孫培棟 歐陽鈞

【摘 要】 目的 總結髖關節保護器（hip protector，HP）的應用及研究現況，探討目前存在的問題及進一步研究方向。 方法 查閱國內外近年關于 HP 的文獻，進行分析總結。 結果 目前生物力學試驗研究顯示 HP 具有良好的防護摔倒所致髖關節骨折的效果，而在臨床應用中未顯示有確切的相關防護效果。 結論 HP 生物力學試驗中防護效果較好可能與其采用較低沖擊能量有關；臨床應用中 HP 依從性差被認為是導致其防護效果差的最主要原因。

【關鍵詞】 髖關節保護器 股骨近端骨折 沖擊 防護效果

髖關節骨折越來越成為困擾老年人健康的一個重要問題 [1]，尤其是患有骨質疏松的老年女性，具有較高發病率、高致殘率、短期內繼發死亡風險顯著增加 [2] 和需長期占用治療及護理資源等特點。據報道，90% 的老年女性髖關節骨折是由摔倒引起 [3]。髖關節保護器（hip protector，HP）是主要應用于老年人的一種非藥物干預方法，可以吸收和 / 或分流摔倒所產生的對股骨大轉子的直接沖擊能量，降低摔倒所致的髖關節骨折風險。自 Lauritzen 等 [4] 于 1993 年報道了 HP 的臨床有效性后，HP 得以廣泛應用和發展。進一步研究發現，

HP 的臨床防護效果與最初的研究結果不一致，近年相關臨床前瞻性研究 [5-16] 及 Meta 分析 [17-20] 均顯示，無確切證據顯示 HP 可降低老年人摔倒所致的髖關節骨折風險。但大量生物力學試驗結果卻表明，在實驗室設

置的相對理想狀態下，HP 可最高減少摔倒時股骨大轉子所受的 94% 沖擊力，有效降低摔倒所致髖關節骨折風險 [21-31]。本文對 HP 相關的生物力學試驗研究及臨床研究作一綜述，分析導致兩種研究結果不相符的原因，為進一步開展 HP 研究提供參考。

1 HP 的設計和分類

側方摔倒所產生的沖擊力可導致髖關節骨折已成為共識。HP 作為一種能量緩沖和 / 或分流裝置，通過降低摔倒所致對髖部結構的暴力沖擊，降低髖部骨折風險，具有較強的理論性優勢和應用前景。根據生物力學原理，HP 設計為暴力吸收和暴力分流兩種類型裝置，暴力吸收型 HP 一般采用質地較軟的材料，暴力分流型材料質地較硬。為了更好地貼合股骨大轉子外覆蓋的軟組織表面形狀，發揮更好的能量轉移作用，HP 的形狀一般設計為圓形或橢圓形，其內面凹、外面凸；最近也有學者將 HP 設計成馬蹄鐵形，呈內凹外凸狀 [21， 25]。

2 HP 生物力學試驗研究

生物力學試驗可在體外真實模擬摔倒所產生的沖擊，用于定量研究 HP 的緩沖作用，是評價 HP 防護效果的重要指標。目前大部分體外生物力學試驗結果均提示，HP 可減少摔倒產生的對髖關節的沖擊力，具有優良的防護果，可有效降低摔倒所致髖關節骨折風險。

目前應用較多的 HP 評價方法是采用具有股骨外形的塑料模型進行沖擊試驗。試驗以采用懸吊式沖擊錘 [27] 或舂米式沖擊錘 [21, 24] 作為試驗裝置進行沖擊研究為主，也有研究采用直立式沖擊塔 [26, 32] 模擬側方摔倒時產生的沖擊。根據 2007 年 11 月國際 HP 組織推薦的 HP 生物力學試驗標準，直立式沖擊塔和舂米式沖擊錘因能較好模擬側方摔倒產生的沖擊，成為主要推薦的試驗裝置 [33]。對各種不同類型 HP 所進行的生物力學沖擊試驗

均有相關報道。根據 Choi 等 [21] 的研究結果，16 mm 厚混合型卵圓形防護墊是防護效果最好的 HP。

該研究也對兩種軟質馬蹄鐵形 HP 進行了研究，結果表明對于馬蹄鐵形 HP，中心位置偏移出股骨大轉子部位2.5 cm 會影響其防護效果，這可能與其能量轉移及吸收機制有關。與該試驗結果類似，大量研究發生在通過模擬摔倒時沖擊能量相對較低的情況下，混合型 HP相對其他類型 HP 具有較好防護效果 [22-23, 25, 27-30]。在模擬摔倒時中等沖擊能量情況下，各類型 HP 也能獲得較好的防護效果 [26]。但隨著沖擊能量的增加，各類型 HP的抗沖擊防護能力效果逐漸減弱 [31]。目前，對較高能量沖擊下的 HP 防護效果研究較少，在該情況下各類型HP 的防護能力還有待進一步證實。

3 HP 臨床研究

HP 臨床應用已近 20 年，目前各類型 HP 的臨床防護效果評價相關研究已較深入。

3.1 臨床前瞻性研究

有研究認為HP具有良好的防護效果。Koike等[5]及 Kannus 等 [14] 認為 HP 對體弱的老年人可有效降低髖關節骨折風險，這兩項研究中研究對象 HP 的臨床依從性分別為 79.7% 和 48% ± 29%。也有臨床前瞻性研究報道結果與之相反，但大多數研究中研究對象佩戴HP 的臨床依從性較差 [7-9，11，13]。無明確醫囑、額外醫療費用、缺乏有效臨床實用性證據、穿戴不舒適以及穿戴物滑脫可能是依從性差的主要原因 [34]。

