骨關節炎的物理治療進展

李蘭，周君,1b

1.南華大學附屬第一醫院，a.康復醫學科；b.康復醫學實驗室，湖南衡陽市421000

骨關節炎(osteoarthritis,OA)是一種常見的累及關節軟骨和周圍結構(包括軟骨下骨、滑膜、關節囊、韌帶及相關肌肉)的退行性疾病，病理特點包括細胞外基質的降解、軟骨下骨骨重建失衡、滑膜組織炎癥、軟骨細胞減少等，臨床表現以關節疼痛、關節僵硬、關節腫脹及活動受限為主，其發病率隨著世界人口老齡化而增加[1]，經常影響下肢關節，尤其是髖關節和膝關節。

骨關節炎的進展通常是緩慢漸進的，但最終會導致關節的疼痛和殘疾，嚴重影響患者的生活質量，加重家庭及社會的經濟負擔，正逐漸引起人們的重視[2-3]。骨關節炎的治療方法包括手術治療、藥物治療和物理治療，其中物理治療因其副作用少、無痛性、療程短和花費低等特點，在臨床上的應用逐漸增多，目前常用于骨關節炎的物理治療方法包括運動治療、超聲波治療、體外沖擊波(extracorporeal shockwave,ESW)治療、電療、脈沖電磁場(pulsed electromagnetic field,PEMF)和全身振動(whole body vibration,WBV)治療等。

1 運動療法

運動療法是一種安全的非藥物治療手段，指患者通過各種形式的主動和被動運動來促進康復的一類方法。迄今為止，關于運動療法的研究很多，許多證據表明運動療法可以減輕疼痛、改善骨關節炎患者身體功能[4-5]。Schiphof等[6]對21篇系統綜述和61項臨床隨機試驗進行總結分析后，發現目前關于膝關節炎以外的骨關節炎研究很少，而運動療法結合患者教育，在減輕疼痛、改善身體功能和生活質量方面是有效和經濟的。另外，最近一項研究顯示[7]，符合美國風濕病學會膝骨關節炎標準的成年患者進行12周太極拳與運動治療，均可以使疼痛和功能得到最大程度的改善；進行2周可獲得最小程度的改善；進行4～5周可獲得實質性的改善。運動療法有增加肌力、改善和維持關節活動度、改善患者本體感覺和平衡協調功能、提高關節穩定性和改善患者的生活質量的作用[8-9]。

運動療法種類繁多，包括低強度有氧訓練、股四頭肌等長收縮訓練、直腿抬高訓練、抗阻肌力訓練、等速運動訓練、關節活動度訓練、本體感覺和平衡訓練等[10]。然而，目前的研究還尚未明確骨關節炎患者最佳的運動形式[8,11]。應根據患者病情特點和病理分期有針對性、綜合性地選擇運動治療方案，而且宜早期介入和反復多療程地應用，以盡早達到和鞏固治療效果，延緩疾病進展，改善遠期轉歸。

2 超聲波治療

超聲波是一種高頻率壓力波，屬聲波的一種，具有良好的方向性和穿透性，作用于人體可產生細微的機械效應、溫熱效應等，廣泛應用于神經、肌肉、骨骼疾病和創傷的治療。

基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)和基質金屬蛋白酶抑制劑(tissue inhibitors of metalloproteinases,TIMPs)在骨關節炎的發生和發展過程中起著關鍵的作用[12-13]。Ji等[14]在研究低強度脈沖超聲波對兔膝骨關節炎關節軟骨中MMP-13和TIMP-2表達的影響中發現，低強度脈沖超聲波可增加血清中TIMP-2和減少MMP-13的表達，從而抑制骨關節炎的發生。

最近的一項探討低強度脈沖超聲治療創傷后骨關節炎的研究中[15]，通過步態分析評價低強度脈沖超聲治療脛骨內側平臺關節內骨折術后大鼠的臨床療效，結果發現低強度脈沖超聲治療可以部分改善患肢的步態，減少軟骨的退行性病變。此外，超聲波治療可以使膝骨關節炎患者在疼痛和功能方面得到改善[16-17]，但還沒有證據支持在髖骨關節炎中應用超聲波[4]。

樣本量較少和劑量的多樣性，導致研究證據質量低下，無法確定真正療效的大小。因此，需要進一步的高質量研究來提供明確的證據證明超聲波對膝關節和髖骨關節炎患者的臨床療效。

3 ESW治療

ESW是一種傳播速度快、持續時間短的聲波，有危險性低、費用低的特點，是一種非侵入性的肌肉骨骼疾病治療方法，生物學效應包括抗炎，誘導組織再生，促進血管形成、骨骼重塑和傷口愈合[18]。

劉洪柏等[19]通過采用單側后肢跟腱切除法建立鼠膝骨關節炎模型，治療組造模后立即給予能量流密度為0.1 mJ/mm2的ESW治療1次，沖擊波次為1000波次，EWS干預4周后處死，取膝骨關節炎的關節液和關節軟骨，檢測其中的白細胞介素(interleukin,IL)-1β、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α的水平，發現關節液和關節軟骨中的IL-1β和TNF-α含量明顯降低，提示ESW能下調膝骨關節炎大鼠IL-1β、TNF-α的表達，降低關節軟骨的炎癥因子水平，對膝骨關節炎起防治作用。

黃藝林等[20]也采用類似的方法研究低能量ESW對兔膝骨關節炎軟骨細胞修復和重塑能力的影響，結果表明低能量ESW可降低軟骨MMP與關節滑液炎性因子(IL-1β、TNF-α)水平，從而改善兔膝骨關節炎軟骨細胞修復能力和重塑作用。

