沖擊波與超聲波療法治療創傷后膝關節功能障礙的療效比較

黃禮群, 王曉紅, 張善綱, 徐丹, 程慈, 蘭雪峰，童春梅，朱文濤

膝關節損傷、制動或手術后常出現膝關節腫脹、疼痛、活動受限，進而影響到患者日常生活和工作，膝關節周圍骨折、脫位、韌帶損傷是膝關節功能障礙的主要原因[1]。術后早期、系統的康復治療[2]，如超聲波[3]、關節松動術[4]、肌力訓練等可以減輕膝關節疼痛和粘連[1]，改善膝關節活動度和膝關節功能。但是如果損傷嚴重或術后早期不能獲得系統康復治療，患者往往遺留有膝關節腫脹、疼痛、活動受限，后期再進行康復治療，療效緩慢。體外沖擊波治療(extracorporeal shock wave therapy, ESWT)是一種非侵入性治療技術，在臨床中得到了廣泛的應用，大部分用于治療肌肉骨骼疾病,如膝骨關節炎[5]、頑固性足底筋膜炎[6]、網球肘[7]、髕腱炎等[8]，后來也被用于治療其他許多軟組織運動損傷和創傷后發生的組織紊亂，如肌肉紊亂、韌帶損傷等[8]。但是沖擊波應用于膝關節術后功能障礙的報道較少，也未見到沖擊波和超聲波在膝關節損傷后功能障礙的對比研究，因而本研究的目的就是比較沖擊波和超聲波在創傷后膝關節功能障礙的療效差異。

1 資料與方法

1.1 一般資料 共納入2016年2月～2018年10月在我科病房住院治療的膝關節損傷術后功能障礙的患者60例。納入標準：臨床明確診斷膝關節前交叉韌帶損傷或半月板損傷，并在我院骨科行前交叉韌帶重建術(Anterior cruciate ligament reconstruction, ACLR)、半月板修復術或前交叉韌帶重建術+半月板修復術；臨床表現為膝關節活動受限伴疼痛、股四頭肌萎縮等。排除標準：既往有下肢手術、下肢關節活動受限、膝骨關節炎、類風濕關節炎、痛風、關節結核、骨腫瘤等；凝血功能障礙、皮膚缺損、靜脈曲張、治療前6周使用皮質類固醇藥物治療；全身炎癥性疾病、起搏器等；生命體征不穩定，身體狀況不能耐受治療者；精神病、認知障礙患者[9]。將上述患者隨機分為沖擊波組和超聲波組，每組30例。①沖擊波組：30例，均為男性；年齡(27.13±5.89)歲；體重(77.00±10.57)kg；病程(15.43±16.68)個月；患側左17例，右13例；手術類型ACLR 28例，半月板修復術2例，ACLR+半月板修復術0例；手術后時間(1.83±1.31)個月。②超聲波組：30例，均為男性；年齡(27.30±6.84)歲；體重(76.23±9.80)kg；病程(14.67±11.17)個月；患側左16例，右14例；手術類型ACLR 27例，半月板修復術2例，ACLR+半月板修復術1例；手術后時間(2.27±1.17)個月。2組患者的年齡、性別、體重、病程、患側、手術類型、手術后時間進行比較，差異無統計學意義。

