骨折愈合时间的研究进展及其法医学意义

2017-03-31 23:33朱海标
食管疾病 2017年1期
关键词:法医学线片骨密度

朱海标,王 旭

·综述·

骨折愈合时间的研究进展及其法医学意义

朱海标1,2,王 旭1,2

目的 探讨骨折愈合时间在不同评估方法中的研究现状及其在法医学中的应用价值。方法 参阅国内外发表的相关文献,综述近年来国内外关于骨折愈合时间的研究进展,探讨其在法医学中的意义。结果 骨折愈合时间的评估方法包括影像学片观察法、振动分析法、骨密度定量检测法、分子生物学检测法等,运用可量化的方法推断骨折具体形成时间成为近年来研究骨折愈合时间的热点。在法医学鉴定中,骨折愈合时间的研究有助于明确骨折与外伤的关联性,并为法医鉴定标准的完善提供技术支持。结论 骨折愈合时间的研究具有重要的法医学应用价值,同时有待更深一步的探索。

法医学;骨折愈合;评估方法;综述

骨折愈合是一个复杂而连续的过程,愈合时间受年龄、骨折部位、骨折类型、手术方式等多种因素的影响。目前,对骨折愈合时间的评估主要依据普通X线片上骨痂的形态和体积,并结合相应的临床检查来判定。随着骨折相关诊疗技术水平的发展,对于骨折愈合时间的研究涉及到形态、生化、生物力学等多个方面,且从简单的定性发展到了更加细致的定量判定。运用可量化的方法对骨折愈合的进程实施详细的监测和系统性的评估成为近年来研究骨折愈合时间的热点。

1 骨折愈合时间的评估方法

1.1 影像学片观察法 目前,X线影像技术仍然是骨折愈合时间评估的重要方法。X线能清晰地显示骨折愈合过程[1],依据X线片上骨痂的形态和体积,可以很好地观察骨折愈合情况。若同时应用Photoshop软件处理图像,可以提高推断骨折形成时间的精确度[2]。江洁清等[3]运用X线影像技术观察不同年龄组和不同骨折治疗方法对前臂骨折愈合时间的影响,证实X线影像技术在推断骨折愈合时间中的可操作性。但是根据X线上骨痂的数量来评估骨质的生物力学强度很不可靠,而且骨痂的显像时间要滞后于骨痂实际出现的时间,不利于对早期骨折愈合时间的评估[4]。Krestan等[5]认为多排螺旋CT可以作为评定骨折愈合程度的首选影像学技术,因为通过高质量的CT二维重建可以精确地判定骨折愈合进程。通过影像学片观察骨痂变化,并结合相应的临床检查,可以更加准确地评估骨折愈合程度[6]。

1.2 振动分析法 骨折愈合的过程也是骨质刚性强度增加的过程,所以愈合的不同阶段对振动的反应也就有所不同,从而使超声等振动分析技术成为骨折愈合时间评估的重要方法。苏汝堃等[7]研究发现定量超声骨质测量仪可以提供骨量的指标,且可以对骨质结构进行评估,这一研究提示定量超声技术可以通过检测骨量和骨质结构,从而评估骨折愈合时间。Protopappas等[8]研究认为运用定量超声监测超声在骨折部分的传播速度可以作为评估骨折愈合程度的一个可靠的指标。对传统的超声技术进行改良,采用二维Log-Gabor滤波技术使骨折处的成像更加清晰,能够更好地评估骨折愈合程度[9]。超声技术诊断骨折愈合程度,尤其是对于早期骨痂出现时间的诊断要早于普通X线片,而且具有操作简单、无辐射、成本低、可重复性高等优点。但是,超声检测技术也有它的不足之处,比如其精确程度往往受到骨折周围组织、骨组织本身的大小等多因素的影响。除了超声技术,其他振动分析技术也可用于骨折愈合时间的推断,比如机械脉冲技术等。

