CN1507333A - 骨软骨病治疗方法和骨软骨病治疗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种方法，其通过促进骨软骨病的损害部位的修复，可以缩短限制运动等的保守疗法的周期、治疗对保守疗法没有反应的病例、减轻疼痛。提供了一种对骨软骨病患者的关节部位照射超声波的骨软骨病治疗方法，和用于其的骨软骨病治疗设备，其包括：超声波治疗头组件，其内置超声波换能器，对骨软骨病患者的关节骨部位照射超声波；控制该超声波的控制装置；关节固定装置，其具有在以规定角度固定骨软骨病患者的关节部位的同时，将该超声波治疗头组件固定在该关节部位的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种骨软骨病治疗方法及其治疗设备。更具体地说，本发明涉及一种方法和用于其的治疗设备，该方法通过利用超声波照射，减轻奥-施二氏病(Osgood-Schlatter disease)、运动肘(棒球肘、网球肘等)、金伯克氏病(Kienbock’s disease)等骨软骨病的疼痛、促进损害部位的修复，从而缩短治疗周期或者避免侵入性的手术。
背景技术
完全经验地考虑机械刺激对于骨折的治疗是有效的，大量的研究人员对此也进行了试验和临床的研究。Oxford大学的Kenwright等人报告，通过外骨骼固定器直接对骨折部位重复给予轴向的压缩刺激(每天20分钟，0.5Hz(＝600次) 在骨的长轴方向为1mm的微小运动)的方法，可显著地促进骨的愈合(J Bone Joint Surg Br 73(4)：654-659，1991)。
Duarte考虑了利用通过超声波向骨组织进行机械刺激的非侵入方法，能够促进骨生长，从1980年到1985年，研究了适用于动物模型的治疗的超声波条件。该研究的一部分作为1983年对于兔子切骨模型照射低强度超声波脉冲的结果、促进正常的骨修复过程，发表了论文(Arch Orthop Trauma Surg，101：153-159，1983)。
此外，Xavier和Duarte报告了在1983年对27例临床病人照射低强度超声波脉冲、加速了正常的骨折修复过程、和导致非关节的治疗(Rev Brasil Ortop，18：73-80，1983)。
之后从Duarte得到基本专利(美国专利4,530,360)许可的美国Exogen公司开发了超声波骨折治疗机SAFHSTM(SAFHSTM)，在临床试验中，证明对于胫骨骨干部骨折(Heckman et al.：J Boneand JiontSurg，76A：25-34，1994)和桡骨远端骨折(Kristians en et al.：J Bone and Joint Surg，79A：961-973，1997)等具有促进治疗的效果。
而且，使用狗作试验证明了如果在骨折部位照射SAFHSTM的超声波，则能增加局部的血液流量(Goldberg et al.北美放射学会发表，1997/11)。另外，如果看在美国和欧洲的对难治疗的骨折有效的例子，介绍了表示对于由于血流不足导致的非关节化病例的效果，认为“加速血液循环”是重要的机理。此外，Bolander和Ryaby等人通过一系列的试验建议，SAFHSTM超声波对于骨生成和骨吸收、非骨胶原蛋白质合成、和骨胶原表现型的表现有直接的作用。
如上所述，由于SAFHSTM能促进成人的成骨反应，故具有还可适用于骨软骨病的治疗的可能性。
骨软骨病为在发育过程中在长管骨的骨化中心(继发骨化点)、短骨的初级骨化中心或者骨突起上产生的缺血性骨坏死，根据加在骨化中心或者骨突起上的外力的种类，分成下列3组：1)压碎型(金伯克氏病，佩特兹氏病等)；2)剪断型(棒球肘、网球肘等的运动肘等)；3)牵引型(奥-施二氏病等)。
在骨软骨病的治疗中，主要采用限制运动等的保守疗法，但经常是在通过保守疗法看不到效果的情况下，也采用手术治疗。
