陳英倫 白玉龍

摘 要 振動療法已被證實可用于治療多種疼痛，其中局部振動療法因操作簡便、適用范圍廣、不良反應少等而在臨床上得到了廣泛應用。本文就局部振動療法的鎮(zhèn)痛機制和臨床應用作一概要介紹。

關鍵詞 局部振動療法 疼痛 臨床療效

中圖分類號：R741.05； R454.4 文獻標志碼：A 文章編號：1006-1533（2020）07-0003-04

Effects of focal vibration therapy on pain treatment： a narrative review*

CHEN Yinglun， BAI Yulong**

（Department of Rehabilitation， Huashan Hospital， Fudan University， Shanghai 200040， China）

ABSTRACT Vibration therapy has been proven to be used for the treatment of pain. Focal vibration therapy is widely used due to convenient operation， wide indications and few adverse reactions. Its analgesic mechanisms and clinical application are comprehensively introduced in this article.

KEy WORDS focal vibration therapy； pain； clinical effects

振動療法通過機械振動將振動能量施加于肌肉等軟組織上，由此改變肌肉的形態(tài)、特性，可用于治療多種疾病引起的疼痛、肌肉緊張和水腫等，并具有改善肢體平衡功能、肌力和骨密度等作用[1]。本文就國內外局部振動療法用于疼痛治療的研究進展作一概要介紹。

1 振動療法概述

振動療法分全身和局部振動療法兩類。施行全身振動療法時，患者站立或坐于振動平臺上，其引發(fā)的是全身肌肉振動；而施行局部振動療法時，僅對患者局部或部分肌肉等軟組織施加振動刺激，引發(fā)的是振動作用部位肌肉的振動。與全身振動療法相比，局部振動療法操作簡便、目的性強、不良反應少，根據患者不同的疾病、疼痛種類及其部位，醫(yī)師可設計不同的針對性治療方案，臨床應用遠更廣泛。不過，國內外用來施行局部振動療法的儀器及其規(guī)格等不盡相同，所用參數也存在很大差異。例如，國內局部振動儀的振動頻率在20 ～ 70 Hz間，而國外局部振動儀的振動頻率可選范圍寬至20 ～ 200 Hz。因為這些原因，臨床上常難對國內外應用局部振動療法治療疼痛的療效進行直接比較。

2 局部振動療法緩解疼痛的可能機制

疼痛是一種非特異性感覺，長期疼痛會致患者肢體失用、感覺過敏和出現(xiàn)情緒障礙等，使疾病預后不良。疼痛可繼發(fā)于腦卒中、急性運動后組織損傷、慢性軟組織損傷、骨關節(jié)疾病和心理障礙等。直徑較大的神經纖維在受到外界振動刺激時可使疼痛“閘門”關閉，由此降低疼痛的中樞感知能力[2]。

許多研究表明，振動可緩解疼痛，這種現(xiàn)象被稱為“振動性止痛”。1965年Melzack和Wall提出了疼痛的“閘門控制”理論，他們發(fā)現(xiàn)傳導非傷害性刺激的神經纖維被激活后可增強對疼痛等傷害性刺激信號傳導的抑制，從而降低疼痛感[3]。肌肉受到振動時，皮膚機械感受器、肌梭等均被激活[4]，進而刺激粗大的Aβ纖維，阻礙脊髓水平的背角神經元將疼痛信號傳導至大腦，中樞大幅減少對疼痛信號的處理，最終降低疼痛感[5]。Pantaleo等[6]通過對健康者股四頭肌施加振動，結果發(fā)現(xiàn)高頻振動能提高局部疼痛閾值，降低電刺激引起的疼痛感。Lundeberg等[7]研究發(fā)現(xiàn)，外上髁痛患者經局部振動后其疼痛閾值提高了1.2 ～ 2.3倍，72.2%患者的振動部位在振動過程中出現(xiàn)皮下血流增多、周圍分布減少的現(xiàn)象。

也有研究關注了大腦高級中樞的振動性鎮(zhèn)痛機制。Kakigi等[8]研究發(fā)現(xiàn)，受試者在受到傷害性刺激的同時接受振動療法治療，其疼痛相關感覺誘發(fā)電位延長，疼痛閾值提高，疼痛感知能力降低，而接受持續(xù)冷刺激會獲得相反的效果。Apkarian等[9]研究發(fā)現(xiàn)，受試者在受到熱和機械性刺激時，其腦區(qū)3a和3b/1分別被激活，說明外周刺激與腦區(qū)間存在感覺信號交互作用。疼痛感知還受到注意力的影響[10]，具體機制仍需進一步研究。

