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发布时间:2020-07-10 11:19:19

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作者:沈滢,张志强

出版社:人民卫生出版社

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康复治疗师临床工作指南.物理因子治疗技术

康复治疗师临床工作指南.物理因子治疗技术试读:

前言

曾经看过这样一个故事,感触颇深。一位父亲请他年幼的儿子将院子里一颗枯死的树移走,于是这个心急的小男孩从车库里拿了一把小斧头,开始疯狂地砍树枝。虽然小男孩工作很努力,但是进展缓慢。这时,父亲带着一把电锯出现了,迅速切断了树枝和树根,他说:“儿子,努力工作很重要,但是聪明地工作更重要。我们可以用小斧头没日没夜地砍树枝,但也可以用合适的工具几分钟‘解决战斗’。”我们的康复治疗工作不也是如此吗?康复是一个复杂的过程,涉及许多功能的恢复与重建,每一个阶段的康复目标都有可能不同,我们要针对不同的目标,选择“聪明的治疗方法”,以最短的时间促进患者功能的康复。

物理因子治疗的历史悠久,种类繁多,适应证广泛,其在康复治疗中的作用不容忽视。它是康复治疗的一部分,虽然多数情况下,并非单独使用,需要合并其他的治疗方法,但它是康复治疗不可或缺的重要组成部分。物理治疗师、作业治疗师、言语治疗师在工作过程中都会使用不同类型的物理因子,医生也需要开立相应的治疗处方。那么大家在面对物理因子时最大的困惑是什么?最大的困惑就是无法选择,对于同一个病症,不同的治疗师或医生可能会选择不同的物理因子。这主要是由于每种物理因子的治疗作用都很广泛,几乎都具有镇痛、改善血液循环、消炎、消肿的作用。所以,我们在选择的时候会无从下手,可能你的选择没有错,但是不一定是最适合的。

面对物理因子,怎样才能够让大家的选择“有的放矢”?这就是我们编写此书的初衷,我们期望这本书能够将物理因子的理论知识和临床应用紧密结合,以通俗易懂、图文并茂的方式实际指导临床工作。本书在临床应用及适应证的编写上做了较大的革新,我们根据循证医学的证据,具体列出每种物理因子最适合治疗的疾病,以及适合的参数。当然,有些物理因子相关的研究较少,我们会参照经典的书籍和临床经验给予一定的推荐。在禁忌证的编写上,我们增加了详细的说明,让大家了解为什么不能做某种物理因子治疗的原因。为了跟上康复治疗最新的研究和发展步伐,我们还增加了一些在临床上已证明具有明确疗效的比较新的物理因子治疗方法,比如经颅磁刺激、经颅直流电刺激、功能性电刺激、体外冲击波、高能量激光、振动治疗等。

本书在编写过程中,所有的编者都付出了辛勤的汗水,更有一些未署名的专家给予了无私的支持和帮助,在此向大家表示最崇高的敬意!当然,更要感谢我们的读者,感谢您选择了这本书。虽然我们已竭尽全力,但是书中难免有错误和不当之处,我们衷心地恳请您提出宝贵的意见,您的批评指正会让我们找到前进的方向。沈 滢 张志强2019年4月第一章 物理因子治疗概论第一节 物理因子治疗的基本知识一、物理因子治疗的定义

物理因子治疗是将天然或人工的物理因子作用于人体,通过神经、体液、内分泌等生理调节机制,来达到保健、预防、治疗和康复目的的治疗方法,简称理疗。物理因子治疗提供个体需要的现代医学的全方位服务,符合生物-心理-社会医学模式,解决人体结构-病理改变(治疗疾病)及恢复功能。

物理因子治疗是临床治疗不可或缺的一部分,对于某些病症,物理因子治疗可以成为主要的治疗手段,比如高频电疗、光疗治疗炎症、感染及组织不愈合,体外冲击波治疗足底筋膜炎等。物理因子治疗是整合于康复治疗过程中的,选择正确的物理因子,可以加速整个康复进程。比如中枢神经系统损伤患者在软瘫期给予神经肌肉电刺激可以预防肌肉萎缩,维持关节活动度,改善神经肌肉的控制能力;采用改善足下垂的功能性电刺激在适当的时机刺激偏瘫侧腓总神经,使患者在迈步期产生踝背屈,可以纠正步态;进行软组织牵伸前,使用热疗增加软组织的延展性,可以提高牵伸效果并减少组织撕裂的风险等。因此,在多数疾病的康复过程中,物理因子治疗都可有效地介入,在调节人体生理机制、促进功能康复和增强适应能力方面,具有不可估量的意义。二、物理因子治疗的发展史

物理因子治疗在国内外有着悠久的历史,公元前4世纪,古希腊希波克拉底倡导应用冷水和热水疗法治疗多种疾病;到19世纪末,浸泡热水和水中运动在欧洲天然温泉水疗地区受到欢迎。而我国在公元2世纪以前,《黄帝内经》一书也有用水治病的记载。最初的水疗主要是通过浸泡给予皮肤温度、压力及化学刺激。而水疗发展至今,已成为运动训练的有效手段,利用水的浮力、阻力可以让患者在水中进行肌力、耐力、平衡、步行训练等。

公元前400年,古希腊渔民们发现用一种电鱼放的电可以治疗关节痛。17世纪人们发现摩擦生电,开始用电疗治病;而后工程师在实验过程中,发现静电会对人的精神状态产生影响,后来开始用静电治疗神经功能失调和失眠症。1971年,Galvani利用电流引起蛙肌收缩,1874年Robert Bartholow医生进一步通过临床研究证实电刺激可以引起肌肉收缩,开创了功能性电刺激的先河。现在,功能性电刺激已成功应用于运动控制、呼吸、膀胱及直肠功能障碍的治疗。1831年,Faraday发现感应电,之后低、中频电疗一直沿用至今,在缓解疼痛、兴奋神经肌肉、松解粘连等方面发挥治疗作用。直流电技术也是应用最早的电疗之一,虽然操作相对烦琐,但其某些功效仍不可替代,例如直流电氯化钙导入是治疗手部或足部小范围氢氟酸烧伤的有效方法。现今,经过改良的经颅直流电刺激还可以直接作用于头部,调控大脑皮质的兴奋性。1908年Zeynck用中波透热疗法治病,虽然现已不再使用,但20世纪20年代发展起来的短波、超短波、微波治疗一直沿用至今,主要用于消炎、镇痛。

