩)；710038 第四军医大学西京医院康复理疗科(王虹，牟翔，袁华，王冰水，赵晨光)

1 材料和方法

1.1 临床资料 收集2013-06—2016-06在第四军医大学附属西京医院康复理疗科住院治疗的脊髓损伤患者30例，其中男性25例，女性5例，患者损伤平面在T8～L1之间，按照ASIA标准分级：A级9例、B级13例、C级8例，平均年龄(43.20±16.33)岁，平均患病时间(18.67±9.42)个月。纳入标准：经脊柱外科手术后的脊髓损伤转入康复的患者，诊断明确；存在截瘫、四肢瘫或损伤平面以下运动功能障碍；骨密度(BMD)检查T值低于同性别正常对照组骨密度2.5个标准差 (T≤－2.5 SD)。排除标准：患有甲状旁腺功能亢进、骨肿瘤等可引起骨质疏松症的相关疾病；治疗前3个月曾接受过抗骨质疏松症药物治疗；治疗前3个月曾接受过大量激素和其他影响骨代谢药物治疗；不适合做脉冲磁场治疗的患者。

1.2 主要仪器与药物 阿仑膦酸钠(福善美)，70 mg/片(杭州默沙东制药厂)；钙尔奇D片，600 mg/片(美国惠氏-百宫制药有限公司)；骨化三醇胶丸(罗盖全)，0.25 μg/粒(上海罗氏制药有限公司)；XT2000B骨质疏松治疗仪(天津希统电子设备有限公司)；双能X线骨密度测量仪(法国DMS公司)。

1.3 治疗方法 采用随机数字表法将30例患者分为两组，对照组15例(女性2例)，实验组15例(女性3例)。对照组采用运动治疗和药物治疗，行双下肢被动活动或助力运动等，40 min/d，每周连续治疗5d、休息2d，共治疗24周；口服钙而奇D片600mg、1次/d，骨化三醇0.25 μg、2次/d，阿仑膦酸钠70 mg、1次/周，共治疗24周。实验组在上述运动治疗的基础上，采用XT 2000B骨质疏松治疗仪行低频脉冲电磁场治疗，磁感应强度4 mT，脉冲频率20 Hz，扫描方式自动设定，40 min/d，每周连续治疗5 d，休息2 d，共治疗24周。

1.4 观察指标

1.4.1 骨密度值测定 在治疗前和治疗第24周后，采用双能X线骨密度测量仪测定两组患者腰椎L1～4、股骨颈、粗隆区和Ward's三角区骨密度值。

1.4.2 骨代谢指标测定 在治疗前和治疗第24周后，静脉抽血测定两组患者血清骨钙素(BGP)的含量。

2 结果

2.1 两组患者治疗前后骨密度比较(表1) 骨密度值测定结果显示：治疗前，对照组与实验组骨密度值差异无统计学意义。对照组采用运动治疗和药物治疗后，腰椎L1～4、粗隆区和Ward's三角区骨密度值较治疗前提高(P＜0.05)，差异有统计学意义，股骨颈骨密度值较治疗前提高不明显(P＞0.05)，差异无统计学意义。实验组采用联合PEMFs治疗后，腰椎L1～4、股骨颈、粗隆区和Ward's三角区骨密度值较治疗前均显著提高(P＜0.05)，差异有统计学意义。与对照组治疗后骨密度值相比，实验组联合PEMFs治疗24周后，腰椎L1～4、股骨颈、粗隆区和Ward's三角区骨密度值均有明显提高 (P＜0.05)，差异均具有统计学意义。

2.2 两组患者治疗前后血清骨钙素比较(表2)骨代谢指标测定结果显示：治疗前，对照组与实验组血清骨钙素值差异无统计学意义。对照组采用运动治疗和药物治疗后，血清骨钙素值较治疗前提高不明显(P＞0.05)，差异无统计学意义。实验组采用联合PEMFs治疗后，血清骨钙素值较治疗前显著提高(P＜0.05)，差异有统计学意义。与对照组治疗后血清骨钙素值相比，实验组联合PEMFs治疗24周后，血清骨钙素值明显升高 (P＜0.05)，差异均有统计学意义。

