髌股疼痛综合征的病因学和治疗现状

1 髌股疼痛综合征（platellofemoral pain syndrom,PFPS)的定义 

       髌股疼痛综合征60岁以人中最常见的膝关节疼痛形式之一，通常症状包括髌前或髌周的弥漫性疼痛，在攀登，上下楼梯，蹲和跑步等加重髌股关节负重的运动时加重)尽管以往有很多不同的术语来描述此症状如膝前痛，跑步者膝，髌股关节痛或髌骨软化症，但是在最近的第四届国际髌股疼痛研讨会专家共识中将髌股疼痛综合征作为首选术语。

       PFPS发生于经常参与跑步、跳跃、旋转等运动的年轻成年人或青少年运动员，也发生在不经常参与体育运动的人群中，通常PFPS是逐渐发作的，尽管其中一些可能由急性创伤引起，疼痛可能是单侧或双侧，患者通常会出现疼痛，有时会出现膝关节的不稳定、无力，这种感知的无力和不稳定可能是由于疼痛对股四头肌收缩的抑制作用，与髌骨脱位，半脱位或韧带损伤引起的不稳定不同。偶尔可能会出现轻度的肿胀，但是很少见到严重的积液。PFPS的症状是非限制性和慢性的，症状可持续多年，减少患者参加体力活动和体育运动的能力。且会造成髌股关节的退行性变。只有1/3的PFPS患者在治疗12个月后没有疼痛。

PFPS的诊断主要取决于病史和体格检查，最敏感的体格检查是下蹲时伴随的髌前或髌周疼痛，在此测试中，有80%的PFPS患者复现了疼痛检查患者的步态，姿势和鞋类可以帮助确定导致的原因。膝关节的X线片不是诊断PFPS所必需的，但可以排除其他诊断，例如骨关节炎，髌骨骨折和骨软骨炎。在患有明显髌前或髌周疼痛并且在保守治疗数周后仍没有显著改善，或者存在近期的的创伤史，建议采用X线平片。2 流行病学调查  髌股疼痛综合征在就诊的所有膝关节问题中占11%〜17%，约有25%被诊断患有PFPS的休闲体育运动员因膝盖疼痛而停止参加运动。在一项针对810名青少年篮球运动员的观察性研究中，PFPS的总体患病率为25%，其中约26%的女性和18%的男性运动员受到影响。在对2007年至2011年间美国超过3000万患者的骨科数据库进行的回顾性研究中，PFPS的发病人数为175万患者，约为6%。其中女性占病例的55%。在一项前瞻性研究中，对未经过PFPS诊断的1319名身体活跃的年轻人进行随访，其中3%在随访的2.5年内发生了PFPS,其中女性比男性更容易患上PFPS。在英国，因肌肉骨骼疼痛而预约治疗者超过10万次/每年因缺勤而让英国经济损失约74亿英镑。这种高患病率给社会带来了医疗保健和社会经济成本负担。虽然我国目前尚无慢性疼痛患者的人数及医疗费用的具体统计,但估计远远高于此数字。3 病因学目前，关于PFPS的病理生理学尚不清楚，但它与髌股关节剪切力和压缩力的异常生物力学因素有关，即不同的因素所导致髌股关节过度应力。基于组织病理学和病理解剖学的临床推理模型已经将PFPS的一个主要原因归结为为髌骨轨迹异常或排列不齐。WILSON等通过皮肤标记和光电捕捉系统来测量PFPS患者在站立和下蹲时髌骨的滑行轨迹，研究结果表明:PFPS患者的髌骨与健康受试者相比，侧向位移显著增加，髌骨的侧向旋转和侧向倾斜现象增加，如图1。DRAPER等通过动态磁共振（MR）成像技术证实，PFPS患者在膝关节动态伸展负重过程中出现异常的髌骨侧向位移和侧向倾斜。