1.2 方法 2組患者都同時接受關節松動術、肌力訓練和冷療，沖擊波組患者增加沖擊波治療，超聲波組增加超聲波治療，所有治療都持續4周。2組患者均在術后0～2周開始無痛-微痛范圍內主動膝關節屈曲練習和助力主動伸膝練習，術后2周可逐步主動屈膝至40°，術后6周可進行90°～40°等張屈膝練習，術后14周開始全范圍等張無痛屈膝練習。對于半月板修復術后0～6周進行0°～90°主動關節活動度練習，6周后可進行全范圍主動關節活動練習[10]。ACLR患者可將支具鎖在0°位進行漸進性負重訓練，根據骨科醫生醫囑在術后4周拄雙拐負重，術后6周拄單拐負重，術后8周脫拐，如合并半月板修復術則在術后6～8周逐漸負重練訓練。①沖擊波治療：使用英國BTL-5000SWT沖擊波治療儀進行治療。通過觸診膝關節疼痛部位如髕韌帶、側副韌帶、膝后方腘繩肌肌腱、小腿三頭肌肌腱等，在治療區域涂抹足量耦合劑，確保探頭與皮膚表面之間有足量的耦合劑。使探頭垂直于皮膚，探頭作用在肌腱附著點上。在整個最痛點和周圍區域的同心圓上使用10～15Hz，1.5～2bar，手柄壓力為輕度～中度，根據疼痛情況使用2000～3000次脈沖，2次/周。②超聲波治療：使用德國菲茲曼公司生產的PHYSIOMED-EXPERT雙頻超聲治療系統，在膝關節常見壓痛部位均勻涂抹常規耦合劑，治療時將超聲探頭緊貼于患膝皮膚周圍，頻率為1MHz，使用5cm2圓形超聲聲頭，脈沖輸出強度為0.5～0.8W/cm2，接觸移動法，1次/d，10min/次，每周5d。③關節松動術：采用澳大利亞Maitland關節松動術[4]。針對患者情況，對脛股關節、髕股關節和近端、遠端脛腓關節進行松動。治療時首先放松膝關節周圍肌肉，然后在關節放松狀態下使用2級手法，根據患者的反應，選用1級疼痛手法或3～4級手法。手法強度以當日治療結束時輕度疼痛，次日無明顯疼痛為宜。1次/d，30min/次，每周5d。④肌力訓練[10]：術后0～2周在膝關節支具保護下早期采用各方向直腿抬高練習訓練臀肌、股四頭肌和腘繩肌(前方、側方、后方直抬腿)，踝泵運動訓練脛前肌和小腿三頭肌肌力，術后2周增加彈力帶抗阻練習髖/腘繩肌抗阻練習，術后2周逐步靜蹲練習，當膝關節角度大于80°，可給予功率自行車訓練，根據患者疼痛和肌力選擇阻力，1次/d，15min/次，每周5d。⑤冷療：訓練后均給予冷療，使用15cm×30cm的冷水袋(0℃-4℃)覆蓋在患側膝關節周圍，每天1次，每次20min，每周5d。

1.3 評定標準 治療前及治療4周后評估膝關節疼痛程度、膝關節被動關節活動度和膝關節功能評定。①疼痛評定：視覺模擬評分法(Visual analog scale, VAS)[11]，它是由一條100mm的直線組成，線的左端表示“無痛”，右端表示“無法忍受的痛”?；颊邔⒆约焊惺艿降奶弁磸姸葮擞浽谥本€上，記錄下疼痛強度。②膝關節被動關節活動度(Range of motion,ROM)測量[11]：使用量角器測量膝關節被動關節活動度，患者取仰臥位，軸心置于腓骨小頭，固定臂與股骨縱軸平行，移動臂與脛骨縱軸平行。記錄患者的被動關節活動范圍。共測量3次，取平均值進行記錄。③膝關節功能評定：美國紐約特種外科醫院膝關節評分(hospital for special surgery knee score , HSS)是一種用于評估膝關節功能障礙的評分系統[12]。HSS膝關節評分滿分為100分，包括疼痛30分、功能22分、活動范圍18分、肌力10分、屈曲畸形10分、關節穩定性10分。扣分項目內容涉及是否需要助行器、內外翻畸形及伸直受限等。

2 結果

2.1 疼痛評分和膝關節被動活動度 治療4周后，2組患者的疼痛VAS評分與治療前相比均有明顯下降(均P<0.01)，且沖擊波組VAS評分明顯低于超聲波組(P<0.01)；治療后，2組患者膝關節被動ROM與治療前相比均有明顯增加(均P<0.01)，且沖擊波組膝關節被動ROM明顯高于超聲波組(P<0.01)。見表1。

表1 2組患者治療前后VAS評分及被動ROM比較

與治療前比較，aP<0.01；與超聲波組比較，bP<0.01

2.2 膝關節功能評分 治療4周后，2組患者膝關節功能HSS評分中疼痛、功能、活動度、肌力、減分和總分與治療前相比均有明顯增加(P<0.01)，但屈膝畸形和穩定性與治療前相比，差異均無統計學意義；沖擊波組膝關節HSS評分中疼痛、活動度、肌力和總分明顯高于超聲波組(P<0.01)，但是在功能、屈膝畸形、穩定性和減分項目中，2組間比較差異無統計學意義。見表2。

3 討論

膝關節及其周圍軟組織損傷、制動或手術后，會出現膝關節局部腫脹、疼痛、關節粘連、肌肉萎縮、關節不穩定等功能障礙。膝關節活動受限[13-14]，常因關節內外的損傷引起，關節內因素包括組織修復導致關節內粘連，纖維性瘢痕組織過度增生，關節周圍軟組織攣縮，關節內畸形導致骨撞擊；關節外因素包括股四頭肌和股骨骨痂、腱膜和肌間隔的粘連、瘢痕組織增生引起的肌肉攣縮和皮膚深層組織的粘連。膝關節術后早期康復治療可以恢復關節活動范圍和肌力，但對于已形成的膝關節粘連多數要依靠外科手術治療[15]。

超聲波治療可以降低神經興奮性，減少積液量，減弱炎癥介質的釋放，從而減輕疼痛[16]，促進腫脹消退及炎性產物消除，抑制瘢痕增生，增加結締組織的延展性。在大鼠膝關節攣縮模型中，超聲波可以有效減輕膝關節受限角度，降低后關節囊的厚度，增大關節囊膠原纖維之間的間隙[13]。