表1两组患者治疗前后骨密度比较(±s) 单位：g/c m2

表1两组患者治疗前后骨密度比较(±s) 单位：g/c m2

组别 腰椎L1～4 股骨颈 粗隆区 Ward's三角区治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后对照组 0.704±0.067 0.725±0.054 0.644±0.039 0.651±0.031 0.541±0.034 0.558±0.027 0.462±0.036 0.476±0.029实验组 0.703±0.050 0.791±0.044 0.645±0.040 0.680±0.031 0.541±0.037 0.589±0.023 0.459±0.032 0.503±0.027 t值 0.052 －3.323 －0.117 －2.684 0.016 －3.397 0.210 －2.170 P值 ＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＜0.05

表2 两组患者治疗前后血清骨钙素比较(±s)单位：μg/L

表2 两组患者治疗前后血清骨钙素比较(±s)单位：μg/L

组别 治疗前 治疗后对照组 4.45±1.32 5.07±1.10实验组 4.47±1.17 6.11±1.22 t值 －0.059 －2.279 P值 ＞0.05 ＜0.05

3 讨论

脊髓损伤是一种严重致残性伤害，因脊髓结构、功能损害导致损伤平面以下脊髓段支配的感觉、运动、自主神经功能障碍及多种并发症的发生。脊髓损伤后骨质疏松症作为脊髓损伤后的严重并发症，是一种失用性骨质疏松，不仅给患者家庭带来了巨大的经济负担，还严重阻碍了患者的康复进度。研究发现，41位脊髓损伤患者中有61%的人满足WHO关于骨质疏松症的诊断标准[8]，动物研究显示，脊髓损伤对松质骨的影响远大于雌激素丢失，在脊髓损伤发生后1周即可见骨代谢指标异常[9]，2周后可见松质骨骨小梁断裂、数目减少、间隙增宽、排列紊乱[10]，6～24周股骨颈的骨密度和骨结构改变，生物力学性能开始显著降低[11-12]，骨折危险性增加。究其原因可能为：截瘫平面以下肢体的感觉、肌力和运动功能丧失，导致骨的神经支配和血液供应降低，同时由于患者长期卧床导致骨骼负重缺乏及肌肉收缩减少，截瘫平面以下肢体和椎体所受的拉伸力、压缩力、扭转力、剪切力、冲击韧性和蠕变量大幅下降或丧失[13-15]，致使骨质吸收超过骨质形成，表现为骨量减少、骨密度下降、骨强度减弱；且随着制动时间的延长，骨质含量持续减少、骨的整体生物力学性能持续减弱，骨骼转换呈现高转换率状态[16-17]，表现出骨吸收增强，骨小梁稀疏、纤细并出现断裂，小梁间吻合减少，破骨细胞数量增多，成骨细胞数量和骨胶原含量下降；另外，脊髓损伤后内分泌因素可能与神经损伤互相作用，共同引起局部血流动力学的改变，导致骨质疏松的发生，但确切的机制仍不清楚[18-21]。

骨密度作为诊断骨质疏松症的“金标准”，是骨质量的一个重要标志，直接反映了骨质疏松的程度和骨折风险；血清骨钙素作为检测骨代谢的重要指标，在调节骨代谢中起重要作用，其水平能反映骨细胞、成骨细胞和破骨细胞的活性及骨基质、骨矿物质的代谢变化，对动态了解机体内骨形成和骨吸收的状况具有重要价值。