1.3 骨密度定量检测法 骨密度即骨矿物质密度(bone mineral density,BMD)。在骨折愈合过程中,骨折部分随着骨痂的生长和矿化,骨密度会逐渐增加,所以运用骨密度定量检测技术可以评估骨折愈合程度和相应的时间。目前骨密度定量分析方法主要包括X线片光吸收法(X-ray absorption,RA)、单光子吸收法(single photon absorption,SPA)、单能X线吸收法(single energy X-ray absorption,SXA)、双光子吸收法(dual photon absorption,DPA)、双能X线吸收法(dual energy X-ray absorption,DXA)、定量CT(quantitative CT,QCT)等[10]。尹东等[11]利用动物模型研究证实DXA可用于骨折愈合中骨痂密度的判断。DXA可以定量测定骨密度,反映患者骨量情况,从而进行骨折评估,而且放射暴露比普通X线片低很多[12]。杨小明等[13]研究表明QCT检测骨密度比DXA更加准确。QCT是唯一一种可以提供三维骨密度测量的方法,而且能够消除骨折周围软组织及重叠影的影响,但是其X线的放射剂量要远大于DXA,且费用也比较高,不利于该方法的普及[14]。RA技术具有准确度高、X线的放射剂量低、费用低等优点,成为目前BMD测量中最准确、便捷的方法之一[10]。其他几种骨密度定量检测技术大多因放射剂量大、干扰因素多、仪器复杂、成本较高等因素,没有得到很好的普及。

1.4 分子生物学检测法 骨折愈合是一个较为复杂的过程,随着分子生物学的发展,目前骨折愈合机制的研究也进入了分子水平。研究发现多种生长因子参与骨折愈合的过程,并随着骨折愈合进程的发展出现一定的变化规律[15-16]。Sarahrudi等[17]用ELISA方法测定骨折患者血清中转化生长因子(transforming growth factor-β,TGF-β)的浓度,研究发现骨折后人血清中TGF-β表达水平迅速增高,于2周后达到峰值,然后持续下降,8周后下降到峰值。Asaumi等[18]通过建立小鼠肋骨骨折模型,观察神经生长因子(nerve growth factor,NGF)及其受体在骨折愈合过程中的表达情况,结果发现NGF于骨折后2 d达到峰值,其中脑源性神经营养因子mRNA表达水平持续8 d升高。用酶联免疫吸附法测定患者血清中血小板衍生生长因子(platelet derived growth factor,PDGF)的表达情况,发现PDGF能促进骨折早期骨细胞DNA的合成,并于骨折后2周达到峰值[19]。因此,通过检测和分析血清中生长因子含量的变化,可能用于推断骨折愈合的进程和时间[20]。

2 骨折愈合时间研究的法医学价值

2.1 确定骨折与外伤的关联性 在法医学鉴定过程中,因车祸、故意伤害等所致的肢体骨折非常多见。若出现骨折部位合并有陈旧性骨折,或者骨折比较隐匿没有及时诊断,或者因为未及时就诊固定证据,或者怀疑有造作伤等情况,往往需要对骨折的具体形成时间进行推断,从而确定骨折与外伤之间的因果关系及对案件进行定性。如:使用影像学片观察法,通过观察骨痂形态,了解骨折愈合情况,进行新鲜与陈旧性骨折的鉴别[21]。

2.2 新方法的应用价值 随着骨折愈合时间研究的深入,已经不仅仅局限于研究骨折临床愈合所需要的时间,而是开始研究骨折愈合过程中不同阶段所需的时间,从而为推断骨折具体形成时间提供了理论依据和可能性。国内部分学者使用可量化的方法推断骨折具体形成时间,具有更加实际的法医学应用价值。江洁清等[3]收集前臂骨折患者的X线片,根据X线片的影像学表现将骨折愈合过程分为5级,并对年龄(少儿、青年、中年、老年)和治疗方式(石膏固定、手术治疗)进行分组,运用SPSS软件对不同年龄组、不同治疗方式、不同愈合过程进行分析,研究出了前臂骨折不同愈合过程的时间,并提高了推断骨折形成时间的准确度。董业强等[22]收集人体长骨线性骨折的X线片,对X线片上骨痂和骨折线的影像学表现进行分级评分,并对年龄进行分组,研究人体长骨线性骨折的时间。同时应用SPSS软件进行多种回归关系分析,发现Logarithmic回归关系的相关系数最高,分别得到了骨痂评分分值与骨折时间的回归方程和骨折线评分分值与骨折时间的回归方程,从而可以根据X线片上骨痂和骨折线的影像学表现利用回归方程计算出不同年龄段长骨线性骨折的具体形成时间。上述方法对骨折愈合的具体形成时间进行了可量化的分析,具有很强的可操作性和实际意义,遇到符合条件的具体案例,通过带入公式或者查表便可推测出骨折发生的大致时间。但是上述方法也存在样本量相对较小,研究结果的精准性相对不高的特点,有进一步的改进空间。

