综述:通过经皮电神经刺激对膝关节骨关节炎进行神经调节:关于疼痛、功能的系统评价及在多模式康复中作用的荟萃分析

《Journal of Bodywork and Movement Therapies》:Neuromodulation Through Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation in Knee Osteoarthritis: A Systematic Review and Meta-Analysis of Pain, Function, and Its Role in Multimodal Rehabilitation

【字体: 时间:2026年03月15日 来源:Journal of Bodywork and Movement Therapies 1.4

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  本研究通过系统综述和Meta分析评估经皮神经电刺激(TENS)对膝骨关节炎(KOA)患者疼痛、功能、肌力及关节活动度的影响。纳入21项RCT,结果显示TENS显著降低疼痛(MD=-0.82,95%CI-1.01至-0.62),改善WOMAC总分(MD=-4.76,95%CI-8.84至-0.67)及膝关节伸屈肌力(MD分别为7.39和4.72)。但对僵硬、活动度和步行测试效果有限。结论指出TENS作为多模式康复的辅助手段有效,未来需优化方案并评估长期效果。

  
严鹏|王帆佳|张康|马胜尧|莫哈德·阿祖安·艾哈迈德|齐琪
上海同济大学医学院上海阳光康复中心(上海杨志康复医院)物理治疗科,中国上海201619

摘要

目的

本系统评价和荟萃分析旨在评估经皮电神经刺激(TENS)对疼痛、身体功能、肌肉力量、关节僵硬度和活动能力的影响,并探讨其在膝关节骨关节炎(KOA)多模式康复中的潜在作用。

方法

从研究开始到2025年7月,我们在六个数据库中进行了全面的文献检索。通过随机效应模型对随机对照试验(RCTs)进行了荟萃分析,评估了TENS对KOA相关疼痛、身体功能、肌肉力量、关节活动范围(ROM)和关节僵硬度的影响,并进行了亚组分析和敏感性分析。

结果

共有21项RCT被纳入本评价,其中20项用于荟萃分析。TENS显著改善了疼痛[平均差异(MD)= ?0.82,95%置信区间(CI):?1.01至?0.62]、总体WOMAC评分(MD = ?4.76,95% CI:?8.84至?0.67),以及膝关节伸展(MD = 7.39,95% CI:0.91至13.88)和屈曲(MD = 4.72,95% CI:1.92至7.52)的肌肉力量。在关节僵硬度、关节活动范围(ROM)或六分钟步行测试(6MWT)方面未观察到显著效果。研究之间存在异质性,部分原因在于TENS参数和对照干预措施的不同。

结论

TENS能有效减轻膝关节骨关节炎患者的疼痛并增强肌肉力量。总体功能的改善(如WOMAC评分所示)得到了证实;然而,其对活动能力和关节僵硬度等特定功能领域的效果仍有限。尽管存在显著的异质性以及一些研究中存在共存干预措施,TENS作为多模式康复中的辅助策略仍显示出潜力。未来的研究应重点优化治疗方案并评估TENS效果的长期可持续性。

