基于“筋束骨”理论铍针治疗髌股关节炎疼痛的临床研究与有限元分析

发布时间：2020-04-10 02:55

【摘要】：髌股关节是维持膝关节屈伸活动的主要解剖构成,由髌骨与股骨滑车构成,因退变、创伤等因素均可导致或诱发髌股关节软骨的磨损退变,引起膝关节局部关节间室的退行性关节炎。髌股关节炎属于老年性膝关节炎的一部分,发病时可表现为局部或广泛疼痛以及行走受限,重则表现为膝关节形态改变,临床可查及髌骨研磨试验阳性和膝关节屈伸活动减小。基于我国庞大的人口基数和不断加重的老龄化趋势,退行性膝关节病变分布尤为广泛,据相关研究显示膝骨性关节炎中约有60%以上有髌股关节的退行性改变。疼痛是髌股关节炎首发和最主要的症状,也是患者就诊的主要因素。临床诊疗过程中常将髌股关节炎笼统地融合于膝骨性关节炎一并治之,早期发病多选择休息制动,亦或口服非甾体类抗炎药(NSAIDs);中期多以关节穿刺、关节镜手术等;重度退变目前多以关节置换为主,对髌骨的处理则主要以减压为主。现有的治疗良莠不齐,且有过度医疗之嫌,诊疗针对性的下降也使得临床效果不尽如人意,并使患者间接承受了膝痛困扰和不必要的经济、思想负担,影响患者的生活质量。它的高发率以及其所决定的膝关节的重要功能决定了更趋缜密、效果更佳的诊疗方案产生的必要性。目前,中医药技术在髌股关节炎的应用也比较常见,因治疗方案的迥异和随访流程的不同,其疗效也各有千秋,并且这种经验性疗法的治疗机理也难以阐释清晰。因此,如何在髌股关节炎早期或者发病中期更好地处理就显得尤为重要。本院在前期临床研究中使用铍针治疗筋骨退行性病变积累了广泛的临床成果,其对筋膜疾病的疗效也都得到认可。通过既往对膝骨性关节炎的铍针治疗发现,铍针松解术能有效降低患者的膝前疼痛,改善膝关节活动,疗效确切。基于此,并结合中医“筋束骨”理论,为了使膝关节退变的诊疗更加缜密和高效,特将研究范围缩小至髌股关节,我们提出了铍针松解术可有效缓解髌股关节炎疼痛、改善膝关节功能的学术假设。借助网络化的临床研究中央随机系统,通过临床随机对照研究的方法,进一步完善铍针松解术治疗早、中期髌股关节炎疼痛的操作规范,提出“筋束骨”理论指导下铍针对髌股关节炎的临床效果及优势,通过与关节腔注射玻璃酸钠相比较,分析关节内和关节外两种治疗方法的优势和特色。为了进一步明确铍针松解术的作用机理,我们采用有限元分析的方法研究了髌股关节的生物力学变化,并提出铍针松解髌骨外侧支持带可改善髌股关节应力集中的假说,通过研究发现铍针松解髌骨外侧支持带后可降低局部的高压性应力,重新调配膝关节载荷及应力的分布,有利于减轻软骨之间的磨损。本研究的创新性表现为在“筋束骨”理论指导下,将既往髌股关节炎的诊疗思维由“骨病治骨”转变为“经筋治骨”、“筋骨并治”模式,并首次采用有限元分析方法研究铍针松解术的生物力学机制,为其他中医有创操作治疗筋骨疾病提供新的研究方法与思路。铍针治疗髌股关节炎疼痛研究的开展有利于提高患者的治愈率,促进中医铍针的推广应用,生物力学机制的研究将进一步增加中医特色诊疗的说服力,为临床治疗提供科学依据。本研究的开展迎合了国家发展中医药的趋势,医疗操作的简便性及成本的降低也符合医改的要求。因此,本研究将以前瞻性的视角分析临床应用中的实际问题,以切实消除髌股关节炎患者的疼痛并改善膝关节功能为研究核心,使髌股关节炎的治疗更加规范和高效。1 铍针松解术治疗髌股关节炎疼痛的随机对照研究1.1 研究目的在中医“筋束骨”理论指导下,结合髌股关节炎的疼痛特点,通过临床随机对照研究,完善铍针松解术治疗髌股关节炎疼痛的操作规范,评价铍针治疗早、中期髌股关节炎疼痛的临床效果及优势。依据治疗结果探讨铍针缓解早、中期髌股关节炎疼痛的机理及临床意义,为铍针治疗筋骨退行性病变的中医特色化诊疗提供临床参考。1.2 资料与方法本研究为多中心随机对照研究,病例分别来源于中国中医科学院望京医院门诊及骨伤科研究所、北京市平谷区中医医院、北京丰盛医院。采用临床随机对照方法,应用网络化随机系统进行随机分组,将156例符合入组标准的髌股关节炎患者随机分为试验组和对照组,试验组和对照组各78例;试验组采用铍针松解术治疗,对照组采用玻璃酸钠关节穿刺。设计治疗及观察周期总共为5周,分别记录治疗前和治疗3次后、治疗5次后的VAS评分、压痛指数、膝关节活动度、Lysholm膝关节评分。应用SPSS19.0软件处理数据并对比两组患者的总体疗效。