低频脉冲电磁场促进骨愈合的Meta分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.32.025

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：
脉冲电磁场：由美国著名矫形外科专家Bassett提出并成功地应用于临床治疗，有显著的治疗效果。其基本原理在于可变电磁场能诱发导体中的电压和电流。
森林图：是以统计指标和统计分析方法为基础，用数值运算结果绘制出的图型。它在平面直角坐标系中，以一条垂直的无效线(横坐标刻度为1或0)为中心，用平行于横轴的多条线段描述了每个被纳入研究的效应量和可信区间(confidence interval，CI)，用一个棱形(或其它图形)描述了多个研究合并的效应量及可信区间。它非常简单和直观地描述了Meta分析的统计结果，是Meta分析中最常用的结果表达形式。

摘要
背景：临床研究证实了低频脉冲电磁场除了用于骨折延迟愈合与骨不连外，对新鲜骨折、骨切除术及疲劳骨折的治疗也有显著疗效。
目的：系统评价低频脉冲电磁场促进骨愈合的临床疗效和安全性。
方法：通过检索中国学术期刊全文数据库(CNKI)、美国国立医学图书馆生物医学信息检索系统(PubMed)等数据库中1985年1月至2016 年5月有关低频脉冲电磁场促进骨折愈合的随机对照临床研究文献，对纳入文献进行资料提取、方法学质量评价，并采用 RevMan5 .1软件进行统计分析。
结果与结论：①有13篇文献符合纳入标准，共有1 244例患者，均为随机对照临床试验；②Meta分析结果显示：低频脉冲电磁场治疗组的总体有效率高于对照组的总体有效率；治疗组的骨折愈合时间显著低于对照组的骨折愈合时间；治疗组的骨密度显著高于对照组的骨密度；③结果说明，低频脉冲电磁场促进骨折愈合的总有效率较高，能显著缩短骨折愈合时间且安全性较高，但还需要大量Jadad法评分高的多中心、大样本量随机对照临床试验来进一步验证。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程
ORCID: 0000-0002-8189-6798(赵新娟)

关键词: 组织构建, 骨组织工程, 低频脉冲电磁场, 骨折, 疗效, Meta分析

Abstract:

BACKGROUND: Low frequency-pulsed electromagnetic fields (LF-PEMFs) have been confirmed to not only treat delayed bone union or nonunion, but also be effective for fresh bone fractures, ostectomy and fatigue fractures.
OBJECTIVE: To systematically evaluate the efficacy and safety of LF-PEMFs for bone healing.
METHODS: CNKI and PubMed databases were retrieved for the randomized controlled trials concerning LF-PEMFs promoting bone healing published from January 1985 to May 2016. Meta-analysis was conducted on RevMan 5.1 software after data management and quality assessment.
RESULTS AND CONCLUSION: Thirteen eligible literatures were enrolled, involving 1244 patients. Meta-analysis showed that the overall effectiveness and bone mineral density in the LF-PEMFs group were significantly higher than those in the control group. The healing time in the LF-PEMFs group was significantly shorter than that in the control group. These results suggest that LF-PEMFs show high efficacy and safety for bone healing, and also can markedly shorten the healing time. However, more high-quality multi-center, large-scale randomized controlled trials are still needed to testify all above conclusions.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

Key words: Electromagnetic Fields, Fractures, Bone, Meta-Analysis

中图分类号:

R318

赵新娟，张静，尹博，亢依婷. 低频脉冲电磁场促进骨愈合的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(32): 5234-5239.

Zhao Xin-juan1, Zhang Jing2, Yin Bo2, Kang Yi-ting2. Low frequency-pulsed electromagnetic fields promote bone healing:
a Meta-analysis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2017, 21(32): 5234-5239.

图/表（结果） 3

2.1 纳入研究的描述共检索到相关中外文文献71篇，通过阅读题目和摘要，排除重复临床试验文献及综述，最后共有13篇文献的1 244例患者符合纳入标准。各文献的基本情况及筛选流程见表1-3和图1。 2.2 发表性偏倚分析图2为低频脉冲电磁场促进骨折愈合总体有效率的倒漏斗图，以各研究的标准误(OR的对数)

作为纵轴，以各研究的比值比(OR)作为横轴，绘制倒漏斗图。如图2所示，散点基本对称，表明研究纳入的关于骨折愈合总体有效率的文献存在发表性偏倚的可能性不大，可以进行Meta分析。图3为低频脉冲电磁场对骨折愈合时间

影响的倒漏斗图，以各研究的标准误(的对数)作为纵轴，以SMD作为横轴，绘制倒漏斗图。如图3所示，散点基本对称，表明本研究纳入的关于骨折愈合的文献存在发表性偏倚的可能性不大，可以进行Meta分析。图4为低频脉冲电磁场对骨密度影响的倒漏斗图，以各研究的标准误 (的对数)作为纵轴，以SMD作为横轴，绘制倒漏斗图。如图4所示，散点基本对称，表明本研究纳入的关于对骨密度影响文献存在发表性偏倚的可能性不大，可以进行Meta分析。