光疗的历史始于日光浴,公元2世纪就有记载,在治疗肺结核、皮肤病和佝偻病等方面均有记载。公元前4世纪年我国《墨经》一书,就有光学的叙述。公元前5世纪,希腊医生希波克拉底提出应用太阳光治病。而关于光疗的研究到现在都没有停止,2018年5月18日,中国科学技术大学生命科学学院熊伟教授研究组与化学学院黄光明教授研究组合作在Cell杂志上发表了题为“Moderate UV Exposure Enhances Learning and Memory by Promoting a Novel Glutamate Biosynthetic Pathway in the Brain”的研究成果,认为适度的紫外线照射可通过促进大脑中新的谷氨酸生物合成途径来提高学习和记忆能力。人工光源的光疗始于18世纪末至19世纪中,被认为是丹麦的诺贝尔生理学或医学奖得主Niels Finsen医生开创的,他将蓝紫光和紫外线用于治疗红斑狼疮。1960年,Theodore Maiman发明了第一台红宝石激光器,而后激光技术又经历了飞速发展,人们利用不同介质产生了不同颜色、不同波长、不同功率的激光。到2000年,采用特殊发散技术的高能量激光用于治疗,大大提高了激光疗法的疗效和效率。

我国是发现和应用磁疗最早的国家,用磁治病在东汉时代《神农本草经》中就有记载,磁石可以治疗“周痹风湿,肢节肿痛”,“除大热烦满及耳聋”。公元129年古希腊医生C.H.Galen用磁石治疗腹泻。公元502年古罗马医生Aetus发现手握磁石可以减轻手足疼痛、痉挛、惊厥。16世纪,瑞士医学家J.E.Paracelsus用磁石治疗脱肛、水肿、黄疸等疾病。20世纪50年代末期,我国生产出“磁性降压带”;20世纪60年代初研制出低频交变磁场磁疗机,在1974年研制出旋转磁疗机。国外在19世纪末发明了磁椅、磁床、磁帽等磁疗用品。20世纪70年代,日本、罗马尼亚、苏联、美国均开始生产磁疗设备。随着科技的进步,近30年来磁疗有了突破性的进展:1985年,英国的Barker教授发明了经颅磁刺激;2009年,我国也研发出了经颅磁刺激设备。不同于传统磁疗,经颅磁刺激这种高强度的磁场能够直接作用于中枢神经系统,调节脑内代谢和神经电生理活动。

物理因子治疗之所以仍旧保持旺盛的生命力,是因为它在临床被广泛应用的历史以及很多研究结果的支持。而且,随着科技的进步,体外冲击波、经颅磁刺激、经颅直流电刺激、高能量激光、功能性电刺激、振动疗法等新技术不断涌现,扩大了物理因子的适用范围,提高了疗效,进一步明确了物理因子的重要性。当然也有一些物理因子的应用尚缺乏一定的疗效证据,其中一个重要的原因就是缺少大样本高质量的随机对照研究。因此,物理因子尚有许多需要深入研究的领域,值得广大临床、科研工作者的进一步探索。三、物理因子治疗的分类

物理因子是通过不同形式的能量作用于人体的。能量被视为一个物理系统对其他物理系统做功的能力,它以各种形式存在,包括电磁能、机械能、热能、声能等。能量会从一种形式转变为另一种形式,或从一个地方转移到另一个地方。使用物理因子治疗时,每一种治疗方式都是将能量以某种形式转移到人体组织中,或将能量从人体组织中转移出来。

不同形式的能量在人体组织中可能会产生类似的效果。例如,热疗可以产生热效应,而其他物理因子也可以产生热效应。通过组织的电流会产生热量,因为组织对电流通过有一定的阻力;光波这类电磁能量会加热任何吸收它的组织;超声波也会使声波传递的组织温度升高。但是这些物理因子产热的机制及热传递的形式不同,电磁能通常由高能量源产生,并由光子的运动传递;热能可以通过传导传递,这涉及相互接触的物体之间热能的流动;电能储存在电场中,由带电粒子的运动传递;超声波的机械振动能量可转变为热能,并通过介质传递。每一种形式的能量及其转移的机制在本书后面的章节将会被详细地讨论,为更好地理解治疗模式提供科学依据。

因为物理因子治疗的种类繁多,而且有一些物理因子的特性可能横跨多种类型,例如水疗同时兼有冷疗或热疗的作用,超声波兼有机械效应和热效应,因此很难有用一种分类方法明确划分各种物理因子。国外的分类方法是基于不同的能量形式:将电刺激、直流电、生物反馈等归于电能治疗;将短波、微波、红外线、可见光、紫外线、激光归于电磁能治疗;将热疗和冷疗归于热能治疗;将超声波、体外冲击波归于声能治疗;将间歇性气压、牵引、按摩、振动归于机械能治疗。而国内的分类方法稍有不同,相对更加细化,具体分类见表1-1。虽然有些物理因子现在使用较少,本书在后面的章节中没有介绍,但在也全部列出,以便大家理解。表1-1 物理因子治疗的分类续表四、物理因子治疗的特点(一)无创性