2.3 为法医鉴定标准提供技术支持 误工期、护理期、营养期(简称“三期”),属于法医司法鉴定中一个独立的鉴定项目,其结果与民事审判最终赔偿金额直接相关,关系到当事人的切身利益[23]。新的《人身损害误工期、护理期、营养期评定规范》对骨折后的“三期”进行了具体时间期限的规定,该期限考虑的是群体在骨折后大多数情况下的愈合时间,遵循循证化的原则[24-25]。骨折愈合时间的研究可以为该标准提供科学依据。但该标准没有考虑不同年龄、不同性别、不同骨折固定方法等因素对骨折愈合时间的影响,当被鉴定人骨折已经愈合,但无法提供骨折愈合过程的影像学片时,若仅参考该标准评定“三期”,部分当事人的利益将会受到损害,并对司法鉴定的严肃性造成一定程度的影响。如:不同年龄骨折愈合时间有较大差异性,表现为儿童骨折愈合的时间明显短于老年人,若用相同的条款评价“三期”则欠妥当[26]。对相同年龄段的人群骨折后采用不同的固定方法,骨折愈合时间也会存在明显差异,若用相同的条款评价“三期”也欠妥当[27]。所以,骨折愈合时间的研究,既有利于为新的《人身损害误工期、护理期、营养期评定规范》中涉及骨折的“三期”评定提供理论依据,同时为该标准的进一步细化提供科学技术支持。

综上所述,影响骨折愈合的因素有很多,如年龄、骨折类型、骨折部位、骨折的固定方法等[28]。如何运用可量化的方法并充分考虑影响骨折愈合的因素,对骨折的具体形成时间进行全面、系统、科学的判定仍然是当前研究的热点和难点,且具有重要的法医学应用价值。

[1] 秦向阳. X线数字图像法推断人前臂骨折形成时间探究[J].中国民康医学,2013,25(21):42-43.

[2] 薛若冰, 薛华新, 王英元. Photoshop软件在研究骨折愈合影响因素中的应用[J].山西医科大学学报,2015,46(8):826-828.

[3] 江洁清,张继宗,刘旭丹.X线数字图像法推断前臂骨折形成时间[J].中国法医学杂志,2010,25(3):165-168.

[4] Davis BJ,Roberts PJ,Moorcroft CI,et al.Reliability of radiographs in defining union of internally fixed fractures[J].Injury,2004,35(6):557-561.

[5] Krestan CR, Noske H, Vasilevska V,et al.MDCT versus digital radiography in the evaluation of bone healing in orthopedic patients[J].Am J Roentgenol,2006,186(6):1754-1760.

[6] Corrales LA, Morshed S, Bhandari M.Variability in the assessment of fracture-healing in orthopaedic trauma studies[J].Bone Joint Sur Am,2008,90(9):1862-1868.

[7] 苏汝堃,刘兴漠,邓颖辉.定量超声骨质测量各参数变化对骨质疏松性骨折的评估[J].中国组织工程研究,2005,9(15):246-247.

[8] Protopappas VC,Vavva MG,Fotiadis DI,et al.Ultrasonic monitoring of bone fracture healing[J].IEEE Trans Ultrason Ferroelectri Freq Control,2008,55(6):1243-1255.

[9] Hacihaliloglu I,Abugharbieh R,Hodgson AJ,et al.Bone surface localization in ultrasound using image phase-based features[J].Ultrasound Med Biol,2009,35(9):1475-1487.

[10]陶广宇,鲍健,唐旭东.放射吸收法在骨密度测量中的应用[J].中国临床医学影像杂志,2007,18(10):747-749.

[11]尹东,杨惠林,唐天驷,等.双能X线骨密度仪测定骨痂骨密度变化的实验研究[J].中国医学影像学杂志,2004,12(6):430-432.

[12]商敏.DXA诊断椎体压缩性骨折的应用进展[J].中国骨质疏松杂志,2012,18(5):490-494.

