Gialanella B, Comini L, Bonometti GP, Vanoglio F, Bettinsoli A, Santoro R, Olivares A, Luisa A. Are Extracorporeal Shock Waves Just a Therapeutic Tool? Diagnostics (Basel). 2024 Oct 31;14(21):2440. doi: 10.3390/diagnostics14212440. PMID: 39518409; PMCID: PMC11545556.
背景：聚焦体外冲击波疗法 (ESWT) 已成功用于治疗肌肉骨骼疾病，但 ESWT 会刺激伤害感受器，在治疗过程中引起组织深处的疼痛。 ESWT 期间出现疼痛是一种副作用，但它可以帮助识别疼痛部位并评估 ESWT 压力刺激的最小 (MiTI) 和最大 (MaTI) 疼痛阈值。这个话题在文献中受到的关注有限。方法：这项观察性研究描述了使用 ESWT 研究 71 名患者疼痛的具体方法。该方法建议在整个关节表面上移动设备的 ESWT 换能器头，逐渐增加能量水平，直到患者感到疼痛。结果：研究中MiTI和MaTI分别为0.218±0.090和0.416±0.165 mJ/mm 2在受影响的关节中为 0.282 ± 0.128 和 0.501 ± 0.174 mJ/mm 2在对侧同源健康关节中，在受影响的关节中显着较低（分别为 MiTI：p < 0.001 和 MaTI：p = 0.003）。 ESWT 在 94.37% 主观疼痛最高的部位引发疼痛，且部位数量 (204) 多于指压 (123) ( p < 0.001)。所有有指压疼痛的部位也有 ESWT 疼痛。结论：这些结果表明 ESWT 设备可能有助于研究肌肉骨骼疾病的疼痛和定制治疗。
一、简介
体外冲击波疗法是治疗各种肌肉骨骼疾病的一种出色的非侵入性治疗选择，在减轻疼痛和改善功能结果方面显示出有效性。对该技术潜在医学应用的首次研究可以追溯到 20 世纪 70 年代初，当时使用冲击波来分解肾脏结晶聚集体。从 20 世纪 80 年代初开始，在大约十年的时间里，冲击波的使用仅限于泌尿科。直到 20 世纪 90 年代初，该技术才被重新转向肌肉骨骼疾病中的病理性新钙化，并且在骨骼和肌肉骨骼病理学中使用该治疗的第一个结果为人所知。这种治疗方法在骨骼和肌肉骨骼病理学中的应用的初步结果已经表明这种治疗方法也适用于肌肉骨骼疾病。
冲击波被定义为在三个维度中传播的压力波，通常会在几纳秒内引起压力显着增加。它们的特点是正压脉冲在大约 5 ns 内从 5MPa 快速上升到 120 MPa，然后下降到 -20 MPa 的负压值。
冲击波的正负相位对不同组织之间的界面及其不同的密度有特定的影响。在正相中，高压冲击波可能会撞击界面并被反射，或者它们可能会穿过并逐渐被吸收。在负相期间，冲击波在组织界面处产生空化，导致随后形成气泡。然后气泡高速内爆，产生第二波冲击波或微流体射流（射流）。这些力可以刺激组织修复过程。曹等人。 。观察到大鼠跟腱肌腱细胞的冲击波治疗诱导增殖细胞核抗原 (PCNA)、I 型和 III 型胶原以及转化生长因子-β1 (TGF-β1) 基因表达的上调，随后一氧化氮 (NO) 产生增加、TGF-β1 释放和胶原蛋白合成。一氧化氮和血管内皮生长因子（VEGF）已被证明是血管生成的重要介质。王等人表明，冲击波疗法诱导新生血管形成和组织增殖与血管生成相关因子的早期释放相关，包括兔腱骨连接处的内皮一氧化氮合酶（eNOS）和血管内皮生长因子（VEGF）。由于这些效应，冲击波疗法的使用已扩展到各种肌肉骨骼疾病，其中骨不连和肌腱病是迄今为止最大的适应症组。
冲击波能量流过与传播方向垂直的区域（单位为mJ/mm 2）。根据能量通量密度，Rompe 等人 将冲击波治疗分为低（<0.08 mJ/mm 2）、中（<0.28 mJ/mm 2）和高（<0.60 mJ/mm 2）。通常，临床实践中使用的能量通量密度范围为0.001-0.4 mJ/mm 2。在中低能流密度下，NO被释放，并观察到其镇痛、血管生成和抗炎作用，在临床治疗中非常有用；在高能量通量密度下，可以引起固体的破碎和破坏。