另外，一項回顧性研究包括105例膝骨關節炎患者[21]，其中60例患者膝關節接受頻率為15 Hz、能量流密度為0.11 mJ/mm2的ESW治療；45例患者膝關節滑膜區關節線上(內側5點、外側4點)接受輸出能量為0.2 J/點、治療總劑量為20 J/膝的激光治療，兩種治療方法均使用12周，結果表明使用ESW治療明顯緩解患者的疼痛癥狀。

上述研究表明，ESW治療有緩解膝關節疼痛，改善膝關節僵硬、提高膝關節功能的作用[22]。

4 電療

電療種類繁多，常用的有干擾電(interferential current,IFC)、神經肌肉電刺激(neuromuscular electrical stimulation,NMES)和經皮神經電刺激(transcutaneous electrical nerve stimulation,TENS)。一項關于電刺激緩解膝骨關節炎疼痛的Meta分析發現[23]，IFC緩解關節炎疼痛更具有優勢，TENS的使用尚存在一定爭議，但是各種電療的使用都是安全的。

Giggins等[24]通過綜合分析10項關于NMES對膝骨關節炎治療影響的研究，從減輕疼痛、增加肌力和改善膝關節功能方面評價NMES的作用，其中1項研究被排除在外，因為無法從作者那里獲得原始數據；6項研究證明NMES可以減輕疼痛和改善膝關節功能；3項研究表明NMES干預后患者疼痛緩解和肌力改善程度并沒有顯著差異。由于研究的異質性和納入分析的研究數據有限，作者得出結論：NMES在膝骨關節炎治療中的作用尚不明確，目前的證據尚不能表明NMES可以緩解疼痛、增加肌力和改善膝關節功能。但Li等[25]經分析后發現，Giggins等的研究結果未進行敏感性分析，存在發表偏倚的風險，需要進一步的研究；并且已有研究報道[26]，NMES有緩解關節疼痛和僵硬、改善膝關節功能的作用。

TENS可減輕疼痛、提高膝骨關節炎患者的行走能力[27]。然而，一項關于TENS在膝骨關節炎中的應用研究[28]，通過分析大量與TENS和骨關節炎等相關的文獻，得出的結論是TENS可能會減輕膝骨關節炎患者的疼痛，需要進一步的大規模、高質量的研究來確定TENS在膝骨關節炎治療中的療效。

目前，關于電療的研究較少，有的研究樣本量較少，得出結論可信度低，甚至許多研究得出了相互矛盾的結果。因此，未來需要更大規模和更長期的研究來確定電療對骨關節炎的療效。

5 PEMF

PEMF是一種有效的無創方法，其主要作用是影響骨代謝和治療骨疾病[29]，常用于骨質疏松癥的治療，目前也常用于骨關節炎的治療。

一項PEMF對膝骨關節炎的隨機對照試驗研究[30]，研究者用載波頻率為27.12 MHz、脈沖頻率為1000 Hz及脈沖寬度為100μs的可穿戴PEMF治療60例有膝關節持續疼痛的膝骨關節炎患者，每天12 h，持續1個月，結果發現PEMF可以緩解膝關節疼痛、僵硬，改善膝關節功能。

Zhou等[31]研究發現，PEMF可通過抑制MAPKs信號通路調控分解代謝因子MMP-13，來抑制軟骨破壞，從而延緩骨關節炎的進展。

此外，PEMF還可通過Wnt/β-catenin信號通路改善膝骨關節炎大鼠軟骨下骨顯微結構，作用機制可能與促進Wnt3a/低密度脂蛋白相關蛋白5/β-catenin信號通路的骨架基因和蛋白表達有關。

PEMF治療骨關節炎涉及的機制較多，因此，進一步研究PEMF治療機制有助于更好地開展PEMF的臨床應用工作。

6 WBV治療

WBV治療是一種可行的、有效的治療技術，近年來受到廣泛的關注。振動是由振動板產生的，并通過與人體接觸的表面來刺激肌肉和肌腱，從而達到減輕疼痛、增加肌肉力量、提高平衡能力的目的[32-33]。

最近，一些Meta分析研究了WBV運動對膝骨關節炎患者的治療效果，有證據支持WBV訓練可以減少疼痛，改善膝骨關節炎患者身體功能[33-34]；也有證據表明在進行WBV訓練和其他運動訓練[35]的患者疼痛強度和功能并沒有顯著改善。

此外，一項關于全身振動的研究[36]，研究者將10周齡的健康雄性CD-1小鼠暴露于WBV(45 Hz、0.3 g峰值加速度)中，30 min/d，5 d/周，持續4周、8周，或WBV干預前4周、后4周不干預，隨后對小鼠膝關節組織損傷進行組織學評估，發現用WBV干預4周后出現軟骨破壞，干預8周軟骨破壞更明顯；前4周WBV干預、后4周不干預，軟骨得到一定程度修復，結果表明WBV可促進關節軟骨破壞、降解，但對軟骨下骨結構影響不大，提示特定參數的WBV可能對關節軟骨造成不利影響。

目前，僅有限的證據支持WBV對膝骨關節炎患者的有益影響，需要進一步的研究來確定WBV治療骨關節炎的有效性和安全性。

7 小結

骨關節炎的物理治療方法頗多，但哪種物理治療方法療效好、作用強、對患者副作用小，尚無定論，物理治療涉及的作用機制和不同治療劑量對療效影響的研究也較少，還存在研究質量較低、納入的樣本量較小和臨床結果測量指標不一致等問題。因此，未來需要進行大樣本、多中心、高質量的臨床隨機對照試驗，多角度探索物理治療對骨關節炎的治療效果與作用機制，以指導臨床更合理地選擇物理治療方法。