骨关节炎的物理治疗进展

李兰，周君,1b

1.南华大学附属第一医院，a.康复医学科；b.康复医学实验室，湖南衡阳市421000

骨关节炎(osteoarthritis,OA)是一种常见的累及关节软骨和周围结构(包括软骨下骨、滑膜、关节囊、韧带及相关肌肉)的退行性疾病，病理特点包括细胞外基质的降解、软骨下骨骨重建失衡、滑膜组织炎症、软骨细胞减少等，临床表现以关节疼痛、关节僵硬、关节肿胀及活动受限为主，其发病率随着世界人口老龄化而增加[1]，经常影响下肢关节，尤其是髋关节和膝关节。

骨关节炎的进展通常是缓慢渐进的，但最终会导致关节的疼痛和残疾，严重影响患者的生活质量，加重家庭及社会的经济负担，正逐渐引起人们的重视[2-3]。骨关节炎的治疗方法包括手术治疗、药物治疗和物理治疗，其中物理治疗因其副作用少、无痛性、疗程短和花费低等特点，在临床上的应用逐渐增多，目前常用于骨关节炎的物理治疗方法包括运动治疗、超声波治疗、体外冲击波(extracorporeal shockwave,ESW)治疗、电疗、脉冲电磁场(pulsed electromagnetic field,PEMF)和全身振动(whole body vibration,WBV)治疗等。

1 运动疗法

运动疗法是一种安全的非药物治疗手段，指患者通过各种形式的主动和被动运动来促进康复的一类方法。迄今为止，关于运动疗法的研究很多，许多证据表明运动疗法可以减轻疼痛、改善骨关节炎患者身体功能[4-5]。Schiphof等[6]对21篇系统综述和61项临床随机试验进行总结分析后，发现目前关于膝关节炎以外的骨关节炎研究很少，而运动疗法结合患者教育，在减轻疼痛、改善身体功能和生活质量方面是有效和经济的。另外，最近一项研究显示[7]，符合美国风湿病学会膝骨关节炎标准的成年患者进行12周太极拳与运动治疗，均可以使疼痛和功能得到最大程度的改善；进行2周可获得最小程度的改善；进行4～5周可获得实质性的改善。运动疗法有增加肌力、改善和维持关节活动度、改善患者本体感觉和平衡协调功能、提高关节稳定性和改善患者的生活质量的作用[8-9]。

运动疗法种类繁多，包括低强度有氧训练、股四头肌等长收缩训练、直腿抬高训练、抗阻肌力训练、等速运动训练、关节活动度训练、本体感觉和平衡训练等[10]。然而，目前的研究还尚未明确骨关节炎患者最佳的运动形式[8,11]。应根据患者病情特点和病理分期有针对性、综合性地选择运动治疗方案，而且宜早期介入和反复多疗程地应用，以尽早达到和巩固治疗效果，延缓疾病进展，改善远期转归。

2 超声波治疗

超声波是一种高频率压力波，属声波的一种，具有良好的方向性和穿透性，作用于人体可产生细微的机械效应、温热效应等，广泛应用于神经、肌肉、骨骼疾病和创伤的治疗。

基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)和基质金属蛋白酶抑制剂(tissue inhibitors of metalloproteinases,TIMPs)在骨关节炎的发生和发展过程中起着关键的作用[12-13]。Ji等[14]在研究低强度脉冲超声波对兔膝骨关节炎关节软骨中MMP-13和TIMP-2表达的影响中发现，低强度脉冲超声波可增加血清中TIMP-2和减少MMP-13的表达，从而抑制骨关节炎的发生。

最近的一项探讨低强度脉冲超声治疗创伤后骨关节炎的研究中[15]，通过步态分析评价低强度脉冲超声治疗胫骨内侧平台关节内骨折术后大鼠的临床疗效，结果发现低强度脉冲超声治疗可以部分改善患肢的步态，减少软骨的退行性病变。此外，超声波治疗可以使膝骨关节炎患者在疼痛和功能方面得到改善[16-17]，但还没有证据支持在髋骨关节炎中应用超声波[4]。

样本量较少和剂量的多样性，导致研究证据质量低下，无法确定真正疗效的大小。因此，需要进一步的高质量研究来提供明确的证据证明超声波对膝关节和髋骨关节炎患者的临床疗效。

3 ESW治疗

ESW是一种传播速度快、持续时间短的声波，有危险性低、费用低的特点，是一种非侵入性的肌肉骨骼疾病治疗方法，生物学效应包括抗炎，诱导组织再生，促进血管形成、骨骼重塑和伤口愈合[18]。

刘洪柏等[19]通过采用单侧后肢跟腱切除法建立鼠膝骨关节炎模型，治疗组造模后立即给予能量流密度为0.1 mJ/mm2的ESW治疗1次，冲击波次为1000波次，EWS干预4周后处死，取膝骨关节炎的关节液和关节软骨，检测其中的白细胞介素(interleukin,IL)-1β、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α的水平，发现关节液和关节软骨中的IL-1β和TNF-α含量明显降低，提示ESW能下调膝骨关节炎大鼠IL-1β、TNF-α的表达，降低关节软骨的炎症因子水平，对膝骨关节炎起防治作用。

黄艺林等[20]也采用类似的方法研究低能量ESW对兔膝骨关节炎软骨细胞修复和重塑能力的影响，结果表明低能量ESW可降低软骨MMP与关节滑液炎性因子(IL-1β、TNF-α)水平，从而改善兔膝骨关节炎软骨细胞修复能力和重塑作用。