冲击波通过生物机制的复杂相互作用发挥作用。
冲击波会对组织产生受控的机械应力，从而造成微创伤并激活身体的修复机制。这种机械刺激增加了胶原纤维的合成和组织，这对于肌腱和韧带的修复至关重要。
冲击波的镇痛作用部分归因于它们对疼痛通路的影响。冲击波可以调节疼痛介质的释放，例如前列腺素和细胞因子，并影响疼痛感知的神经机制。此外，冲击波可以激活内源性疼痛控制系统，包括内啡肽的释放和下行抑制通路的激活。冲击波增加局部血流量并促进血管生成，这对于组织愈合至关重要。机械刺激会增加血管生成因子（例如血管内皮生长因子和成纤维细胞生长因子）的表达，从而导致新血管的形成。这种改善的微循环增加了氧气和营养物质向受损组织的输送，促进修复和再生 。刺激胶原蛋白的产生、调节疼痛途径和改善微循环共同有助于促进组织修复并减少各种肌肉骨骼疾病的不适。基本上，有两种类型的冲击波可以产生并应用于人体肌腱：径向冲击波疗法和聚焦冲击波疗法。临床上广泛使用聚焦冲击波；与径向波相比，它可以深入组织并将能量流集中在较小的区域。由于生物效应，冲击波已成功用于治疗多种肌肉骨骼疾病，包括假关节、骨折延迟愈合、骨髓水肿和早期骨坏死、插入性肌腱病如足底筋膜炎和跟腱筋膜炎、肩袖钙化性肌腱炎、和网球肘。最近的系统评价和荟萃分析表明，冲击波疗法是治疗足底筋膜炎的有效方法，成功率范围为 50% 至 94%，具体取决于操作者经验和所使用的冲击波装置 。然而，冲击波会刺激伤害感受器，在治疗过程中引起组织深处的疼痛。治疗期间，冲击波引起的疼痛在受伤组织中出现较早，并随着能量通量密度的增加而增加。引起的疼痛受冲击波类型的影响，可能是患者停止治疗的原因 。
冲击波治疗过程中出现的疼痛是一种副作用。然而，利用已知特征的刺激引起疼痛的能力可能允许冲击波装置评估“最小强度阈值”（MiTI）和“最大强度阈值”（MaTI）。 MiTI 和 MaTI 是评估肌肉骨骼疾病患者疼痛的重要参数 。
MiTI和MaTI 水平在发炎和受损组织中较低，并且在治疗后升高 ，并且可以提供有关组织损伤程度和疾病进展的信息。尽管如此，只有少数研究用冲击波装置测量了 MiTI 和 MaTI ，并且他们没有阐明冲击波装置是否可以提供允许评估肌肉骨骼疼痛患者的信息。因此，该设备目前仅用于治疗肌肉骨骼疾病。该研究的目的是调查聚焦体外冲击波治疗（ESWT）设备是否可以为评估肌肉骨骼疾病患者的疼痛提供信息。
2. 方法
该研究是根据《赫尔辛基宣言》的原则于 2023 年 4 月至 12 月期间进行的。该研究方案得到了我们研究所的技术和科学委员会和 Maugeri 伦理委员会 (CE 2726) 的批准。
该研究使用了来自 Richard WOLF 公司（德国克尼特林根）的聚焦 ESWT 设备，即 TPST 模式下的 Piezo Wave 2，来传递低强度聚焦冲击波。该设备配备了旋钮来编程冲击波的频率（范围 1–8 Hz）和能量密度（1–20 能级分别对应于 0.092–0.822 mJ/mm 2）以及用于传输的换能器头向病人发出的波浪。此外，该设备使用可互换的凝胶垫，当放置在传感器头上时，可以实现所需的穿透深度。
2.1.研究样本
该研究的对象是入住我们康复研究所接受 ESWT 治疗的患者样本，这些患者因肩袖和网球肘的插入肌腱病和钙化性肌腱炎引起的肩部、肘部、髋部、膝部和足部的单侧肌肉骨骼疼痛，大转子疼痛综合征、髌腱病、跟腱炎、足跟滑囊炎和足底筋膜炎。
患有凝血障碍或使用抗凝剂的患者、起搏器患者、孕妇、局部感染者、癌症患者、认知缺陷患者（如阿尔茨海默病或老年痴呆症）、患有可能引起疼痛或产生数据的神经系统疾病的患者评估和收集困难，未提供知情同意的患者被排除在研究之外。如果患者在入组时服用非甾体抗炎药和皮质类固醇，也被排除在外，因为这些药物可以减轻主观疼痛并改变组织反应，从而影响疼痛评级。