目前针对骨质疏松症的治疗手段较多，各种治疗方法的应用也比较广泛，但针对脊髓损伤后骨质疏松症的治疗则还主要集中于药物和运动治疗。药物疗法中，钙尔奇D是常见的钙剂和维生素D药物，其作为治疗骨质疏松症最基本的药物，能刺激骨生长因子的产生，是抑制骨吸收，稳定骨密度，促进骨骼生长和激活成骨细胞所必需的[22-23]；骨化三醇，化学名1，25－(OH)2D3，可促进肠道钙吸收，提高血钙浓度，使钙在骨中沉积，还可抑制甲状旁腺激素的合成和分泌，从而抑制骨吸收，促进骨形成；双磷酸盐作为一线重要的防治骨质疏松症的药物，其主要作用于破骨细胞，降低破骨细胞活性，抑制新生破骨细胞形成和破骨细胞介导的骨吸收，降低骨转换，有效增加骨密度[24-25]。有研究发现显示，单用钙尔奇D对患者骨密度影响不大，而阿仑膦酸钠联合钙制剂能增加患者骨密度，且能显著减少肢体长期制动期间的骨质吸收[26-27]。关于运动疗法的研究表明，被动肢体活动和一定强度范围内的力量训练，作为失用性骨质疏松症的辅助治疗手段，使成骨细胞在运动或机械负荷的力学刺激下，增殖分化能力提高，能有效抑制去神经后的骨形成减少和骨吸收增加[28-31]，促进钙的吸收和新骨形成，提高骨骼骨密度[32-33]，从而减少骨生物力学性能的下降。PEMFs作为一种物理因子疗法，因其能够通过外部仿生的生物物理刺激，促进成骨细胞增殖，激活骨骼的适应性反应，从而直接影响细胞的活性和结构使组织得以修复。多个动物实验和人体研究均证实PEMFs具有迅速缓解骨质疏松症引起的疼痛症状，显著提高骨密度的作用[34-35]。在治疗普通患者骨质疏松症中，PEMFs相对药物治疗具有副作用小、维持时间长、治疗费用低等优点，但其在脊髓损伤后骨质疏松症的治疗中仍应用较少，关于其治疗效果的临床报道也很少。

故本研究通过将药物疗法、运动疗法和物理因子疗法三种治疗方式联合应用于脊髓损伤后骨质疏松症的治疗，观察联合PEMFs的治疗方案是否会对患者骨密度和骨代谢的改变存在叠加效应。本研究发现，实验组采用联合PEMFs治疗后，测定腰椎L1～4、股骨颈、粗隆区和Ward's三角区骨密度值和血清骨钙素值较治疗前均显著提高；与对照组相比，实验组经联合PEMFs治疗后，腰椎L1～4、股骨颈、粗隆区和Ward's三角区骨密度值和血清骨钙素值的增长幅度均高于对照组，提示联合治疗可进一步提高患者骨密度和骨代谢率，这与许多脊髓损伤动物实验和原发性骨质疏松症实验的研究结果基本一致[36-40]。虽然目前联合治疗可提高治疗效果的机制尚不明确，但本研究表明，运动治疗和药物治疗联合物理因子治疗可有效提高骨密度，改善骨代谢，对治疗和缓解脊髓损伤后骨质疏松症疗效的提高具有积极影响。

[1]谢肇，李起鸿.低频脉冲电磁场治疗绝经后骨质疏松的机制[J].中国临床康复，2003，7(9)：1419-1421.

[2]Bassett CA，Valdes MG，Hernandez E.Modification of fracture repair with selected pulsing electromagnetic fields[J].J Bone Joint Surg Am，1982，64(6)：888-895.

[3]Trock DH.Electromagnetic fields and magnets.Investigational treatment for musculoskeletal disorders[J].Rheum Dis Clin Nortth Am，2000，26(1)：51-62.

[4]Mcleod KJ，Rubin CT.The effect of low-frequency electrical fieldson osteogenesis[J].JBoneJointSurgAm，1992，74(6)：920-929.

[5]Jing AP，Huang WZ，Li Y，et al.A clinical study：PEMFS as therapeutic method for osteoporosis[J].Modern Rehabilitation，2001，5(12B)：30-31.

[6]Tabrah FL，ROSS P，Hoffmeier M，et al.Clinical report on longterm bone density after short-term EMF application[J].Bioelectromagnetics，1998，19(2)：75-78.

[7]Garland DE，Adkins RH，Matsuno NN，et al.The effect of pulsed electromagnetic fields on osteoporosis at the knee in individuals with spinal cord injury[J].Journal of Spinal Cord Medicine，1999，22(4)：239-245.