                       a：位移；b：側向旋转；C：侧向倾斜。

图1PFPS患者髌骨侧向位移、侧向旋转、侧向倾斜示意图

   PFPS主要涉及哪些疼痛通路，目前尚不清楚, ALFONSO等通过免疫组织化学，分析13例PFPS患者外侧支持带的蛋白表达，研究结果显示存在P物质和NGF的表达增高，他推测可能与支持带内的机械应力有关。髌骨的运动轨迹异常可能是这种异常压力的原因，而膝关节近端和远端各环节的异常运动都可能造成下肢力线不齐，进而影响正常的髌骨运动轨迹，导致异常关节应力的增加，造成PFPS。心理因素（抑郁、恐惧回避和焦虑）也被认为是PFPS发病和持续的危险因素。各种组织结构和功能减退，如肌力减退，软组织紧张，下肢结构异常，运动功能障碍和股四头肌激活异常等与“正常”的偏差均会影响髌骨排列、运动或髌股关节的负荷，导致髌骨和股骨之间的应力增加以及疼痛和功能障碍的发展。这种生物医学疼痛模型建立了组织结构与疼痛之间的直接关系。3.1 功能的紊乱3.1.1膝关节的伸肌机制，即股四头肌的功能紊乱被认为是导致PFPS的最重要的潜在因素，股四头肌中的股内斜肌主要提供内上方的力，而股外侧肌主要 提供外上方的力，两者共同维持髌股关节的动态平衡，常见股内斜肌的肌力减弱，导致其限制髌股外侧位移的力量减弱，致使髌股向外侧移位增加。针对于股内斜肌和股外侧肌的不平衡，目前的研究主要集中在PFPS患者存在股外侧肌和股内斜肌的激活不一致，即表现出股内斜肌相对于股外侧肌的延迟激活, 但是存在很大的变异性和不可靠性。已知肌力的产生除了了肌肉本身的功能和解剖形态有关外，和运动单位的募集有重要的关系，因此通过肌电的幅值，推测运动单位的激活率，成为反应股内斜肌和股外侧肌的重要指标。众多研究证实了股内斜肌和股外侧肌在PFPS相对于正常人的不平衡，针对于股内斜肌和股外侧肌的不平衡，很多问题都围绕着股内侧肌，认为是股内侧肌的功能损伤导致肌力减弱，造成股内侧肌不能有效的抵抗股外侧肌向外的力。也有研究认为股内斜肌和股外侧肌中明显的疼痛和抑制是由股外侧肌中的活动肌筋膜触发点引起，导致股内斜肌反射抑制，但是根据GALLINA等和TUCKER等的研究可知:疼痛和肌肉的功能是相互适应的, 疼痛并非导致股四头肌的抑制，或是股外侧肌的增强和股内斜肌减弱的交互抑制。而可能是为了完成运动，而改变了肌肉募集的方式，具体而言，存在触发点的肌肉，造成肌肉的功能紊乱、肌力的减弱，肌纤维的横截面积减少，为了更好的完成股四头肌的功能，运动单位必须增强放电，激活更多的运动单位参与，以代偿肌肉功能缺失。但是股外侧肌和股内侧肌相比,横截面积更大，且在矢状面具有更大的力学优势，因此激活的更多，更有利于产生力。3.1.2 股四头肌和腘绳肌的力学失衡      作用于髌股关节的力，除了股内斜肌和股外侧肌的侧向力外，最主要的是作用于髌股关节的反作用力。当腘绳肌张力增加或延展性减弱时，会增加伸膝的难度和张力， 为了完成日常生活中的伸膝动作，股四头肌必须增加张力和腘绳肌对抗，随之作用于髌股关节面的张力增加。从PIVA等的研究可知，PFPS患者的股四头肌和腘绳肌的关节活动度均显著低于正常健康对照组。PATIL等和 WHITE等的研究也证实了PFPS患者的腘绳肌张力存在显著性降低，表明紧张的腘绳肌与髌股关节疼痛有关。3.1.3臀中肌和臀小肌的肌力减弱       很多研究发现PFPS患者的外侧臀肌，尤其是女性PFPS患者的臀中肌和臀小肌相对于正常健康人群存在肌力减退，且 将增加臀肌的力量作为治疗PFPS的方法之一。臀中、小肌，作为髋关节的外展外旋肌，在步行和站立的单腿支撑期有重要的作用，而臀中、小肌的肌力减 弱，会减少髋关节外旋的力量，造成股骨内旋增加，进而造成股骨相对于髌股的位置改变，增加了髌股相对于股骨的外侧位移，造成髌骨轨迹和髌股关节压力分布的异常）。

3. 1. 4 阔筋膜张肌、腓肠肌、比目鱼肌延展性降低      除了股外侧肌的张力增加会造成髌骨外侧的应力外， 阔筋膜张肌的张力增加同样会造成髌股关节外侧应力的增加，这是由于阔筋膜张力通过髂胫束附着于髌骨的外侧，当阔筋膜张力延展性降低或张力增加造成的肌肉短缩，均会造成髌骨外侧应力的增加）腓肠肌和比目鱼肌的延展性降低，将会增加距下关节旋前, 由于小腿和足部特殊性的铰链式结构：胫骨的内旋伴随距下关节的旋前，反之距下关节的旋前伴随胫骨的内旋。当胫骨内旋时，又会进一步造成髌骨的外侧位移增加，改变髌骨轨迹。