3 局部振動療法治療疼痛的臨床研究

局部振動療法原主要用于運動員，以緩解其運動后肌肉酸痛，但現(xiàn)已廣泛用于多種疾病的康復治療。對某些疾病患者，繼發(fā)的疼痛常會使運動功能受限，而局部振動療法在治療疼痛的同時亦可改善患者的運動功能或加速其肢體運動功能的恢復。

3.1 治療骨和軟組織疾病相關疼痛

局部振動療法常用于骨科、風濕科疾病的康復治療。Furness等[11]應用Tenase高頻局部振動儀治療網球肘患者，每天3次、每次10 min共治療6周。治療結束6個月后的隨訪結果顯示，患者的運動功能評分未優(yōu)于常規(guī)治療患者。膝骨關節(jié)炎常表現(xiàn)為關節(jié)疼痛、僵直和活動受限。Rabini等[12]將60例輕中度單側膝骨關節(jié)炎患者隨機分為兩組，對試驗組患者的股四頭肌遠端給予局部振動（頻率100 Hz，振幅0.2 ～ 0.5 mm）治療，對對照組患者給予偽振動治療，均每天10 min共連續(xù)治療3 d，治療結束后評估患者的西安大略和麥克馬斯特大學骨關節(jié)炎指數評分。結果發(fā)現(xiàn)，試驗組患者患側關節(jié)的疼痛、僵直感減輕，骨關節(jié)炎指數評分降低。此外，對骨關節(jié)炎所致手痛的女性患者，Jamison等[13]研究發(fā)現(xiàn)，應用手套式振動儀治療能有效緩解半數以上患者的手痛。前交叉韌帶重建患者經局部振動療法治療后，其疼痛、焦慮評分和自主神經癥狀均有所改善[14]，但相關研究數量很少。部分研究表明局部振動療法治療膝骨關節(jié)炎患者有效，但此結論尚未得到廣泛驗證[15]。

也有研究關注了局部振動療法治療腰痛或下背部疼痛的療效。慢性非特異性腰痛的持續(xù)時間多超過12周，其并非由骨折、腫瘤或風濕病等引起，且無定位、定性體征[16]，常用治療方法有針灸和電刺激等。袁松等[17]應用意大利SRL公司生產的Fisiocomputer局部振動儀對慢性非特異性腰痛患者的下腰部給予局部振動（頻率 200 Hz，后降至70 Hz）治療，每天1次共連續(xù)治療6 d。結果顯示，與未接受振動治療組患者相比，局部振動治療組患者的視覺模擬量表評分下降，疼痛明顯降低。Gwon等[18]應用神經肌肉激活振動聯(lián)合側臥橋式訓練治療腰痛患者，結果顯示與單純橋式訓練患者相比，聯(lián)合治療患者的疼痛評分明顯降低。但也有研究發(fā)現(xiàn)，局部振動治療僅能暫時緩解腰痛，患者治療前后的疼痛程度無明顯變化[19]。另外，局部振動療法治療腰痛的最佳頻率和療程等亦待進一步研究并予以明確。

3.2 治療腦血管疾病相關疼痛

腦卒中后患者除常出現(xiàn)運動功能障礙外，也會出現(xiàn)神經病理性疼痛。Altschuler[20]曾提出可應用局部振動療法治療腦卒中后中樞性疼痛的設想。國外研究將局部振動療法短期用于腦卒中后患者患側肱三頭肌、橈側腕長伸肌和肱二頭肌肌腹（頻率300 Hz，每周3次、每次30 min共治療4周），結果顯示患者患側的疼痛程度、抓握力和相關運動功能量表評分均較偽振動組患者有明顯改善，但未分析患者疼痛與其運動功能、生活質量之間的相關性[21-22]。

