膝骨关节炎（KOA）是一种严重影响患者生活质量的关节退行性疾病[1]。艾灸可明显改善KOA患者膝关节疼痛、僵硬等临床症状[2,3,4,5,6,7,8,9,10]。关于艾灸治疗疾病的机制研究主要集中于光因素和热因素[10,11,12,13,14,15]，但艾灸治疗KOA的研究鲜见类似报道。本研究采用成都中医药大学自主研制的艾灸装置，通过遮光和降温将艾灸的光和热分离，对KOA患者进行全艾灸、艾灸光和艾灸热进行治疗，以探究艾灸的光因素和热因素在KOA临床治疗中的有效性，现报告如下。

1、临床资料

1.1一般资料

本研究病例来源于2018年11月至2019年7月成都中医药大学附属医院、南京市中医院、山东省淄博市中心医院、陕西省中医医院、重庆市中医院就诊患者。前期预试验3组患者在经艾灸治疗后西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数（WOMAC）评分的均值分别为25、30、30，标准差均为10。按照1︰1︰1比例设置，检验效能1-β=0.8，检验水准α=0.05。样本量估算采用公式n=ψ2（Σσi2/k）/[Σ（μi-μ）2/（k-1)],n为每组60例，3组共180例；按照20%脱失率计算，样本总量应为216例，每组不少于72例。纳入病例分为传统艾灸组、艾灸光组及艾灸热组，分组采用中心随机方法，由成都中医药大学承担随机分组和数据管理，患者及治疗操作者均不知晓分组情况。本研究在美国国立卫生院（NIH）临床试验注册中心注册（注册号：NCT02772055），并通过四川中医药区域伦理审查委员会批准（批件号：2015KL-014）。

1.2诊断标准

参照中华医学会骨科学分会《骨关节炎诊疗指南（2018年版）》[1]中KOA的诊断标准：(1)近1个月内反复出现膝关节疼痛；(2)X线片示关节间隙变窄、软骨下骨硬化和（或）囊性变、关节边缘骨赘形成；(3)年龄≥50岁；(4)晨僵≤30min;(5)活动时有骨摩擦音（感）。同时符合标准(1)及(2)(3)(4)(5)中任意两条即可诊断膝关节骨性关节炎。

1.3纳入标准

(1)符合KOA诊断标准；(2)年龄40～75岁；(3)试验期间停止服用止痛药物和激素类药物；(4)签署知情同意书。

1.4排除标准

(1)合并膝关节软组织损伤；(2)合并可能累及膝关节免疫系统疾病（如风湿性关节炎）；(3)合并有膝关节创伤或曾做过膝关节手术；(4)合并有严重的心脑血管、肝、肾、呼吸、代谢系统疾病及严重精神病；(5)同时参与其他膝骨关节炎试验研究；(6)对艾灸烟雾过敏；(7)孕妇或哺乳期妇女；(8)不接受随机分组。

1.5剔除、脱落、中止标准

(1)不符合纳入标准而被误入者；(2)试验期间合并使用本方案禁止使用的治疗方法者；(3)试验过程中自行退出者；(4)出现严重不良反应，不宜继续参加试验者；(5)出现其他危急重症，需要采取紧急措施者。

2、治疗方法

3组患者艾灸治疗取穴均为患侧内膝眼、犊鼻、足三里，若患者双侧膝关节发病则穴位取双侧。操作：患者取坐位，充分暴露膝关节，特殊情况可取仰卧位。研究者从底端点燃艾段（直径18mm，高度27mm），等待5～10s以确保其充分燃烧，将艾段固定于艾灸装置中片的钢针上，然后将艾灸装置用绑带固定于施灸部位。施灸10min后更换第2段，每个穴位每次灸2壮，约20min。隔日1次，每周3次，共治疗4周，并于治疗结束后4、8周进行随访。若治疗过程中患者局部有灼痛感或出现其他不适，可先取下装置稍作休息，待灼痛感或不适感消失后再继续完成治疗。艾条使用南阳医乐嘉“伍元素艾条（五年陈艾）”。本研究所用艾灸装置“光热分离灸罐”由成都中医药大学自制，专利号：ZL2018220254273。3组艾灸装置内部结构不同，但外观及操作方法一致。