[8]Lauer R，Johnston TE，Smith BT，et al.Bone mineral denty of the hip and knee in children with spinal cord injury[J].Journal of Spinal Cord Medicine，2007，30(Suppl 1)：10-14.

[9]李靖，王全平.脊髓损伤对大鼠骨转换及骨密度的影响[J].中国矫形外科杂志，2001，8(6)：567-569.

[10]凯拉什，李泽兵.豚鼠脊髓损伤模型早期骨代谢指标的改变[J].复旦学报：医学版，2002，29(5)：352-353.

[11]李靖，王全平，黄鲁豫，等.脊髓损伤对大鼠股骨骨密度与生物力学特性的影响[J].中华物理医学与康复杂志，2003，25(9)：524-526.

[12]SugawaraH，LinsenmeyerTA，ParsonsJR.Mechanicalproproperties of bone in a paraplegic rat model[J].Journal of Spinal Cord Medicine，1998，21(4)：302-308.

[13]冯正昕，高明，马洪顺.大鼠脊髓损伤继发骨质疏松生物力学性质实验研究[J].中国生物医学工程学报，2006，25(2)：207-210.

[14]王朝鲁，杨有庚，马洪顺.脊髓损伤继发骨质疏松动物模型骨力学性质实验研究[J].北京生物医学工程，2007，26(1)：81-83.

[15]孙树东，高明，李新颖，等.脊髓损伤继发骨质疏松鼠椎骨的力学变化[J].中国组织工程研究与临床康复，2011，15(20)：3662-3665.

[16]李全义，刘时璋，罗振群，等.脊髓损伤后骨代谢形态改变的髂骨形态计量学研究[J].医学争鸣，2007，28(15)：1421-1424.

[17]李泽兵，凯拉什.脊髓损伤早期骨代谢指标变化的实验研究[J].中国康复医学杂志，2003，18(10)：599-600.

[18]Garland DE，Adkins RH，Kushwaha V，et al.Risk factors for osteoporosis at the knee in the spinal cord injury population.J Spinal Cord Med[J].Journal of Spinal Cord Medicine，2004，27(3)：202-206.

[19]徐基民，纪树荣，张蕴忱，等.脊髓损伤患者骨量丢失的相关危险因素分析[J].中国康复医学杂志，2004，19(2)：105-107.

[20]Chantraine A.Actual concept of osteoporosis in paraplegia[J].Paraplegia，1978，16(16)：51-58.

[21]叶超群.骨质疏松症与瘦素[J].中国康复医学杂志，2004，19(2)：159-160.

[22]Chel VG，Ooms ME，Pavel S，et al.Prevention and treatment of vitamin D deficiency in Dutch psychogeriatric nursing home residents by weekly half-body UVB exposure after showering：a pilot study[J].Age&Ageing，2011，40(2)：211-214.

[23]Aloia JF，Arunabh-Talwar S，Pollack S，et al.The remodeling transient and the calcium economy[J].Osteoporosis International，2008，19(7)：1001-1009.

[24]IshigakiH，Yamamoto Y，Ishida H，etal.Preparation and Functional Analysis of Tumor-Infiltrating Stroma Cells Using Bone Marrow Chimera Mice[J].Microbiology&Immunology，2006，50(8)：655-662.

[25]Kanis JA，Adams J，Borgstr m F，et al.The cost-effectiveness of alendronate in the management of osteoporosis[J].Bone，2008，42(1)：280-285.

[26]Bonnick S，Broy S，Kaiser F，et al.Treatment with aledronate plus calcium，alendronate alone，or calcium alone for postmenopausal low bone mineral density[J].Current Medical Research&Opinion，2007，23(6)：9-42.

[27]Delguste C，Amory H，Doucet M，et al.Pharmacolo gical effects of tiludronate in horses after long-term immobilization[J].Bone，2007，41(3)：414-421.

[28]王建民.神经生长因子、被动运动对失神经大鼠股骨生物力学性能的影响[J].成都体育学院学报，2011，37(6)：67-70.

[29]李军汉，黄雷.被动运动和电刺激对失神经大鼠骨BGP和TRACP含量的影响[J].重庆医科大学学报，2010，35(8)：1198-1200.

