《Journal of Pain Research》:Ultrasound-Guided Muscle Enhancement and Support Therapy (MEST): Protocol Standardization and a Pilot Study in Refractory Chronic Pain After Total Knee Arthroplasty
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目的:肌肉增强与支持疗法(MEST)采用双向倒刺聚二氧环己酮(PDO)线材治疗膝骨关节炎,但原始技术依赖体表解剖标志而无影像引导。本研究旨在建立针对股内侧斜肌(VMO)的标准化超声引导MEST方案,并报告该方案在全膝关节置换术(TKA)后难治性慢性膝关节疼痛患
目的:肌肉增强与支持疗法(MEST)采用双向倒刺聚二氧环己酮(PDO)线材治疗膝骨关节炎,但原始技术依赖体表解剖标志而无影像引导。本研究旨在建立针对股内侧斜肌(VMO)的标准化超声引导MEST方案,并报告该方案在全膝关节置换术(TKA)后难治性慢性膝关节疼痛患者中的初步临床结局。
患者与方法:这项单中心回顾性初步研究纳入3例患者(5个治疗膝关节),均于2025年8月至2026年1月期间接受超声引导下MEST治疗TKA后慢性膝关节疼痛。标准化方案包括:在短轴切面上识别VMO中点,旋转探头以显示肌纤维走向并引导进针,使用彩色多普勒识别计划针道上的主要血管。采用平面内技术沿VMO长轴推进穿刺针,穿过肌腹同时避开血管结构以置入线材。分别在基线及术后4、8、12周采用数字评定量表(NRS)、功能评分(行走和爬楼梯)、超声积液分级及患者报告的总体疗效进行评估。
结果:该方案在全部5个病例中均成功实施,能够清晰显示VMO并实现线材贯穿其全层厚度。4个病例在8周时NRS评分较基线降低≥50%。多数病例在8周时行走和爬楼梯评分改善,12周时所有病例均见改善。并发症轻微,包括轻度瘀斑和线材外露。未发生严重不良事件。
结论:针对VMO的标准化超声引导MEST方案技术上可行且安全。这些初步发现提示MEST可能成为TKA后难治性慢性疼痛的潜在治疗选择,有必要开展进一步的前瞻性研究。
**论文解读:超声引导下肌肉增强与支持疗法(MEST)治疗全膝关节置换术后难治性慢性疼痛的标准化方案与初步临床探索**
**一、研究背景与问题提出**
膝骨关节炎(osteoarthritis, OA)是一种常见的退行性关节疾病,以关节软骨和软骨下骨的进行性退变为特征,导致疼痛、功能受限和生活质量下降。当疾病进展至终末期且保守治疗无效时,全膝关节置换术(total knee arthroplasty, TKA)被广泛接受为金标准治疗方案,能为大多数患者提供显著的疼痛缓解和功能恢复。然而,相当比例的患者在术后仍持续经历膝关节疼痛。既往研究报道,约20%或更多的患者在TKA术后3至24个月内出现慢性膝关节疼痛,尽管排除了感染、假体松动或其他机械性并发症。TKA术后持续性疼痛在临床上仍是一个重大问题,而针对这些患者的有效介入治疗选择十分有限。
TKA术后持续性疼痛的病因在个体患者中往往难以明确,通常被认为是多因素性的,涉及外周和中枢敏化、神经病理性机制、关节周围软组织功能障碍以及生物力学因素如关节负荷改变和髌骨轨迹异常。其中,股四头肌无力可能是重要的促成因素之一。股内侧斜肌(vastus medialis obliquus, VMO)是股内侧肌斜行远端纤维,隶属于股四头肌群,在动态髌骨稳定、正常髌骨轨迹和膝关节负荷分布中发挥重要作用。VMO的无力或萎缩可能破坏髌股关节力学机制,导致关节负荷不均,进而与持续性膝关节疼痛相关。VMO无力在膝OA中常见,并可能因手术和术后因素在TKA术后进一步加重。因此,持续性VMO功能障碍可能是TKA术后尽管手术结果无并发症但仍存在难治性慢性疼痛的合理机制之一。