3.2 结构的异常3.2.1髌骨、滑车形态异常       髌骨的股骨关节面在髌股关节屈曲20°时进入位于股骨髌股面的滑车关节，如果存在高位髌骨，将会存在髌骨进入滑车的异 常延迟现象。根据SCHLENZKA等提出的改良Insal-Salvat指数，高位髌骨的诊断标准为：在侧位x 线片上屈曲髌股关节30°时，髌骨关节面长度/髌腱长度＞1. 2。MACRI在X-rays和MRI等影像学方面的研究表明髌股关节炎与形态异的滑车常有关。膝关节屈膝20°〜30°时，髌骨存在轻度外移，若滑车沟变浅，会造成髌骨的过度外侧位移，CHARLES等认为股骨滑车沟的深度＜4mm为发育的异常。也有证据表明髌骨的排列不齐只是造成髌股关节痛的危险因素之一。

3.2.2 Q角异常      股四头肌力线（髂前上棘和髌骨上缘的连线）和髌韧带力线（髌骨中心和胫骨结节的连线）形成的锐角称为Q角，正常范围为18°〜22°。 Q角的增大会加大作用于髌股外侧的牵拉力，造成髌股关节外侧压力增加。然而将Q角作为PFPS的预测因子是存在争议的。KAYA将每名受试者不存在PFPS的下肢作为自体的对照，对比了85例单侧PFPS受试者的健患侧Q角，研究结果可见受试者的健患侧Q角存在显著性差异。然而Park等的研究则显示了相反的结果，即PFPS的患者健患侧并不存在显著性的差异。目前关于PFPS和Q角关系的研究样本量较少，且Q角的测量方法及正常范围不统 一，将Q角作为PFPS的预测因子无充足依据。

3.2.3足过度旋前（距下关节内转）     足旋前是指外翻、外展、背屈三个动作的合并，距下关节的旋前是着地时足跟的正常反应，通常发生在步行的着地反应期和支撑中期的前期，是身体重心转移至支撑侧时重要的缓冲机制。充分的距下关节旋前可以起到减震缓冲的效果，距下关节的旋前减少会增加地面反作用力的冲击。而旋前的增加则会造成胫骨相对于髌骨的过度旋前，影响髌股关节的应力，造成髌股关节痛，如扁平足。LEVINGER等发现PFPS的受试者在步态的站立期存在足外翻时间的延长，进而造成过度的胫骨内旋。因此，较早的足外翻可能是PFPS病理发展的因素之一。
4  目前非手术治疗方法4.1肌力训练      针对于股内斜肌肌力减弱导致的股内斜肌和股外侧肌的力学失衡，近期研究显示：负重下股四头肌闭链离心收缩更易诱导股内斜肌的收 缩。LIU等也发现，股四头肌等张离心闭链训练相对于常规康复锻炼对PFPS效果更显著。        针对臀肌的弱化导致的股骨内旋, KHAYAM-BASHI等研究显示：实验组采取双侧髋关节外展肌和外旋肌每周3次强化，持续8周，在8周的干预后，实验组疼痛、健康状况和双侧髋部力量均有所改善，但对照组（无运动）没有改变。实验组在6个月的 随访期间持续改善疼痛和健康状况与对照组比较，单独髋关节外展肌和外旋转强化的方案可有效改善PFPS女性的疼痛和健康状况。

         LACK等分析了14项前瞻性随机临床对照实验发现：无论是否同时进行股四头肌康复，髋关节周围肌群的康复治疗都有利于减轻短期和中期PFPS患者的疼痛和改善PFPS患者膝关节功能。虽然较少的研究评估了长期效应,但有限的证据表明髋周肌群和股四头肌联合治疗比单独的股四头肌康复对疼痛和功能具有更大的益处。HAMSTRA WRIGHT等对157例PFPS患者进行了长达两年髋关节和膝关节肌肉强化的前瞻性研究，结果显示结合髋关节和膝关节运动在中期和长期的疼痛和功能改善方面优先于单纯的膝关节运动。