另外，一项回顾性研究包括105例膝骨关节炎患者[21]，其中60例患者膝关节接受频率为15 Hz、能量流密度为0.11 mJ/mm2的ESW治疗；45例患者膝关节滑膜区关节线上(内侧5点、外侧4点)接受输出能量为0.2 J/点、治疗总剂量为20 J/膝的激光治疗，两种治疗方法均使用12周，结果表明使用ESW治疗明显缓解患者的疼痛症状。

上述研究表明，ESW治疗有缓解膝关节疼痛，改善膝关节僵硬、提高膝关节功能的作用[22]。

4 电疗

电疗种类繁多，常用的有干扰电(interferential current,IFC)、神经肌肉电刺激(neuromuscular electrical stimulation,NMES)和经皮神经电刺激(transcutaneous electrical nerve stimulation,TENS)。一项关于电刺激缓解膝骨关节炎疼痛的Meta分析发现[23]，IFC缓解关节炎疼痛更具有优势，TENS的使用尚存在一定争议，但是各种电疗的使用都是安全的。

Giggins等[24]通过综合分析10项关于NMES对膝骨关节炎治疗影响的研究，从减轻疼痛、增加肌力和改善膝关节功能方面评价NMES的作用，其中1项研究被排除在外，因为无法从作者那里获得原始数据；6项研究证明NMES可以减轻疼痛和改善膝关节功能；3项研究表明NMES干预后患者疼痛缓解和肌力改善程度并没有显著差异。由于研究的异质性和纳入分析的研究数据有限，作者得出结论：NMES在膝骨关节炎治疗中的作用尚不明确，目前的证据尚不能表明NMES可以缓解疼痛、增加肌力和改善膝关节功能。但Li等[25]经分析后发现，Giggins等的研究结果未进行敏感性分析，存在发表偏倚的风险，需要进一步的研究；并且已有研究报道[26]，NMES有缓解关节疼痛和僵硬、改善膝关节功能的作用。

TENS可减轻疼痛、提高膝骨关节炎患者的行走能力[27]。然而，一项关于TENS在膝骨关节炎中的应用研究[28]，通过分析大量与TENS和骨关节炎等相关的文献，得出的结论是TENS可能会减轻膝骨关节炎患者的疼痛，需要进一步的大规模、高质量的研究来确定TENS在膝骨关节炎治疗中的疗效。

目前，关于电疗的研究较少，有的研究样本量较少，得出结论可信度低，甚至许多研究得出了相互矛盾的结果。因此，未来需要更大规模和更长期的研究来确定电疗对骨关节炎的疗效。

5 PEMF

PEMF是一种有效的无创方法，其主要作用是影响骨代谢和治疗骨疾病[29]，常用于骨质疏松症的治疗，目前也常用于骨关节炎的治疗。

一项PEMF对膝骨关节炎的随机对照试验研究[30]，研究者用载波频率为27.12 MHz、脉冲频率为1000 Hz及脉冲宽度为100μs的可穿戴PEMF治疗60例有膝关节持续疼痛的膝骨关节炎患者，每天12 h，持续1个月，结果发现PEMF可以缓解膝关节疼痛、僵硬，改善膝关节功能。

Zhou等[31]研究发现，PEMF可通过抑制MAPKs信号通路调控分解代谢因子MMP-13，来抑制软骨破坏，从而延缓骨关节炎的进展。

此外，PEMF还可通过Wnt/β-catenin信号通路改善膝骨关节炎大鼠软骨下骨显微结构，作用机制可能与促进Wnt3a/低密度脂蛋白相关蛋白5/β-catenin信号通路的骨架基因和蛋白表达有关。

PEMF治疗骨关节炎涉及的机制较多，因此，进一步研究PEMF治疗机制有助于更好地开展PEMF的临床应用工作。

6 WBV治疗

WBV治疗是一种可行的、有效的治疗技术，近年来受到广泛的关注。振动是由振动板产生的，并通过与人体接触的表面来刺激肌肉和肌腱，从而达到减轻疼痛、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运动对膝骨关节炎患者的治疗效果，有证据支持WBV训练可以减少疼痛，改善膝骨关节炎患者身体功能[33-34]；也有证据表明在进行WBV训练和其他运动训练[35]的患者疼痛强度和功能并没有显著改善。

此外，一项关于全身振动的研究[36]，研究者将10周龄的健康雄性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，持续4周、8周，或WBV干预前4周、后4周不干预，随后对小鼠膝关节组织损伤进行组织学评估，发现用WBV干预4周后出现软骨破坏，干预8周软骨破坏更明显；前4周WBV干预、后4周不干预，软骨得到一定程度修复，结果表明WBV可促进关节软骨破坏、降解，但对软骨下骨结构影响不大，提示特定参数的WBV可能对关节软骨造成不利影响。

目前，仅有限的证据支持WBV对膝骨关节炎患者的有益影响，需要进一步的研究来确定WBV治疗骨关节炎的有效性和安全性。

7 小结

骨关节炎的物理治疗方法颇多，但哪种物理治疗方法疗效好、作用强、对患者副作用小，尚无定论，物理治疗涉及的作用机制和不同治疗剂量对疗效影响的研究也较少，还存在研究质量较低、纳入的样本量较小和临床结果测量指标不一致等问题。因此，未来需要进行大样本、多中心、高质量的临床随机对照试验，多角度探索物理治疗对骨关节炎的治疗效果与作用机制，以指导临床更合理地选择物理治疗方法。