参加该研究的患者被告知 ESWT 可能会引起不适和疼痛，并指示在 ESWT 评估期间发生疼痛以及疼痛达到不可接受的水平时通知医生。
2.2.临床评价
在入组时，收集患者的人口统计和临床数据，包括年龄、性别、体重、身高、合并症、非甾体抗炎药或皮质类固醇的使用、疼痛持续时间（天）以及患者之前是否接受过 ESWT。
此外，还分别采用累积疾病评定量表（CIRS）[ 29 ]和角色和莫兹利量表[ 30 ]来评估疾病的严重程度和对活动的影响。入院时使用累积疾病评定量表（CIRS）来评估合并症[ 29 ]。在本研究中，考虑了所有合并症的平均严重程度（严重程度指数）。Roles 和 Maudsley 评分用于评估疼痛和活动受限，分为四个类别（1 分=优秀，2 分=良好，3 分=一般，4 分=差）[ 30 ]。还记录了关节不适的位置。该研究考虑了患者报告的主观关节疼痛最严重的部位以及医生确定的适度手指压力引起的疼痛部位。
2.3. ESWT 和设备评估
使用 ESWT 设备进行评估时，患者躺在床上，处于适合关节评估的位置。医生将附有 20 毫米凝胶垫的换能器头在整个关节表面上以缓慢、有意识的方式移动，医生利用水平和垂直运动，同时将换能器头保持在相对于表面垂直的位置皮肤的。在整个评估期间，该器件以 6 Hz 的固定频率使用，同时器件的能量密度水平从 0 开始逐步增加。
特别是，医生通过移动换能头并以最低水平的能量强度（1级）开始检查，对整个关节表面进行了综合评估。在关节任何部位都没有疼痛的情况下，医生继续进行评估，逐渐增加能量强度。如果在此能量水平下没有疼痛，医生继续进一步评估，逐渐增加能量强度，直到出现疼痛感。医生记录产生第一次疼痛感觉的强度，并将其定义为“最小阈值强度”（MiTI）以及 ESWT 检测到的关节疼痛区域（表 1）。随着能量强度的逐渐增加，该过程继续进行，直到患者经历难以忍受的疼痛（最大阈值强度）（MaTI）。
表 1. 医生在评估疼痛部位时考虑到的属于不同关节的区域的详细信息。
首先对受伤关节进行评估，然后对对侧同源健康关节进行评估。这使得医生能够识别受伤关节的疼痛部位，并测量受伤关节和对侧同源健康关节的 MiTI 和 MaTI。
MiTI 和 MaTI 在基线以及 1 周和 2 周、三个不同 ESWT 疗程开始时进行评估。每次疼痛阈值评估后立即进行 ESWT 疗程（6 Hz 下的 2000 个脉冲，疼痛强度可忍受）。
2.4.统计分析
样本量确定
根据初步数据，为了计算样本量，我们假设受影响关节的 MiTi 与健康关节相比基线差异为 35%；在此假设下，α = 0.05，β = 0.80，计算出 27 名患者。此外，通过观察 MiTi 随时间的变化，我们假设治疗 2 周后受影响关节的 MiTi 增加了 16%； α = 0.05，β = 0.80，预计有 60 名患者。考虑到退出的可能性，计划招募总共70名患者的样本量。
使用 Statistica 版本 6（StatSoft，Tulsa，OK，USA；2001）进行统计分析，包括描述性分析（数字、平均值、百分比）、卡方检验（Fisher 精确或 Pearson，视情况而定）、学生t检验、和弗里德曼测试重复测量，如果组间存在统计显着差异，则进行事后分析和邓恩校正。 P 值 < 0.05 被认为具有统计显着性。
3. 结果
该研究以 71 名肌肉骨骼疼痛患者为样本进行（表 2）。
表 2. 患者样本的人口统计学和临床特征 ( n = 71)。
表 3显示了 ESWT 测量的 MiTI 和 MaTI 的详细信息。
表 3.在应用第一次 ESWT 疗程之前，ESWT 在基线时评估 的疼痛阈值 (mJ/mm 2 ) 概况。