另外，骨软骨病等的骨病损害常常伴随着疼痛。疼痛的治疗主要是通过口服投药的药物疗法、静脉投药或者连续皮下注入的药物疗法进行的。但是，在这些方法中，存在着下述问题：由于镇痛药引起的副作用、存在具有抗药性的患者、药量的控制困难等。此外，作为手术疗法，存在神经传导阻滞疗法，但是除上述问题，还必须非常注意伴随手术的危险性。另外，作为不利用药物的治疗方法，具有经皮肤电神经刺激法(TENS)、经皮肤电针灸刺激法(TEAS)、穴位表面锥形银电疗法(Silver Spike Point Therapy(SSP疗法))等，但是这些方法的效果的评价未确定。此外，作为伴随手术的方法，存在着硬膜外脊髓刺激电极埋入法，但是随着手术具有危险性，和对在家里进行疼痛控制的病人造成负担。
发明内容
本发明通过促进骨软骨病的损害部位的修复，可以缩短保守疗法的周期、治疗对保守疗法没有反应的病例、避免手术。另外，提供了一种与现有的对于骨软骨病的疼痛治疗方法不同的新的治疗方法，减轻患者的负担、提高患者的QOL(Quality of Life)。
本发明的发明人对上述课题进行专心研究后发现，对骨软骨病的损害部位照射超声波，通过给予机械、力学刺激，促进骨软骨病的损害部位的修复，和具有减少疼痛的效果，从而实现本发明。
本发明提供一种骨软骨病治疗设备，其包括：超声波治疗头组件，其内置超声波换能器，对骨软骨病患者的关节骨头部位照射超声波；控制该超声波的控制装置；关节固定装置，其具有在以规定角度固定骨软骨病患者的关节部位的同时，将该超声波治疗头组件固定在该关节部位的功能。
另外，本发明提供一种骨软骨病治疗设备，其特征在于：该控制装置控制从该超声波换能器输出的超声波脉冲，控制输出下述超声波，该超声波频率为20kHz～10MHz，脉冲串宽度为10μsec～1msec，重复周期为5Hz～10kHz，超声波强度为5～75mW/cm2，其中特别是，超声波频率为1.5MHz，脉冲串宽度为200μsec，重复周期为1.0kHz，超声波强度为30mW/cm2。
另外，本发明也提供一种骨软骨病治疗设备，该设备适用于奥-施二氏病(Osgood-Schlatter disease)或者运动肘患者的关节部位。
另外，本发明也提供一种骨软骨病治疗方法，其特征在于：对骨软骨病患者的关节部位照射超声波。
另外，本发明提供一种骨软骨病治疗方法，其特征在于：照射下述超声波脉冲，该超声波频率为20kHz～10MHz，脉冲串宽度为10μsec～1msec，重复周期为5Hz～10kHz，超声波强度为5～75mW/cm2，最好，超声波频率为1.5MHz，脉冲串宽度为200μsec，重复周期为1.0kHz，超声波强度为30mW/cm2。
另外，本发明也提供一种骨软骨病治疗方法，其特征在于：作为该照射方法，通过关节固定装置照射超声波，该关节固定装置具有在以规定角度固定骨软骨病患者的关节部位的同时，将内置超声波换能器的超声波治疗头组件固定在该关节部位的功能。
本发明使用上述骨软骨病治疗方法，适用于奥-施二氏病(Osgood-Schlatter disease)或者运动肘的治疗方法、治疗伴随着骨软骨病的疼痛的方法。
附图说明
图1是本发明的骨软骨病治疗设备的外形图。
图2是表示本发明的骨软骨病治疗设备的主体部分的组成的方框图。
图3是表示本发明的骨软骨病治疗设备的超声波治疗头组件的组成的方框图。
具体实施方式
本发明涉及一种骨软骨病治疗方法和用于其的骨软骨病治疗设备，其特征在于：通过对骨软骨病的损害部位照射超声波，给予患病部位具有规定模式的机械、力学刺激(机械应力)，促进损害部位的修复。
下面给出本发明骨软骨病治疗设备的实施例。本发明的骨软骨病治疗设备包括：超声波治疗头组件，其内置超声波换能器，对骨软骨病患者的关节骨部位照射超声波；控制该超声波的控制装置；关节固定装置，其具有在以规定角度固定骨软骨病患者的关节部位的同时，将该超声波治疗头组件固定在该关节部位的功能。
该超声波换能器是由压电陶瓷制成的。利用如果施加电压产生微应变的性质，将通过超声波波形合成装置形成的电信号提供给换能器的压电陶瓷，在换能器表面形成纵向振动(超声波)。
使用的超声波是低强度超声波脉冲，下述超声波期待对治疗有效，超声波频率为20kHz～10MHz，脉冲串宽度为10μsec～1msec，重复周期为5Hz～10kHz，超声波强度为5～75mW/cm2，其中特别是最好，超声波频率为1.5MHz，脉冲串宽度为200μsec，重复周期为1.0kHz，超声波强度为30mW/cm2。
控制装置具有合成从超声波换能器照射的超声波的超声波合成功能、输出控制、存储运算装置、电源的开/关控制功能。各功能整合在超声波治疗头组件中，内置其中，但是也可以单独地形成超声波治疗头组件和主体。
