高能量激光療法用于骨關節疾病所致疼痛治療的研究進展

解珊 華艷 白玉龍

（復旦大學附屬華山醫院康復醫學科 上海 200040）

骨關節疾病等所致疼痛已成為影響現代人生活質量的重要問題。現有的疼痛治療手段包括藥物治療、物理治療和手術介入等。近年來，隨著醫療技術的發展，激光療法也已逐漸用于疼痛治療。激光療法是將激光作用于人體，從而改變人體細胞和組織功能的一種治療方法[1]，其具有非侵入性和不良反應少等優點[2]，主要可分為高能量激光療法（high-intensity laser therapy，HILT）和低能量激光療法（low-level laser therapy，LLLT）兩類。

1 HILT

HILT采用較高強度的激光輻射，使用的設備為Ⅳ類激光器，功率范圍多為0.6～25 W。HILT對人體組織的穿透能力強（5～15 cm），能作用于人體深層組織，并產生較大的光子數量，達到多重物理治療的效果[3]。目前最常用的HILT用設備是Phoenix Thera-Lase系統，其已獲得美國FDA批準，功率范圍為1～75 W，波長為1 275 nm[4]。LLLT使用的設備為Ⅰ、Ⅰm、Ⅱ或Ⅲ類激光器，功率范圍為5～500 mW。相較于HILT，LLLT對人體組織的穿透能力較弱（＜2 cm），不能作用于人體深層組織[3]。

近年來，HILT已被用作一種無痛、無創的疼痛治療手段，止痛效果顯著[1]。HILT系通過生物和光學機械刺激來促進組織細胞再生和神經修復，具有提高痛閾、緩解疼痛的作用。HILT時黑色素和血紅蛋白對激光束的吸收較LLLT少，其激光束能量高度集中，定向性好、發散性小，可不影響其他正常組織，直接穿透淺表組織而聚焦至人體深層治療部位[5]，患者基本沒有不適感。HILT能顯著減輕多種慢性和急性疾病所致疼痛的程度[3]。

2 HILT的作用機制及影響因素

2.1 HILT的物理學特征和生物學效應

HILT具有獨特的光化學、光熱和光學機械作用，能通過增加細胞代謝、血管通透性和血流量來影響人體出現異常的深層組織、結構和難以觸及的區域[5]。HILT的低頻率、高峰值功率和長波長的物理學特征可確保在短時間內實現高能量轉移，避免淺表組織的熱積累現象[6]。因此，HILT不會導致組織的熱積累，而能在有限時間內通過熱效應來促進組織內的血管舒張[7-8]，加快代謝產物與氧氣的物質交換[2]。有組織學研究發現，HILT可使部分與組織愈合相關的生物標志物水平發生顯著的正向改變[9]。HILT能將高能量轉移至人體組織內，刺激線粒體氧化反應的發生和三磷酸腺苷的產生，同時通過血管舒張作用促進新陳代謝和血液循環，加快水腫吸收，迅速清除滲出物[10]。

2.2 HILT緩解疼痛的作用機制

HILT的疼痛緩解效果可能與多種機制有關。在神經系統中，P物質可優先激活神經激肽-1受體，通過初級傳入纖維向脊髓和腦干二級神經元傳導痛覺信號，從而導致痛覺過敏[11]。有研究表明，HILT能通過減少感覺神經外周末梢釋放P物質來緩解疼痛[8，12]。HILT也可通過抑制Aδ和C纖維的傳導，延長感覺神經的潛伏期，降低感覺神經的傳導速率，同時改變神經電生理學參數，使痛覺感受器出現特異性的神經傳導阻滯，導致疼痛信號從外周到中樞神經系統的傳導受到抑制[13]。HILT對神經末梢疼痛也有緩解效果，能通過電神經纖維傳導阻滯機制減少受損組織中緩激肽的合成和乙酰膽堿、組胺的釋放[12]，提高患者的痛閾，從而緩解疼痛[1，6]。還有研究認為HILT是通過減輕炎性反應來緩解疼痛并促進組織愈合的，其作用機制可能是：HILT可提高血管通透性和血流速率，加快血液循環和營養供應，增加局部組織細胞內DNA、RNA和三磷酸腺苷的合成[8]，同時通過刺激組織中的生色團吸收激光束來觸發線粒體氧化反應[14]，由此促進細胞新陳代謝，增強局部組織自我修復能力。總的來說，HILT的疼痛緩解機制尚未完全闡明，尤其是其神經系統作用機制。