近年来,肌肉增强与支持疗法(muscle enhancement and support therapy, MEST)被引入作为膝OA患者的新型治疗方式。MEST涉及将双向倒刺聚二氧环己酮(polydioxanone, PDO)线材插入VMO,以机械方式增强肌肉,可能作为传统康复治疗的补充。尽管目前证据有限,但临床前和临床研究提示MEST具有促进肌肉生长、改善肌力和减轻轻至中度膝OA患者疼痛的潜在获益。鉴于VMO功能障碍在TKA术后持续性疼痛中的潜在作用,有理由推测针对VMO的MEST可能对部分难治性术后疼痛患者具有治疗潜力。然而,尚无既往研究探讨MEST在该人群中的可行性或临床应用。
除了临床应用的不确定性外,MEST的操作技术尚未完全优化或标准化。MEST主要采用基于体表解剖标志的盲法技术操作。虽然该方式未报告重大不良事件,但仅依赖体表解剖标志可能因VMO的解剖变异性较大以及神经血管结构的邻近性而影响操作的准确性。相比之下,超声引导已被证明相较于基于标志的技术能提高肌肉骨骼介入操作的准确性。因此,超声引导方法可能有利于MEST,能够实时显示靶肌肉、针道轨迹和周围结构。然而,针对VMO的标准化超声引导MEST方案尚未见描述。
据此,本研究的主要目的是建立针对VMO的标准化超声引导MEST方案。作为次要目标,研究评估了该方案在TKA术后难治性慢性膝关节疼痛患者初步应用中的技术可行性和初步临床结局。鉴于本单中心研究的探索性和回顾性性质,研究结果旨在产生假设,并为未来前瞻性研究的设计提供参考。
**二、研究设计与技术方法**
本研究为单中心回顾性观察性初步研究,纳入2025年8月至2026年1月期间在首尔大学医院疼痛门诊接受超声引导MEST的TKA术后慢性膝关节疼痛患者。研究方案经首尔大学医院机构审查委员会批准(IRB No. 2602-039-1716),并遵循《赫尔辛基宣言》。鉴于研究的回顾性性质,免除书面知情同意要求。所有患者此前均已就介入操作及匿名临床数据用于研究和发表目的提供书面知情同意。
共纳入3例患者(5例治疗膝关节),均为女性,平均年龄72.6岁(范围66-79岁),体质指数范围26.4-31.6 kg/m2(均值28.9 kg/m2)。2例患者接受双侧MEST操作,故共治疗5个膝关节。纳入标准为:年龄≥18岁;同侧膝关节有原发性TKA史;术后持续膝关节疼痛至少3个月且数字评定量表(numeric rating scale, NRS)评分≥4分;对常规治疗(包括口服镇痛药、物理治疗或既往注射治疗)反应不足。排除存在需要手术干预的术后疼痛结构性病因(如假体松动、假体周围感染、骨折或假体力线不良)的患者,以及存在全身感染、凝血功能障碍或其他介入操作禁忌证的患者。
超声引导MEST操作的技术要点包括:患者取仰卧位,同侧膝关节屈曲约20-30°,腘窝下方放置软垫支撑。使用高频线阵探头(LA2-14A, 2-14 MHz; Samsung RS80 EVO, Samsung Medison, 韩国首尔)进行超声引导。MEST装置由可生物降解的双向倒刺PDO线材(OV MEDI, 韩国城南)组成,预先装载于穿刺针上,呈折叠构型。VMO肌肉内沉积的线材长度约6.5 cm。PDO线材可生物吸收,在4至6个月内完成完全水解降解。
