低强度聚焦超声缓解慢性软组织损伤疼痛的多中心研究*

梁丹丹 胡 帅 陈锦云 李 东 王俊瑞 黄 伟 陈俊林 周 崑 王 嫣 陈文直△

（1超声医学工程国家重点实验室 重庆医科大学生物医学工程学院 重庆市生物医学工程学重点实验室，重庆400016；2超声医疗国家工程研究中心，重庆401121；3重庆医科大学附属第二医院HIFU肿瘤中心，重庆400010；4重庆医科大学附属第二医院骨科，重庆400010；5陆军军医大学西南医院康复科，重庆400038）

软组织损伤是指软组织，如骨骼肌、关节囊、骨膜、脂肪、筋膜韧带等软组织损害性病变的总称，其在成人的发病率高达90%[1]。软组织损伤持续损伤超过3周或损伤后失治或治疗不当超过2周未愈即形成慢性损伤，常伴有的顽固性疼痛和功能受限往往难以治愈[2]，严重影响病人生活、工作以及体育锻炼，慢性疼痛甚至可引发心理疾病[3]。目前治疗慢性软组织损伤的方式多样，但存在治疗时间长、治疗效果不显著、易反复等问题[4,5]。超声波治疗有操作简单、安全、价廉以及非侵入性等特点[6]。传统超声未能达到明显的临床疗效，原因可能是治疗区域超声波剂量不足[7,8]，而单纯增加超声波剂量达到治疗效果同时亦带来相应不良反应。研究表明，超短波有较强的穿透力，加速炎性代谢产物及致痛化学物质吸收消散，能促使局部毛细血管扩张，血流加速，有利于消炎、消肿，使组织的修复能力增强，从而达到缓解疼痛的目的[9]。本研究所使用的低强度聚焦超声(low-intensity focused ultrasound, LIFU)治疗仪通过聚焦超声波增加了目标组织的超声剂量的同时避开了对组织表层的损伤。前期基础研究提示，使用LIFU单次治疗慢性软组织损伤后，可及时镇痛并在一定程度上有维持作用[10]。本研究中，使用LIFU治疗仪多次治疗慢性软组织损伤以评价LIFU对慢性软组织的损伤疼痛的治疗效果、安全性以及短期疗效，为临床使用LIFU治疗慢性软组织损伤疼痛提供一定的指导作用。

方 法

1.一般资料

本研究为非随机临床试验。研究经重庆医科大学伦理委员会和中国陆军军医大学伦理委员会批准。所有的受试者都自愿参加这项研究并签署知情同意书。为保证三个研究中心的统一性，均由固定人员严格遵守本研究纳入和排除标准，统一治疗方式和疼痛评估标准。

纳入标准：由于慢性软组织损伤的临床表现较复杂，因此建立了统一的纳入标准，其中包括损伤时间、类型（肌肉拉伤、肌肉肌腱炎等）、症状、部位和治疗。①年龄18～75岁之间；②诊断为慢性软组织损伤；③肌肉或肌腱拉伤或受伤史> 3个月；④局部软组织顽固性疼痛或部分软组织功能障碍，且VAS评分≥4；⑤损伤后> 2周未治且无明显改善或损伤后> 2.0周经其他治疗不能治愈或不能改善症状者。

排除标准：①不符合慢性软组织损伤的标准；②经影像学检查，局部软组织疼痛可能和内腔或椎间盘突出引起的神经压迫有关；③局部感染和骨折；④在过去的6个月内出现严重的疾病，如无法控制的高血压、脑血管意外、心肌梗死或严重的心律失常；⑤恶性肿瘤、胶原蛋白结缔组织疾病和出血性疾病；⑥皮肤病、皮肤疤痕或合并急性损伤或曾接受放射治疗；⑦病人不配合治疗或拒绝签署知情同意书。

2.仪器和方法

本研究采用阿是超声波治疗仪（重庆海扶医疗科技有限公司，重庆，中国），仪器总输出功率5.0～10.0 W，频率0.3～3 MHz，焦距5～50 mm。根据输出强度分为4档，输出剂量逐级增加。治疗头的直径在20～50 mm之间。根据损伤部位的范围和疼痛深度选择合适的治疗头。在治疗区域均匀涂抹适量超声耦合剂，治疗过程中需保持治疗头超声波输出面与治疗区域皮肤紧密接触（见图1）。

采用固定和移动疗法进行治疗。固定方法适用于有特定压痛点的病人，将治疗头紧贴在压痛点上，选择的输出功率需根据病人的耐受程度，按照剂量递增的原则，治疗强度和时间逐渐提高以局部出现明显“酸、麻、胀、热”接近不能病人耐受为止。每个压痛点的治疗时间为60 s。如果没有观察到明显的压痛点，则采用移动式治疗，治疗头以5.0～10.0 mm/s的速度在疼痛区域缓慢重复滑动，输出功率的选择与固定方法相同。所有病人每日接受1次治疗，连续治疗10天。