復雜性區(qū)域疼痛綜合征（complex regional pain syndrome， CRPS）常見于腦卒中后患者偏癱側上肢，早期表現(xiàn)為關節(jié)、皮膚明顯疼痛、腫脹，皮膚溫度升高，肢體活動受限等，后轉變?yōu)槠つw溫度降低、干燥等自主神經功能紊亂表現(xiàn)，繼而關節(jié)疼痛加重，患者甚至難以忍受對其關節(jié)的輕微刺激。CRPS患者的健側上肢遠端也可能出現(xiàn)明顯的痛覺異常，壓力性疼痛呈高敏感性。有研究指出，應用中等頻率的局部振動治療能減輕肌肉壓迫痛[23]。周研等[24]介紹了國內應用局部振動治療Ⅰ型CRPS（反射性交感神經性營養(yǎng)不良）的臨床研究情況，其中兩項應用美國DMS公司生產的局部振動儀治療的研究顯示，采用上臂—前臂—腕關節(jié)—手的振動干預模式，每周7 d、每天1次共治療3周，結果經CRPS評分證實，患者的疼痛、水腫程度均降低，且關節(jié)活動水平提高。朱昌娥等[25]進行的相似研究增設了常規(guī)康復治療聯(lián)合局部振動治療組，結果表明聯(lián)合治療可更顯著地減輕Ⅰ型CRPS患者的疼痛，同時提高他們的FuglMeyer評分。不過，國外似還未進行過局部振動療法用于CRPS治療的臨床研究。

3.3 治療其他疾病相關疼痛

局部振動療法用于內科疾病繼發(fā)性疼痛治療的研究尚處于起步階段。Ren等[26]研究了持續(xù)和兩種不同時長間隔的局部振動治療對糖尿病患者足部皮膚血流情況的影響，發(fā)現(xiàn)糖尿病患者在局部振動下其足部皮膚血流變化的程度弱于健康者，而間斷性局部振動可較持續(xù)振動更明顯地改變糖尿病患者足部皮膚表面下的血流分布。但這能否影響糖尿病患者的足端血液循環(huán)、減輕其足端潰瘍性疼痛，仍需進行進一步的研究。

侵入性操作可能會給患者帶來不適和疼痛。McGinnis等[27]應用頻率為92 Hz的手持振動儀對新生兒小腿腓腸肌外側施加振動，同時進行足跟采血，結果發(fā)現(xiàn)與應用常規(guī)鎮(zhèn)痛手段相比，振動干預可更顯著地降低新生兒的疼痛、激惹和鎮(zhèn)靜量表評分，使之保持心率穩(wěn)定。局部振動似也可減輕新生兒和存在認知功能障礙兒童的外周靜脈置管所致疼痛[28-29]。面部感覺神經豐富，對面部進行注射操作會引致強烈的疼痛。因此，口腔科、整形外科等常應用局部振動儀來減輕患者在接受神經阻滯、疤痕祛除等操作時誘發(fā)的疼痛。Kuwahara等[30]對面部注射或針刺部位旁施加局部振動，結果顯示32例患者中有28例反饋疼痛減輕。此外，也有研究評估了局部振動對局部麻醉操作時所產生的疼痛的影響[31-33]。Song等[34]研究顯示，局部振動療法能減輕肝臟捐獻者在接受二氧化碳點陣激光祛疤時的燒灼痛。

局部振動療法也被用于乳房切除術后的劃船運動員，以評估其對運動員疼痛和運動功能的影響。結果顯示，干預后運動員的失能評分降低，上肢運動功能明顯改善，McGill疼痛問卷評分明顯降低[35]。

人體在劇烈運動時的無氧代謝增加，運動后24 ～ 72 h內常會出現(xiàn)延遲性肌肉酸痛，表現(xiàn)為疼痛或不適感、關節(jié)活動度降低等，易誘發(fā)關節(jié)肌肉損傷。一項研究評估了局部振動療法對運動后肌肉酸痛的影響。該研究將受試者分為局部振動干預組和偽振動干預組，在受試者進行30 min常規(guī)體育鍛煉后，對其小腿三頭肌、股四頭肌、腘繩肌和臀大肌施加局部振動或偽振動。通過評估兩組受試者在干預前、干預后即刻和干預24 h后的肌肉酸痛感以及站立和動態(tài)平衡、肌力的變化情況，結果發(fā)現(xiàn)均無顯著差異[36]。但Iodice等[37]對足球運動員的腿部肌肉施加120 Hz的局部高頻振動，結果卻見其有促進運動員姿勢恢復正常且明顯緩解疼痛的作用。

近年來，隨著科技進步，康復治療正向精細化、多樣化和聯(lián)合治療的方向發(fā)展。例如，Vojinovic等[38]在局部振動療法的基礎上聯(lián)合機器人輔助系統(tǒng)治療痙攣后疼痛。這類聯(lián)合治療疼痛的方法日后可能會受到越來越多研究者的重視。

4 結語

局部振動療法對多種疾病和損傷引起的疼痛治療有效，具有廣闊的臨床應用前景。然而，局部振動療法相關研究仍存在以下問題：①因結果受到局部振動儀的頻率、振幅以及研究設計等多種因素的影響，難以比較各研究的臨床療效；②各研究納入的患者數偏少；③缺乏高質量的臨床研究。因此，非常期待國內外能開展高質量的局部振動療法用于疼痛治療的臨床研究。

參考文獻

[1] Rittweger J. Vibration as an exercise modality： how it may work， and what its potential might be [J]. Eur J Appl Physiol， 2010， 108（5）： 877-904.