系统评价注册

PROSPERO CRD42024579013

引言

膝关节骨关节炎(KOA)是一种慢性退行性关节疾病,主要影响承重关节(如膝关节),常导致持续性疼痛、关节僵硬和功能受限(Faison等人,2021;Martel-Pelletier等人,2016)。全球范围内,KOA是最常见的骨关节炎类型,约占所有骨关节炎病例的85%,对老年人和女性的影响尤为显著(Hall等人,2022;Hunter等人,2020)。由于人口老龄化、肥胖率上升和久坐行为的增加,KOA的患病率不断上升,从而增加了对有效非侵入性管理策略的需求(Dong等人,2023;Ma等人,2020)。除了对肌肉骨骼系统的影响外,KOA还会导致严重的残疾、失去独立性、社交退缩和医疗资源利用增加(Ceballos-Laita等人,2023;Sharma,2021;Su等人,2025)。
虽然对于晚期KOA有手术选择,但由于风险较低且可及性更强,非手术干预仍是早期至中期阶段管理的基石(Ni等人,2024)。其中,经皮电神经刺激(TENS)是一种广泛应用于物理治疗中的非侵入性电疗方法。TENS通过表面电极传递低频电脉冲来调节感觉神经活动。传统上,TENS被用于缓解疼痛,据信它通过激活内源性抑制机制(包括门控理论和下行阿片通路)来改变疼痛感知(Iijima等人,2020;Mokhtari等人,2020;Travers等人,2020)。最近的研究兴趣不仅集中在TENS的镇痛作用上,还关注其作为神经调节干预手段的能力,这种能力可以影响运动表现、肌肉激活和功能能力,从而为KOA的康复目标做出贡献(Suh & Cho,2024)。
TENS的镇痛效果得到了多种已建立的神经生理机制的支持(Sluka & Walsh,2003)。刺激大直径Aβ传入纤维可以通过脊髓节段抑制减少背角处的伤害性传递,这与疼痛的门控理论一致(Melzack & Wall,1965)。TENS还激活了来自脊髓上结构(如导水管周围灰质和延髓前腹内侧)的下行抑制通路,从而增强内源性疼痛调节(Vance等人,2022)。此外,还发现了周围机制,包括减少伤害感受器的兴奋性和调节局部炎症或神经化学介质。实验研究表明,内源性阿片类物质、血清素、去甲肾上腺素和GABA参与了TENS引起的镇痛效果,具体效果因刺激频率而异(Johnson,2007)。这些节段性、下行性和周围性机制共同为临床实践中观察到的短期镇痛效果提供了生物学上的合理解释,并有助于理解TENS如何支持KOA患者的功能康复。
尽管TENS在临床实践中被广泛使用,并且有已建立的神经生理机制支持其镇痛效果,但其对KOA的整体有效性仍不确定。在临床试验中,结果并不一致。虽然许多研究显示了短期镇痛效果(Johnson等人,2022;Vance等人,2022),但在身体功能、肌肉力量和关节僵硬度等更广泛的功能领域,结果差异较大。一些随机对照试验报告了这些方面的显著改善(Cheing等人,2002;Pietrosimone等人,2009),而另一些则显示与假刺激或标准护理相比没有差异(Palmer等人,2014;Reichenbach等人,2022)。这种混合证据反映了刺激参数、治疗持续时间、共存干预措施和方法学质量的显著差异,这些因素共同使得对TENS效果的解释变得复杂。这种方法学的多样性导致系统评价中的结论不一致,并限制了主要临床指南中的推荐强度。美国风湿病学会(ACR)和国际骨关节炎研究学会(OARSI)目前认为现有证据不足以支持常规使用TENS来管理KOA(Bannuru等人,2019;Kolasinski等人,2020)。这些局限性凸显了需要更新和更具方法学严谨性的证据来明确TENS的治疗作用及其在多模式康复计划中的贡献。
几项早期的系统评价已经评估了TENS在KOA中的作用。然而,许多研究的范围有限,主要集中在疼痛缓解上,或缺乏对肌肉力量、功能活动能力和关节僵硬度等关键结果的全面荟萃分析(Lawson等人,2022;Zeng等人,2015)。尽管TENS传统上被视为一种镇痛手段,但新兴证据表明它可能通过调节神经肌肉激活而产生次要的肌肉力量效应。TENS通过减轻疼痛可以减少关节源性肌肉抑制,从而改善自愿运动单位的招募和在强化或功能活动中的参与度。实验研究表明,TENS可以在应用后立即增加股四头肌的激活(Pietrosimone等人,2009),这支持了研究其对抗等长峰值扭矩影响的合理性。特别是,TENS通过减轻疼痛、促进更有效的运动参与和减少废用性萎缩来间接增强肌肉力量的潜力,在之前的评价中尚未得到充分评估。此外,先前的评价没有充分讨论刺激参数的变化(包括TENS频率、强度和持续时间)对临床结果的影响。这种TENS应用的变异性可能掩盖了其真正的治疗潜力,并阻碍了基于证据的实践应用。
此外,TENS镇痛背后的神经通路为其对运动表现的潜在影响提供了理论基础。TENS激活了大直径Aβ传入纤维,这些纤维在背角处抑制Aδ和C纤维的伤害性传递,这与门控理论一致(Melzack & Wall,1965)。TENS还可以激活来自导水管周围灰质和延髓前腹内侧的下行抑制通路,从而降低疼痛敏感性并改善肌肉激活(Johnson等人,2022;Vance等人,2022)。这些机制共同支持了疼痛调节可能促进更有效的运动和增强神经肌肉参与的合理性。
因此,本系统评价和荟萃分析旨在通过评估TENS在多个临床相关领域的效果,提供对KOA患者的更新和更具方法学严谨性的评估。为了确保研究目标与分析结果的一致性,本评价的目标如下:(1)基于随机对照试验的证据,量化TENS对疼痛强度、关节僵硬度、身体功能、肌肉力量和行走能力的综合效果;(2)通过敏感性分析评估这些效果的一致性和稳健性;(3)探讨研究间异质性的潜在来源,特别是研究设计和对照干预措施的变化,而不进行特定参数的亚组分析。通过综合这些领域的现有证据,本评价提供了对TENS治疗作用的更新和临床相关的理解。此外,本评价将TENS视为不仅仅是缓解症状的手段,而是一种可能支持更广泛功能恢复的神经调节干预。这种视角为将TENS整合到包括运动疗法、教育和自我管理在内的多模式康复方法中提供了见解,并符合当代以患者为中心的护理模式。

