体外冲击波疗法治疗早中期距骨骨软骨损伤的临床研究

丰凡翔，张鑫，刘付龙，杨济嵘，肖依诚，李军明

(四川省骨科医院，四川 成都 610041)

距骨骨软骨损伤(osteochondral lesion of the talus，OLT)是由于创伤或反复劳损引起踝关节周围生物力学环境改变，使胫骨或腓骨与距骨滑车挤压撞击，从而导致距骨关节软骨和软骨下骨损伤的一种疾病[1-2]。OLT的发生率较高[3]，也是导致踝关节慢性疼痛的主要原因。若治疗不及时或治疗不当，OLT可进展为距骨坏死，甚至发生塌陷，进而导致踝关节畸形，最终使患者丧失日常生活能力。对于早中期OLT，临床可选择限制负重、物理治疗及踝周肌力训练等非手术方法治疗[3]，但存在治疗周期长、成功率低[4]等问题。对于非手术治疗无效或中晚期OLT，临床多采用微骨折术、逆行和顺行钻孔术、软骨移植术等手术方法治疗[5]，但也存在费用高、患者接受度差、可发生医源性神经和关节软骨损伤等问题。体外冲击波疗法(extracorporeal shock wave therapy，ESWT)具有治疗周期短、无创伤、并发症少、费用低廉等优点，已被临床证明具有软骨保护作用[6-7]。为此，本研究对ESWT治疗早中期OLT的临床疗效进行了观察，并基于MRI病灶三维模型测量病灶体积，以评价临床疗效，现总结报告如下。

1 临床资料

1.1 一般资料选择2018年12月至2020年12月在四川省骨科医院住院治疗的早中期OLT患者进行研究。试验方案经医院医学伦理委员会审查通过。

1.2 诊断标准根据文献拟定OLT诊断标准：①踝关节负重时可出现踝关节疼痛、活动轻度受限及关节卡顿、交锁等表现[8]；②经MRI检查确诊[9]。

1.3 纳入标准①符合上述诊断标准；②年龄20～65岁；③Hepple分期为Ⅰ期至Ⅲ期[10]；④同意参与本研究，签署知情同意书。

1.4 排除标准①合并严重心脑血管疾病、出血性疾病、凝血功能障碍、肿瘤者；②患侧小腿深静脉血栓形成，且病程<4周者；③正在使用免疫抑制剂者；④孕妇；⑤有精神疾病病史者。

2 方 法

2.1 分组方法采用随机数字表将符合要求的患者随机分为冲击波组和常规组。

2.2 治疗方法入组后2组患者均采用常规疗法治疗，冲击波组在此基础上辅以ESWT治疗。

2.2.1常规疗法 针刺：取解溪、太溪、昆仑、悬钟及阿是穴，留针20 min，每日1次。超声波治疗：探头对准患者踝穴病灶痛点，强度1.2 W，每次10 min，每日1次。踝周肌力训练：在同一位高年资康复治疗师指导下进行训练。口服药物：口服双氯芬酸钠肠溶片(北京诺华制药有限公司)，每次25 mg，每天2次。以上疗法均治疗3周。此外，还需限制患肢负重5周。

2.2.2ESWT 保持踝关节极度跖屈，充分暴露距骨顶骨软骨损伤处，结合压痛点及MRI检查结果标定治疗位置。选用MASTERPULS MP100放散式冲击波治疗仪(STORZ公司)，设置压力场0.1～0.4 MPa，频率5～8 Hz，每次选择2～3个治疗点，每个点冲击1000～1500次，共冲击2000～3000次。间隔7 d后进行下一次治疗，共治疗3次。

2.3 疗效评价方法比较2组患者治疗前及治疗结束后2个月的踝关节疼痛视觉模拟量表(visual analogue scale，VAS)评分、美国足与踝关节协会(American Orthopedic Foot and Ankle Society，AOFAS)踝与后足评分[11]及病灶体积。

病灶体积通过基于MRI的病灶三维模型测量。采用GE SIGNA 1.5T MRI系统扫描患者踝关节，选用3D-Cube Sequence扫描模式，重复时间600 ms、回波时间15 ms、矩阵256×256、视场256 mm×256 mm、层厚1.0 mm。将扫描获取的DICOM格式图像导入Mimics 20.0软件，建立病灶三维模型(图1)，并测量病灶体积。

蓝色区域为病灶三维重建模型及各方向观察的形态。图1 基于MRI的距骨骨软骨损伤病灶三维模型

2.4 数据统计方法采用SPSS24.0软件进行数据统计分析。2组患者性别的组间比较采用χ2检验；年龄、病程、体质量指数的组间比较均采用独立样本t检验；踝关节疼痛VAS评分、AOFAS踝与后足评分及病灶体积的组间比较均采用Mann-Whitney U检验，组内比较均采用Wilcoxon秩和检验。检验水准α=0.05。