        股内侧斜肌运动训练或普通股四头肌肌力训练均可以减轻膝关节疼痛，改善功能，提高PFPS患者的生活质量，闭链式运动和开放链运动相比，更能改善PFPS患者的疼痛和肌肉力量，可能是由于闭链式运动不仅改善了膝关节的稳定性，而且还提高了本体感觉。一致的证据表明，PFPS的运动疗法具有短期， 中期以及长期恢复的效果。此外，它被证明是具有较 高的成本效益。然而，最佳锻炼方式治疗仍属未知。 没有足够的研究来比较运动与其他保守干预方法的 相对效果。4.2延展度训练     目前的PFPS研究设计中，拉伸多作为辅助和综合治疗进行干预，单独作为治疗手段的报道较少,KIM等对PFPS患者的股四头肌、腘绳肌、髂胫束进行每次持续50min,每周3次，持续6周的伸展锻炼，结果表明通过伸展锻炼可以显著改善PFPS。从理论上讲，紧绷的股四头肌，腓肠肌或阔筋膜张肌可能会增加膝关节伸展时的髌股关节反作用力，本体感觉神经肌肉促进技术（proprioceptive neuromuscular facilitation,PNF），如收缩-放松技术（contract-relax, CR ）或收缩-放松-拮抗-收缩技术（contract-relax-agonist-contract,CRAC）比传统的静态或动态伸展运动更有效，推荐拉伸训练作为PFPS保守 治疗的一部分。4.3肌贴       肌内效贴布是一种可以伸展到其静息长度130%-140%的弹性胶带。利用肌贴的粘弹性，牵动皮肤的走向，改善筋膜层的通透性，促进血液 和淋巴循环，有效减轻PFPS患者的疼痛和肿胀。最常用的肌贴方法是McConnell肌贴技术，此技术在结构上有支撑髌股、改变髌股侧向倾斜和侧向位移的作用，McConnell肌贴技术在改善PFPS患者的疼痛，激活股内斜肌，改变股四头肌运动模式和下肢生物力学方面有显著效果。但是近期HO等研究发现：肌贴PFPS患者的负重期，髌股位置和接触面积并无显著性改变。更多的研究表明，肌贴对长期PFPS症状的影响很小，然而，临床医生可能会使用髌骨肌贴作为短期干预措施，让患者进行无痛运动。4.4支具     髌骨支具是非粘性的装置，可以提供一 个外部的、向内的力，可以抵消向外的髌股运动轨迹。髌骨支具可能减轻PFPS的症状。尽管这些效果的 确切机制并不清楚，可能是髌骨压力重新分布，本体感觉输入增加和改善了神经肌肉控制。DRAPER等通过实时磁共振成像（MRI）证实，髌骨支具可以减少PFPS妇女的髌骨侧倾。POWERS等的研究也证实,利用支具在PFPS患者的髌骨上施加一个向内的力，可以减轻PFPS患者的疼痛，促进股四头肌活化。类似于肌贴,现有的证据已经对髌股支具的结果得出了相互矛盾的结论。有证据表明膝关节支具和安慰剂护膝没有显着差异，总的来说，膝关节支具 相对于运动疗法在疼痛和功能等方面没有显著性的优势，有些研究表明支具可能是减轻疼痛的有效干预措施。然而确切的改善机制尚不清楚。4.5 足踝矫形器      有关足矫形器作为PFPS干预的 有效性存在争议，ENG等研究了20例存在过度前足内翻或跟骨外翻的PFPS青年女性患者利用足踝矫形器的治疗效果。结果表明，在肌力训练外，踝足矫形器的使用是治 疗 PFPS的有效手段 M0LGAARD等的（对比单纯膝关节针对性运动和辅 助足踝关节运动及足部矫形器治疗PFPS的结果显 示：在12周时，辅助足踝关节运动和足部矫形器比单纯膝关节针对性运动更有效。4个月后效果依然明显，但12个月后无明显差异。足部矫形器可以帮助纠正继发于后足的动态外翻，将运动疗法与足部矫形器相结合可能比单独运动疗法更有益，根据2016年第四届国际髌股疼痛研讨会的共识，推荐足矫形器用于PFPS患者的短期疼痛。4.6针刺     中医传统针灸和西医的干针技术已被认为是治疗PFPS的有效干预措施，但在国际上，不管是中医针灸还是西医干针针刺，用于治疗PFPS的证据均较少。魏智均等比较针刺中医穴位辅助家庭常规训练和单纯家庭常规训练治疗PFPS的效果显示:两组患者治疗后的视觉模拟评分（VAS）均有显著性下降，但是针刺组显著优于单纯家庭常规训练组。JENSEN等评估针灸穴位治疗PFPS患者75例的疗效表明：相对于安慰剂组，针刺穴位可以有效缓解PFPS的疼痛。以肌筋膜疼痛触发点理论指导下的干针疗法，在治疗软组织疼痛方面，得到了广泛的临床和基础研究支撑，从WEYER-HENDERSON对PFPS患者进行干针干预的疼痛和表面肌电的研究中发现：针刺股四头肌触发点可以改善PFPS的疼痛, 改善股外侧肌和股内侧肌的肌肉募集情况。DE-LA- LLAVE-RINCON等比较了深刺和浅刺肌筋膜疼痛触发点治疗PFPS的疗效，结果发现深刺股四头肌触发点较浅刺治疗可以显著降低PFPS疼痛。USWR等对比了物理疗法辅助针刺肌筋膜疼痛触发点和单纯物理疗法治疗PFPS的疗效，结果发现: 针刺肌筋膜疼痛触发点辅助物理疗法在治疗疼痛方面显著优于单纯物理疗法。5 小 结尽管PFPS具有高患病率，病程较长且造成社会经济成本的负担，PFPS仍然是医疗从业人员治疗的较为困难的肌肉骨骼疾病之一。更大的疼痛严重程 度和更长的症状持续时间是预后不良的指标。因此, 早期有效的干预可能对于病情的影响至关重要。传统上，物理治疗的重点一直旨在通过解决组织的结构和功能来减轻PFPS疼痛和改善功能，包括肌贴，拉 伸，肌力训练，支具，足矫形器等治疗。然而，系统评价在得出有关这些干预措施有效性的结论时，一致承认了纳入研究的局限性。即使在运动治疗方面，虽具有最强的证据基础，仍没有足够的证据来确定锻炼的最佳形式和剂量。关于针刺的干预手段，支持性证据仍有限。为了选择PFPS最佳的治疗方式，需要更高质量的证据和研究。