[30]李军汉，黄雷.被动运动和电刺激预防废用性骨质疏松的骨代谢指标研究[J].北京体育大学学报，2009(8)：54-56.

[31]Buer Sen，Zhihui Xie，Natasha Case，et al.Mechanical strain inhibits adipogenesis in mesenchymal stem cells by stimulating a durable β-catenin signal[J].Endocrinology，2008，149(12)：6065-6075.

[32]Teppo LN J rvinen，Siev nen H，Karim MKhan，et al.Shifting the focus in fracture prevention from osteoporosis to falls[J].Bmj，2008，336(7636)：124-126.

[33]Benton MJ，White A.Osteoporosis：recommendations for resistance exercise and supplementation with calcium and vitamin D to promote bone health[J].Journal of Community Health Nursing，2006，23(4)：201-211.

[34]何涛，郝永强，史继祥，等.脉冲电磁场辅助治疗对原发性骨质疏松症的疗效观察[J].中国骨质疏松杂志，2009，15(2)：111-114.

[35]Sert C，Mustafa D，DüzMZ，et al.The preventive effect on bone loss of 50-Hz，1-mT electromagnetic field in ovariectomized rats[J].JournalofBone & MineralMetabolism，2002，20(6)：345-349.

[36]丛芳，纪树荣，周红俊.早期应用阿仑膦酸钠对脊髓损伤大鼠骨密度及生物力学特性的影响[J].中国康复理论与实践，2005，11(3)：187-188.

[37]Takayama K，Nomura H，Tanaka J，et al.Effect of a pulsing electromagnetic field on metabolically derived osteoporosis in rats： a pilotstudy[J].Asaio Transactions，1990，36(3)：591-596.

[38]夏海涛，郑有章，崔恒，等.阿仑膦酸钠联合脉冲电磁场治疗原发性骨质疏松症的临床观察[J].实用临床医药杂志，2010，14(5)：81-82.

[39]Crowe MJ，Sun ZP，Battocletti JH，et al.Exposure to pulsed magnetic fields enhances motor recovery in cats after spinal cord injury[J].Spine，2004，28(24)：2660-2666.

[40]Pedro JAD，Pérez-Caballer AJ，Dominguez J，et al.Pulsed electromagnetic fields induce peripheral nerve regeneration and endplate enzymatic changes[J].Bioelectromagnetics，2005，26(1)：20-27.

Objective To observe the effects of kinesitherapy and pharmacotherapy combined with physiotherapy on spinal cord injury-induced osteoporosis.Methods30 resident patients with spinal cord injury were selected as the research subjects，including 25 males and 5 females with an average of age(43.20±16.33)years old.In accordance with the random number table，patients were divided into the control group and the treatment group.The control group(15 cases)were treated with kinesitherapy，such as passive ROM or assistant exercises for 24 weeks(5-day treatment and 2-day off)and medicine therapy，including oral caltrate D of 600 mg once，daily for 24 weeks，calcitriol of 0.25 μg twice，daily for 24 weeks and alendronate of 70 mg once a week for 24 weeks.The treatment group were treated with above treatment combined with low frequency transduction pulsed electromagnetic fields of 4 mT，20 Hz，40 mins daily for 24 weeks(5-day treatment，2-day off).Before the treatment and 24 weeks after the treatment，the bone mineral density of lumbar vertebra 1～4，femur neck，trochanter area and Ward's triangle region and the bone gla-containing protein were examined respectively.Results Compared with the control group，the bone mineral density of above four areas and the bone gla-containing protein increased significantly(P＜0.05)after the combination therapy for 24 weeks.Conclusion Kinesitherapy and pharmacotherapy combined with physiotherapy can effectively improve bone mineral density and ameliorate bone metabolism，which has a positive effect on the efficacy of treatment of spinal cord injury-induced osteoporosis.

Spinalcord injury；Osteoporosis；Combined；Low frequencytransduction pulsed electromagnetic fields

1005-619X(2017)11-1121-04

10.13517/j.cnki.ccm.2017.11.001

赵晨光

2017-05-25)