实施例1
下面，参照附图说明本发明骨软骨病治疗设备的单独地形成主体部分和超声波治疗头组件的实施例。如图1所示，本发明的骨软骨病治疗设备在外形整体上，包括主体部分和超声波治疗头组件。
1.主体
如图2所示，主体由电源、存储运算装置、输入输出装置构成。
1)电源：电池采用不可充电的高容量型锂电池。没有电源开关，通过操作前面的面板，接通电源，如果20分钟的治疗结束，就自动切断电源。另外，为了不产生由于误操作导致的超声波输出，如果不按压开始按钮2次，就不会输出超声波。而且，治疗头同样由电池供电。
2)存储运算装置：CPU(中央控制器)安装在印刷电路板上，不仅管理治疗时间，而且监视治疗头的操作和安装状态以及进行自我诊断。另外，患者的治疗记录存储在备用存储器中，按照在必要时取出的方式设计。
3)输入输出装置：通过操作开关、液晶显示板、蜂鸣器以及连接电缆，进行治疗头组件的控制和供电。作为治疗头组件的控制信号，发送超声波脉冲的脉冲串宽度为200Hz、重复周期为1KHz的信号。另外，从治疗头返回故障信号。
2.超声波治疗头组件
如图3所示，超声波治疗头组件由振荡器、超声波波形合成器、超声波发生器和上述检测器构成。与主体连接的连接电缆是一体型的。
1)振荡器：
产生1.5MHz的超声波信号。
2)超声波波形合成器：
通过合成来自主体的控制信号和1.5MHz的超声波信号，产生用于治疗的超声波，即具有超声波频率为1.5MHz、超声波强度为30mW/cm2，脉冲串宽度为200μsec，重复周期为1.0kHz的信号特性的波形的电信号。
3)超声波发生器：
压电陶瓷具有如果施加电压就产生微应变的性质。利用该性质，将通过超声波波形合成器产生的电信号提供给换能器内部的压电陶瓷，在换能器表面产生纵向振动(超声波)，用于治疗。在压电陶瓷的背面，粘贴超声波吸收件，防止超声波泄漏。
4)故障检测器：
检测治疗头与定位器的固定和超声波传输用凝胶的缺陷，并且将该检测情况发送到主体，通过液晶显示和警报器警告患者。治疗头和定位器的固定缺陷的检测是基于固定部分的物理接触有无导电性判断的。凝胶缺陷的检测是通过由于凝胶缺陷导致超声波振子的共振状态的变化，检测驱动电流比通常情况增加来进行的。
3.治疗方法
对于骨软骨病患者的腕或者膝关节部位，将超声波治疗头组件放置在关节部位的皮肤上，一天一次20分钟照射超声波。在治疗期间，通常以将关节弯曲成大致直角的状态，将腕或膝固定到固定的定位器上，在该定位器上设置超声波治疗头组件的放置部位，进行治疗。作为该定位器可以使用WO00/47142号规范(pamphlet)中所记载的关节定位器。
实施例2
使用上述实施例1所述的骨软骨病治疗设备，确认有对奥-施二氏病患者的治疗效果。
(目的)作为成长期的运动损伤的常常诊断治疗的奥-施二氏病(Osgood-Schlatter disease(OSD))，其恢复期相对良好，但是其中一些病例，重复加重和缓解，认为是难于不断治疗的病例。这次我们对于抵制保守疗法的OSD病人，利用低强度超声波脉冲，确认有治疗效果。
(对象)在从平成11年到13年来医院的OSD患者中，在半年以上的抵制保守疗法后，利用本发明的骨软骨病治疗设备治疗。以9例12个膝盖作为对象，男子8例11个膝盖，女子1个膝盖，年龄11岁～15岁，平均13.1岁。从发病到利用本发明的骨软骨病治疗设备开始治疗期间为6个月～3.5年，平均为1.4年，治疗期间为2个月～6个月，平均为3.6个月。
(结果)对于疼痛，确认12个膝盖中11个膝盖的疼痛消失或者减轻，可以恢复运动。利用X射线技术，确认12个膝盖中的8个膝盖的胫骨粗度的剥离(avulsion)部位接合(bridging)，但是在其中3个膝盖上，确认沿着骺(epiphysis)的骨的X光可透过区域扩大。对于其它的3个膝盖，没有确认X射线方面的接合(bridging)，确认沿着骺(epiphysis)的骨的X光可透过区域扩大，X射线方面的OSD的进展受到疑问。对于1个膝盖，没有确认X射线方面的变化。
(结论)确认本发明的骨软骨病治疗设备同样对于OSD病例的X射线学方面的治疗效果。而且即使对于未确认有X射线学方面的治疗效果的病例，疼痛消失、减轻等临床症状也表现出了改善的趋势。
实施例3
使用上述实施例1所述的骨软骨病治疗设备，确认对于棒球肘的肱骨小头骨软骨损伤患者的治疗效果。
