作者：上海交通大学附属第六人民医院骨科 陈城
冲击波是一种携带能量、具有力学特性的机械性脉冲压强声波，通过介质传导并可导致该介质的压强、温度、密度等物理性质跳跃式改变。冲击波具有空化效应、机械效应、热效应等物理特性。冲击波用于临床医学始于尿石症的治疗，之后拓展到骨科且已有大量研究报道肯定其安全性及有效性。近年来，临床上体外冲击波（ESWT)用于治疗足踝外科相关疾病疗效令人满意，不良反应少，方便无创。目前已报道冲击波诸多的生物学效应，如镇痛作用、组织再生、伤口愈合、血管生成、骨重建和抗炎等，揭示了其广阔的应用前景。本文就ESWT治疗在足踝外科疾病的应用进展作一综述。
ESWT的治疗机制
冲击波具有空化效应、应力效应、成骨效应、代谢激活等生物学效应。目前偏向认为空化效应是冲击波发挥生物学效应的主要因素。存在于组织间液体中的微气核空化泡在冲击波作用下振动，当冲击波强度超过一定值时，微气核空化泡会破裂，所产生的效应即空化效应。适当的空化效应有利于增加细胞膜的通透性，加速细胞膜内外离子的交换过程，增强代谢、促进细胞增殖；疏通闭塞的毛细血管；松解粘连的软组织。冲击波促进成骨可能与其提供适当的局部应力刺激、促进细胞增殖和改善血流灌注有关。冲击波通过抑制神经末梢细胞、促进止痛物质释放等可达到镇痛的效果。此外，冲击波还增加某些生长因子的表达。
适应证与探索
成熟的适应证这类适应证开展较早且已有大量文献围绕其进行研究，并已经国际医学冲击波学会批准。最新指南提供了治疗关键技术及方案等相关意见，推动了ESWT在这些疾病的规范化应用。
跖筋膜炎冲击波治疗跖筋膜炎（PF）已较为成熟，有大量研究对此进行了论证和阐述，PF已成为ESWT公认的适应证。第2版中国专家共识推荐能流密度为0.12～0.20mJ/mm2，每次1500～3500次冲击，间隔5～7d，3～6次为一疗程。Gollwitzer等进行了一项前瞻性、双盲、随机、安慰剂对照的多中心研究，250例受试者被随机分成ESWT和安慰剂干预组，安慰剂组接受无效的冲击波治疗，用特殊装置阻断了冲击波传播到人体。虽然安慰剂组亦有34.5%的症状改善，但与治疗组69.2%的改善率相比是有显著统计学差异的。Maki等对50例跖筋膜炎患者ESWT治疗前和治疗后6个月的随访结果进行比较发现，治疗后44例症状明显改善，MRI还观察到跖腱膜增厚（治疗后平均厚度为0.50CM）改善，38例跖筋膜内
跟腱炎十余年的研究证据表明ESWT治疗慢性跟腱炎（AT）是充分可行的。最新指南推荐患者取俯卧位、膝关节伸直位、踝关节放松位，主要针对压痛点，能流密度0.12～0.20mJ/mm2，每次1500~2000次冲击，间隔5～7d，3～5次为一疗程。冲击波已被证明能降低高水平的炎症介质、增加Ⅰ型和Ⅲ型胶原、TGF-β和ILGF-1，增加正常腱-骨连接处的新生血管数量。研究表明低能量冲击波刺激腱细胞增殖和胶原合成；而高能量水平则抑制细胞增殖。在0.36mJ/mm2的冲击波作用下，数小时就可检测PCNAⅠ型胶原、Ⅲ型胶原和TGF-β1基因表达上调、
跖骨骨不连ESWT治疗长骨骨折延迟愈合和骨不连经过二十余年的研究已成为共识，缺损＞2CM的骨不连是禁忌证。由于冲击波在骨组织中进行性衰减速率大于软组织，故建议使用0.25～0.39mJ/mm2较高能量的聚焦式冲击波治疗仪来治疗位置较深的骨不连，位置较浅的骨不连可用发散式、中等能量的冲击波。每次治疗选择2～4个治疗点，每个点冲击1000次，共冲击2000～4000次，每次治疗间隔1d，5～10次为一疗程。建议治疗3～5个疗程，间隔2～3个月。在治疗前及治疗后3、6、12个月行影像学检查。Furia等对23例第五跖骨干骺端骨折不愈合的患者进行高能量冲击波治疗，另外20例同类型骨折不愈合患者行髓内钉固定，结果显示冲击波组23例骨不连中有20例在治疗后3个月愈合，冲击波组3个月内未愈合的3例在6个月愈合；螺钉固定组20例骨不连中有18例在治疗后3个月愈合；冲击波组并发症少于螺钉固定组。