物理因子治疗都是非侵入性的,而且能够作用到不同深度的组织。关于不同物理因子的作用深度,大多是在模型中得出的,但是仍有一定的参考价值。一般认为作用在表皮的物理因子有紫外线、长波红外线、低频电、直流电、毫米波;能作用到肌肉层的有中频电、红光、冷疗、热疗、短波、分米波、厘米波,其中中频电、红光、冷疗、热疗主要作用在皮下及浅层肌肉;能作用到骨组织、内脏及颅内的有超短波、磁疗、体外冲击波、超声波。激光根据能量和波长的不同,可以到达不同的深度,高能量激光可能到达骨组织。经颅磁刺激可以无创性地穿透颅骨,使用常规的线圈作用深度在3cm左右,可以刺激到大脑皮层;如果使用深部刺激线圈,作用深度可以达到6cm,实现深部脑刺激。(二)无痛性

大多数物理因子治疗都是无痛性的,患者能很好地耐受,而且治疗过程中患者感觉非常舒适。光疗、磁疗、高频电、超声波、水疗、热疗、冷疗在治疗过程中,一般都不会有不适感。低、中频电疗有一种电刺激的麻木、震颤感,多数患者会感觉比较舒适,但是也有人对电刺激比较敏感。进行体外冲击波疗法时,可能会感觉到疼痛,但基本可以耐受。当然无痛性是建立在严格遵守操作规范基础上的,如果违反操作规范,比如进行低、中频电疗时,电极贴在皮肤破损处或电流的强度过大;进行冷、热疗时没有控制好温度;大剂量的超声波作用于骨突处;使用高强度、高频率的经颅磁刺激等,不但可能引起疼痛,还会引起一系列不良反应。因此,要严格遵守《安全指南》,且在治疗之前和治疗过程中和患者充分沟通,及时询问患者的感觉。(三)副作用少

物理因子治疗的副作用少,只要严格规范操作,排除禁忌证,一般很少有不适、过敏反应等副作用。当然,紫外线照射会引起红斑、色素沉着;磁疗可能会引起头晕、乏力;经颅磁刺激可能会出现头痛;反复的电刺激可能引起皮肤粗糙、刺痒感等,这些都属于正常反应,一般停止治疗后就能缓解,对患者并无危害。而且物理因子一般不会对环境造成污染,对操作者也基本没有伤害。(四)收效快

虽然物理因子治疗需要一定的疗程,但是对于很多病症,物理因子的即时效应还是非常明显的。例如急性扭挫伤可以采用冷疗消炎、消肿、镇痛;经皮神经电刺激(transcutaneous electrical nerve stimulation,TENS)疗法可以用在急性扭挫伤、术后伤口的镇痛;热疗可以立即缓解痉挛;热水浴发汗、冷水浴降温。这些方法常能立刻见效,缓解症状。(五)疗效持久

物理因子治疗的作用机制包括神经调节机制、体液调节机制、神经-体液共同作用等。不同的作用机制引起的后效应维持的时间不同。一般来说,神经调节作用相对迅速、短暂;但也有些神经调节作用,如经过中枢神经元的环状联系或发生突触可塑性的改变,可以产生较持久的效应。体液调节作用相对缓慢、持久。多数物理因子治疗可以将神经调节和体液调节都调动起来,从而更利于产生长时程效应,而且经过反复多次的治疗,能产生多次叠加和积累效应。因此,一般来说,治疗的次数越多、治疗效果越好,疗效越持久。当然治疗的次数也不是无限的,而是有一定疗程,疗程结束后,一般还有一定的后作用。疗程的制定要结合疾病本身的情况及每种物理因子的特性。第二节 物理因子治疗的主要作用机制

人体具有较完备的调节系统,能对各系统、器官、组织和细胞的生理功能进行有效的调节,来维持机体内环境乃至各种生理活动的相对稳定。当人体的外环境发生变化,人体也能适时地做出一些适应性和协调性的反应。人体能够对环境变化起反应的能力称为兴奋性,而这种引起反应的环境变化称为刺激。物理因子治疗属于外界条件刺激,通过改变机体的外环境,引起机体内环境的变化。物理因子作用于人体时,能量被人体吸收或转换成其他形式的能量,引起一系列物理化学变化。这种变化有两个特点:第一,人体内部的功能活动变化与外界环境的变化相适应;第二,人体的功能活动作为一个整体进行,各器官、各系统的功能活动相互协调、相互配合。这说明人体的调节方式是多样化的,现将人体主要调节方式作一阐述。一、神经调节机制

神经调节是人体生理功能调节中最主要的形式,是通过反射而影响生理功能的一种调节方式。反射是指机体在中枢神经系统的参与下,对内、外环境刺激所做出的规律性应答。比如将神经肌肉电刺激作用于运动神经或肌肉,会引起运动神经元去极化,产生动作电位,引起肌肉收缩;将冰块作用于人体,会引起皮肤血管立即收缩,局部血流降低。这些都是机体通过反射对环境刺激做出的规律性应答。(一)反射

反射的结构基础是反射弧,由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分组成(图1-1)。感受器接受刺激,并将刺激信号转变为神经冲动信息。传入神经是感受器到中枢的神经通路,将感受器的神经冲动信息传给中枢神经系统。神经中枢简称中枢,是位于脑和脊髓灰质内调节某一特定功能的神经元群。传出神经是从中枢到效应器的神经通路,将整合加工后的神经冲动从中枢传到效应器。效应器是执行指令或发生应答反应的器官。反射弧的任何一个环节发生破坏,反射都不能完成,反射需在反射弧的结构和功能都完整的基础上才能正常进行。图1-1 神经反射弧

反射活动分为非条件反射和条件反射。非条件反射是生来就有的、数量有限、相对固定和形式低级的反射活动,它的建立无需大脑皮层的参与,通过皮层下各级中枢就能形成,比如防御反射、食物反射、性反射等。条件反射是指通过后天学习和训练而形成的反射,是反射活动的高级形式,是在非条件反射的基础上不断建立起来的,特点是数量多、可以建立、也可以消退。它的主要中枢部位在大脑皮层,可以使人对环境的变化具有更完善的适应性。物理因子引起的反射大多属于非条件反射,比如热刺激使血管扩张、冷刺激使血管收缩、电刺激使肌肉收缩等。而生物反馈疗法是通过再学习或训练来控制生理反应,因此利用的是条件反射原理。(二)感受器

