超声治疗骨性关节炎的探讨
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1、超声治疗骨性关节炎的探讨李燕如 刘汉良 长沙市第三医院康复科摘要 大量的文献表明超声产生的生物学效应可能对许多种疾病具有治疗意义。临床已经应用超声于多种疾病的治疗,但仍有很多人对其疗效保持怀疑。本文对治疗性超声治疗和处理骨关节炎,特别是在超声治疗的强度以及试验的研究方案和治疗参数方面的研究予以综述。方法:选用Pubmed文献库搜索,时间为1985年到2008年;关键词为超声波和骨关节炎,共搜索到422篇文献。试验性、临床性和动物性研究直接评定了应用治疗性超声治疗骨关节炎的疗效以及其潜在的生理学机制。结果:共有16篇文献符合搜索标准。9篇文献研究报道超声对于疼痛和功能结果有好的影响,5篇文献表明
2、超声可促进软骨的愈合,1项试验研究报道超声药物透入疗法可促进关节内高分子的吸收。1项随机对照试验报道超声治疗与运动疗法相比较在改善疼痛和关节主动活动范围没有显著差异。结论:超声可作为治疗骨关节炎的一种安全、有效的手段。关键词 超声 骨关节炎前言骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是最常见的关节疾病,55岁以上人群患病率超过了80%。骨关节炎是一组不同疾病的总称,它们可有完全不同的病因,但有相似的生物学、形态学和临床转归。它们所造成的后果不仅仅影响关节软骨,还累及整个关节,包括软骨下骨、韧带、关节囊、关节滑膜和关节周围肌肉。最终,关节软骨发生退变,逐渐出现纤维化、裂缝、溃疡,直至全层关
3、节软骨丢失1。随着人口老龄化,关节疾病,特别是骨关节炎造成的负担将会显著增加。因此,2000年到2010年这10年,被WHO命名为“骨关节10年20002010” (the Bone and Joint Decade 20002010)24。超声的研究已有60多年,只有少数文献报道超声的不良作用5,6。早在1920s就有文献描述超声的物理、化学以及生物学效用7。此后,大量的研究文献报道了超声的作用机制和生物学效用,但是评价利用超声治疗骨关节炎的研究却比较少。虽然大量积累的基础试验、人体以及动物试验研究表明超声产生的系统生物效用可能能够治疗包括骨关节炎在内的许多临床疾病,但是一些临床医师仍然拒绝
4、应用治疗性超声6。尽管有大量的研究,但是各研究设计方法以及得出的结论不尽一致。最主要的问题是研究设计不够严谨,方法不科学。尤其是治疗性超声的控制问题,因为不一致的超声波输出参数(强度、频率以及剂量)和应用技术(超声接受部位、组织特性、治疗区域)对能量的传递和组织的吸收有着很大的影响。目的本文主要对当前治疗性超声治疗和处理骨关节炎的研究予以综述,特别是超声治疗的强度以及试验的研究方案和治疗参数。方法选用Pubmed文献库搜索:时间为1985年到2008年;关键词为超声波和骨关节炎,共搜索到422篇文献。结果Falconer等9综述治疗性超声对选择性骨骼肌的治疗效应时报道大量的证据支持超声可以减轻
5、急性关节周围和骨关节炎的疼痛、增加关节活动度。然而作者们强调不能排除安慰反应或实验者偏倚而需要更进一步地设计更好的临床实验方案。Philadelphia Panel13在建立选择性康复干预治疗膝关节痛的循证实用指南中指出没有发现支持超声治疗骨关节炎的证据,但更有意义地例证了这些研究方法的局限性,包括缺乏结果的测量标准等。由于心理社会、躯体、职业以及较难实施的盲法导致康复干预评估比较困难。超声对软骨愈合和再生影响的研究证实超声对软骨愈合有加速作用。这些研究一致证明强度为200-400mW/cm2低强度脉冲超声能很好地促进软骨基质蛋白的表达14,15。另外两项研究报导脉冲超声可以促进动物试验诱导的
6、骨关节炎软骨的早期修复、减慢关节晚期退行性变的速度16,17。另外两个相似的研究利用同样的骨关节炎动物模型证明超声透明质酸透入疗法和超声与透明质酸关节腔注射都可以增加兔膝关节透明质酸的吸收、降低骨关节炎造成的软骨和滑膜结构损害的程度18。Huang等16等运用速肌力训练与超声治疗双侧膝骨关节炎的随机对照试验报道:等速肌力训练加超声治疗组的功能结果有显著提高。Yang等17另外一个随机对照试验应用相同的方法评价了运用超声、等速肌力训练和关节腔透明质酸注射综合康复方案对膝关节炎的疗效。研究显示:超声治疗组的行走速度、关节活动度、力臂峰值以及Leguesen指数都有显著提高。Kozanoglu等19
