局部振动疗法用于疼痛治疗的研究进展
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作者:陈英伦 白玉龙
摘 要 振动疗法已被证实可用于治疗多种疼痛，其中局部振动疗法因操作简便、适用范围广、不良反应少等而在临床上得到了广泛应用。本文就局部振动疗法的镇痛机制和临床应用作一概要介绍。
关键词 局部振动疗法 疼痛 临床疗效
中图分类号：R741.05； R454.4 文献标志码：A 文章编号：1006-1533（2020）07-0003-04
Effects of focal vibration therapy on pain treatment： a narrative review*
CHEN Yinglun， BAI Yulong**
（Department of Rehabilitation， Huashan Hospital， Fudan University， Shanghai 200040， China）
ABSTRACT Vibration therapy has been proven to be used for the treatment of pain. Focal vibration therapy is widely used due to convenient operation， wide indications and few adverse reactions. Its analgesic mechanisms and clinical application are comprehensively introduced in this article.
KEy WORDS focal vibration therapy； pain； clinical effects
振動疗法通过机械振动将振动能量施加于肌肉等软组织上，由此改变肌肉的形态、特性，可用于治疗多种疾病引起的疼痛、肌肉紧张和水肿等，并具有改善肢体平衡功能、肌力和骨密度等作用[1]。本文就国内外局部振动疗法用于疼痛治疗的研究进展作一概要介绍。
1 振动疗法概述
振动疗法分全身和局部振动疗法两类。施行全身振动疗法时，患者站立或坐于振动平台上，其引发的是全身肌肉振动；而施行局部振动疗法时，仅对患者局部或部分肌肉等软组织施加振动刺激，引发的是振动作用部位肌肉的振动。与全身振动疗法相比，局部振动疗法操作简便、目的性强、不良反应少，根据患者不同的疾病、疼痛种类及其部位，医师可设计不同的针对性治疗方案，临床应用远更广泛。不过，国内外用来施行局部振动疗法的仪器及其规格等不尽相同，所用参数也存在很大差异。例如，国内局部振动仪的振动频率在20 ～ 70 Hz间，而国外局部振动仪的振动频率可选范围宽至20 ～ 200 Hz。因为这些原因，临床上常难对国内外应用局部振动疗法治疗疼痛的疗效进行直接比较。
2 局部振动疗法缓解疼痛的可能机制
疼痛是一种非特异性感觉，长期疼痛会致患者肢体失用、感觉过敏和出现情绪障碍等，使疾病预后不良。疼痛可继发于脑卒中、急性运动后组织损伤、慢性软组织损伤、骨关节疾病和心理障碍等。直径较大的神经纤维在受到外界振动刺激时可使疼痛“闸门”关闭，由此降低疼痛的中枢感知能力[2]。
许多研究表明，振动可缓解疼痛，这种现象被称为“振动性止痛”。1965年Melzack和Wall提出了疼痛的“闸门控制”理论，他们发现传导非伤害性刺激的神经纤维被激活后可增强对疼痛等伤害性刺激信号传导的抑制，从而降低疼痛感[3]。肌肉受到振动时，皮肤机械感受器、肌梭等均被激活[4]，进而刺激粗大的Aβ纤维，阻碍脊髓水平的背角神经元将疼痛信号传导至大脑，中枢大幅减少对疼痛信号的处理，最终降低疼痛感[5]。Pantaleo等[6]通过对健康者股四头肌施加振动，结果发现高频振动能提高局部疼痛阈值，降低电刺激引起的疼痛感。Lundeberg等[7]研究发现，外上髁痛患者经局部振动后其疼痛阈值提高了1.2 ～ 2.3倍，72.2%患者的振动部位在振动过程中出现皮下血流增多、周围分布减少的现象。