物理因子作用于人体时,首先作用于不同的感受器,然后被转换成神经冲动,传到中枢神经系统。感受器有多种分类方法,按感受器在身体上分布的部位可分为内感受器和外感受器,分别感受机体内、外环境的变化。分布在皮肤、黏膜的温度觉、触觉、痛觉感受器为外感受器;分布在肌肉、血管、内脏的机械、化学、温度等感受器为内感受器。也可以根据接受刺激的性质来划分,比如光感受器、机械感受器、温度感受器、化学感受器等。目前使用较为普遍的分类方法是综合考虑刺激物和所引起的感觉或效应,比如温度觉、痛觉、视觉、听觉、触-压觉、平衡觉、动脉压力感受器等。

感受器具有一定的生理特性,在做物理因子治疗时需要注意:

首先,一种感受器通常只对某种特定形式的刺激最敏感,那么这种形式的刺激就称为适宜刺激。例如:所有紫外线都有色素沉着作用,但黑色素细胞对254nm的紫外线最为敏感。进行神经肌肉电刺激时,0.3ms的波宽是最舒适的;如果波宽小于0.1ms,需要较强的电流强度才能引起肌肉收缩,而高强度的电流会兴奋细纤维神经,引起痛觉的传入;如果波宽大于1ms,电流在引起肌肉收缩的同时,也会兴奋痛觉神经。当然对于一种感受器来说,非适宜刺激也能引起一定的反应,只是非适宜刺激要想达到相同效果所需要的刺激强度会更大。

其次,感受器接受刺激后,会有适应现象。在做物理因子治疗时,经常会有这样的情况:比如每天给予相同温度的热水浴,经过一段时间,患者会感觉温度的刺激没有一开始强烈;在做音频电疗时,治疗几分钟或十几分钟后,虽然电流强度没有下降,但患者感受到的强度会较一开始有所下降;做紫外线照射时,如果始终用一个剂量照射,引起的红斑反应会减弱。这都是因为人体产生了适应现象,如果一个强度恒定的刺激持续作用于某一感受器,感觉神经纤维上的动作电位频率将随着刺激时间的延长而降低。因此,在做物理因子治疗时,为了避免适应现象,需要让刺激有一些变化来提高机体的敏感性,具体可以通过调整刺激参数和间断治疗来实现。在调整刺激参数方面,如果某种物理因子只有一个刺激参数可供选择,比如热疗或冷疗,可以逐步升高温度或降低温度。而有些物理因子的刺激参数很多,比如进行低、中频电疗时,可以通过调整波形、频率、强度、通断比中任何一个参数来避免人体的适应。当然,当刺激参数已经不能再调整,或者即使调整了也不能达到预期效果,就需要通过间断治疗来避免适应,可以选择暂时停止治疗或者更换其他形式的治疗,这就是临床上规定疗程的意义。二、体液调节机制

体液调节是指体内某些特殊的化学物质通过体液途径而影响生理功能的一种调节方式。人体的内分泌腺和内分泌细胞分泌多种激素,可以通过血液循环抵达全身各处的靶细胞,产生一定的调节作用。当然有些细胞产生的生物活性物质可不经血液运输,而是在组织中扩散,作用于邻旁细胞。一些神经元也能将其合成的某些化学物质(神经激素)释放入血,然后经血液运行至远处,作用于靶细胞。人体内多数内分泌腺或内分泌细胞都接受神经的支配,那么体液调节将会成为神经调节反射弧的传出部分,这种调节也可称为神经-体液调节。

物理因子除了引起神经反射之外,也通过体液调节机制产生作用,如紫外线照射形成组胺及维生素D;低、中频电疗促使体内产生内源性吗啡样物质;经颅磁刺激作用在相应的脑区会增加多巴胺的释放;短波、超短波作用于肾上腺皮质,会使促肾上腺皮质激素及肾上腺皮质激素分泌增多等。因此,物理因子会引起体内离子比例、新陈代谢、酶活性、神经介质、激素、维生素、免疫因子等体液的变化,从而产生生物学效应。三、神经-体液共同作用

物理因子治疗的作用大多情况下是靠神经-体液共同参与实现的(图1-2),它们之间是相互作用、相互联系的,因为很多内分泌腺和内分泌细胞都受神经支配,在引起神经反射的同时,也会引起体液的变化。一般来说,物理因子治疗引起神经系统的反应起主导作用,如引起的兴奋和抑制、非条件反射和条件反射、神经对各系统器官的支配调节、自主神经节段反射、皮肤内脏反射等。体液因子的变化,既是引起反应的物质基础,又在一定程度上决定反应性质。图1-2 物理因子治疗作用机制

神经调节需要通过突触释放递质,作用迅速、精确、短暂;体液调节需要通过释放生物活性物质作用于特定的靶细胞,作用缓慢、弥散,但持久性相对较好。比如同样是TENS,高频型TENS主要是通过闸门控制理论调控疼痛,故镇痛作用快,持续时间短;而低频型TENS主要是通过刺激体内产生脑啡肽和内啡肽而达到镇痛效果,所以镇痛作用慢,但是脑啡肽和内啡肽产生后在体内可以维持较长时间的镇痛效应。四、疼痛调控的神经和体液机制

疼痛是一种与组织损伤有关的不愉快感觉和情感性体验,而引起痛觉的组织损伤可为实际存在的或潜在的。疼痛的传递和感知是可以被调控和抑制的,比如冷疗、TENS都可以缓解急性损伤引起的疼痛。目前,疼痛控制最经典的神经机制是闸门控制理论,最经典的体液机制是内源性阿片理论,目前认为很多物理因子的镇痛效应都是基于这两种机制。(一)闸门控制理论