(目的)肱骨小头骨软骨损伤是成长期的棒球选手所患的难治疗的疾病。这次，对于保守疗法和断开软骨固定术后的患者，利用本发明的骨软骨病治疗设备进行低强度超声波脉冲照射，观察其效果。
(方法)患者10.8～14.3岁(平均12.4岁)有10例，损伤病期为初期的有5例，发展期的有4例，晚期的有1例。SAFHSTM对其中肘关节以90度弯曲的肱挠关节中央部位每日照射20分钟。
(结果)恢复的为4例，不完全恢复的为2例，没有恢复的为1例，随访观察的为3例。在恢复的病例中，除了1例在治疗中并发肘外伤之外，3个病例的修复需要的时间平均为10个月。这与仅通过停止投球的保守疗法的平均治疗时间基本相同，没有看到明显地缩短治疗时间。但是，对于在1年的保守疗法中认为治愈自感停止的病例应用SAFHSTM，经8个月恢复，该情况的意义深远。不完全恢复的1个例子也具有恢复的倾向，强烈地放弃对手术的希望。其它1个例子适用断开软骨固定术后，所以部分骨缺陷形成。具有游离体的晚期病例仍然没有愈合。随访观察的3例中的1例通过4个月的治疗后观察到了恢复倾向。
实施例4
使用上述实施例1记载的骨软骨病治疗设备，确认对奥-施二氏病患者具有减轻疼痛的效果。
(对象)在从平成11年到13年来医院的奥-施二氏病患者中，相对对于半年以上的保守疗法抵制的病例，将使用上述骨软骨病治疗设备治疗的9例12个膝盖作为对象。男子8例11个膝盖，女子1个膝盖，年龄11岁～15岁，平均13.1岁。从发病到开始超声波照射期间为6个月～3.5年，平均为1.4年，治疗期间为2个月～6个月，平均为3.6个月。
(结果)对于疼痛，确认12个膝盖中11个膝盖的疼痛消失或者减轻，可以恢复运动。
发明的效果
如上所述，利用本发明的骨软骨病治疗方法和骨软骨病治疗设备，可以促进骨软骨病损伤部位的恢复，缩短保守疗法的时间，治疗对保守疗法没有反应的病例，避免手术。另外，能够减轻疼痛，有益于提高患者的QOL。
Claims (11)
1.一种骨软骨病治疗设备，其包括：
超声波治疗头组件，其内置超声波换能器，对骨软骨病患者的关节骨部位照射超声波；
控制该超声波的控制装置；
关节固定装置，其具有在以规定角度固定骨软骨病患者的关节部位的同时，将该超声波治疗头组件固定在该关节部位的功能。
2.根据权利要求1所述的骨软骨病治疗设备，其特征在于：该控制装置控制从该超声波换能器输出的超声波脉冲。
3.根据权利要求2所述的骨软骨病治疗设备，其特征在于：该控制装置控制输出下述超声波，该超声波频率为20kHz～10MHz，脉冲串宽度为10μsec～1msec，重复周期为5Hz～10kHz，超声波强度为5～75mW/cm2。
4.根据权利要求3所述的骨软骨病治疗设备，其特征在于：该控制装置控制输出下述超声波，超声波频率为1.5MHz，脉冲串宽度为200μsec，重复周期为1.0kHz，超声波强度为30mW/cm2。
5.根据权利要求1～4所述的骨软骨病治疗设备，其特征在于：该设备适用于奥-施二氏病(Osgood-Schlatter disease)或者运动肘患者的关节部位。
6.一种骨软骨病治疗方法，其特征在于：对骨软骨病患者的关节部位照射超声波。
7.根据权利要求6所述的骨软骨病治疗方法，其特征在于：照射下述超声波脉冲，该超声波频率为20kHz～10MHz，脉冲串宽度为10μsec～1msec，重复周期为5Hz～10kHz，超声波强度为5～75mW/cm2。
8.根据权利要求6所述的骨软骨病治疗方法，其特征在于：照射下述超声波脉冲，该超声波频率为1.5MHz，脉冲串宽度为200μsec，重复周期为1.0kHz，超声波强度为30mW/cm2。
9.根据权利要求6所述的骨软骨病治疗方法，其特征在于：通过关节固定装置照射超声波，该关节固定装置具有在以规定角度固定骨软骨病患者的关节部位的同时，将内置超声波换能器的超声波治疗头组件固定在该关节部位的功能。
10.一种使用根据权利要求6～9所述的骨软骨病治疗方法的奥-施二氏病(Osgood-Schlatter disease)或者运动肘的治疗方法。
11.一种使用根据权利要求6～9所述的骨软骨病治疗方法的疼痛治疗方法。
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