2.1传统艾灸组

传统艾灸组所用艾灸装置中片为实心无孔，散热风扇开启后不具备散热功能。使用该组艾灸装置时，治疗局部皮肤温度为43～45℃。见图1A。

2.2艾灸光组

艾灸光组所用艾灸装置中片有孔，散热风扇开启后具备散热功能。使用该组艾灸装置时，治疗局部皮肤温度为30～35℃。见图1B。

2.3艾灸热组

艾灸热组的艾灸装置中片为实心无孔，散热风扇开启后不具备散热功能；罐底有黑铁片，艾灸时铁片直接接触患者皮肤，阻挡光的同时可以传递温度。使用该组艾灸装置时，治疗局部皮肤温度为43～45℃。见图1C。

图1各组所用艾灸装置结构示意图

3、疗效观察

3.1主要观察指标

WOMAC评分[16]：分别从疼痛、僵硬和活动障碍3个方面进行评估，总共包含24个项目，分别为疼痛5个项目、僵硬2个项目、活动障碍17个项目，每个项目评分从0分到4分，总评分0～96分，评分越高则表示膝骨关节炎越严重。分别于治疗前，治疗2周、4周及治疗后4周、8周随访时进行评估。

3.2次要观察指标

视觉模拟量表（VAS）评分[17]：采用VAS评分评估受试者患膝的疼痛程度，评分从0分到10分，0分表示无痛，10分表示难以忍受的剧烈疼痛。分别于治疗前，治疗2周、4周及治疗后4周、8周随访时进行评估。

3.3疗效评定

参照总体疗效评价（PGA)[18]标准：患者从主观整体上对疗效做出总体评价，包括显著改善、一般改善、无效、恶化、严重恶化5个等级。分别于治疗4周及第2次随访时进行评估。

3.4统计学处理

采用SPSS24.0软件进行统计分析。计量资料服从正态分布采用均数±标准差（s）表示，组内比较采用配对样本t检验，不服从正态分布采用中位数（四分位数间距）[M(IQR）]表示，组内比较采用非参数Wilcoxon符号秩和检验；组间比较时满足正态性和方差齐性用方差分析，方差不齐或不满足正态性用WilcoxonMann-WhitneyU非参数检验。计数资料比较采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

3.5治疗结果

(1）各组患者一般资料比较

本研究共招募KOA患者216例，每组72例，其中传统艾灸组脱落8例（因个人原因7例、无故退出1例），艾灸光组9例（因个人原因4例、难耐受治疗4例、失访1例），艾灸热组10例（因个人原因8例、难耐受治疗1例、无故退出1例），最后纳入统计分析189例，传统艾灸组64例，艾灸光组63例，艾灸热组62例。3组患者性别、年龄、病程、身高、体质量、体质量指数（BMI）一般资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性，见表1。

(2）各组患者治疗前后及随访时WOMAC评分比较

治疗前3组患者WOMAC疼痛、僵硬、活动障碍3项评分及总评分比较，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。治疗2周时，3组患者WOMAC各项评分及总评分均较治疗前降低（P<0.05），组间比较差异无统计学意义（P>0.05）；治疗4周时，3组患者WOMAC各项评分及总评分均较治疗前降低（P<0.05），传统艾灸组WOMAC疼痛、活动障碍评分及总分评分低于艾灸光组（P<0.05）。第1次随访时，3组患者WOMAC各项评分及总评分均较治疗前降低，组间比较差异无统计学意义（P>0.05）；第2次随访时，传统艾灸组、艾灸热组患者WOMAC各项评分及总评分均较治疗前降低（P<0.05），艾灸光组WOMAC僵硬、活动障碍评分及总评分均较治疗前降低（P<0.05),3组组间比较差异无统计学意义（P>0.05）。见表2～表5。

表1各组膝骨关节炎患者一般资料比较

表2各组膝骨关节炎患者治疗前后及随访WOMAC疼痛评分比较[分，M(IQR)]

表3各组膝骨关节炎患者治疗前后及随访WOMAC僵硬评分比较[分，M(IQR)]

表4各组膝骨关节炎患者治疗前后及随访WOMAC活动障碍评分比较[分，M(IQR)]

表5各组膝骨关节炎患者治疗前后及随访WOMAC总评分比较[分，M(IQR)]

表6各组膝骨关节炎患者治疗前后及随访VAS评分比较[分，M(IQR)]

(3）各组患者治疗前后及随访VAS评分比较

治疗前3组患者VAS评分比较，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。3组患者治疗2周、4周及两次随访时VAS评分均较治疗前降低（P<0.05）。各时间点组间比较差异无统计学意义（P>0.05）。见表6。