[13]杨小明,熊海,周翔平,等.双能X线骨密度仪与定量CT测量骨密度准确性的研究[J].四川大学学报(医学版),2005,36(1):132-133.

[14]刘珺,王维,童琼娟,等.双能X线骨密度仪(DXA)与定量CT(QCT)测量骨密度的比较研究[J].临床放射学杂志,2007,26(5):504-507.

[15]张纲,李焰,谭颖徽. 细胞生长因子在骨折愈合中的作用研究进展[J].重庆医学,2008,37(2): 196-7.

[16]Arvidson K,Abdallah BM,Applegate LA,et al.Bone regeneration and stem cells[J].J Cell Mol Med,2011,15(4):718-746.

[17]Sarahrudi K,Thomas A,Mousavi M,et al.Elevated transforming growth factor-beta 1 (TGF-β1) levels in human fracture healing[J].Injury,2011,42(8):833-837.

[18]Asaumi K,Nakanishi T,Asahara H,et al.Expression of neurotrophins and their receptors (TRK) during fracture healing[J].Bone,2000,26(6):625-633.

[19]Weiss S,Zimmermann G,Pufe T,et al.The systemic angiogenic response during bone healing[J].Arch Orthop Trauma Surg,2009,129(7):989-997.

[20]苏发丽,李利华,赵丽萍,等.生长因子在骨折愈合过程中作用的研究进展[J].现代生物医学进展,2013,13(26):5173-5175.

[21]张德雨,朱旭阳,方伟敏,等.螺旋CT三维重建在肋骨骨折法医临床鉴定中的应用[J].法医学杂志, 2007, 23(6):431-433.

[22]董业强,武兴杰,韩菊,等.根据长骨线性骨折愈合X线表现与骨折时间推算[J].中国法医学杂志,2010,25(4):262-264.

[23]王旭.人身损害受伤人员“三期”评定的基本原则[J].中国法医学杂志,2011,26(2):169-172.

[24]李琳,吴军.人身损害赔偿"三期"的法医学鉴定[J].中国司法鉴定,2004,(4):42-43.

[25]刘瑞珏,程亦斌,范利华.法医临床学『三期』鉴定中的若干问题思考[J].中国司法鉴定,2007,(4):39-41.

[26]韩实媚,李军堂,郝大鹏.颌面部骨折愈合时间窗的影像学评价[J].医学与法学,2016, 8(1):109-110.

[27]寇红伟,董鲁平,李峰,等.DHS和PFNA固定治疗老年股骨粗隆间骨折疗效比较[J].中国现代药物应用,2015,9(21):83-84.

[28]周忠,汪阳,黄杰,等.不同疗法对创伤骨科患者骨折愈合及疼痛发生情况的影响[J].湖南师范大学学报(医学版),2015,12(3):125-127.

Research Progress of Fracture Healing Time and its Forensic Significance

ZHU Hai-biao1,2, WANG Xu1,2

(1.Center of Cooperative Innovation for Judicial Civilization, Beijing 100088, China; 2.Key Laboratory of Evidence Science, University of Political Science and Law, Ministry of Education, Beijing 100088, China)

ObjectiveTo study the current situation of fracture healing time and its application value in forensic medicine.MethodsRelated literatures were searched, and the research progress of fracture healing time in recent years was reviewed and the significance of forensic medicine was discussed.ResultsThe evaluation methods of fracture healing time included the imaging observation method, the vibration analysis method, the bone mineral density quantitative detection method, the molecular biological detection method and so on. Using the quantitative methods to infer fracture processes had become a hot spot in recent years. In the forensic identification, the study of fracture healing time was helpful to clarify the relationship between fracture and trauma, and provide technical support for the improvement of forensic identification standards.ConclusionThe study of fracture healing time has important value in forensic medicine, but it still needs to be further studied.

forensic medicine;fracture healing;evaluation method;review

1672-688X(2017)01-0077-04

10.15926/j.cnki.issn1672-688x.2017.01.026

国家自然基金应急管理项目(81450041)

国家自然基金面上项目(81172912)

2016-12-28

1.司法文明协同创新中心,北京 100088 2.中国政法大学证据科学教育部重点实验室,北京 100088

朱海标(1990—),男,河南永城人,从事法医临床学鉴定工作。

王旭,女,教授,主任法医师,E-mail:wangxu0409@126.com

DF795.4

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