2.3 低频脉冲电磁场促进骨折愈合的Meta分析结果图5为低频脉冲电磁场促进骨折愈合总体有效率的Meat分析森林图。根据纳入文献的情况，采用二分类资料分析法对低频脉冲电磁场促进骨折愈合总体有效率进行Meta分析。异质性检验采用Q检验法，结果：χ²=37.13，P= 0.000 1 (P < 0.05)，表明研究效应量间具有临床及统计学上同质性，故采用Meta分析中的固定效应模型合并分析。合并效应量后，OR=5.7，其95%CI为(2.76，11.79)，经Z检验，

Z=4.69，P < 0.000 01，在统计学表明两组间存在极显著差异。森林图合并效应量(菱形)位于垂直线右侧，表明治疗组的总体有效率高于对照组的总体有效率，即治疗组的疗效优于对照组。

图6为低频脉冲电磁场对骨折愈合时间影响的Meta分析森林图。根据纳入文献的情况，采用连续性变量分析法对低频脉冲电磁场对骨折愈合时间的影响进行Meta分析。异质性检验采用Q检验法，结果：χ²=6.57，P=0.04(P < 0.05)，表明研究效应量间具有临床及统计学上异质性，故采用Meta分析中的随机效应模型合并分析。合并效应量后，OR=-1.68，其95%CI为(-1.93，-1.43)，经Z检验，Z=12.99，P < 0.000 01，在统计学表明两组间存在极显著差异。森林图合并效应量(菱形)位于垂直线左侧，表明治疗组的骨折愈合时间显著低于对照组的骨折愈合时间，即治疗组的疗效优于对照组。

图7为低频脉冲电磁场对骨密度影响的Meta分析森林。根据纳入文献的情况，采用连续性变量分析法对低频脉冲电磁场对骨密度的影响进行Meta分析。异质性检验采用Q检验法，结果：χ²=0.35，P=0.02(P < 0.05)，表明研究效应量间具有临床及统计学上异质性，故采用Meta分析中的随机效应模型合并分析。合并效应量后，OR=1.92，其95%CI为(1.14，2.70)，经Z检验，Z=4.83，P < 0.000 01，在统计学表明两组间存在极显著差异。森林图合并效应量(菱形)位于垂直线右侧，表明治疗组的骨密度显著高于对照组的骨密度，即治疗组的疗效优于对照组。

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引言

骨折是指骨的连续性或完整性中断。由于生理结构特殊性，儿童及老年人骨折的发生率较高。虽然采用传统方法经过及时的治疗大多数骨折患者可以得到功能的恢复，但是骨折愈合需要较长的时间，甚至有相当一部分的骨折患者发展为延迟愈合甚至骨不愈合，严重影响患者的正常工作与生活。随着中国人口老龄化程度的日益加剧和青少年体质的普遍下降，骨折的发生率越来越高，探求促进骨折愈合的疗法成为骨科领域的研究热点。

20世纪70年代Bassett^[1]使用低频脉冲电磁场在治疗骨延迟愈合和骨不连患者过程中取得了满意的效果，电磁场治疗组87%的骨折病例得到了愈合，首次肯定了低频脉冲电磁场的生物学作用。随后，Sharrad等^[2-6]国外学者通过大量临床研究证实了低频脉冲电磁场除了用于骨折延迟愈合与骨不连外，对新鲜骨折、骨切除术及疲劳骨折的治疗也有显著疗效。Cane等^[7-9]通过大量基础实验研究证实了低频脉冲电磁场不仅促进骨形成和矿化物的沉积率外，而且对骨早期修复也有很大影响。近年来，低频脉冲电磁场作为一种非侵入性的物理疗法已在很多医院用于治疗骨折、骨折延迟愈合及骨不愈合。低频脉冲电磁场的的生物效应可能是：促进骨折部位钙离子的沉积，加速组织钙化；消除炎症和促进骨折部位血液循环；影响成骨的相关基因和蛋白的表达等，但是目前关于低频脉冲电磁场的作用机制、最佳参数和治疗时间尚需进一步的研究^[10]。Meta 分析又称“荟萃分析”，是对具备特定条件的、同课题的诸多研究结果进行综合的一类统计方法。由于单个临床试验存在样本量较小，难以明确肯定某种效应的问题，Meta 分析可以收集所有相关临床研究，通过严格的评价分析和统计学处理能够证明某种治疗方案的有效性和安全性。文章旨在通过系统检索国内外相关临床文献并进行Meta分析，探究低频脉冲电磁场在促进骨折愈合方面的有效性，以期为低频脉冲电磁场的临床应用提供一些循证医学的依据。