1.3 研究结果两组病例在年龄、性别、发病时间、体重指数、发病诱因、首次VAS评分及压痛测定、治疗前膝关节活动度及Lysholm膝关节评分无差别(P0.05)。通过临床治疗与随访,两组髌股关节炎患者均得到有效的治疗,临床评价指标比较表现为:(1)治疗前、后比较:两组患者的治疗3次和5次后的VAS评分、压痛指数、膝关节活动度、Lysholm膝关节评分均较前改善(P0.05);(2)末次临床观测指标对比:①VAS评分:试验组为1.57±0.92;对照组为1.56±1.16,P=0.1940.05,差异无统计学意义,两组无明显差距;②局部压痛测定:试验组为2.30±1.02;对照组为2.10±1.18,P=0.000.05,差异有统计学意义,认为试验组的局部疼痛减轻更明显;③膝关节活动度;试验组为126.30±11.24;对照组为131.57± 10.83,P=0.000.05,表明对照组的关节活动度改善更多;④Lysholm膝关节评分:试验组为82.66±9.17;对照组为77.30±8.26,试验组的膝关节评分高于对照组,P=0.000.05,差异有统计学意义,可认为试验组疗效更佳;(3)总体疗效评价;治疗5次后试验组优良率为84.62%,总有效率94.87%,对照组优良率为69.23%,总有效率为92.31%,两组患者的总有效率基本一致,但试验组的优良率高于对照组。1.4 结论在中医“筋束骨”理论指导下,使用铍针松解术治疗早、中期髌股关节炎疗效确切,能有效减轻患者的疼痛,改善膝关节功能,与关节穿刺相比还可明显降低医疗成本消耗,副作用较少,具有较高的应用价值,值得临床借鉴应用。2 铍针松解髌骨外侧支持带改善髌股关节应力集中的有限元分析2.1 研究目的通过膝关节三维有限元模型的构建并在其有效性验证的基础上,研究铍针松解髌骨外侧支持带改善髌股关节应力集中的机理,从生物力学方面探索分析铍针松解术改变髌骨运行轨迹并降低髌股关节压力的作用机制,为髌股关节疾病的诊治提供生物力学支持,为膝关节的临床应用研究开拓新思路。2.2 研究方法选取一名正常男性(年龄29岁,身高171cm,体重58kg)膝关节,经CT扫描获得原始影像资料。利用有限元软件从膝关节的三维模型构建入手,经几何重建、逆向工程、网格划分、材料赋值以及加载分析等步骤,建立筋、骨结构完整的膝关节有限元模型,并通过文献验证有限元模型的有效性和工况加载的科学性。加载条件设置为膝关节垂直加载500N负荷,股四头肌腱承受平均值大约为200N的牵张应力。分别在有限元模型屈膝30°位和屈膝90°位状态,模拟铍针松解髌骨外侧支持带,对比研究不同屈膝状态下铍针干预对髌股关节应力集中的改善情况,通过研究结果揭示髌股关节的生物力学机制以及铍针松解术的作用机理。2.3 研究结果(1)建立了高仿真的膝关节有限元模型并验证其有效性本研究基于解剖学特点总计构建独立的组织单元14个,细化的组织单元可达21个。结构更趋完善的有限元模型能更加直观准确地反应髌股关节的稳定机制及活动轨迹,并为进一步的分析计算提供了良好的实验平台。本模型经与既往文献的同等条件加载测试发现,膝关节主要承载面的应力大小及改变机制均一致(差异性在1%-13.5%之间),并与更多文献对照数据的差异性发现应力变化均相似,进而证明本模型的有效性。(2)明确铍针改善髌股关节应力集中的生物力学机理工况加载研究发现:髌股关节的应力大小关系为:屈膝90°未干预屈膝90°干预屈膝30°未干预屈膝30°干预。铍针松解髌骨外侧支持带后髌股关节和胫股关节的应力峰值较干预前均有所下降,分别为:①屈膝30°位:髌骨软骨下降0.498MPa(9.06%↓),股骨滑车下降 0.886MPa(16.27%↓);②屈膝90°位:髌骨软骨下降0.558MPa(8.6%↓),股骨滑车下降0.607MPa(9.94%↓)。结合等效力云图可以发现,外侧支持带松解后,髌骨软骨的应力峰值随即下降,尤以外侧的高反应区减少明显;胫股关节的应力也更加广泛地分布于胫骨平台和半月板的承载面上,随着应力承载面的扩大其所受到的应力峰值也下降。2.4 结论铍针松解髌骨外侧支持带可有效缓解髌股关节的应力集中,改善髌骨的运动轨迹并重新分配应力,使关节应力更加广泛均匀地分散于关节面,降低关节活动中的应力峰值,进而减少应力集中产生的高压综合症对局部关节软骨的高应力性磨损。
【图文】：