闸门控制理论是在1965年首先被Melzack和Wall所提出来的,该理论认为疼痛的程度是由传入脊髓后角中间神经元(T细胞)的兴奋性和抑制性信息平衡的结果来确定,也就是说疼痛在脊髓层级可以被调控。兴奋性的信息是指来自C类纤维和A-δ纤维传入的信息,这两类纤维是主要的传导疼痛的纤维,它们在伤害感受器被激活后将产生的伤害信息传递到中枢神经系统(图1-3)。C类纤维是直径小的无髓鞘神经纤维,是疼痛传导纤维中传导速度最慢的纤维,传导稳定、缓慢、持续的钝痛,能使疼痛持续一段时间,定位差。A-δ纤维是直径小的有髓鞘神经纤维,直径较C类纤维稍大,是疼痛传导纤维中传导速度最快的纤维,传导快速、明确的疼痛,比如锐痛、刺痛或剧痛,定位精确。而抑制性信息是指来自A-β纤维传入的信息,A-β纤维是直径大的有髓鞘神经纤维,传导速度快,传递触觉和本体感觉。图1-3 经由C纤维和A-δ纤维传递的疼痛上传神经路径

疼痛的闸门控制理论认为(图1-4):脊髓后角的上行传递细胞(T细胞)接受来自C类纤维和A-δ纤维传入的兴奋性信息,以及A-β纤维传入的抑制性信息。这些纤维的传入都能激活T细胞,同时与脊髓后角Ⅱ层细胞(SG细胞)形成突触联系。当粗纤维(A-β纤维)兴奋,即非伤害感受的传入信息活动增加时,会兴奋SG细胞,使该细胞释放多种抑制性递质,以突触前方式抑制T细胞的传导,从而有效地关闭了脊髓到大脑皮质的闸门,阻止细纤维(C类纤维和A-δ纤维)的疼痛信息向T细胞的传递,疼痛信息上传的数量减少可起到镇痛的作用。而当细纤维(C类纤维和A-δ纤维)兴奋时,即伤害感受的传入信息活动增加时,会抑制SG细胞,使其失去对T细胞的突触前抑制,导致脊髓到大脑皮质的闸门开放,使得向中枢上传的疼痛信息数量增加,出现疼痛。

闸门控制理论的核心是突触前抑制,其为很多物理因子的镇痛机制提供了理论基础。TENS就是在闸门控制理论的基础上发展起来的,冷疗、热疗也是在脊髓层级即可控制疼痛的传递。然而到目前为止,关于疼痛机制的假说还存在争议,也没有任何形态学和电生理学证据的支持,闸门控制理论不足以概括疼痛传递和调控系统的复杂性。Melzack等也对这一理论做了修正,认为高级中枢通过下行控制系统也可以对闸门系统起到关闭效应。因此,“闸门”的开放和关闭,除受粗、细纤维的影响之外,还受到更高位中枢控制系统的影响。图1-4 疼痛的闸门控制理论简图(二)内源性阿片理论

人体内有一些能够调控疼痛的神经肽及其受体,为疼痛的调控提供了另一种解释。内源性阿片理论(endogenous opiate theory)认为疼痛也受到内源性阿片肽,也称为脑内啡或内啡肽(endorphins)所调控,它们通过在神经系统内连接特殊的阿片受体而控制疼痛。脑内啡是体内自己产生的一类内源性的具有类似吗啡作用的肽类物质,具有镇痛作用,还可以调节体温、心血管、呼吸功能。主要的阿片肽有内啡肽、脑啡肽和强啡肽三大类,而已确定的阿片受体有μ、δ和κ受体,对多种阿片肽均有亲和力。这些阿片肽和阿片受体在一些周围神经末梢和神经系统的神经元内被发现,在脑内及全身均有分布。内啡肽主要是β-内啡肽,主要分布在腺垂体、下丘脑、杏仁核、丘脑、脑干、脊髓等处。脑啡肽有甲硫氨酸脑啡肽和亮脑啡肽,分布广泛,在纹状体、下丘脑、苍白球、杏仁核、延髓和脊髓中浓度较高。强啡肽在脑内的分布与脑啡肽类似,浓度较脑啡肽低。

阿片受体均为G蛋白偶联受体,是通过降低环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)而发挥作用的。激活μ受体可增++加K电导,使K外流增加,造成突触后抑制,引起中枢神经元和初级传入纤维超极化,产生镇痛作用。激活κ或δ受体可引起钙通道的关2+闭,阻碍Ca向内移动,造成突触前抑制,产生镇痛的效应。此外,阿片肽可以通过抑制中脑导水管周围灰质和脑干中缝核释放γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)来间接抑制疼痛的传导。GABA在疼痛控制方面的作用不容忽视,是脑内主要的抑制性递质,在大脑皮层的浅层和小脑皮层浦肯野细胞层含量较高。

内源性阿片理论认为在阿片肽聚集的部位(特别是大脑)或其他部位给予电刺激或磁刺激,可以激活内源性阿片类物质相关的广泛大脑网络系统,促进阿片肽的释放,通过突触前或突触后抑制来抑制脊髓后角神经元疼痛信息的传递,产生镇痛的效果。人或动物在压力状态下,阿片肽的释放在调控疼痛中起重要的作用,阿片肽会释放到血流中,通过血流产生全身性的影响,起到明显的镇痛效果。而一些作用于外周的物理因子,比如电刺激、冷刺激等对疼痛的缓解也可以用内源性阿片理论去解释。低频电流作用于人体可产生可忍受的疼痛刺激,刺激的局部或其他部位的疼痛会有所缓解,这个效应或许是因为这种痛觉刺激造成大脑内神经元释放阿片肽所致。第三节 物理因子治疗的作用一、物理因子治疗作用的概括