3 结 果

3.1 分组结果共纳入60例OLT患者，每组30例，2组患者的基线资料比较，差异无统计学意义，有可比性(表1)。

表1 2组距骨骨软骨损伤患者基线资料

3.2 疗效评价结果治疗前2组患者的踝关节疼痛VAS评分、AOFAS踝与后足评分及病灶体积比较，组间差异均无统计学意义。治疗结束后2个月，2组患者的踝关节疼痛VAS评分均较治疗前降低、AOFAS踝与后足评分均较治疗前提高；冲击波组治疗结束后2个月的病灶体积较治疗前减小，常规组治疗前后病灶体积的差异无统计学意义。冲击波组治疗结束后2个月的踝关节疼痛VAS评分低于常规组、AOFAS踝与后足评分高于常规组、病灶体积小于常规组。见表2至表4。典型病例MRI见图2。

表2 2组距骨骨软骨损伤患者治疗前后踝关节疼痛视觉模拟量表评分

表3 2组距骨骨软骨损伤患者治疗前后美国足与踝关节协会踝与后足评分

表4 2组距骨骨软骨损伤患者治疗前后病灶体积

箭头指示处为病灶区域。图2 HeppleⅡ期距骨骨软骨损伤体外冲击波疗法治疗前后MRI

4 讨 论

距骨表面60%以上被软骨覆盖，而透明软骨内无血管、神经，且不可再生，这限制了距骨软骨的愈合潜力[12]。距骨软骨的营养几乎全部来自踝关节滑液和软骨下骨面血运。但距骨本身的血供也较为脆弱，这进一步弱化了距骨软骨损伤后的愈合能力[13-14]。此外，与下肢其他负重关节相比，距骨软骨厚度相对较薄，抵御外力的能力较差。Shepherd等[15]的研究显示，踝关节的软骨厚度为0.7～1.2 mm，而膝关节的软骨厚度为1.5～2.6 mm。距骨及其软骨的这些特点，导致其容易出现继发性损伤。

本研究中，治疗后常规组患者的踝关节疼痛和关节功能均有所改善，但病灶体积却没有明显改变。这主要是因为针刺、超声波治疗、踝周肌力训练、口服药物以及限制负重等常规治疗方法均聚焦于缓解踝关节疼痛症状、改善踝关节功能，其本身并不具备促进OLT病灶修复的作用。冲击波组在常规疗法的基础上辅以ESWT，治疗后患者的踝关节疼痛、踝关节功能及病灶体积均较治疗前明显改善，且效果优于常规组。其原因可能包括以下几点：①ESWT能够通过抑制P物质的释放缓解疼痛[16]。②ESWT可直接作用于感觉神经末梢，提高疼痛阈值，阻止疼痛信号的产生和传播[17]。③ESWT一方面通过对损伤区域的重复机械刺激，使治疗区域发生微损伤并激活软骨保护机制[18]；另一方面这种机械刺激，又可影响软骨细胞中的一些机械敏感信号通路，从而加速软骨细胞增殖，延缓其退变[19]。④OLT后软骨下骨水肿可引发距骨内压力升高，静脉高压，血液循环障碍，使软骨下骨小梁骨折和缺血性骨坏死风险增加，一旦发生上述情况可导致软骨下骨质塌陷，使距骨软骨失去支撑，进而加重软骨损伤。本研究纳入的病例均为早中期OLT，未发生距骨塌陷。此阶段的治疗除致力于促进软骨损伤修复外，另一个重要目标则是提高软骨下骨骨密度，预防距骨塌陷，防止踝关节畸形的发生。ESWT可作用于软骨下骨，延缓其结构改变[20]，并且通过上调增殖细胞核抗原和骨形态发生蛋白-2诱导成骨[21]，增加软骨下骨骨密度，预防骨质塌陷。

既往对ESWT疗效的争议，部分原因与相关研究缺乏客观疗效指标有关。因此，本研究创新性地应用基于MRI病灶三维模型测量病灶体积。以往研究中基于二维影像测量OLT病灶大小，会因治疗前后所选取MRI层面、踝关节扫描平面角度、MRI扫描层厚不一致等因素导致测量结果出现偏差。另外，相关研究在病灶边界的分割时均依靠人工识别，但MRI图像具有模糊和不均匀的特点，会导致测量结果出现偏差。这些因素最终导致研究结果可靠性不足，引发争议。King等[22]将OLT病灶测量分为传统测量和计算机辅助测量2组，发现传统测量组所获得数据较计算机辅助测量组偏差值可达864%。针对以上情况，本研究基于MRI图像建立病灶三维模型，进行观察、测量，避免了基于二维影像数据测量所存在的问题，使研究结果更为可靠。此外，本研究在病灶边界分割过程中，运用Mimics软件的勘察剖面线功能进行后处理，提取病灶边界灰度值标本，完成病灶灰度值区间的界定，将病灶边界从二维影像数据中逐帧精准分割出来。这种半自动交互式分割法，能够解决医学影像图像分割数据量大、分割要求高等问题，有效规避了人工识别导致的偏差，可精确重建病灶三维模型，从而确保了OLT病灶体积测量数据的准确性。

本研究的结果提示，采用ESWT治疗早中期OLT，有助于缓解踝关节疼痛、改善踝关节功能、控制病灶进展。