文献速递 | 重复外周磁刺激治疗慢性肌骨疼痛的研究进展(下)

学术   2024-06-04 17:17   江苏  


rPMS治疗CMP的作用机制 


目前,对于rPMS缓解慢性肌骨疼痛的相关研究数量相对有限,其起作用的机制也并不完全清楚,其中可能的机制与 rPMS 所产生的外周和诱导的中枢的生理效应有关。首先,磁刺激利用一定强度的时变脉冲磁场刺激局部组织,因此在刺激部位产生的电磁场会引发一定的局部效应。这些局部效应主要表现在电磁场会对细胞生长产生一定的影响。一些研究报道了脉冲磁场能够减少促炎细胞因子、增加软骨细胞增殖和细胞外基质生成。这些机制可能是减轻疼痛,改善功能的原因之一。一项脉冲磁场对成骨样细胞反应的研究中,Lohmann 等将人 MG63 成骨样细胞暴露在15Hz的脉冲磁场下培养,并研究磁场对成骨细胞的影响及其机制。磁刺激组在第1、第2和第4天进行每次持续8h的磁场干预。对照组在相同的环境下培养,但是不接受脉冲磁场干预。相比于对照组,应用磁刺激干预后发现细胞增殖减少,同时碱性磷酸酶特异性活性、胶原合成和骨钙素产生增加。此外,磁刺激组前列腺素 E2 在第 1 天和第 2 天显著降低,而转化生长因子-β升高,而在治疗4天后,这两种物质的水平与对照组相似。该试验结果表明,成骨细胞对脉冲磁场刺激敏感,能够改变局部因子的产生从而影响细胞的活性。另外,磁刺激所产生的局部效应也可能表现为局部血流和软组织特性的改变。Okudera等采用单臂前后干预研究利用20Hz,120%rMT 刺激强度共 600 脉冲刺激正常人非利手的桡神经,干预前后利用超声剪切波成像系统评估rPMS对受试者的肌肉弹性和刺激侧头静脉的血流的影响。结果显示rPMS能够使肌肉组织硬度明显减小,而局部静脉血流量显著增加,且这些改变至少维持15min以上。因此,研究人员认为将rPMS应用于外周肌肉,诱导节律性的肌肉收缩和舒张能够增加局部血流量,加速炎症因子的代谢,缓解肌肉的持续紧张,打破疼痛和组织的异常化的恶行循环,从而对慢性肌骨疼痛起到较好的治疗效果。其次,外周磁刺激作用于局部肌肉时,会直接激活感觉运动神经纤维,并通过产生肌肉收缩、振动间接兴奋机械感受器。而传导这些由rPMS间接或直接兴奋的本体和机械感受器等传入信号的传导速度较快的粗纤维,能够“阻断”传导痛觉的Aδ和c型等细纤维,进而阻止外周的疼痛信号传入大脑,这就是我们通常说的“闸门控制学说(gate control theory)”。


rPMS的镇痛机制除了引起外周神经肌肉的变化外,还会触发中枢疼痛调节机制。rPMS诱导的皮质效应会迅速激活下行止痛通路和脊髓抑制机制,抑制脊髓中与伤害性刺激相关的神经细胞。此外,rPMS的中枢镇痛机制还与其诱导的皮层可塑性有关。慢性肌骨疼痛患者,由于疼痛长期持续影响皮层兴奋性异于常人,而rPMS诱导皮层可塑性变化是改善慢性疼痛患者可能的机制。Gallasch 等发现利用 25Hz的脉冲磁刺激刺激健康受试者桡侧腕屈肌20min,刺激对侧大脑皮层运动诱发电位大幅增加,且功能磁共振成像显示刺激对侧感觉运动皮层内有短时间的局灶性激活,表现为刺激后感觉运动皮层血氧依赖水平显著增加。Jia等采用20Hz,刺激2s,间歇8s,共2400脉冲刺激正常人非利手的正中神经10min后,刺激侧拇短展肌的MEP募集曲线的斜率和MEP 波幅峰值显著增加,同时伴随着刺激侧上肢的灵活性的提高。rPMS能够调节大脑皮层的兴奋性和提高运动表现的相关研究结果,也为rPMS所诱导中枢效应是治疗CMP的机制之一提供了循证依据。