[2] Shilpapriya M， Jayanthi M， Reddy VN， et al. Effectiveness of new vibration delivery system on pain associated with injection of local anesthesia in children [J]. J Indian Soc Pedod Prev Dent， 2015， 33（3）： 173-176.

[3] Dickenson AH. Gate control theory of pain stands the test of time [J]. Br J Anaesth， 2002， 88（6）： 755-757.

[4] Johansson RS， Landstr？m U， Lundstr？m R. Responses of mechanoreceptive afferent units in the glabrous skin of the human hand to sinusoidal skin displacements [J]. Brain Res， 1982， 244（1）： 17-25.

[5] Nanitsos E， Vartuli R， Forte A， et al. The effect of vibration on pain during local anaesthesia injections [J]. Aust Dent J， 2009， 54（2）： 94-100.

[6] Pantaleo T， Duranti R， Bellini F. Effects of vibratory stimulation on muscular pain threshold and blink response in human subjects [J]. Pain， 1986， 24（2）： 239-250.

[7] Lundeberg T， Abrahamsson P， Bondesson L， et al. Effect of vibratory stimulation on experimental and clinical pain [J]. Scand J Rehabil Med， 1988， 20（4）： 149-159.

[8] Kakigi R， Shibasaki H. Mechanisms of pain relief by vibration and movement [J]. J Neurol Neurosurg Psychiatry， 1992， 55（4）： 282-286.

[9] Apkarian AV， Stea RA， Bolanowski SJ. Heat-induced pain diminishes vibrotactile perception： a touch gate [J]. Somatosens Mot Res， 1994， 11（3）： 259-267.

[10] Longe SE， Wise R， Bantick S， et al. Counter-stimulatory effects on pain perception and processing are significantly altered by attention： an fMRI study [J]. Neuroreport， 2001， 12（9）： 2021-2025.

[11] Furness ND， Phillips A， Gallacher S， et al. Vibration therapy

versus standard treatment for tennis elbow： a randomized controlled study [J]. J Orthop Surg （Hong Kong）， 2018， 26（3）：1-7.

[12] Rabini A， De Sire A， Marzetti E， et al. Effects of focal muscle vibration on physical functioning in patients with knee osteoarthritis： a randomized controlled trial [J]. Eur J Phys Rehabil Med， 2015， 51（5）： 513-520.

[13] Jamison RN， Mei A， Edwards RR， et al. Efficacy of vibrating gloves for chronic hand pain due to osteoarthritis [J]. Pain Med， 2018， 19（5）： 1044-1057.

[14] Park JM， Park S， Jee YS. Rehabilitation program combined with local vibroacoustics improves psychophysiological conditions in patients with ACL reconstruction [J/OL]. Medicina （Kaunas）， 2019， 55（10）： 659 [2019-12-03]. doi： 10.3390/medicina55100659.

[15] Ferreira RM， Duarte JA， Gon？alves RS. Non-pharmacological and non-surgical interventions to manage patients with knee osteoarthritis： an umbrella review [J]. Acta Reumatol Port， 2018， 43（3）： 182-200.

[16] 王新， 舒適， 方凡夫， 等. 慢性非特異性腰痛患者腰椎位置覺與腰肌耐力、疼痛的相關性[J]. 中國康復理論與實踐， 2017， 23（7）： 820-823.

[17] 袁松， 高峰， 劉飛， 等. 局部振動療法對慢性非特異性腰痛的療效研究[J]. 中國康復， 2018， 33（3）： 234-236.

[18] Gwon AJ， Kim SY， Oh DW. Effects of integrating Neurac vibration into a side-lying bridge exercise on a sling in patients with chronic low back pain： a randomized controlled study [J/OL]. Physiother Theory Pract， 2018 Sep 5： 1-9[2019-12-03]. doi： 10.1080/09593985.2018.1513616.

[19] Lurie RC， Cimino SR， Gregory DE， et al. The effect of short duration low back vibration on pain developed during prolonged standing [J]. Appl Ergon， 2018， 67： 246-251.