(4）各组患者临床疗效比较

治疗4周时，传统艾灸组及艾灸热组总改善率分别为93.8%和91.9%，均优于艾灸光组的82.5%(P<0.05）。第2次随访时，传统艾灸组及艾灸热组总改善率分别为87.5%和82.3%，均优于艾灸光组的63.5%(P<0.05）。见表7。

(5）不良反应发生情况

本试验共有6例患者出现不良反应，均为出现水泡，传统艾灸组2例、艾灸光组1例、艾灸热组3例。待患者恢复后继续接受治疗，纳入数据统计。

表7各组膝骨关节炎患者疗效比较

4、讨论

膝骨关节炎（KOA）是世界范围内最常见的关节退行性疾病之一，导致中老年人慢性疼痛和活动功能障碍，严重影响了发病人群的生活质量[1]。

艾灸自古以来被广泛应用于各类疾病的防治[19]。《灵枢·官能》述：“针所不为，灸之所宜”。艾灸可改善膝关节局部血液循环，促进新陈代谢，有效地缓解疼痛[20,21]。艾灸光因素研究主要集中在艾灸光谱上，艾灸燃烧的发射光谱为600nm～15μm，峰值约为3.5μm，主要是红外光和少量可见光，其中红外光波段能量强，能够深入穿透人体，从而产生热生物学效应和非热生物学效应[11,12,13,14]。艾灸热因素的研究[22,23]表明艾灸发挥温热效应可能和热休克蛋白、肥大细胞、热敏感免疫细胞等分子层面的作用相关。接触艾灸的主要传热形式为热传导；非接触艾灸，在艾条与穴位之间的传热形式为热辐射，在穴位内部组织间的传热是热传导。热辐射除了是艾灸的热学特性，也是艾灸的光学特性，关于艾灸的研究主要集中于热辐射这这一一艾艾灸灸的的综综合合特特性性[[1155]]，，而而鲜鲜见见分分别别研研究究其其光光因因素素和和热热因因素素临临床床疗疗效效的的文文献献报报道道。。

本研究应用的艾灸装置分别采用了降温和遮光的设计，实现了将艾灸的热因素和光因素独立并做到双盲的研究。3组艾灸装置内部结构不同，但保持了外观一致。传统艾灸组的艾灸装置散热风扇由于中片实心无孔，不具备散热效果，故该组治疗可视作无特殊处理，保留了艾灸的光和热。艾灸光组的艾灸装置通过将艾灸的热用散热风扇排出，使艾灸燃烧时的皮肤温度基本维持皮肤原有的温度（30～35℃），让本组艾灸的治疗基本上不具有艾灸热的作用[24,25]。艾灸热组的艾灸装置采用了黑金属片遮挡艾灸燃烧的光。艾灸燃烧时，产生的光集中在可见光和红外光波段[11,12,13,14]。黑色金属片可以将艾灸燃烧产生的低频的可见光和红外光吸收和反射，让光能转换为热能[26,27]，从而艾灸热组的艾灸装置可遮挡可见光和红外光，起到遮挡艾灸燃烧产生的主要波段光的作用。

本研究以KOA患者为研究对象，采用多中心随机对照的临床研究方法，比较艾灸的热因素和光因素在膝骨关节炎治疗中发挥的临床疗效。研究结果显示3组患者在接受治疗后病情均有所改善，表明艾灸的光因素与热因素均对KOA有治疗作用，能够有效减轻患者疼痛，改善膝关节的僵直和活动障碍。传统艾灸组患者疼痛、日常活动障碍的改善程度优于艾灸光组，表明艾灸去掉热因素、仅保留光因素会减弱其疗效；传统艾灸组和艾灸热组疗效差异不大，表明艾灸热因素在临床治疗中起到重要作用。传统艾灸组和艾灸热组的总改善率均优于艾灸光组，表明艾灸的热因素在总体疗效上也优于艾灸光因素。

综上，本研究通过艾灸燃烧时分别降温和遮光达到了独立研究艾灸光和热的目的，验证了光和热作为艾灸临床应用的两个重要因素，均在KOA的治疗中发挥了一定作用，其中热因素起主要治疗作用。本研究为今后以艾灸热因素治疗为重点的艾灸临床应用提供参考，也为以艾灸热因素为重点的仿灸器具的研究提供了新思路。

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基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目:2015CB554504.