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您關心的事.......   [版權所有---台大醫院骨科部]

讓你聽得見關節生病的聲音


江清泉   醫師

聽診,是臨床上應用非常廣泛的看診方式:聽心音可以診斷心律不整及心瓣膜病變;聽肺呼吸聲可以診斷大部分的肺部疾病;腸子蠕動聲和胎兒的心跳聲等,也都是臨床上很重要的參考資料;甚至敲敲腹部便可知道是否腹脹或積水,敲敲肺部亦可偵知是否肝腫大或肺積水。但談到關節聽診,一般人可能就很陌生。

關節拗響聲藏有病機

常見有人喜歡將手指關節用力彎曲發出格格聲響,膝部有關節炎的老人家走起路來常可感覺到關節的「抗議」聲響,偶爾扭動脖子也會喀喳作響。有些人蹲下時膝部或髖關節會發出巨響....,這些聲音又代表什麼意義呢?其實早在一百多年前,就已經有人利用聽診方式來診斷關節腔內之游離體,並記載在醫學文獻中,不過當時並沒有引起醫界重視。直到一九三O年代才又有人用麥克風來聽關節發出的聲音,不過由於關節產生的聲音多不規則,而且以麥克風辨症易受周遭雜音之干擾,因此關節聽診僅曇花一現即消失。直到一九九O年代,美國俄亥俄州一位華裔朱姓學者用雙層麥克風來記錄關節聲音,克服了周遭雜音之干擾,並發現膝部半月板破裂和退化性關節炎等症,會產生特殊之聲音,可供鑑別診斷;但是這種方法在實際臨床應用上仍是困難自一九八O年代開始,北愛爾蘭的一個研究小組開始利用加速規來偵測關節之病變。加速規主要是用來偵測振動訊號,最早是用於地震之探測。如果關節腔內不平整,關節活動時會產生振動而發出聲音,因此用加速規記錄關節振動訊號,會比聲音訊號更加準確;而且較不受其它因素干擾。

五百病例準確率九成

此外,這個研究小組並針對膝關節因運動傷害造成之半月板破裂的病人,做了許多研究。結果發現半月板破裂而產生的特殊振動訊號,確實可供臨床診斷參考,其準確率約為百分之八十六。研究中也發現,正常人的膝關節在進行緩慢的活動時,在膝蓋骨(或稱臏骨)部位可以記錄到規則的摩擦聲,這是臏骨和股骨之關節軟體互相摩擦所產生的振動訊號,臨床上稱為臏股振顫;如果該處關節軟骨有磨損,振動訊號就會減弱或消失。雖然前述這些研究成果相當可觀,但由於加速規儀器複雜、機體龐人,臨床應用上不方便,因此多年來並沒有引起骨科醫學界的迴響。筆者在台大醫院發展關節聽診儀器,是在一個偶然的機緣下展開的。有一位膝關節患者,在換裝人工膝關節後產生磨損,在她住院準備進行再置換手術時,用X光顯像觀察患者膝關節內之人工關節,發現金屬與金屬間已經發生摩擦。用手觸摸病人活動中之膝關節,會感受到類似被電擊般的麻木感覺。當時筆者曾利用台大醫院的心音圖機器檢查,果然可記錄到很明顯的聲音訊號,自此引發了探討關節振動訊號之興趣。隨後連續四年在國科會的研究獎助以及台灣大學應用力學研究所和工業技術研究院的實質協助,自行購置組裝儀器元件,四年來以「加速規」觀察研究了超過五百例膝關節病變病例,診斷出膝部半月板破裂的正確率,與北愛爾蘭醫界之報告接近。另外,我們也首次證實,利用關節聽診來評估臏股關節軟骨是否磨損,具診斷正確率更高達百分之九十五,這項結果不但已刊載在著名的美國骨科醫學雜誌上,更重要的是,在工研院研究同仁的努力下,已成功開發了可攜式關節聽診器,機體輕便而且操作簡單,勢必將使關節聽診廣泛地應用於骨科薛氻W。人體關節活動時偶會產生聲音,有些聲音是無意義的,有些則意味著有特殊的關節病變正在滋生。而關節聽診就是利用儀器客觀地記錄關節活動中所產生之振動訊號,經過分析比較後,即可用來診斷關節的可能病變。最早在台大醫院設立的關節振動研究裝置,由於尚在研究階段,讓受試者坐在肌力測試機上,藉助其可調速度之機械手臂,用以控制膝關節彎曲伸直之速度。至於在膝關節部位,用兩條橡皮帶固定了三個加速規,一個放在臏骨上方,另兩個各置於膝關節下方內外側之骨凸處;加速規連接到電訊放大器後,再接到筆記型電腦上,以便儲存及分析振動訊號。而接受膝部手術或膝關節鏡檢查的病人,術前均應接受關節聽診檢查,因此檢查結果均有大量術中所見數據圖像做為對照,可以清楚驗證檢查之正確性。關節聽診測出多少病關節聽診的檢查可分為兩種方式:第一種讓受試者之膝關節做快速彎曲伸直的活動(約為每秒九十度之速度),三個加速規可同步記錄出臏骨、膝關節內側和外側之振動訊號。由於人體膝關節可分為三個部分,即臏骨關節,內側和外側股脛關節;因此各部分之病變,同時可分別顯示在個別部位之加速規紀錄器上。根據我們的研究結果,這種關節聽診可以用來診斷關節之半月板破裂、關節腔內游離體、臏骨半脫位或關節檗(由關節囊形成之異常皺摺,橫跨臏骨在股骨髁上之滑動軌道處,當膝關節彎曲或伸直時由於臏骨之振動而產生響聲)。患有關節炎的病人,由於關節軟骨磨損,造成關節面之凹凸不平,當然可以記錄到不規則的振動訊號。最近的研究也發現,曾置換人工關節的病人,如果人工關節發生磨損或鬆脫,利用本法也可以記錄到很特殊之振動訊號。第二種聽診檢查方法,則是讓受試者之膝關節,做很慢的彎曲或伸直運動(約每秒兩度之速度)。這時只用一個加速規記錄臏股振顫的實際情況,只有臏骨和股骨髁之關節軟骨均正常的情況下,才會記錄到密集重複規則之振動訊號。當任何一方的軟骨有磨損現象(通常是關節炎的病人)時,振顫訊號會減小或完全消失。檢查過程只需廿分鐘雖然目前已有許多先進精密的檢查儀器,均已應用於骨科臨床上,如X光造影、核磁共振掃描、電腦斷層攝影,但對於臏股關節軟骨之檢查與評估,現階段均不如關節聽診準確。在骨科門診中,臏股關節軟骨磨損是最常見的前方膝部疼痛原因。這類病人走平坦道路沒有問題,但卻不能承受上、下樓梯、蹲下或登山之關節運動,喜好登山或家住在四、五樓,每天都要爬樓梯的患者相信對此深有體會。做關節聽診檢查時,可以在下肢外側固定電子量角器,同步記錄膝關節之彎曲角度,並可以依此判斷病變之位置。更方便的是,整個檢查過程,包括兩種檢查方法,只需二十分鐘的時間。加上檢查的性質屬於非侵襲性,對病人完全無害也不會造成疼痛。