氣壓彈道式體外沖擊波設備產生的沖擊波是一種由脈沖傳導的機械刺激聲波，會產生正負兩相的沖擊波，正相產生直接的機械力，負相產生空穴和氣泡。與超聲波相比，沖擊波峰值壓力大約是超聲波的1000倍[17]。ESWT有止痛、促進組織再生和鈣化破壞的生物學作用機制[8,18-19]，ESWT的鎮痛作用可能是通過超刺激鎮痛，影響P物質、降鈣素基因相關肽在背根神經節中的表達以及對神經血管新生和增加局部抑制疼痛的物質來影響疼痛的傳遞[18-19]。沖擊波還可以通過機械轉導在組織內將刺激轉化為生化信號，產生蛋白質、一氧化氮和特定的生長因子導致新生血管生成、張力細胞增加、成纖維細胞增殖、膠原合成，進一步促進組織分解代謝、愈合和重塑，增強組織再生[8]。負相沖擊波形成聲空化(拉伸)作用，也促進組織再生，增加細胞膜的通透性，有效地分解軟組織中的鈣化沉積物[19]。因而ESWT可以用來減輕疼痛，增加血流量，軟化鈣化組織，治療組織纖維化，松解粘連，減輕創傷后膝關節僵硬，從而改善膝關節功能，但是關于沖擊波松解關節粘連的作用機制還需要進一步的基礎研究。

本研究中，經過4周的康復治療，2組患者的膝關節疼痛程度、被動關節活動度和膝關節功能評分都得到了顯著的改善，應用沖擊波比超聲波治療取得了更好的效果，表明沖擊波在減輕疼痛、改善膝關節活動度和功能方面優于超聲波治療。目前沖擊波在膝關節損傷后功能障礙中的應用報道極少，已有研究報道在關節松動術基礎上增加沖擊波可以更有效地改善膝關節活動度[20]，沖擊波聯合康復訓練或聯合推拿與松動手法都能較常規康復治療更有效地減輕疼痛、增加膝關節活動度、改善膝關節功能[21-22]。可惜本研究沒有設立僅含綜合康復治療的空白對照組，僅能說明在創傷后膝關節功能障礙中沖擊波治療優于超聲波治療。本研究進一步對HSS評分量表各項目對比分析，發現沖擊波主要在疼痛、關節活動度、肌力方面的改善效果優于超聲波治療，但功能、屈膝畸形、穩定性和減分項目方面差異沒有統計學意義。功能、減分方面兩組沒有差異，可能和納入的患者手術后時間差不多，所以不能遠距離步行，使用雙拐、單拐和脫拐的時間也類似，因

表2 2組患者治療前后HSS評分總分及各項評分比較 分，

與治療前比較，aP<0.01；與超聲波組比較，bP<0.01

而差異沒有統計學意義。由于術后非常注重維持關節在伸直位，基本沒有出現屈膝畸形，兩組差異也不明顯。此外由于觀察時間僅有1月，功能、關節穩定性方面是否有差異還需要更長時間的觀察。

在治療頻次和療程上，本研究和張曉強[21]的研究都是每周2次，連續4周即8次的沖擊波治療，而羅兆雄等[22]則發現每周1次，連續4周的沖擊波治療就可以有明顯改善作用，8周的沖擊波可以進一步減輕膝關節疼痛，改善關節活動度和膝關節功能。因而在關節松動、肌力訓練等康復治療基礎上增加沖擊波治療，4周就可以改善創傷后膝關節功能障礙。本研究采用的沖擊波治療參數是10～15Hz，1.5～2bar，根據治療時患者的反應調節頻率、壓力和手柄壓力，在治療過程中不產生刺痛感，使患者可以耐受沖擊波治療。

本研究還有很多局限性，第一，沒有設立單獨的綜合康復治療對照組，不能明確沖擊波和超聲波治療是否一定優于綜合康復治療。第二,由于前交叉韌帶重建術和半月板修復術是兩種手術方式，可進一步進行分層對照研究。第三，觀察時間僅有4周，還需要進一步觀察沖擊波和超聲波治療的遠期療效差異；第四，由于本研究的觀察對象是住院的膝關節損傷術后患者，出現了納入對象都是男性的情況，可進一步觀察兩種治療在女性患者中的差異。

綜上所述，對膝關節損傷術后關節功能障礙的患者采用4周、8次的沖擊波可以比超聲波治療更有效地減輕關節疼痛、改善關節活動度和膝關節功能，當在綜合康復治療基礎上已經增加了超聲波治療但療效不佳時，可考慮改加沖擊波治療。