3.评定标准

（1）疼痛程度评价：采用视觉模拟评分法(visual analogue scale, VAS)评分便于使用并方便记录[11]。使用VAS评分评定病人疼痛程度，无疼痛（0分），轻度疼痛（1～3分），中度疼痛（4～7分）、重度疼痛（8～10分）[11]。

图1 阿是超声波治疗仪治疗慢性软组织损伤实像图Fig.1 The ultrasound therapeutic device treatment schemes

（2）疗效评定：于治疗前，每次治疗后30 min，疗程结束后的第3天、7天、14天和21天进行疼痛评分。比较治疗前后以及治疗结束后的VAS评分，通过分析其变化来确定疼痛的缓解。

（3）安全性评价：记录治疗期间和治疗结束后21天内出现的不良反应，如皮肤烧伤、治疗部位肿胀、局部疼痛感、疼痛诱发、肢体运动障碍或附件关节出现损伤等，并记录产生不良反应的病例总数。

4.统计学分析

这是一项比较治疗前后VAS评分的自控研究。采用数据分析软件SPSS 22.0进行数据分析数据用均数±标准差(D)进行表示。采用重复测量方差分析，比较VAS评分，P< 0.05认为差异具有统计学意义。

在治疗前和治疗后的VAS评分之间减少3或更多被认为疼痛缓解是有效的[12]。采用公式计算疼痛缓解率：疼痛缓解率 = 疼痛有效缓解的病例数/病例总数×100%。采用公式计算不良反应发生率：不良反应比例 = 产生不良反应病例数/病例总数×100%。

结 果

1.病人基本信息

本研究符合纳入标准的186例软组织损伤病人来自重庆医科大学超声工程学院临床科室（58例），重庆医科大学附属第二医院（60例），陆军军医大学西南医院（68例）。其中有96名男性和90名女性，年龄在30～72岁之间，平均年龄为49.5±2.6岁。病程从3个月到12年不等，平均为5.0±2.6年。软组织损伤的部位和类别有：54例肩颈部肌肉拉伤，42例背部肌肉损伤，49例腰肌损伤，41例四肢肌腱炎症（见表1）。纳入本研究病人均有中度以上疼痛（VAS 4～7分），均顺利完成治疗。在治疗过程中，没有病人接受其他治疗或进行可能加重症状的体育锻炼，治疗结束后完成了随访。

2.VAS评分及疗效评定

治疗期间每次治疗后与第一次治疗前VAS评分比较，VAS评分均呈下降趋势。VAS评分与治疗次数的相关性较好(R2= 0.9964,r= 0.9981)，且随着治疗次数的增加VAS评分降低的幅度越大，疼痛持续缓解(P< 0.05)。而第8、第9和第10次治疗期间的VAS评分比较没有明显差异（P> 0.05，见表2）。

随访期间不同时间点的VAS评分均明显低于治疗前(P< 0.05)，但治疗结束后21天VAS评分较随访期间其他阶段评分略有升高，差异无统计学意义（P> 0.05，见表3）。治疗结束后3天、7天、14天和21天的临床疼痛缓解率分别为98.92、93.55、90.32、80.33、80.11%（见表4），均大于50%。

3.安全性评价

在治疗过程中，没有皮肤烧伤或局部肿胀，仅2例肩颈疼痛病人均观察到上肢局限性疼痛，进一步检查未见感觉或运动障碍，疼痛在24～28 h内消退，未加治疗。其他病人局部疼痛耐受良好，治疗后30 min内疼痛消失。不良反应比例为1.08%。

讨 论

慢性软组织损伤的治疗一直是世界范围内医学康复领域的研究热点。目前治疗慢性软组织损伤的方法有针灸、射频热凝、非甾体抗炎药、激光等，但各有利弊[1,13]。超声因其便捷、无创的特点常用于临床治疗慢性软组织损伤。但目前的研究采用平面脉冲超声进行治疗效果并不理想[14]。超声治疗依靠超声波能量进行治疗，当能量到达病灶不足时，治疗效果严重受影响。本研究使用的聚焦低强度超声波治疗仪通过聚焦超声波，增加了治疗组织剂量的同时避开了对皮肤的损伤。

表1 病例基本信息(D)Table 1 General information on patients (D)

表1 病例基本信息(D)Table 1 General information on patients (D)

病人特征Patients characteristics例数n总病例（纳入）Total number (Enrolled) 186平均年龄（岁）Mean age (y) 49.5±15.5性别(%) Sex (%)男性Male 96 (51.6)女性Female 90 (48.4)平均病程（年）The mean course of disease (y) 5±2.6病例在三个研究中心的分布 (%)Patient distribution from the three centers (%)重庆医科大学超声工程学院临床部Clinical Department of Ultrasonic Engineering Institute of Chongqing Medical University 58 (31.2)重庆医科大学附属第二医院Second Affiliated Hospital of Chongqing Medical University 60 (32.3)陆军军医大学附属第一医院The First Affiliated Hospital of The Army Medical University 68 (36.5)损伤部位及类型 (%)Localization and category of injury (%)肩颈（肌肉拉伤）Neck and Shoulder (muscle strain) 54 (29.1)背部 （肌肉拉伤）Back (muscle strain) 42 (22.6)腰部（肌肉拉伤）Lumbar (muscle strain) 49 (26.2)四肢（肌肉、肌腱炎症）Extremities (muscle tendon inflammation) 41(22.1)