物理因子的治疗作用都很广泛,且很多作用非常相似,可概括为改善血液循环、消炎、消肿、镇痛、抗菌、镇静、兴奋神经肌肉、缓解肌肉痉挛、软化瘢痕、松解粘连、促进伤口愈合、加速骨痂形成、增强免疫力、脱敏等。治疗作用广泛有一定的优势,当一个患者同时存在两个或两个以上问题时,可能用一种物理因子就能解决。比如关节骨折部位有瘢痕挛缩、活动受限和疼痛的问题,可以选择超声波疗法,因为它兼具松解粘连和止痛的作用。

但是,当面对这么多作用广泛且相似的物理因子时,在做临床决策时常常会遇到困难,感觉无法选择。比如对于疼痛、炎症、伤口不愈合等问题,多数物理因子似乎都可以治疗,但是怎样给患者选择最有效的方法?只了解物理因子的治疗作用是不够的,还要深入了解不同物理因子在作用机制、作用深度等方面的区别,再结合疾病的性质、病程、部位、面积等具体情况,选择个性化的治疗方案。

本书后面的章节会详细阐述各种物理因子的治疗作用,下面将介绍物理因子在炎症和组织愈合、疼痛控制方面的一些共性及特性作用,为临床治疗提供一些推荐。二、物理因子对炎症和组织愈合的作用(一)炎症和组织愈合的基础知识

炎症俗称发炎,指生物组织受到外伤、出血、或病原感染等刺激,激发的生理反应,这种立即的保护性反应有利于消减、稀释或隔离有缺陷的细胞或因子,是组织愈合所必须经历的过程。组织愈合的过程包括三个阶段:炎症期、增生期和成熟期,各个阶段会有所重叠(图1-5)。

炎症期主要表现为红、肿、热、痛和功能丧失。发热、发红主要是由于局部血流量增加的结果,急性期表现最为明显。肿胀是由于组胺造成局部血管扩张和小静脉血管通透性增加,受伤区域的液体渗透到组织间隙。受伤细胞会释放致痛的化学物质、肿胀会引起张力性疼痛。炎症引起的疼痛和肿胀会引起功能丧失。

关于急性炎症的持续时间,文献中并不一致,有学者认为持续时间很短,急性创伤引起的炎症通常在受伤后48~72h内缓解,一般不超过4天,也有人认为可能长达6天。炎症期不好明确界定,因为其和增生期、成熟期是有所重叠的;而且如果因为严重创伤、长期重复性受伤引起的急性炎症,以及一些炎症性疾病,比如类风湿关节炎,都有可能延长炎症时间。正常的急性炎症持续不超过2周,持续4周以上,称为亚急性炎症。如急性炎症持续存在、组织破坏和愈合同时存在,就会进展成慢性炎症。当然,慢性炎症也可能因为免疫反应的结果,如由于宿主组织产生变化、对外来物质(植入物或缝线)起反应或自身免疫疾病(比如类风湿关节炎)引起,慢性炎症可能持续数月至数年。图1-5 组织愈合过程的三阶段是重叠的(二)影响组织愈合的因素

很多物理因子都有消炎和促进组织愈合的作用,为了提高疗效,首先应该了解影响组织愈合的因素,根据不同伤口的情况,选择合适的物理因子。影响组织愈合的因素可概括为局部因素和全身因素。

1. 局部因素

影响组织愈合的局部因素包括水肿、出血、血液循环情况、伤口深度及面积、组织分离、肌肉痉挛、肌肉萎缩、瘢痕疙瘩及肥厚性瘢痕、感染、湿润度及氧含量等。(1)水肿:

由于肿胀引起的压力增加会影响组织愈合过程,导致组织分离,抑制神经肌肉控制,引起反射性的神经变化,阻碍受伤部位的营养。因此在受伤的初期,水肿的控制非常重要。(2)出血:

即使是对毛细血管的最小损伤也会引发出血。它对组织愈合产生的负面影响和水肿一样,而且它的存在会产生额外的组织损伤,从而加剧伤害。因此,在受伤的初期,要尽快减少出血。(3)血液循环:

血液循环会影响组织愈合,血液循环较好的组织受伤,比如头皮、面部,愈合速度相对较快;血液循环不佳的部位受伤,比如小腿前外侧、骨骼上的软组织,愈合速度相对较慢。这可能与最初的吞噬细胞及形成瘢痕所需的成纤维细胞向受损伤部位的迁移失败有关。(4)伤口深度及面积:

伤口的深度和大小对愈合速度有很大的影响。伤口深度越深、面积越大,受到感染、发炎的概率越高,愈合越慢。(5)组织分离:

组织的机械分离会显著影响愈合过程。伤口边缘光滑,或经黏合或缝合后对合严密,如手术切割的伤口,倾向于通过一期愈合痊愈,瘢痕较小。相反,一个有锯齿状边缘的伤口必须通过二期愈合,由肉芽组织填补缺陷会造成过度的瘢痕。(6)肌肉痉挛:

肌肉痉挛会引起对撕裂组织的牵引力,分离两端,并阻止靠近。局部和全身缺血都有可能是痉挛引起的。(7)肌肉萎缩:

损伤后肌肉组织会发生萎缩,肌肉萎缩会影响组织愈合,加强和早期活动受伤的结构可阻碍萎缩。急性损伤的部位以前强调绝对的制动,因为早期活动可能延迟愈合。而现在并不强调绝对制动,绝对制动会引起粘连和僵硬、肌肉萎缩,这些都不利于组织的愈合,可以根据具体情况给予适当的运动负荷。(8)瘢痕疙瘩和肥厚性瘢痕:

在组织愈合的成熟期,胶原蛋白的产量如果超过了胶原蛋白的分解率,会导致瘢痕组织的过度增生。尤其是在伤口周围,这与正常的瘢痕形成不成比例,会形成凸起的、结实的、增厚的、红色的瘢痕。(9)感染:

伤口上的细菌会延迟愈合,导致过多的肉芽组织增生,并经常造成巨大的畸形瘢痕。(10)湿润度和氧含量:

湿润度对上皮的形成过程有重要影响。保持伤口湿润,有利于坏死物移向表面并脱落。氧含量与伤口的新生血管形成有关,充分的氧气供给对于正常的伤口愈合是必需的,氧气供应会受到局部缺血、静脉淤血、血肿和血管损伤的影响。

2. 全身因素

影响组织愈合的全身因素包括年龄、服用的药物、合并的疾病以及营养情况等。(1)年龄:

皮肤的弹性会随着年龄的增长而减少,因此伤口的愈合速度随着年龄的增长而逐渐减慢。(2)服用药物:

使用皮质类固醇如可的松治疗炎症是有争议的。在愈合的早期阶段使用类固醇可以抑制纤维、毛细血管增生及胶原合成,并增加愈合瘢痕的抗拉强度。但在慢性炎症的愈合后期类固醇的使用是有争议的。(3)合并疾病:

某些疾病会直接或间接影响组织愈合,比如糖尿病、周围血管神经病变、免疫缺陷性疾病,以及动脉硬化、高血压等与循环有关的疾病。(4)营养情况:

营养状况对伤口愈合很重要,特别是维生素C、维生素K、维生素A、维生素E、锌和氨基酸等在愈合过程中起着至关重要的作用。(三)物理因子对炎症和组织愈合的效应

实际应用中需要结合各种物理因子的特性、炎症和组织愈合的阶段,影响组织愈合的因素,来综合制定物理因子的应用原则。几乎所有物理因子都有消炎的作用,下面分别对几种重要物理因子的消炎机制进行简单的阐述,具体内容详见各个章节。

1. 炎症和组织愈合阶段(1)急性炎症期

1)治疗目标:

控制出血、水肿,减少炎性介质的释放,缓解疼痛。

2)禁忌的物理因子:

有热效应和动作效应的物理因子是禁用的,比如热疗、有热效应的高频电疗、超声波、光疗;治疗过程中会产生肌肉收缩的低、中频电疗等。因为热效应会加快急性炎症期化学反应的速度,使血管扩张、血流加速、血管通透性增加,不利于控制急性损伤期的发热和肿胀。如果使用低、中频电疗,刺激的强度不能太大,不能引起肌肉收缩,因为电刺激引起的肌肉收缩会增加损伤组织的渗出,加重炎症反应。如有开放性伤口不能用水疗。

3)有效的物理因子:

急性炎症期可选择的物理因子有冷疗、紫外线、红光、红光波长范围内的激光、无热量的高频电、磁疗。冷疗消炎主要用于急性炎症期,其机制可以从血流动力学效应和代谢效应去解释。冷疗通过使血管收缩、增加血液黏滞性来降低血流;通过使血管的通透性下降,减少血管内液体渗透到组织间隙;温度的下降还可以降低炎症期的化学反应速度。当然,使用水疗中的冷水浸浴等,也能达到冷疗的效果。如果是急性外伤的开放性伤口处,一般的冷疗不能直接应用在伤口上,因为容易并发感染。

对于比较表浅的急性炎症,紫外线是一种非常好的方法。紫外线的杀菌作用较强,大剂量紫外线可以破坏DNA和RNA的结构、改善病灶处的血液循环、破坏酶的功能,这些都会影响细胞的功能。但紫外线的作用较表浅,主要集中在浅层组织中。浅层组织有开放性感染时,紫外线可以直接作用于细菌,对于有窦道的伤口,可以用紫外线导子照射。当然,浅层组织的细菌感染,应用对该细菌比较敏感的药物进行直流电药物离子导入也是非常有效的。

对于病症较深的急性炎症,应该选择红光、红光波长范围内的激光、高频电、磁疗等作用较深的物理因子。红光、红光波长范围内的激光热效应不明显,急性炎症期可以介入,其作用深度可以到达皮下深层组织。它们可以使前列腺素F、白介素-8增加,使前列腺素E2α2减少,活化T淋巴细胞与B淋巴细胞,促进肥大细胞的去颗粒化,促进与组织愈合相关的细胞增生。无热量的高频主要通过增加吞噬细胞的吞噬功能来抑制急性炎症。磁疗对部分细菌性炎症有一定的治疗作用,主要是通过改善血液循环、提高免疫功能及对部分细菌的直接杀菌作用产生的。

低、中频电疗尽管有一定的消炎作用,但是作用不明显,它们主要是通过改善局部血液循环而达到消炎目的,可用于一些非特异性炎症。(2)增生期

1)治疗目标:

控制瘢痕组织的生成、保证适当的血液循环、维持肌力和柔软度、加快进展到成熟期。

2)禁忌的物理因子:

保证适当的血液循环有利于为新生组织提供所需要的营养和氧气,因此此阶段不宜用冷疗。如果有开放性伤口不能用水疗。另外,新鲜的瘢痕不建议选择蜡疗、湿热敷等热效应明显的治疗,因为新鲜的瘢痕血液循环不好,容易烫伤。

3)有效的物理因子:

有热效应的物理因子和电疗都可以选择。如果有瘢痕选择超声波、直流电碘离子导入、音频电疗,可以控制瘢痕的增生、软化瘢痕。维持肌力及柔软度优先选择主动运动,当然有运动效应的电刺激和水中运动也可以提供益处。水疗可以减少负重组织受到伤害,降低再次发炎的风险,且水疗的减重作用可以帮助肌力较弱的患者进行运动训练。水中训练如果结合热疗还有利于增加血液循环、维持柔软度。(3)成熟期

1)治疗目标:

控制瘢痕组织的增生、恢复肌力及柔软度。

2)禁忌的物理因子:

一般无禁忌,此阶段主要需避免制动引起的肌力下降及柔软度缺失。

3)有效的物理因子:

控制瘢痕组织的增生可以使用压力衣,这个阶段肌力训练(可以进行水中训练)和牵伸训练最为有效,在牵伸训练之前进行冷疗或热疗,可以加强牵伸效果。超声波、音频、蜡疗、直流电碘离子导入等物理因子也有一定的辅助治疗作用。

2. 慢性炎症(1)治疗目标:

增加血液循环、减轻疼痛、预防及减少关节僵硬,加速进展到增生期。(2)禁忌的物理因子:

通常不建议使用冷疗,因为冷疗会减缓愈合后期的化学反应或损害循环,且冷疗会增加关节僵硬的程度。(3)有效的物理因子:

局部组织温度升高对消散慢性炎症更为有利,所以应尽量选择有热效应的物理因子。慢性炎症期使用有热效应的高频作用非常明显,当人体组织温度升高时,吞噬细胞的吞噬功能会明显加强。其他有热效应的物理因子也可以选择,比如作用于浅层组织的蜡疗、湿热敷、热水浸浴;作用于深层组织的超声波、磁疗。三、物理因子对疼痛控制的作用(一)疼痛的基础知识

疼痛是与实际或潜在的组织损伤有关的不愉快感觉和情感性经历。伤害或病理变化刺激神经末梢的痛觉感受器后,神经冲动传到大脑皮层,引起痛觉。疼痛的分类方法很多,可以按疼痛的组织器官、系统、性质、原因、持续时间进行分类。

1. 根据疼痛的组织器官、系统分类(1)躯体痛:

分为浅表躯体痛和深部躯体痛。浅表躯体痛是由位于皮肤、皮下组织、黏膜的疼痛感受器受到伤害性刺激所引起的;深部躯体痛是由位于肌肉、肌腱、筋膜、关节、骨骼的疼痛感受器受到伤害性刺激所引起的。这类疼痛范围较局限,疼痛较剧烈,定位清楚。(2)内脏痛:

是指内脏受到机械性牵拉、压迫、扭转、痉挛、缺血、炎症等刺激引起的疼痛。定位不精确,可呈隐痛、胀痛、牵拉痛和绞痛,有时还存在牵涉痛。一般发生缓慢,持续时间长,疼痛呈渐进性增强,也可迅速转为剧烈疼痛。(3)中枢痛:

是中枢神经系统的病变或功能失调所引起的疼痛,脑卒中、脑损伤、脊髓损伤、脊髓空洞症、多发性硬化等都有可能引起中枢性疼痛。特点是定位不精确,疼痛持续存在,性质不固定,个体差异大,可表现为烧灼样痛、刺痛、麻痛等。病变后可立即出现或延迟几年出现。

2. 根据疼痛的持续时间分类

目前对于急、慢性疼痛还没有确切的时间分类标准,有将持续时间在6个月以内的定为急性疼痛,也有将3个月作为时间分界点。另一种观点认为,只要疼痛的时间超过正常持续时间即为慢性疼痛。(二)物理因子对疼痛的效应

几乎所有的物理因子都具有镇痛作用,镇痛治疗是物理因子最常涉及的领域。临床中应该根据不同类型的疼痛选择不同的治疗方法,然而很难完全概括所有疼痛的物理因子治疗,下面将综合以上两种分类方法作一简单的介绍。

1. 急性疼痛(1)治疗目标:

控制疼痛、控制疼痛相关的炎症症状、防止引发疼痛的病症恶化。(2)禁忌的物理因子:

急性疼痛如伴随着急性炎症症状,则需参考急性炎症的禁忌证,即有热效应和动作效应的物理因子都不能使用。(3)有效的物理因子:

如果急性疼痛伴随着急性炎症,优先选择兼具消炎和镇痛的物理因子,比如冷疗、红光、红光波长范围内的激光、无热量的高频电、磁疗以及用细菌比较敏感的药物进行直流电药物离子导入。这些物理因子本身可以通过闸门控制学说、内源性阿片理论、改善局部血液循环等来控制疼痛,同时也可以通过控制炎症来缓解炎性疼痛。当然,感觉效应的电刺激如TENS,虽然消炎作用不明显,但镇痛效果较强,也是很好的选择。感觉效应的电刺激即在治疗过程中不引起肌肉收缩的低、中频电刺激,在急性疼痛期一般应避免过度的运动或肌肉收缩,所以在做电刺激的过程中,要注意参数的设定,避免造成过度的肌肉收缩。如果急性疼痛不伴有急性炎症,则没有太多禁忌,使用有微热效应的物理因子还可通过改善组织的血液循环来控制疼痛。

疼痛治疗的物理因子选择需要考虑不同的病理情况。对于浅表躯体痛,可以选择作用较表浅的物理因子,主要作用于皮肤表面的有长波红外线、直流电、热疗、冷疗、低频电、毫米波;主要作用于皮下组织的有短波红外线、红光。对于深部躯体痛,则需要选择作用较深的物理因子,主要作用于肌肉的有中频电、短波、超短波、分米波、厘米波、低能量激光;可以作用到骨组织的有超短波、超声波、高能量激光、冲击波。超声波在骨和骨膜的交界面会发生强烈的反射,故如果希望作用于骨膜,则可以选用超声波。需注意的是对于浅表躯体痛,如果选择作用较深的物理因子当然是可以的;但对于深部躯体痛,如果选择作用较浅的物理因子,则有可能达不到良好的治疗效果。

2. 慢性疼痛(1)治疗目标:

解决疼痛的病因、控制疼痛、增进功能。(2)禁忌的物理因子:

慢性疼痛一般无特殊的禁忌,但对于退行性骨关节炎,一般避免使用冷疗,因为寒冷是这种疾病的诱因。对于类风湿关节炎,不能使用在组织深层产热(比如超声波、高频)的治疗,因为关节内温度升高会增加胶原蛋白酵素的活性,加速关节软骨的破坏。

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