应力性骨折长期、反复的循环负荷作用下导致的应力性骨折为ESWT治疗已批准的适应证，指南建议用中低能量。每次治疗选择2～3个治疗点，每个点冲击800～1000次，间隔1d，4～6次为一疗程，治疗前和治疗后2个月行影像学检查评估。同治疗骨不连相似，ESWT具体治疗方案特别是能量的选择依据具体部位会有所不同。ESWT刺激成骨转换、骨痂生长、诱导血管再生等作用是其应用于应力性骨折的理论基础。Carlos等对26例双侧胫骨应力性骨折的海军学员进行了随机、单盲、自身对照的临床研究，对照组仅行功能康复治疗，结果显示ESWT治疗组在短短3周内疼痛症状就有明显好转，但两组的影像学检查无显著差异。已有个案报道ESWT用于治疗跖骨、舟骨应力性骨折亦取得良好疗效。但需要指出的是，ESWT治疗应力性骨折仍缺乏可靠的一级证据，是否将冲击波作为应力性骨折的首选治疗仍有争议。
下肢溃疡ESWT治疗足溃疡的机制与改善血流灌注和组织再生有关。ESWT可促进新生血管化并诱导血管生长因子和成骨生长因子（包括内皮型-氧化氮合酶、血管内皮生长因子、增殖细胞核抗原和骨形态发生蛋白2等）的上调。Weihs等发现冲击波处理可诱导3种不同类型的细胞（C3H10T1/2小鼠间充质祖细胞、人脂肪组织来源干细胞和人JurkatT细胞系）ATP释放、Erk1/2和p38MAPK活化及细胞增殖。冲击波治疗以Erk1/2依赖的方式诱导增殖及促进伤口愈合。Mahran通过
近来，美国食品药品监督管理局已经批准了一种ESWT治疗设备Dermapace系统用于
临床有效但尚未成熟的适应证这类疾病临床上已有较多应用，效果良好。然而到目前为止，治疗关键部位及治疗方案如压力、能量或频率等大多尚无定论，有待进一步的研究论证。
中风和脑瘫后跖屈痉挛跖屈痉挛是中风和脑瘫后上运动神经元综合征患者的常见表现。冲击波抑制慢性痉挛肌肉的纤维化，并改善其弹性；还可缓解疼痛及其疼痛防御反射。目前偏向认为冲击波直接作用于肌肉组织是缓解高肌张力的主要机制。Mori等认为冲击波可对肌肉纤维和肌张力增高的其他非反射成分产生直接影响。此外，在肌肉水平作用的冲击波可以改善肌肉至脊髓的感觉传导，从而减少脊髓的兴奋性和肌肉痉挛。Lee等发现ESWT可增加脑卒中大鼠脊髓组织中的神经生长因子的表达，推测ESWT通过改善与损伤部位相关的脊髓微环境来促进神经生长因子的上调。
神经系统疾病的痉挛状态是专家批准的特殊适应证，ESWT可有效改善踝关节活动范围和步态变量、缓解跖屈痉挛等。Radinmehr等研究了ESWT对脑卒中后跖屈痉挛的影响，结果显示改良Ashworth量表评分、主动和被动踝关节活动范围、被动足底屈肌力矩评分和计时走动试验评分均随时间推移而提高。H反射潜伏期在T1时降低，但对HMAX/Mmax比值无显著影响，因此可以排除冲击波对脊髓兴奋性的影响。Gawad等将ESWT用于治疗脑瘫儿童的痉挛性马蹄足，与对照组比较H/m比和步态变量有统计学差异。
距骨软骨损伤（OLT）ESWT用于软骨损伤的研究多为针对膝关节，足踝方面的相关报道偏少。OLT是ESWT的相对适应证，但相关临床研究仍不够多。