rPMS治疗CMP的方案


临床上应用rPMS方案治疗CMP时涉及的参数众多,不一样的治疗参数带来不同的治疗效果,所以选择合适的治疗参数才能为患者提供最好的治疗效果。在应用 rPMS 过程中,磁刺激脉冲是通过线圈施加于治疗部位的。在既往研究中,用于治疗外周肌肉骨骼疼痛的线圈主要有“8”字形线圈和圆形线圈。“8”字形线圈有良好的聚焦性,能够实现某个精 确部位如激痛点的密集刺激,但是刺激的深度有限,通常用于刺激疼痛部位或相对表浅的肌肉或神经;而圆形线圈刺激范围大而深,常用来刺激如神经根、脊柱周围核心肌群这些更深层的组织[或背部等大面积的肌肉。另外,也有个别研究应用特殊的异形线圈,如用于治疗CTS的赛道型线圈 ,这需要使用人员根据疼痛部位的结构和外形选择确定。


一般而言,当磁刺激用于刺激大脑即经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation)时,会产生高频兴奋、低频抑制的效应。但当将磁刺激应用于外周肢体,目前并没有确切的资料显示rPMS会产生与重复经颅磁刺激类似的频率依赖性效应。在现有的研究中,20Hz以上的频率是最常见的用于治疗慢性肌骨疼痛的刺激频率。rPMS 方案中刺激序列时程和序列间歇也是一个重要的治疗参数,不同的研究团队在这个参数上会有一些差别。回顾已有的研究,除了应用 TBS 中固定的 2s:8s 刺激序列模式之外,采用常规重复外周磁刺激方案的研究较多使用5s的刺激序列时程 ,同时大部分的研究都采用序列时程小于序列间歇的方案,这可能是为了避免线圈过热以及患者肌肉长时间的收缩造成疲劳等。但是也有研究使用序列时程大于序列间歇的方案,如Kim等人和Lee等的实验团队使用5∶2比例来治疗患者膝部和腰背部疼痛点。另一个值得注意的参数是rPMS的刺激强度。大多数研究中采用能引起肌肉收缩但不会产生不适的强度输出,但是也有研究选择固定磁刺激强度如33%设备最大输出作为刺激强度。有关于以上研究中所使用的rPMS方案的具体参数

见表1。

对于rPMS治疗慢性肌骨疼痛的患者,尚缺少足够的循证医学证据支持哪些参数设置是最佳的刺激方案,对于不同rPMS刺激方案的效果差异还有待于更进一步深入的研究。但是通过作者综合以上文献中的信息可以得到以下几点关于临床应用rPMS参数方面的提示:首先,采用较高的刺激频率对治疗CMP相对有效,其中已有的研究方案中以20Hz最为常见;其次,在线圈类型的选择上应对线圈的作用深度和广度,以及疼痛的部位进行综合的考虑,来判断适合的线圈种类;最后,rPMS在外周应用时,通常选用疼痛部位或疼痛点作为刺激靶点。


总结


rPMS是一种新兴的康复治疗技术,具有安全无痛的优势,在临床上有着良好的应用前景。目前的研究发现rPMS能够降低CMP患者的疼痛程度,改善患者的功能活动。但是现有的研究数量较少,研究质量不佳,其起作用的机制目前尚不完全清楚,可能与rPMS所产生的外周和中枢效应有关。此外,rPMS涉及的参数多种多样,针对不同组合的作用差别以及疗效尚有待进一步研究,尤其是针对不同类型的慢 性肌肉骨骼疼痛的最佳刺激方案需要更多大样本量、多中心的随机对照研究来明确。


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