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材料方法

1 资料和方法 Data and methods

1.1 研究资料有关低频脉冲电磁场促进骨折愈合的临床随机对照研究文献。

1.2 研究方法

检索范围：中国学术期刊全文数据库(CNKI) 1985年1月至2016年5月；美国国立医学图书馆生物医学信息检索系统(PubMed)1985年1月至2016年5月。

检索方法：以“1 低频脉冲电磁场( pulsed electromagnetic field)、2 骨折(Fracture)”为关键词。

检索策略：﹟1and﹟2，全文查找。

1.3 资料选择标准

1.3.1 纳入标准 ①已公开发表的相关文献；②实验组的治疗措施为低频脉冲电磁场；③各文献研究方法相似；④诊断标准与疗效评价标准具体明确。

1.3.2 剔除标准 ①原始资料尚未公开发表；②原始文献试验设计不严谨；③个案报道，医师经验报道；④动物研究文献；⑤重复发表的文献。

1.4 纳入文献的质量评价采用Jadad法对各独立研究进行质量评估^[11]，1-3分视为低质量研究，4-7分视为高质量研究。由2名评价员按照上述标准独立检索、纳入和评价。所有分歧通过讨论解决，必要时交由第3方仲裁。

1.5 统计学分析 Meta 分析采用专用软件 Review Manager 5.1 进行，该软件由国际循证医学协作组(The Cochrane collaboration)提供，可从Cochrane 协作网下载。用RevMna5.1 绘制漏斗图用以确定原始研究是否具有发表偏倚。二分类变量资料采用比值比(OR) 作为效应指标，连续变量资料采用加权均数差(weighted mean difference，WMD)表示，分别计算其95%可信区间(confidence intervals，CI)；若纳入的各研究无异质性，即P ≥ 0.1、I²< 50%时，采用固定效应模型进行分析，反之则采用随机效应模型进行分析^[12]。

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讨论

人体骨骼结构和功能的特殊要求决定了骨折愈合需要很长的时间，传统疗法在治疗骨折方面存在需要较长的时间及发展为骨折延迟愈合及骨不愈合等不足，因此探求一种安全、经济和有效的促进骨愈合的方法具有现实意义。近年来国内外研究显示：低频脉冲电磁场作为生物物理干预的一种手段，可能是在骨重建和再生过程中可能发挥着特殊的作用，且对其作用机制进行了一些初步的探讨^[25-27]。Grace 等^[28-34]国外学者的实验研究表明：低频脉冲电磁场主要通过增强早期的血管反应、促进钙离子沉积、促进成骨细胞的分化、影响胰岛素样生长因子的膜受体数量、提高I型胶原的mRNA的表达和增强骨形态发生蛋白2和骨形态发生蛋白4 mRNA的表达等来影响骨重建过程的。近年来，低频脉冲电磁场逐步被应用到临床，但是关于低频脉冲电磁场促进骨折愈合的具体作用机制仍需要进一步的研究。

Meta分析主要用于证明某种治疗方案(药物)的有效性和安全性。本研究采用Cochrane协作组提供的专用软件 Review Manager 5.1 对国内外13篇随机对照临床文献进行Meta分析，Meta分析结果表明：低频脉冲电磁场治疗组患者的总体骨折愈合率、骨折愈合时间、骨密度与对照组间均存在显著性差异，低频脉冲电磁场能有效促进骨折愈合，显著缩短骨折愈合的时间，提高骨折部位的骨密度。

虽然经Meta分析，现有的国内外临床医学证据初步表明低频脉冲电磁场促进骨折愈合疗效显著，但本文也存在一些缺陷：本研究纳入文献的13篇临床实验文献Jadad法评分较低，只描述了采用随机分组，但是没有给予明确的随机方案和盲法，可能存在一定的实施和测量偏倚。同时本研究纳入的文献较少，这些在一定程度上都会影响Meta分析结果的科学性与可靠性。并且Meta分析本身也有一定的局限性，Meta分析不能取代大规模、多中心的随机对照临床实验，Meta分析只是对现有临床资料进行综合统计分析的统计学结果，而随机对照临床实验属于真正的治疗试验性研究，随着新的临床研究资料的不断丰富，应不断更新Meta分析的结论。

综合Meta分析及安全性分析结果，结合以上提及的偏倚特点及本文局限性，可得出结论：低频脉冲电磁场作为一种物理辅助治疗方法，已经用于临床促进骨折愈合。低频脉冲电磁场辅助治疗能有效促进骨折愈合，显著缩短骨折愈合的时间，将低频脉冲电磁场这种非侵入性物理疗法作为促进骨折愈合的干预手段具有很大的临床意义，但还非常需要Jadad法评分高的大样本量随机对照临床试验来进一步验证。

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