低強(qiáng)度脈沖聚焦超聲治療膝骨關(guān)節(jié)炎安全性、有效性隨機(jī)對照臨床試驗(yàn)及作用機(jī)制研究.pdf

1、背景:
　　骨性關(guān)節(jié)炎(Osteoarthritis,OA)好發(fā)于人體承重關(guān)節(jié)，以膝骨關(guān)節(jié)炎(Knee osteoarthritis,KOA)最為多見。該病以關(guān)節(jié)軟骨完整性破壞以及關(guān)節(jié)邊緣軟骨下骨板病變，導(dǎo)致關(guān)節(jié)癥狀和體征的一組異質(zhì)性、慢性關(guān)節(jié)疾病?，F(xiàn)階段，骨性關(guān)節(jié)炎的治療目的在于緩解疼痛、延緩疾病的進(jìn)展、保護(hù)關(guān)節(jié)功能、改善生活質(zhì)量。OA治療包括患者健康教育、運(yùn)動(dòng)及生活指導(dǎo)、物理治療、藥物治療及手術(shù)治療等。然而目前傳統(tǒng)藥物及手術(shù)治

2、療存在副作用多、創(chuàng)傷大、醫(yī)療成本高等缺點(diǎn)。因此，目前急需一種安全、有效、便捷的治療方法，以改善治療現(xiàn)狀。
　　傳統(tǒng)非聚焦超聲應(yīng)用于骨關(guān)節(jié)炎的治療已有60余年，多采用較高的頻率（兆赫級）、較高的聲強(qiáng)（W/cm2），連續(xù)的能量輸出方式作用于關(guān)節(jié)周圍軟組織通過溫?zé)嵝?yīng)發(fā)揮作用，也稱為深部熱療。而OA病變核心在于關(guān)節(jié)軟骨的退變，因?yàn)檐浌俏恢幂^深，較高頻率的非聚焦超聲穿透能力差，在傳播過程中能量發(fā)生衰減，很少有超聲能量進(jìn)入到關(guān)節(jié)間隙內(nèi)，難以

3、直接作用于關(guān)節(jié)軟骨，導(dǎo)致治療效果不確定。國際骨關(guān)節(jié)炎研究學(xué)會(huì)（OARSI）發(fā)布的2014版指南也將治療超聲判定為療效“不確定”。因此，需要從超聲物理特性和生物學(xué)效應(yīng)方面考慮選擇更適合深達(dá)關(guān)節(jié)軟骨治療KOA的超聲治療技術(shù)。本研究基于前期基礎(chǔ)研究的結(jié)果選擇聲強(qiáng)120mW/cm2、頻率0.6MHz的脈沖式聚焦超聲(Focused low intensity pulsed ultrasound,FLIPUS)治療KOA，通過隨機(jī)對照試驗(yàn)驗(yàn)證FL

4、IPUS治療KOA臨床安全性和有效性，形成可行的超聲治療方案，并為臨床治療提供科學(xué)依據(jù)。
　　目的:
　　1.評價(jià)FLIPUS治療KOA的臨床安全性及有效性。
　　2.通過病理學(xué)觀察明確新西蘭兔骨關(guān)節(jié)炎模型的發(fā)病特點(diǎn)與人類KOA的發(fā)病特點(diǎn)是否一致。借鑒人類KOA軟骨損傷的MRI評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建立該動(dòng)物模型軟骨損傷的MRI評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為評價(jià)不同發(fā)病階段的動(dòng)物模型提供一種無創(chuàng)的方法。
　　3.通過研究軟骨基質(zhì)中II型膠原及

5、蛋白聚糖含量的變化，闡明FLIPUS對軟骨細(xì)胞基質(zhì)環(huán)境的影響。
　　4.通過研究關(guān)節(jié)腔積液量的變化以及滑液中PGE2、NO含量變化，闡明FLIPUS對軟骨細(xì)胞滑液環(huán)境的影響。
　　5.通過研究FLIPUS對軟骨細(xì)胞增殖及凋亡的影響，闡明FLIPUS改善軟骨基質(zhì)代謝紊亂的機(jī)理。
　　方法:
　　1.根據(jù)入選標(biāo)準(zhǔn)及排除標(biāo)準(zhǔn)選擇100例KOA受試者，將受試者隨機(jī)分為A組（FLIPUS+雙氯芬酸鈉緩釋片組）、B組（假FL

6、IPUS+雙氯芬酸鈉緩釋片組）。A組每天接受FLIPUS治療1次，每次20min，10次一個(gè)療程；B組超聲治療不啟動(dòng)開始按鈕，實(shí)行假超聲治療，每天治療1次，每次20min，10次一個(gè)療程。2組均口服雙氯芬酸鈉緩釋片75mg，一日一次，10天一個(gè)療程。評價(jià)治療前基線情況，分別與治療第3次、第6次及第10次觀察其療效，統(tǒng)計(jì)各時(shí)間點(diǎn)總有效率及不良事件發(fā)生率。治療結(jié)束后4周及12周各隨訪一次，評價(jià)隨訪療效。
　　2.采用Hulth法建立成