操作首先通过触诊定位髌骨上缘并画水平参考线,建立两个参考点:(1)沿大腿纵轴位于髌骨上缘中点正上方5 cm处;(2)从髌骨上内侧角向内侧方向约40-50°、距髌骨5 cm处。在两点间以0.5 cm间隔标记。将超声探头沿标记线以短轴方向放置,识别VMO中点。基于该中点,沿标记线以0.5-1 cm间隔选择6个进针点,根据每位患者VMO宽度向内外侧延伸。进针前使用彩色多普勒超声识别计划针道上的肌内血管结构,包括膝降动脉分支、伴随肌内静脉等。使用0.5%利多卡因共20 mL通过25号脊椎穿刺针在超声引导下进行局部麻醉。进针时探头旋转90°与VMO肌纤维平行,提供长轴(纵向)切面。采用平面内技术沿VMO肌纤维方向插入MEST穿刺针,推进至VMO深筋膜边界,目标为贯穿肌肉全层厚度。注意不超越内侧肌间隔,避免进入收肌管损伤血管结构。插入深度通常为3-5 cm,视个体VMO厚度而定。针到达适当深度后,回抽内针、保持外鞘在位,使PDO线材双向倒刺与周围肌肉组织啮合,随后退出外鞘,将线材锚定于VMO内,在皮肤入口处修剪多余部分。在全部6个进针点重复此过程。操作完成后通过长轴超声确认线材在VMO内的回声性线状结构。
临床结局评估包括NRS疼痛评分(0-10分)、患者报告的行走和爬楼梯功能结局(5点Likert量表)、超声评估膝关节积液的4点顺序分级量表(0级=无,1级=轻度,2级=中度,3级=重度)以及患者报告的总体疗效(4点量表)。治疗应答定义为8周时NRS评分较基线降低≥50%,符合临床实验疼痛评估倡议方法(IMMPACT)对实质性临床改善的建议。分别在基线及术后4、8、12周记录临床结局。
**三、研究结果**
**程序可行性与技术成功**
标准化超声引导方案在全部5个病例中成功实施,技术成功率为100%。所有病例中VMO肌腹在超声下均清晰显示,尽管存在个体间解剖变异,仍能准确识别肌肉中心。进针过程中使用彩色多普勒成像识别邻近血管结构,使穿刺针在避开血管的同时安全推进。针道轨迹保持在VMO内,未跨越内侧肌间隔,PDO线材均在肌腹内成功置入而无技术困难。术后超声评估未显示重大血肿证据,邻近血管结构完整性保持完好。
**临床结局**
5例病例的基线NRS疼痛评分中位数为7分(范围5-10)。4周时所有病例NRS疼痛评分均下降,较基线中位降低4分(范围3-7)。8周时NRS疼痛评分中位数为3分(范围1-3),5例中4例实现较基线降低≥50%。12周随访时疼痛缓解总体上得以维持。
功能结局方面,行走和爬楼梯评分在4周时多数病例即有所改善,并在后续随访中维持或进一步改善。患者报告的总体疗效在所有病例的每次随访评估中均评为"非常有效"。超声膝关节积液分级在多数病例中保持稳定,1例在8周时显示降低,另1例在后期随访中显示轻度增加。
**操作相关并发症**
5例治疗病例中未发生严重不良事件。未见感染、运动功能障碍、神经血管损伤、血管穿刺或血肿形成,术后超声及随访评估均予以确认。3例发生瘀斑,但程度轻微,均在2周至1个月内自行消退,无需干预。2例(病例3和4)发生线材突出超出皮肤入口点,在床旁将突出线材修剪平整,无困难,未观察到进一步突出或伤口相关并发症。
**四、讨论与结论**
本研究描述了针对VMO的标准化超声引导MEST方案,并报告了其在TKA术后难治性慢性膝关节疼痛患者中的初步临床结局。该方案旨在解决原始盲法技术的局限性,能够精确识别VMO、沿肌纤维方向优化针道轨迹,并实时避开邻近血管结构。初步研究显示,大多数治疗膝关节在8周时疼痛减轻,提示在该人群中具有潜在临床应用价值。
与既往MEST临床研究相比,本超声引导方案对原始盲法技术的几个关键方面进行了修改。首先,进针点位置更靠近远端,约在髌骨上缘近端5 cm处,而非原始技术描述的10-15 cm。该区域对应肌肉体积最大和斜行纤维走向最明显的部位,可能增强线材加固对髌骨稳定的生物力学效应。其次,短轴超声扫描可精确识别VMO中心,使进针点对称分布并适应个体肌肉大小。第三,平面内长轴进针方法提供连续可视化,便于确认全层肌肉贯穿同时避免穿透内侧肌间隔。最后,每次进针前的彩色多普勒评估有助于识别计划针道上及邻近的肌内和邻近血管结构,包括膝降动脉、肌内动脉分支和伴随静脉,以及收肌管内邻近VMO内侧的股浅动脉。