也有研究关注了大脑高级中枢的振动性镇痛机制。Kakigi等[8]研究发现，受试者在受到伤害性刺激的同时接受振动疗法治疗，其疼痛相关感觉诱发电位延长，疼痛阈值提高，疼痛感知能力降低，而接受持续冷刺激会获得相反的效果。Apkarian等[9]研究发现，受试者在受到热和机械性刺激时，其脑区3a和3b/1分别被激活，说明外周刺激与脑区间存在感觉信号交互作用。疼痛感知还受到注意力的影响[10]，具体机制仍需进一步研究。
3 局部振动疗法治疗疼痛的临床研究
局部振动疗法原主要用于运动员，以缓解其运动后肌肉酸痛，但现已广泛用于多种疾病的康复治疗。对某些疾病患者，继发的疼痛常会使运动功能受限，而局部振动疗法在治疗疼痛的同时亦可改善患者的运动功能或加速其肢体运动功能的恢复。
3.1 治疗骨和软组织疾病相关疼痛
局部振动疗法常用于骨科、风湿科疾病的康复治疗。Furness等[11]应用Tenase高频局部振动仪治疗网球肘患者，每天3次、每次10 min共治疗6周。治疗结束6个月后的随访结果显示，患者的运动功能评分未优于常规治疗患者。膝骨关节炎常表现为关节疼痛、僵直和活动受限。Rabini等[12]将60例轻中度单侧膝骨关节炎患者随机分为两组，对试验组患者的股四头肌远端给予局部振动（频率100 Hz，振幅0.2 ～ 0.5 mm）治疗，对对照组患者给予伪振动治疗，均每天10 min共连续治疗3 d，治疗结束后评估患者的西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数评分。结果发现，试验组患者患侧关节的疼痛、僵直感减轻，骨关节炎指数评分降低。此外，对骨关节炎所致手痛的女性患者，Jamison等[13]研究发现，应用手套式振动仪治疗能有效缓解半数以上患者的手痛。前交叉韧带重建患者经局部振动疗法治疗后，其疼痛、焦虑评分和自主神经症状均有所改善[14]，但相关研究数量很少。部分研究表明局部振动疗法治疗膝骨关节炎患者有效，但此结论尚未得到广泛验证[15]。 也有研究关注了局部振動疗法治疗腰痛或下背部疼痛的疗效。慢性非特异性腰痛的持续时间多超过12周，其并非由骨折、肿瘤或风湿病等引起，且无定位、定性体征[16]，常用治疗方法有针灸和电刺激等。袁松等[17]应用意大利SRL公司生产的Fisiocomputer局部振动仪对慢性非特异性腰痛患者的下腰部给予局部振动（频率 200 Hz，后降至70 Hz）治疗，每天1次共连续治疗6 d。结果显示，与未接受振动治疗组患者相比，局部振动治疗组患者的视觉模拟量表评分下降，疼痛明显降低。Gwon等[18]应用神经肌肉激活振动联合侧卧桥式训练治疗腰痛患者，结果显示与单纯桥式训练患者相比，联合治疗患者的疼痛评分明显降低。但也有研究发现，局部振动治疗仅能暂时缓解腰痛，患者治疗前后的疼痛程度无明显变化[19]。另外，局部振动疗法治疗腰痛的最佳频率和疗程等亦待进一步研究并予以明确。
3.2 治疗脑血管疾病相关疼痛
脑卒中后患者除常出现运动功能障碍外，也会出现神经病理性疼痛。Altschuler[20]曾提出可应用局部振动疗法治疗脑卒中后中枢性疼痛的设想。国外研究将局部振动疗法短期用于脑卒中后患者患侧肱三头肌、桡侧腕长伸肌和肱二头肌肌腹（频率300 Hz，每周3次、每次30 min共治疗4周），结果显示患者患侧的疼痛程度、抓握力和相关运动功能量表评分均较伪振动组患者有明显改善，但未分析患者疼痛与其运动功能、生活质量之间的相关性[21-22]。