全球僅兩處有此醫材

目前工研院發展完成的可攜式關節聽診器原型醫材,便於放在骨枓門診診療室。由於操作方便,病人可隨時檢查,振動訊號也可立即列印出來,供醫師做診斷參考。希望不久的將來可量產,廣泛地提供臨床使用。目前除了北愛爾蘭外,只有台大醫院有此診斷工具,台大醫院研究小組正積極做更深入之研究,以嘉惠更多的病友。由於時下對軟骨病變的評估,尚無非侵襲性而且準確的診斷方法,很多前方膝痛的病人都被診斷為臏骨軟骨軟化症,必須接受侵入性之膝關節鏡檢查。檢查的結果通常是軟骨正常,但卻得不到正確之診斷,病人症狀依舊,有時還反而增加了關節鏡檢查的後遺症。目前關節鏡檢查之濫用,確是當今骨枓臨床上的一大問題。關節聽診對於臏股軟骨之評估非常準確,正可有效解決關節鏡檢查的濫用。目前這項檢查尚末被納入全民健保的給付範圍,這也是台大醫院正積極努力的方向,以期造福更多病患。目前台灣二千一百萬人口中超過六十五歲的老年人已達百分之七,在這些老年人口中,約四分之一(約三十五萬人)有關節炎的病變。對於嚴重的退化性膝關節炎病患,全人工膝關節置換的確是解除病痛的一大福音。但並不是所有膝關節炎的病人都適合做置換手術,畢竟,人工關節也有其一定之使用年限。到底怎樣程度的關節炎病人才需要動手術?目前尚無定論,但有了關節聽診檢查,正可以提供一個客觀的標準,用來判斷手術之適應症,以避免不必要的手術。

未來使用適應範圍廣

人工關節置換後的病人,也可以利用關節聽診長期追蹤,以早期診斷出人工關節之磨損程度。由於只要會產生振動的關節,都可應用聽診,因此,在這方面研究空間仍大,相信未來會有新的探討主題。

原載於常春月刊;八十五年六月號