参考文献

[1] CROSSLEY K M,STEFANIK J J,SELFE J, et al, 2016 Patellofemoral pain consensus statement from the 4th International Patellofemoral Pain Research Retreat, Manchester. Part 1: Terminology, definitions, clinical examination, natural history, patellofemoral osteoarthritis and patient-reported outcome measures [J]. Br J Sports Med, 2016,50(14):839-43.

[2] LANK HORST N E, MIDDELKOOP M V, CROSSLEY K M,et al. Factors that predict a poor outcome 5-8 years after the diagnosis of patellofemoral pain：a multicentre observational analysis]〕]. Br J Sports Med,2015,50(14).

[3] GAITONDE D Y, ERICKSEN A, ROBBINS R C. Patellofemoral Pain Syndrome[J]. Am Fam Physician,2019,99 (2)：88-94.

[4] YELIN E,WEINSTEIN S,KING T. The burden of musculoskeletal diseases in the United States [J]. Semin Arthritis Rheum,2011,46(3) : ：259-260.

[5] WILSON N A,PRESS J M,KOH J L,et al. In vivo non- invasive evaluation of abnormal patellar tracking during squatting in patients with patellofemoral painfj]. J Bone Joint Surg Am,2009,91(3) ：558-566.

[6] DRAPER C E, BESIER T F, SANTOS J M, et al. Using real-time MRI to quantify altered joint kinematics in subjects with patellofemoral pain and to evaluate the effects of a patellar brace or sleeve on joint motion]J]. J OrthopRes,2009,27(5):571-577.

[7] SANCH IS ALFONSO V, ROSELLOSASTRE E. Immunohistochemical analysis for neural markers of the lateral retinaculum in patients with isolated symptomatic patellofemoral malalignment. A neuroanatomic basis for anterior knee pain in the active young patientfj]. Am J Sports Med,2000,28(5) ：725-731.[8] PETERSEN W, ELLERMANN A, GSELE-KOPPEN- BURG A, et al. Patellofemoral pain syndrome [J]. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2014 , 22 ( 10 ) ：22642274.[9] POWERS C M. Patellar kinematics, part I：the influence of vastus muscle activity in subjects with and without patellofemoral pain[J]. Phys Ther ,2000,80(10) ：956-964.[10] GALLINA A, HUNT M A, HODGES P, et al. Vastus lateralis motor unit firing rate is higher in females with patellofemoral pain[J]. Arch Phys Med Rehabil, 2018,99 (5)：9O7.[11] TUCKER K J,HODGES P W. Changes in motor unit recruitment strategy during pain alters force direction [J]. Eur J Pain,2010,14(9):932-938.[12] PIVA S R, GOODNITE E A, CHILDS J D. Strength around the hip and flexibility of soft tissues in individuals with and without patellofemoral pain syndrome]J]. J Orthop Sports Phys Ther ,2005,35(12) ：793-801.