表2 疗程中治疗部位的VAS以及减少的VAS评分与治疗前比较后的P值(D)Table 2 The VAS of localized pain during the procedure of treatment, decreased VAS after each treatment and the related P value (compared with the previous treatment) (D)

表2 疗程中治疗部位的VAS以及减少的VAS评分与治疗前比较后的P值(D)Table 2 The VAS of localized pain during the procedure of treatment, decreased VAS after each treatment and the related P value (compared with the previous treatment) (D)

治疗次数No.of treatment每次治疗后30分钟VAS After each treatment VAS (30 min)每次治疗后30分钟After each treatment (30 min)与治疗前比降低的VAS Decreased value of VAS compared with the pre-treatment治疗前VAS Pre-treatment VAS 1.1±0.3 0.028 2 2.8±0.0 1.8±0.2 0.021 3 2.5±0.0 2.3±0.1 0.016 4 2.3±0.0 2.9±0.1 0.019 5 2.3±0.0 3.5±0.2 0.025 6 2.2±0.0 4.0±0.1 0.027 7 1.8±0.0 4.7±0.0 0.012 8 1.6±0.0 5.5±0.2 0.011 9 1.5±0.0 5.6±0.1 0.108 10 1.2±0.0 5.7±0.2 0.172 P值（与治疗前比降低的VAS）P value (Decreased value of VAS)compared with the pre-treatment 1 3.0±0.0 6.9 ± 0.9

表3 随访期间不同时间的VAS (D)Table 3 The VAS at different times during the follow-up periods (D)

表3 随访期间不同时间的VAS (D)Table 3 The VAS at different times during the follow-up periods (D)

Time VAS P 值（与治疗前相比较）P value (Compared with pre-treatment)治疗前Pre-treatment 6.9±0.9 3 d 1.3±0.1 0.008 7 d 1.6±0.2 0.012 14 d 1.6±0.3 0.015 21 d 2.2±0.9 0.022时间

表4 随访期间慢性软组织损伤病人疼痛缓解率(n = 186)Table 4 The rate of clinical pain relief at different follow-up time periods (n = 186)

研究结果表明LIFU可明显减轻慢性软组织损伤疼痛，其治疗特点如下：①快速止痛：第一次治疗后VAS评分开始明显下降，与治疗次数的增加有很好的相关性。②持续镇痛：治疗后VAS评分显著降低(P< 0.05)，整个疗程结束后无明显变化。治疗3周后VAS评分仍明显低于治疗前(P= 0.022，P< 0.05)。③临床疼痛缓解率高：疗程结束时，疼痛缓解率达98.92%，治疗后21 d，临床缓解率为80.11%。

慢性软组织损伤的病理特点为无菌性炎症，亦是引起慢性疼痛的主要原因。理论上，超声的作用机制源于其热效应和非热效应。超声波诱导的热效应可以改善局部血液循环，促进炎症物质的清除，起到解痉镇痛的作用[10]。超声的非热效应包括稳定空化效应和机械效应，这两种效应通过改变细胞膜的结构、功能和渗透性来刺激组织修复，有利于软组织损伤的治疗[15]，LIFU还可促进内源性阿片类物质——β-内啡肽释放，刺激神经末梢提高疼痛阈值[10,13]。

本研究中病人在治疗过程中均有较好依从性，仅2例病人在治疗过程中出现局部疼痛，并且均在24～28 h内自行消退，其不良反应率明显低于其他治疗方法。本研究中治疗第8、9、10次之间VAS差异无统计学意义，提示临床治疗疗程是否仅需8日仍不能定论。本研究中缺乏相关对照组，在今后的研究中需设置不同的治疗时间以及延长随访时间作为对照以比较不同时长的治疗效果。本研究的局限性还在于：①研究中没有安慰对照组。如果研究者选择使用相同标准的病人，并用安慰剂治疗，结论就会更有说服力；②疼痛评分为主观性评价，虽然VAS是一种有效的工具，在医学文献中被广泛使用，但本研究的评价方法比较简单，今后的研究可增加评估指标以保证效果评价的准确性。

本研究探讨了LIFU治疗慢性软组织损伤疼痛的疗效及安全性。LIFU对止痛有快速且持续的效果，不良反应发生率低。结果表明，LIFU治疗慢性软组织损伤疼痛是一种安全、有效、可行的方法。目前的研究需要未来的更多的临床随机对照试验来确定这种治疗方法的临床意义和长期疗效。

致谢：感谢重庆医科大学第二附属医院和第三军医大学西南医院协助完成实验的工作人员。