复杂性区域疼痛综合征（complex regional pain syndrome， CRPS）常见于脑卒中后患者偏瘫侧上肢，早期表现为关节、皮肤明显疼痛、肿胀，皮肤温度升高，肢体活动受限等，后转变为皮肤温度降低、干燥等自主神经功能紊乱表现，继而关节疼痛加重，患者甚至难以忍受对其关节的轻微刺激。CRPS患者的健侧上肢远端也可能出现明显的痛觉异常，压力性疼痛呈高敏感性。有研究指出，应用中等频率的局部振动治疗能减轻肌肉压迫痛[23]。周研等[24]介绍了国内应用局部振动治疗Ⅰ型CRPS（反射性交感神经性营养不良）的临床研究情况，其中两项应用美国DMS公司生产的局部振动仪治疗的研究显示，采用上臂—前臂—腕关节—手的振动干预模式，每周7 d、每天1次共治疗3周，结果经CRPS评分证实，患者的疼痛、水肿程度均降低，且关节活动水平提高。朱昌娥等[25]进行的相似研究增设了常规康复治疗联合局部振动治疗组，结果表明联合治疗可更显著地减轻Ⅰ型CRPS患者的疼痛，同时提高他们的FuglMeyer评分。不过，国外似还未进行过局部振动疗法用于CRPS治疗的临床研究。
3.3 治疗其他疾病相关疼痛
局部振动疗法用于内科疾病继发性疼痛治疗的研究尚处于起步阶段。Ren等[26]研究了持续和两种不同时长间隔的局部振动治疗对糖尿病患者足部皮肤血流情况的影响，发现糖尿病患者在局部振动下其足部皮肤血流变化的程度弱于健康者，而间断性局部振动可较持续振动更明显地改变糖尿病患者足部皮肤表面下的血流分布。但这能否影响糖尿病患者的足端血液循环、减轻其足端溃疡性疼痛，仍需进行进一步的研究。
侵入性操作可能会给患者带来不适和疼痛。McGinnis等[27]应用频率为92 Hz的手持振动仪对新生儿小腿腓肠肌外侧施加振动，同时进行足跟采血，结果发现与应用常规镇痛手段相比，振动干预可更显著地降低新生儿的疼痛、激惹和镇静量表评分，使之保持心率稳定。局部振动似也可减轻新生儿和存在认知功能障碍儿童的外周静脉置管所致疼痛[28-29]。面部感觉神经丰富，对面部进行注射操作会引致强烈的疼痛。因此，口腔科、整形外科等常应用局部振动仪来减轻患者在接受神经阻滞、疤痕祛除等操作时诱发的疼痛。Kuwahara等[30]对面部注射或针刺部位旁施加局部振动，结果显示32例患者中有28例反馈疼痛减轻。此外，也有研究评估了局部振动对局部麻醉操作时所产生的疼痛的影响[31-33]。Song等[34]研究显示，局部振动疗法能减轻肝脏捐献者在接受二氧化碳点阵激光祛疤时的烧灼痛。
局部振动疗法也被用于乳房切除术后的划船运动员，以评估其对运动员疼痛和运动功能的影响。结果显示，干预后运动员的失能评分降低，上肢运动功能明显改善，McGill疼痛问卷评分明显降低[35]。
人体在剧烈运动时的无氧代谢增加，运动后24 ～ 72 h内常会出现延迟性肌肉酸痛，表现为疼痛或不适感、关节活动度降低等，易诱发关节肌肉损伤。一项研究评估了局部振动疗法对运动后肌肉酸痛的影响。该研究将受试者分为局部振动干预组和伪振动干预组，在受试者进行30 min常规体育锻炼后，对其小腿三头肌、股四头肌、腘绳肌和臀大肌施加局部振动或伪振动。通过评估两组受试者在干预前、干预后即刻和干预24 h后的肌肉酸痛感以及站立和动态平衡、肌力的变化情况，结果发现均无显著差异[36]。但Iodice等[37]对足球运动员的腿部肌肉施加120 Hz的局部高频振动，结果却见其有促进运动员姿势恢复正常且明显缓解疼痛的作用。
近年来，随着科技进步，康复治疗正向精细化、多样化和联合治疗的方向发展。例如，Vojinovic等[38]在局部振动疗法的基础上联合机器人辅助系统治疗痉挛后疼痛。这类联合治疗疼痛的方法日后可能会受到越来越多研究者的重视。
4 结语
局部振动疗法对多种疾病和损伤引起的疼痛治疗有效，具有广阔的临床应用前景。然而，局部振动疗法相关研究仍存在以下问题：①因结果受到局部振动仪的频率、振幅以及研究设计等多种因素的影响，难以比较各研究的临床疗效；②各研究纳入的患者数偏少；③缺乏高质量的临床研究。因此，非常期待国内外能开展高质量的局部振动疗法用于疼痛治疗的临床研究。
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