MEST发挥临床效应的确切机制尚未完全阐明。现有临床前和临床证据提示MEST可能作为膝OA症状缓解的非手术方法。Kwon等人进行的一项涉及131例轻至中度膝OA患者的多中心、随机、双盲、假手术对照试验显示,使用PDO线材插入VMO的MEST较对照组显著改善负重疼痛、行走疼痛和股四头肌等长最大收缩力。Kim等人的韩国临床研究将PDO线材插入股内侧肌,报告操作后等长最大收缩力和负重疼痛显著改善,在第20周和第30周患者总体变化印象显著改善。其潜在机制可能涉及生物力学加固和生物学肌肉恢复。在大鼠单碘乙酸诱导的膝OA模型中,这种轻微损伤被证明可触发短暂炎症反应,激活萎缩股四头肌中的巨噬细胞和卫星细胞,导致随后肌肉质量和收缩功能的恢复,并与OA相关疼痛的明显减轻相关。同一研究组的相关研究进一步证明,MEST减弱了L3/L4背根神经节的外周敏化,减少了TRPA1和NaV1.7受体的过度表达,这些受体是机械性疼痛感知的关键组成部分。尽管这些机制主要在膝OA中研究,但为探索MEST在其他以VMO功能障碍为特征的临床情境中提供了生物学合理性基础。
TKA术后持续性疼痛可能构成这样一种情境。接受TKA的患者常表现出术前股四头肌无力和VMO萎缩,术后股四头肌无力因关节源性肌肉抑制(一种神经性随意肌激活抑制)以及术后疼痛和活动减少相关的失用性萎缩而进一步加重。股四头肌力量在术后早期据报道下降约60%。这些机制可能损害VMO功能和动态髌骨稳定性的恢复,可能导致部分患者出现难治性慢性疼痛。因此,有理由推测MEST通过机械增强VMO并可能促进肌肉恢复,可能有助于改善TKA术后难治性疼痛患者的这些缺陷。
本研究的初步观察与这一假设一致,并大致与既往膝OA中报告的临床结局相符。尽管回顾性数据集中未系统记录客观功能指标,但所有治疗膝关节的NRS疼痛评分均下降,患者报告的行走、爬楼梯和总体疗效在术后改善并在12周时维持。鉴于TKA术后难治性疼痛的治疗选择有限,MEST可能值得进一步研究作为潜在有用的辅助治疗选择。关节内皮质类固醇注射常用于膝OA,但在假体膝关节中通常不推荐使用,因为存在假体周围感染风险。膝神经射频消融治疗TKA术后疼痛的疗效也尚无定论。相比之下,MEST是一种关节外微创介入,不直接进入假体关节间隙,这一特性可能提供潜在安全性优势,并为进一步评估MEST在TKA术后难治性疼痛患者中应用提供了更多理由。
本研究存在若干局限性。第一,回顾性设计和极小样本量限制了对治疗疗效得出明确结论的能力。第二,缺乏对照组无法确定观察到的改善是否可完全归因于MEST干预。TKA术后疼痛的自然病程和安慰剂效应不能被排除为观察到的临床结局的潜在促成因素。第三,12周的随访期可能不足以评估治疗效应的长期持久性,特别是考虑到PDO线材预计在约4-6个月内被吸收。第四,作为回顾性初步研究,结局变量未预先指定,分析限于临床随访中常规收集的数据。因此,功能结局采用主观Likert量表而非验证性结局工具评估,股四头肌肌力未进行客观测量。
结论:本研究描述了针对VMO的超声引导MEST标准化技术方法,并探讨了其在TKA术后持续性疼痛患者中的初步临床应用。在该初步研究中,该操作与大多数治疗膝关节的疼痛减轻相关。这些初步观察支持该方法的技術可行性,并提示超声引导MEST可能值得进一步研究作为TKA术后难治性疼痛的潜在方法。鉴于样本量小、回顾性设计及缺乏对照组,这些发现应视为产生假说,需谨慎解读。需要具有适当对照组和更长随访时间的大型前瞻性研究来确定该方法的疗效和安全性。