国内专家认为ESWT适用于尚未发生距骨塌陷HeppleⅠ～Ⅲ期的距骨软骨损伤，软骨下骨局限性水肿和/或坏死，无巨大囊性变患者。推荐能流密度0.18～0.25mJ/mm2。通常多次治疗，每次选择2～3个治疗点，每个点冲击1000次；间隔1d，5次为一疗程。建议治疗3～5个疗程，间隔2个月。在治疗前及治疗后6、12个月行踝关节MRI检查，了解病变情况。多数研究并不单独使用ESWT治疗距骨软骨损伤，而是将冲击波与其他治疗方法组合起来加强疗效。Xing等用ESWT联合踝关节镜治疗26例距骨软骨损伤患者，Mazur踝关节功能评分和MRI示损伤面积均明显改善。
Zhang等报道了冲击波显著促进体外骨髓间充质干细胞（BMSC）的增殖和代谢活性。Gao等进行了大胆的探索，通过钻孔联合ESWT逆行BMSC移植治疗距骨软骨病变。实验分为两组：41例接受ESWT联合BMSC移植治疗（A组），28例单纯BMSC移植（B组），随访时间至少术后2年，平均随访时间为4.1年，结果显示B组治疗后AOFAS评分亦有改善，但A组治疗后评分改善更加显著；MRI检查显示第一年时A组OLT面积明显减少的有38例，高于B组（21例），但最终随访的MRI结果无显著性差异。
踝关节炎
胫骨内侧应力综合征（MTSS）MTSS是胫骨后内侧中部或远端三分之一的疼痛综合征，负重或活动会加重疼痛，但要除外缺血性疾病及应力性骨折。近年学者们已开始探索将冲击波治疗应用于MTSS并发现效果良好。Saxena等用冲击波成功治疗两例精英运动员MTSS病例，其中1例为奥运会运动员并伴有应力性骨折。Gomez等将42例单侧MTSS的军校学员随机分为两组：一组ESWT加锻炼计划，另一组仅锻炼计划。结果显示ESWT患者运动后疼痛症状明显缓解，82.6%的患者疗效优良，而单纯运动组为36.8%；期间ESWT无明显不良反应。
多发性外周神经病变外周性多发神经病变是ESWT的特殊适应证，可能与ESWT可促进神经再生相关。Hausner等报道了ESWT可促进大鼠移植的坐骨神经再生。在6～8周，ESWT组动物的功能恢复明显优于对照组（仅行神经移植）；3周时电生理数据亦优于对照组；3个月后，两组功能和电生理数据无显著差异，移植物远端有髓鞘的轴突数目亦相似。ESWT诱导轴突再生率提高，这一现象可能与其更快的Wallerian变性、退化轴突的更快去除及更强大的受损轴突再生能力相关。Lohse-Busch等探索了ESWT治疗糖尿病性肢体远端对称性多发性神经病变，结果显示ESWT组感觉异常和疼痛症状2周后降为23.6%，8周后又上升到原来的45.7%；ESWT对步态的影响直到第8周才具有显著统计学差异。
距骨缺血性坏死ESWT最先用于股骨头坏死并取得良好疗效，股骨头坏死是已批准的冲击波适应证。ESWT治疗骨坏死的机制可能与其促血管生成、骨重塑和再生相关。有研究表明冲击波能显著促进细胞增殖，增加血管内皮生长因子、碱性磷酸酶、骨形态发生蛋白2、RUNX2、骨钙素mRNA的表达和矿化结节成熟化。距骨缺血性坏死是ESWT的相对适应证。近来国内有医生尝试用ESWT治疗距骨缺血性坏死，其将34例距骨缺血性坏死患者分为ESWT组和对照组（采用药物、康复治疗），各17例。两组病例治疗18个月后，ESWT组的疼痛、踝关节功能、MRI踝关节坏死面积的改善情况均优于对照组。
探索临床医生对于ESWT的适应证进行了大胆的探索。受限于样本量太少、实验设计不够严谨等，拓展ESWT的应用范围及操作规范仍有待更多临床经验与研究的补充。