7、年雄性新西蘭兔雙膝骨關(guān)節(jié)炎模型。術(shù)前、術(shù)后2周、4周及8周進(jìn)行MRI掃描，處死動(dòng)物后取軟骨標(biāo)本進(jìn)行大體觀察。通過大體觀察及多序列MRI掃描連續(xù)地的動(dòng)態(tài)觀察其軟骨、軟骨下骨損傷情況，骨贅大小的變化，闡明其病理學(xué)改變規(guī)律。
　　3.選擇發(fā)病早期的新西蘭兔KOA模型為超聲干預(yù)對象。30只模型兔根據(jù)超聲干預(yù)時(shí)間不同分為2周組、4周組及8周組(2周組、4周組及8周組即超聲分別干預(yù)2周、4周、8周)，每組10只。15只正常兔作為空白對照，空白

8、對照組也分為2周組、4周組及8周組，每組5只，隨機(jī)選擇治療側(cè)和對照側(cè)后肢。術(shù)后4周開始對治療側(cè)股骨內(nèi)髁予以聲強(qiáng)120mW/cm2、頻率0.6MHz的FLIPUS體外治療，每周5天，每天1次，每次20min。對照側(cè)予以假超聲治療。各組實(shí)驗(yàn)兔分別于治療后2周、4周和8周處死，采用番紅O-固綠染色及II型膠原免疫組化分析評價(jià)軟骨基質(zhì)中蛋白聚糖及II型膠原含量變化；采用病理組織學(xué)觀察、免疫組織化學(xué)分析及細(xì)胞生物學(xué)手段觀察 FLIPUS對軟骨細(xì)胞

9、增殖-凋亡影響；通過MRI掃描定量分析關(guān)節(jié)積液變化， ELISA及硝酸還原酶法測定PGE2及NO含量變化闡明FLIPUS對滑液環(huán)境的影響。
　　結(jié)果:
　　1. A組在治療后第6次、第10次2個(gè)評價(jià)時(shí)間點(diǎn)的WOMAC、VAS評分優(yōu)于B組(p＜0.05)。A組在治療后第10次的Leguesne指數(shù)評分優(yōu)于B組(p＜0.05)。A組在治療結(jié)束后膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度大于B組，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＞0.05)，但A組在治療后膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度改善

10、值優(yōu)于B組(p＜0.05)。A組在治療結(jié)束后步行速度大于B組(P＜0.05)。在改善患者生活質(zhì)量方面，A組在一般健康情況、生理機(jī)能、社會(huì)功能、軀體疼痛、活力及精神健康改善評分要優(yōu)于B組(P＜0.05)。治療第3次、第6次及第10次，A組與B組的在改善關(guān)節(jié)功能方面的總有效率分別為42.86％、97.96%、97.96%及6.25%、58.33%、77.08%；A組與B組的在緩解關(guān)節(jié)疼痛方面的總有效率分別為38.78%、91.84%、100

11、%及14.58%、75%、81.25%。A組在各療效評價(jià)時(shí)間點(diǎn)的總有效率均高于B組(p＜0.05)。治療結(jié)束后4周及12周隨訪，A組在VAS評分及Leguesne評分方面均優(yōu)于B組(P＜0.05)。在治療過程中，無一例不良事件與超聲治療有關(guān)。
　　2.Hulth法建立實(shí)驗(yàn)兔雙膝骨關(guān)節(jié)炎模型，通過大體觀察及多序列MRI掃描觀察軟骨、軟骨下骨損傷及骨贅的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。結(jié)果顯示隨著造模時(shí)間的延長，軟骨及軟骨下骨損傷程度逐漸加重(p=0.

12、000)，關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)部分軟骨損傷較外側(cè)部分嚴(yán)重(p=0.000)，骨贅逐漸增大(p=0.000)，表明該動(dòng)物模型能高度模擬人類KOA軟骨損傷特點(diǎn)。3.2周組、4周組及8周組FLIPUS側(cè)II型膠原及蛋白聚糖含量明顯高于對照側(cè)，但仍低于正常側(cè)(p＜0.05)。隨著治療時(shí)間延長，各組FLIPUS側(cè)和對照側(cè)的II型膠原及蛋白聚糖含量均進(jìn)行性的減少，但FLIPUS側(cè)的減少程度更輕，即丟失更少，提示FLIPUS能延緩KOA病變程度。
　　4.

13、2周組中FLIPUS側(cè)軟骨細(xì)胞增殖率高于對照側(cè)及空白側(cè)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05)。4周組及8周組中，F(xiàn)LIPUS側(cè)軟骨細(xì)胞增殖率與對照側(cè)相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。各組FLIPUS側(cè)軟骨細(xì)胞凋亡率均低于對照側(cè)，但仍高于空白側(cè)(p＜0.05)。
　　5.2周組、4周組及8周組FLIPUS側(cè)關(guān)節(jié)積液量明顯少于對照側(cè)，但仍較正常側(cè)關(guān)節(jié)積液量多，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05)。各組FLIPUS側(cè)關(guān)節(jié)積液中PGE2及NO含量明顯少

14、于對照側(cè)，但仍高于正常側(cè)PGE2及NO含量，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.01)。
　　結(jié)論:
　　1.臨床研究結(jié)果表明，F(xiàn)LIPUS治療KOA安全、有效。
　　2.MRI能準(zhǔn)確反映軟骨及軟骨下骨損傷程度，可以通過借鑒人類KOA軟骨損傷的MRI分級標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)該動(dòng)物模型軟骨損傷程度，為選擇不同疾病階段的KOA動(dòng)物模型提供一種無創(chuàng)評價(jià)的方法。
　　3.FLIPUS通過降低關(guān)節(jié)腔積液量及積液中炎癥因子(PGE2、NO)水平