2.3 影響HILT治療效果的因素

HILT的治療效果受到所用設備的輸出功率、波長、激光輻射時間和治療周期等多種因素的影響。在實際進行HILT治療時，應首先準確識別患者的疼痛區域及其支配神經，然后再根據患者的具體病情和高能量激光治療儀的參數，制訂出適合患者個體的治療方案，其中輸出功率、波長和治療時間3個因素與HILT治療效果的關聯最為密切[15]。

波長決定了激光束穿透人體組織的能力。LLLT只能將光能傳輸到人體表皮和皮下組織層，適用于淺表傷口和皮膚疾病的治療。HILT則可將光能傳輸到人體皮下組織深部，故適用于軟組織損傷的治療[3]。輸出功率和治療時間決定了激光在目標組織內的能量飽和度[16]。HILT能在較短的時間內將治療劑量的光能傳輸到人體更深的目標組織內。

3 HILT在骨關節疾病所致疼痛治療中的應用

3.1 骨關節炎

Nazari等[17]的研究發現，HILT對膝骨關節炎所致疼痛有較好的止痛效果。他們采用三盲法進行隨機對照試驗，將93例膝骨關節炎患者隨機分為HILT治療組、常規物理治療組和運動訓練組并給予相應的干預治療，結局指標包括膝關節疼痛視覺模擬量表（visual analogue scale，VAS）評分、膝關節屈曲活動范圍、起立-行走計時測試結果、6 min步行測試結果，以及西安大略和麥克馬斯特大學關節炎指數評分。Cantero-Téllez等[18]對拇指腕掌關節骨關節炎患者進行HILT治療，經將HILT作用于患者不同的出現骨關節炎的關節，結果發現HILT有降低患者疼痛敏感度和改善關節功能的作用，且患者拇指捏力也有一定程度的提高。

Ciplak等[19]將48例膝骨關節炎患者隨機分為HILT治療組與經皮神經電刺激（transcutaneous electrical nerve stimulation，TENS）和超聲波聯合治療組，結果經靜息、活動和夜間疼痛評分，以及膝關節功能和僵硬評分評估后發現，HILT治療組患者在第6周時的疼痛和功能評分均較TENS和超聲波聯合治療組患者有顯著改善。Kheshie等[20]的研究發現，HILT聯合運動訓練能有效減輕膝骨關節炎患者的疼痛并提高其膝關節功能。Alayat等[21]的研究發現，HILT聯合運動訓練能減緩膝骨關節炎患者的膝關節軟骨磨損程度，減少患者的手術需求。Akaltun等[12]對40例膝骨關節炎患者進行的隨機對照試驗也得出了類似結論，但未發現加用HILT可較單純運動訓練顯著增加患者膝關節軟骨和股骨軟骨的厚度，這可能與研究所用設備和治療方案的不同有關。

3.2 跖筋膜炎

Ordahan等[22]將75例跖筋膜炎患者隨機分為LLLT治療組和HILT治療組。HILT治療組患者均接受了Ⅰ、Ⅱ期治療，其中Ⅰ期治療為3次脈沖模式的間歇性止痛治療，Ⅱ期治療為6次連續模式的生物刺激效應治療。研究采用VAS評分、足跟壓痛指數評分和足踝關節預后評分為結局指標來評定患者治療前后的疼痛和功能狀態。Naruseviciute等[2]使用與Ordahan等研究相同的設備對102例單側跖筋膜炎患者進行HILT治療，主要結局指標為VAS評分，次要結局指標包括壓力測痛法結果和超聲測量的足底筋膜厚度等。Ordahan等發現，治療后HILT治療組患者各項指標值的改善幅度均優于LLLT治療組患者；但Naruseviciute等的研究卻顯示，HILT和LLLT治療的疼痛緩解效果的差異沒有統計學意義。這是否與兩項研究LLLT治療所用設備不同有關，尚難作出結論。足底筋膜厚度是跖筋膜炎診療過程中常用的評價指標之一，其值＞4 mm被認為是跖筋膜炎的標志。Naruseviciute等的研究發現，HILT治療組患者的足底筋膜厚度在3周治療期內逐漸減小，雖然與LLLT治療組患者的差異沒有統計學意義，但減小速率更快，若延長隨訪時間，兩治療組患者的足底筋膜厚度差異很可能將具有統計學意義。