7、随机对照试验显示:超声(1MHz,1W/cm2,持续波)治疗组50%的受试者骨关节炎WOMAC指数降低了30%;疼痛评分、膝关节活动度以及20米行走时间都有显著改善。Jan等20对照试验比较超声与透热疗法结合运动训练治疗慢性膝关节炎疗效发现:超声组和超声联合运动训练组的膝关节功能和力臂峰值有所增加。但Falconer等21的随机对照试验没有证实超声(1MHz,2.5W/cm2)对主动关节活动度有改善。讨论检索到的11项试验研究有10项(包括5篇综述)报道超声对骨关节炎人群有积极的效应。这些效应包括降低疼痛、增强关节功能和软骨的修复。6项关于超声对软骨修复的研究一致认为超声对软骨愈合有加速作用。
8、各试验采用的超声的频率和强度一致,但是试验持续时间和治疗频率不同。因此,在建立最佳治疗方案前必需使治疗参数标准化。我们检索到的5项试验研究对超声治疗骨关节炎的疼痛和功能结果进行了评定。其中4项试验结果证明超声对骨关节炎的治疗有积极的结果。这些研究都同样地运用了超声和其它疗法,有疗效的4项试验中3项研究都综合采用了超声、运动疗法和关节腔注射。1项研究21没有证明超声有任何效应特别是研究超声治疗前加运动训练对慢性膝关节炎继发关节挛缩引的影响。这项研究报道超声治疗组和假超声治疗组之间没有显著差异,但作者不排除超声剂量、肌肉缩短生理学效用以及运动训练等混杂因素的影响。同时检索到的5篇综述文献都比较系统
9、地评价了超声的治疗作用。Falconer等报导超声治疗可以改善急性关节炎和骨关节炎的疼痛和关节活动度。同样,Kladny等得出了超声对骨关节炎有积极疗效,但这两个试验研究都例证了安慰剂和实验者期望偏倚所造成的潜在局限性。Philadelphia Panel综述了超声治疗非特异性膝关节痛(包括骨关节炎),没有发现支持超声治疗骨关节炎有效的证据,但更有意义地指出了这些研究结果的局限性,例如测量标准不均衡。日益发展的基础科学显示超声可以促进愈合速度,还有可能使骨关节炎多方面生理学受到影响。超声(100mW/cm2,0.75MHZ或3MHZ)可以促进蛋白合成22和血管形成23,24。低强度脉冲超声(5
10、00mW/cm2,20%duty cycle,1MHz,5分钟)促进愈合中胶原的有序排列和增加组织的弹力强度的比高强度持续超声(1.5W/cm2,1MHz,5分钟)的效应强。另外,动物试验表明脉冲超声(1MHz,500mW/cm2,5min,连续14天)在肌腱切断术后促进胶原束的沉积、机化和聚集比连续超声更有效25,26。0.75MHz和3MHz(连续波,0.5W/cm2)的超声可以促进早期炎症的吸收和成纤维的募集。这些观察表明治疗性超声在治疗包括骨关节炎在内的多种疾病有显著治疗作用。而且,这些基础研究为这个领域的进一步假设和临床研究提供了理论依据。如果一项治疗干预是可靠的且具有一致的作用,那
11、么必须有公认的作用于组织的剂量和相关的生物学效应。因此,建立有效的临床方案的前提是制定准确的超声剂量。当前有些文献报道超声治疗初期无效是因为不适当的标准、输出波形参数、应用技术以及关键的剂量所造成的。除了波形频率之外,基本的波形参数的要素是能量计算,包括平均强度(W/cm2)、占空比(%)和暴露的时间(分钟)。其他描述能量特征的重要参数包括脉冲频率(HZ)、脉冲宽度、辐射不均匀率(BUN)、脉冲均数和脉冲强度峰值(W/cm2)。这些参数在我们搜索到的试验研究中没有足够地说明。改变应用技术的影响等同于对剂量传递的影响,且传达到组织的能量强度与超声探头辐射到治疗区域的面积有关。因此,改变治疗面积可
12、显著地影响剂量。此外,接受超声的部位(组织的组成、损伤的深度、组织的密度)对能量的吸收扮演重要的角色。结论大量的试验研究显示超声对骨关节炎的治疗和处理有可能存在潜在的显著效应。尽管研究方法存在局限性,但是每个研究都提供了有价值的数据以及超声生物物理学某些方面的独到的见解。为了促进将来更有意义的相互对照研究和分析,这个领域的研究必须坚持严谨的方法、精确地报告研究输出参数以及应用技术。另外,为了得出超声生物学效应的确定性结论,在研究设计方法时应该除外其他附加的形式而应单独地研究超声的效应。将来进一步研究的重要方面是阐明不同超声波参数的生物学效应。然而,大量的证据证明这项技术作为临床工具具有显著意义
13、。因此,超声具有安全性、治疗费用低廉、携带方便、操作简单的特性,而且非电离能量形式可作为临床理想的治疗手段。基于这些因素,超声在医学领域的研究和应用须进一步深入。参考文献1.Brandt KD.An atlas of osteoarthritis M. New York USA:The arthenon Publishing Group,2001.1.2.Lawrence RC,Helmick CG,Arnett FC,etal.Estimates of the prevalence of arthritis and selected musculo skeletal disorders in
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