性别构成,患者,单位,年龄阶段

逑两组患者的性别构成中可见女性较男性多，而发病患者的分布则左、右两侧逡逑无明显差异（图１、图２）。逡逑ＪＪ邋＝逡逑？｝Ｅｊ｜逦３邋＞0邋ＪＣ邋Ｍ邋＜０邋ｓｏ邋？！逦＞！邋Ｍ邋？逡逑图１两组患者性别构成对比（单位：例）邋图２两组患者发病患侧构成（单位：例）逡逑两组患者的发病年龄主要集中在６０岁左右，以５５－６５岁之间较常见，试验组逡逑年龄为４２－７３岁，平均年龄５８．邋６６岁；对照组年龄为４３－７．５岁，平均年龄６０．邋１５逡逑岁。其年龄阶段构成见表２和图３，各年龄阶段构成经统计学分析差异无统计学意逡逑义（Ｐ＞邋０．０５）。两组观察病例的体重指数均偏高，主要集中在２３－２６之间，超重逡逑患者例数均较高（ＢＭＩ＞２４为超重），试验组介于１８－２８之间，对照组介于１９－２８逡逑之间，其构成分布见图４。逡逑表２两组患者年龄阶段病例分布（单位：例）逡逑３５－４５邋岁逦４５－５５邋岁逦５５邋岁－６５邋岁邋６５－７５邋岁逡逑试验组逦８逦１３逦４６逦Ｈ逡逑对照组逦１０逦１５逦４１逦１２逡逑－？－ｌｉｔｔｅ绀＿＊－对暌结逡逑３５－４５岁逡逑５０逡逑NB，邋／Ｍ邋－逡逑？－

患者,单位,年龄阶段,性别构成

逑两组患者的性别构成中可见女性较男性多，，而发病患者的分布则左、右两侧逡逑无明显差异（图１、图２）。逡逑ＪＪ邋＝逡逑？｝Ｅｊ｜逦３邋＞0邋ＪＣ邋Ｍ邋＜０邋ｓｏ邋？！逦＞！邋Ｍ邋？逡逑图１两组患者性别构成对比（单位：例）邋图２两组患者发病患侧构成（单位：例）逡逑两组患者的发病年龄主要集中在６０岁左右，以５５－６５岁之间较常见，试验组逡逑年龄为４２－７３岁，平均年龄５８．邋６６岁；对照组年龄为４３－７．５岁，平均年龄６０．邋１５逡逑岁。其年龄阶段构成见表２和图３，各年龄阶段构成经统计学分析差异无统计学意逡逑义（Ｐ＞邋０．０５）。两组观察病例的体重指数均偏高，主要集中在２３－２６之间，超重逡逑患者例数均较高（ＢＭＩ＞２４为超重），试验组介于１８－２８之间，对照组介于１９－２８逡逑之间，其构成分布见图４。逡逑表２两组患者年龄阶段病例分布（单位：例）逡逑３５－４５邋岁逦４５－５５邋岁逦５５邋岁－６５邋岁邋６５－７５邋岁逡逑试验组逦８逦１３逦４６逦Ｈ逡逑对照组逦１０逦１５逦４１逦１２逡逑－？－ｌｉｔｔｅ绀＿＊－对暌结逡逑３５－４５岁逡逑５０逡逑NB，邋／Ｍ邋－逡逑？－７５岁
【学位授予单位】：中国中医科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R246.9

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