3.3 頸腰部疼痛

Yilmaz等[6]對40例頸椎間盤突出癥所致頸痛患者進行了一項單盲隨機對照試驗，結果發現HILT治療可較超聲波聯合TENS治療更顯著地改善患者的VAS、頸部疼痛和殘疾量表評分，以及頸部關節活動范圍。Huang等[5]設計了一項前瞻性隨機對照試驗方案，將100例腰椎間盤突出癥患者隨機分為HILT治療組和超聲波治療組，預設研究結論為兩治療組患者的腰椎間盤突出癥所致疼痛緩解效果相當。不過，根據Yilmaz等的研究結果，推測HILT的治療效果可能優于超聲波治療效果。

Ozkaraoglu等[23]將下背痛患者隨機分為HILT治療組和TENS治療組（均還同時接受運動訓練、超聲波和熱敷治療），通過比較治療前后患者的VAS評分、脊柱關節活動范圍、Oswestry殘疾量表評分和貝克抑郁問卷評分等結局指標值的變化情況，發現HILT治療組患者的疼痛減輕幅度優于TENS治療組患者，但無法明確單獨使用HILT對患者疼痛的改善作用。Choi等[10]的研究顯示，同時接受HILT和運動訓練治療的慢性背痛患者的疼痛減輕幅度優于僅接受運動訓練治療的患者。Fiore等[24]的研究采用VAS和意大利版的Oswestry殘疾量表來評定治療前后下背痛患者的疼痛程度和相關功能評分的變化情況，結果發現HILT治療患者的癥狀改善幅度優于超聲波治療患者。Zati等[25]將腰椎間盤突出癥所致下背痛患者隨機分為TENS、HILT和非甾體類抗炎藥治療3組，結果發現在短期內，3種治療方法的疼痛緩解效果基本一致，但從遠期效果看，HILT的治療效果更優。

4 HILT的禁忌證與不良反應

目前已知的HILT的唯一不良反應是短暫的皮膚發紅和灼燒感，但發生率較低[15，26]。在進行HILT治療過程中，操作者和患者均須佩戴墨鏡，以避免激光損傷眼睛。HILT不應用于有人工耳蝸或心臟起搏器植入、發熱癥狀、皮膚結核、出血傾向、合并腫瘤或癲癇的患者，也不可用于妊娠、光過敏的患者。

不過，由于HILT治療的最佳劑量、持續時間、頻率等參數的設定還無明確的共識或標準，HILT治療的不同參數與治療效果之間的關聯并未得到完全闡明，HILT治療可能存在一些尚沒有被觀察到的不良反應。

5 結論與展望

作為一種新型非侵入性輔助鎮痛療法，HILT對緩解骨關節疾病所致疼痛有較好的治療效果，且基本上沒有不良反應。隨著疼痛癥狀改善，患者的相關功能狀態尤其是運動能力和生活質量也會有所提高[2，17-18]。激光療法還可降低疼痛患者對阿片類藥物的依賴性[27]，這對疼痛患者乃至整個社會都有益。非成癮性藥物聯合非藥物治療有可能為疼痛管理提供一種更安全的有效鎮痛方式。

激光療法現已用于臨床醫療的多個方面，除骨關節疾病所致疼痛外，在神經根性疼痛[28]、皮膚科疾病、婦科疾病治療和口腔正畸[29]等方面也有較廣泛的應用。有研究發現，HILT聯合傳統物理治療能緩解血友病性關節病患兒的疼痛，改善患兒的運動功能和步態表現，且改善效果顯著優于僅接受傳統物理治療的患兒[26]。目前，激光療法的應用范圍仍在不斷擴展，即使有研究發現LLLT會促進癌細胞生長，但其實際上并未增強癌細胞的活性[4]。因此，也有學者在探索不加速腫瘤進展的前提下應用HILT治療癌痛的可行性，但相關研究結論缺乏一致性，需要繼續深入研究，同時慎重思考腫瘤患者接受這一療法的臨床必要性。

關于HILT及其聯合其他干預措施治療疼痛，現亟需進行進一步的臨床研究來確定HILT用于特定疼痛治療的最佳治療參數。今后進行的HILT相關研究應是針對性強且設計合理的隨機對照試驗并作長期隨訪，以消除以往不同試驗之間的異質性[30]，明確HILT對特定疼痛的治療效果，使研究結論更具說服力。相信隨著研究的不斷深入，HILT的作用機制、治療效果和應用范圍將會得到明確界定，從而推動HILT的規范化應用。