周围血管疾病建立在ESWT增加血管生成因子表达、改善肢体灌注的理论基础上，目前只有有限几个小样本量的试验研究了ESWT在外周动脉疾病患者中的应用。Tara等用低能量冲击波治疗10例周围动脉疾病患者，结果显示治疗后小腿和足背经皮氧分压最大值显著升高；足背及足底表面皮肤灌注压有升高趋势，但差异无显著性；足部99mTc-TF灌注指数显著增加，但腿部无明显变化；未发现不良反应。
踝关节撞击综合征踝关节撞击综合征是由骨性或软组织的直接机械撞击而引起踝关节关节疼痛、关节活动受限的临床综合征。DU等试用ESWT对40例踝前外软组织撞击综合征患者进行治疗，结果显示37例患者治疗后1、6个月VAS评分较治疗前显著下降，AOFAS评分显著提高。
踝关节韧带损伤ESWT用于韧带损伤的机制可能与冲击波增加I型和III型胶原、TGF-β和ILGF-1分子，增加正常腱-骨连接处的新生血管数量等相关。已有报道ESWT可促进兔重建前交叉韧带的愈合。国内已有ESWT用于踝关节韧带损伤的探索。但通常损伤急性期并不建议马上行ESWT，因为ESWT会加重急性期水肿和炎症反应。而肌腱、筋膜、韧带断裂和严重损伤是其禁忌证。秦建忠等采用前瞻性研究方法将40例踝部韧带损伤患者（病程3个月~1年）随机分为治疗组（25例应用ESWT）和对照组（15例应用传统封闭治疗），结果显示ESWT组治疗8周后VAS评分、治疗后恢复训练最短时间均显著小于封闭组，踝关节Kofoed评分显著高于封闭组。
Morton瘤Morton瘤即跖间神经瘤，冲击波治疗Morton瘤的报道较少。Fridman等将25例患者纳入研究，VAS评分在治疗前后比较有显著性差异。Seok等的研究得到了相似的结果：ESWT的患者1周后VAS评分有显著降低，AOFAS评分治疗后4周显著改善，但神经瘤直径无明显变化。
总结
临床上ESWT应用于足踝外科疾病的案例越来越多，其疗效令人满意，无创、安全、方便是突出优点。批准的适应证包括跖筋膜炎、慢性跟腱病、跖骨骨不连、应力性骨折和下肢溃疡；基于临床的适应证为胫骨内侧应力综合征；专家推荐的特殊适应证包括强直（痉挛）状态、多发性外周神经病变；距骨软骨损伤、骨性关节炎、距骨缺血性坏死是其相对适应证。禁忌证包括严重凝血功能障碍；患有血栓形成性疾病；治疗区域有恶性肿瘤、胎儿、肺组织、脑及脊髓、骨骺板、大血管及重要神经干走行者；肌腱、筋膜断裂和严重损伤；骨缺损＞2CM的骨不连。不良反应有治疗部位局部血肿、瘀紫、点状出血；治疗部位疼痛反应增强；治疗部位局部麻木、针刺感、感觉减退。
适宜的能量作用于准确的部位是治疗的关键。定位方法包括体表解剖标志结合痛点定位、影像学结合体表解剖标志定位。按能量等级将冲击波划分3个能级：低能量范围为0.06～0.11mJ/mm2，中能量范围为0.12～0.25mJ/mm2，高能量范围为0.26～0.39mJ/mm2，按照ESWT波源传递方式划分为聚焦式、发散式、平波式。一般来说，成骨障碍性疾病和位置较深的骨软骨损伤性疾病建议使用高能量、聚焦式冲击波，选取2～4个作用点，每个点冲击约1000次，间隔1d，治疗5～10次为一疗程，建议治疗3～5个疗程，间隔2～3个月。根据情况在治疗前及治疗后数月行影像学检查以评估。软组织损伤性疾病及位置浅表性骨不连可用中低能量、发散式或平波式，每个点冲击约1500～3000次，间隔5～7d，建议治疗3～6个疗程，程度以治疗后作用部位略微疼痛为宜。具体治疗方案宜因人而异。但冲击波治疗仍有许多待研究之处，以下可能是未来研究的重点：基本机制的研究；临床适应证和治疗方案的规范；长期疗效及长期不良反应的观察。
来源：足踝外科电子杂志2019年3月第6卷第1期
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