[20] Altschuler EL. Vibration as adjuvant treatment modality for central poststroke pain [J]. Med Hypotheses， 2018， 118： 127.

[21] Costantino C， Galuppo L， Romiti D. Short-term effect of local muscle vibration treatment versus sham therapy on upper limb in chronic post-stroke patients： a randomized controlled trial[J]. Eur J Phys Rehabil Med， 2017， 53（1）： 32-40.

[22] Constantino C， Galuppo L， Romiti D. Efficacy of mechanoacoustic vibration on strength， pain， and function in poststroke rehabilitation： a pilot study [J]. Top Stroke Rehabil， 2014， 21（5）： 391-399.

[23] van Rooijen DE， Marinus J， van Hilten JJ. Muscle hyperalgesia is widespread in patients with complex regional pain syndrome [J]. Pain， 2013， 154（12）： 2745-2749.

[24] 周研， 劉曉紅， 鄭潔皎. 振動療法治療肩手綜合征的研究進展[J]. 老年醫(yī)學與保健， 2018， 24（5）： 554-556.

[25] 朱昌娥， 余波， 張雯， 等. 肌肉振動治療配合常規(guī)康復對腦卒中后肩-手綜合征的臨床效果觀察[J]. 中國康復醫(yī)學雜志， 2017， 32（8）： 902-906.

[26] Ren W， Pu F， Luan H， et al. Effects of local vibration with different intermittent durations on skin blood flow responses in diabetic people [J/OL]. Front Bioeng Biotechnol， 2019， 7： 310 [2019-12-03]. doi： 10.3389/fbioe.2019.00310.

[27] McGinnis K， Murray E， Cherven B， et al. Effect of vibration on pain response to heel lance： a pilot randomized control trial[J]. Adv Neonatal Care， 2016， 16（6）： 439-448.

[28] Canbulat N， Ayhan F， Inal S. Effectiveness of external cold and vibration for procedural pain relief during peripheral intravenous cannulation in pediatric patients [J]. Pain Manag Nurs， 2015， 16（1）： 33-39.

[29] Schreiber S， Cozzi G， Rutigliano R， et al. Analgesia by cooling vibration during venipuncture in children with cognitive impairment [J]. Acta Paediatr， 2016， 105（1）： e12-e16.

[30] Kuwahara H， Ogawa R. Using a vibration device to ease pain during facial needling and injection [J/OL]. Eplasty， 2016， 16： e9 [2019-12-03]. https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ PMC4750366/pdf/eplasty16e09.pdf.

[31] Nasehi A， Bhardwaj S， Kamath AT， et al. Clinical pain evaluation with intraoral vibration device during local anesthetic injections[J/OL]. J Clin Exp Dent， 2015， 7（1）： e23-e27 [2019-12-03]. doi： 10.4317/jced.51643.

[32] Pedersen C， Miller M， Xu KT， et al. Use of a dental vibration tool to reduce pain from digital blocks： a randomized controlled trial [J]. Reg Anesth Pain Med， 2017， 42（4）： 458-461.

[33] Shaefer JR， Lee SJ， Anderson NK. A vibration device to control injection discomfort [J]. Compend Contin Educ Dent， 2017， 38（6）： e5-e8.

[34] Song S， Choi DH， Oh TS. The use of locally applied vibration to minimize pain during fractional CO2 laser therapy in living liver-donor scar management [J]. Arch Plast Surg， 2016， 43（6）： 570-574.

[35] Celletti C， Fara MA， Filippi GM， et al. Focal muscle vibration and physical exercise in postmastectomy recovery： an explorative study [J/OL]. Biomed Res Int， 2017， 2017： 7302892 [2019-12-03]. doi： 10.1155/2017/7302892.

[36] Custer L， Peer KS， Miller L. The effects of local vibration on balance， power， and self-reported pain after exercise [J]. J Sport Rehabil， 2017， 26（3）： 193-201.

[37] Iodice P， Ripari P， Pezzulo G. Local high-frequency vibration therapy following eccentric exercises reduces muscle soreness perception and posture alterations in elite athletes [J]. Eur J Appl Physiol， 2019， 119（2）： 539-549.

[38] Vojinovic TJ， Zivanovic A， Carlson T， et al. VIBROfocus： design of a focal vibro-tactile robotic-assistive system for spasticity rehabilitation [J/OL]. IEEE Int Conf Rehabil Robot， 2017， 2017： 783-788 [2019-12-03]. doi： 10.1109/ ICORR.2017.8009343.