3.2 Meta 分析

Gillespie 等 [17] 根據老年人所處環境不同將臨床研究資料分為 3 組進行 Meta 分析，發現雖然 HP 應用

于養老院中體弱老年人可能會降低摔倒所致髖關節骨折發病率，但對于其他老年人，其臨床有效性依然未被完全證實。該研究同時指出，研究對象接受度和持續使用率較低可能是導致 HP 防護效果不能得到確切證實的關鍵因素，這與 HP 臨床前瞻性研究的結果相吻合。其他學者的研究 [18-20] 也報道了類似的研究結果。

4 HP 防護效果分析及展望

HP 作為一種潛在的可預防老年人摔倒所致髖關節骨折的非藥物干預措施，在理論基礎以及生物力學研究中均顯示出較好應用前景，并且相對于其他干預措施，具有價格低廉、使用簡便、易于更換等優點。

目前 HP 主要包括能量吸收型、能量轉移型以及混合型 3 種類型。其中能量吸收型是通過吸收摔倒所產生的部分沖擊能量起到防護效果；能量轉移型通過將能量轉移至周圍軟組織，降低對股骨大轉子的沖擊能量，產生預防骨折效果。根據對這兩種 HP 的生物力學試驗 [24] 和臨床效果評價 [6] 研究證實，這兩種 HP 的防護效果相對較差?；旌闲?HP 主要由內、外兩層構成，外層為起能量轉移作用的塑料硬殼，內層為起能量吸收作用的可壓縮泡沫，可產生相對較好的抗沖擊作用。馬蹄鐵形 HP 作為新近出現的新型防護墊，是針對髖部沖擊的壓力分布特征開發的，兼具能量吸收和轉移特點，但其臨床防護效果有待進一步證實 [21]。

目前的 HP 生物力學沖擊試驗為 HP 預防摔倒所致髖關節骨折提供了一定數據支持，但這些試驗也存在不足，如多采用相對較低的沖擊能量。Laing 等 [24]的相對較高沖擊能量（230 J）試驗結果顯示，能量吸收型及能量轉移型 HP 的防護效果均不理想。在實際跌倒情況下，相對沖擊能量均高于已報道的生物力學試驗中所設置的能量，如體重 60 kg 老年人由座位高度（髖部離地高度約 50 mm）和站立高度（髖部離地高度約 90 mm）側方跌倒所產生的最高能量可分別達到300 J 和 540 J[30]。因此，目前低能量沖擊的生物力學試驗獲得的 HP 防護效果尚無法完全代表實際應用效果。進一步模擬觀察真實摔倒狀態下 HP 的防護效果將是評價 HP 實際應用效果的基本依據，也是對其進行改進的基本參考。

臨床依從性較差是目前認為 HP 臨床防護效果得不到有效證實的關鍵因素。Milisen 等 [35] 研究結果顯示，在開始階段 85% 老年人愿意佩戴 HP，但只有 29%愿意長期佩戴；Sawka 等 [34] 研究結果顯示 HP 的經驗使用率為 14.3% ～ 80%。這兩項研究的結論均為：無明確醫囑、穿戴引起不適、對HP 防護效果的懷疑及HP易滑脫是依從性差的主要原因。在另一項關于 HP 臨床依從性的研究中，Cameron 等 [36] 認為免費發放 HP以及增加 HP 宣教將增加 HP 的長期使用率。Parker等 [37] 的一項 Meta 分析認為，在高選擇性的髖部骨折高風險人群中應用 HP 可降低髖部骨折風險，同時認為佩戴不舒適和實用性差是其臨床依從性較差的主要原因。因此在 HP 臨床防護效果得到確切證實之前，任何細微的不適都將直接導致 HP 的棄用。

老年人的身體狀況與 HP 的防護效果也有直接關系。老年人因機體機能下降和存在基礎疾病，發生跌倒風險大大增加，單純應用 HP 無法保證其摔倒時安全。因此，對于不同狀態的老年群體，必須根據其基礎疾病和骨質狀況結合 HP 的有效防護范圍進行劃分，以確定不同的防護等級，達到個體化防護目的。目前，HP 臨床防護效果評價的研究尚未按照老年人的實際狀況進行嚴格篩選，這可能是其臨床有效性得不到有效證實的潛在原因，也是今后研究的重要方面。

國內 HP 相關研究尚較薄弱，王鳳英等 [38] 和王書軍等 [39] 分別對 HP 的臨床應用效果及作用原理等進行了描述。香港學者從生物力學試驗和臨床應用角度對HP 進行研究 [23，40]，認為使用 HP 可有效降低髖關節骨折風險。但這些研究均無后續研究出現。

綜上述，目前 HP 在相對較高能量沖擊下的防護效果尚不清楚，其防護效果的不確定和無針對性醫囑導致使用者對其防護信心不足，加之穿戴不適等原因，致使 HP 的臨床依從性較差，并且由于缺乏對目標人群的確切定義，所有這些原因可能最終致使其臨床防護效果得不到有效證實。因此，設計可防護高沖擊能量的HP 及生物力學試驗證實其防護效果，并根據不同種類HP 定義不同的目標人群將是下一步 HP 研究的重點。