基线时，受影响关节的 MiTI 和 MaTI 显着低于同源健康关节（表 3，分别为p < 0.001 和p = 0.003），受影响关节和健康关节之间 MiTI 和 MaTI 的差异为 0.063 ±分别为0.064和0.084±0.084mJ/mm 2。此时，受影响关节中低MiTI（能量级别1-5，对应0.092-0.0182 mJ/mm 2）的患者百分比为84.50% vs. 健康关节中的19.72%，百分比为14.10% vs.能量水平 6–10 (0.220–0.351 mJ/mm 2 )为 64.79% ，能量水平 ≥ 11 (≥0.388 mJ/mm 2 )为 1.40% vs. 15.49%）分别在受影响的关节和健康的关节中。表 3还强调，在髋关节中，MiTI 和 MaTI 高于其他单一考虑的关节。
图 1描述了受影响关节在基线以及 ESWT 疗程后 1 周和 2 周时的 MiTI 和 MaTI。
图 1. 三个 ESWT 疗程期间所有受影响关节的 MiTI 和 MaTI 值的比较。图例：*“两周后与 MiTI 基线”之间的比较p = 0.001； °“MaTI 1 周后和 2 周后”之间的比较p = 0.0106； ** “2 周后与 MaTI 基线”之间的比较p < 0.0001。
在三个 ESWT 期间，Friedman 检验对于 MiTI 和 MaTI 比较具有统计显着性（均p < 0.0001）。在受影响的关节中，与基线相比，两周时 MiTI 和 MaTI 值均显着高于基线（分别为p = 0.001 和p < 0.0001，图 1），第二次和第三次 ESWT 疗程之间的 MaTI 值显着不同（p = 0.0106，图1）。在健康关节中，不同时间的阈值没有观察到显着差异。
在研究样本中，MiTI 在 94.37% 患者报告主观疼痛最高的部位引发疼痛。表 4详细列出了 ESWT 和指压引起疼痛的关节部位的数量。
表 4. 考虑到患者的最高主观疼痛等级，在 71 名患者中评估了由指压和 ESWT 引起的疼痛部位。
该表显示，ESWT 识别的疼痛部位数量（204 个部位，52.85%）高于指压识别的疼痛部位（123 个部位，31.90%），两种技术之间的差异显着（卡方） 13.29；p <0.001）。 ESWT 在所有由指压引起疼痛的部位和 81 个不存在指压疼痛的部位引起疼痛。
基线时，女性受伤关节（p = 0.005；p = 0.004）和健康关节（p = 0.005；p = 0.001）的 MiTI 和 MaTI 低于男性，而正常体重和超重患者之间没有差异（p = ns）以及经历过 ESWT 的患者和未经历过 ESWT 的患者（p = ns）。在 ESWT 治疗期间，没有患者因设备引起的疼痛而中断治疗 ESWT 疗程。
4. 讨论
研究显示，疗法通过减少组织损伤降低疼痛，提高疼痛阈值，需更强刺激才感痛。治疗后阈值增加指示临床改善和疗效。聚焦ESWT设备测量MaTI，发现受伤关节MaTI低于健康关节，反映损伤严重程度。MATI指导ESWT治疗，建议1-2周3次治疗，每次2000脉冲，能量密度最高可耐受。MaTI帮助医生提供有效且不痛苦的治疗。无患者因设备疼痛中断疗程，可能因换能器头移动和能量强度可耐受。聚焦ESWT定位疼痛关节部位，MiTI在94.36%患者最痛点引发疼痛，显示与主观疼痛高度一致性。与数字压力比较，MiTI在更多关节引起疼痛，更可靠识别受损解剖结构。
在这项研究中，无论是受伤关节还是健康关节，女性的 MiTI 和 MaTI 值均低于男性；之前使用压力计测量疼痛阈值的研究也发现了性别之间的这种差异[ 41 , 42 ]。然而，观察到的差异背后的具体机制尚不清楚，有人认为生物、心理和社会文化因素的相互作用可能导致这些差异[ 43]。无论如何，操作员在评估和 ESWT 会话期间必须考虑到这种差异。特别是，操作员在评估女性阈值时必须非常缓慢地增加能量强度，并严格遵守 ESWT 期间发现的阈值，使用 MiTI 和 MaTI 之间的中间能量强度。
5. 结论
聚焦 ESWT 是一种治疗工具，但如果使用得当，它还可以识别受损的解剖结构，并提供有关组织损伤严重程度和肌肉骨骼疾病病程的信息。因此，在研究疼痛和管理肌肉骨骼疾病患者时，重点 ESWT 可以成为临床医生的宝贵工具。