研究设计

本系统评价和荟萃分析遵循了《系统评价和荟萃分析的优先报告项目》(PRISMA)指南(Page等人,2021)进行。该研究已在PROSPERO平台上进行了前瞻性注册(注册号CRD42024579013)。本评价旨在评估TENS对KOA患者的疼痛、关节僵硬度、身体功能和神经肌肉结果的影响,并探讨其在多模式康复中的潜在作用

研究选择过程

初步数据库搜索共获得了727条记录。去除316条重复记录后,剩余411篇文章用于标题和摘要筛选。根据预定义的纳入和排除标准,又排除了384篇文章。对剩余27篇文章的全文评估后,进一步排除了6篇文章,其中包括3篇没有全文的文章和3篇未报告可用结果数据的文章。最终共有21项随机对照试验(RCTs)符合所有纳入标准

讨论

本系统评价和荟萃分析评估了TENS对KOA患者疼痛、关节僵硬度和身体功能的影响,特别关注其在神经调节和多模式康复中的整合作用。研究结果表明,TENS显著减轻了疼痛并改善了整体身体功能。然而,其对关节僵硬度、关节活动能力和动态行走能力的影响尚无定论。总体而言,这些结果支持了TENS的实用性

结论

本系统评价和荟萃分析支持将TENS作为有效的非侵入性干预手段,用于缓解KOA患者的疼痛并增强肌肉力量。尽管关于其对关节僵硬度、活动能力和行走耐力的影响证据有限,但TENS可能作为多模式康复计划中的有用辅助手段,特别是对于无法或不愿意接受侵入性治疗的患者。未来的研究应优先考虑长期效果

作者贡献声明

王帆佳:研究工作。马胜尧:方法学。张康:方法学。莫哈德·阿祖安·艾哈迈德:撰写 – 审稿与编辑,概念构建。严鹏:撰写 – 初稿,概念构建。齐琪:撰写 – 审稿与编辑,概念构建

未引用的参考文献

Kolasinski等人;Martel-Pelletier等人。

披露声明

作者未报告任何潜在的利益冲突。

资助

本研究得到了多个资金来源的支持,包括中国国家重点研发计划(2023YFC3604500)、中国国家临床重点专科建设项目(Z155080000004)、上海康复医学研究中心 – 上海市重点研究机构(2023ZZ02027)、上海市卫生健康委员会青年项目(20244Y0207)、上海市医院发展中心基金会–上海市医院康复医学专科

利益冲突声明

作者未报告任何潜在的利益冲突。
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