Figure from Internet
冰敷一直是運動傷害急性處理中常被使用的方式，然而近幾年慢慢開始有聲音認為在急性運動傷害後不需要也不太建議冰敷。反對冰敷的說法主要來自可能會抑制發炎反應，反而導致後續的恢復變慢。其中最有名的大概是 2019 年提出的 PEACE and LOVE 的說法，但真的不行冰敷嗎？今天想藉著 IOC Sport Medicine Diploma 的其中一個作業內容，簡單的探討一下冰敷在急性運動傷害的處理應該如何執行。
冰敷在急性運動傷害處理的歷史
冰敷作為治療用途的歷史其實非常悠久，有文獻記載在西元前 3500 年就已經有人將冰敷（冷水浸泡 Cold water immersion）作為治療使用。然而，近代冰敷使用在急性運動傷害的處理主要受到 1978 年 Gabi Mirkin 在 The Sport Medicine Book 中提出 RICE（Rest, Ice, Compression, Elevation）這個廣為人知的標語有關。自此之後，慢慢的有更多的要素被加入或修正原本的 RICE 原則。例如將 Protection 保護的概念加入演變為 PRICE，以及強調不要完全休息而應該以 Optimal loading 適度承重去帶休息而衍伸的 POLICE 原則。至此其實冰敷都還在急性運動傷害處理的建議中。
然而在 2014 年時，原本 RICE 的原始提出者 Gabi Mirkin 在自己的部落格中指出，他要撤下其中 Ice 冰敷的建議，因為冰敷壓抑了發炎反應，可能不會對於運動傷害的復原有幫助，相反的可能會導致復原的速度減慢。從這時開始，就有越來越多的研究根據發炎反應是組織修復的必經過程，因此嘗試抑制發炎反應可能會有不良影響。在 2019 年英國運動醫學雜誌的部落格中也發布了希望以 PEACE and LOVE 的作法取代原先的 RICE、PRICE 或 POLICE。關於 PEACE and LOVE 可以參考：EO4又受傷了！運動傷害的一般復健原則。
冰敷在急性運動傷害中的機轉
組織的修復過程除了一開始可能產生的出血以外，可以簡單的分為三個階段：
發炎期 Inflammatory phase
增生期 Proliferative phase
成熟重塑期 Maturational/Remodeling phase
一般研究或文獻中認為冰敷主要的效果存在於發炎期，透過降低組織溫度與組織間的血流達到調控發炎反應的效果，主要的機轉包含：
緩解疼痛
調控發炎性細胞激素
降低組織腫脹
降低組織的代謝率
降低細胞的氧化需求
傳統上認為組織血流得降低是造成上述機轉的主要因子，然而近期開始有研究指出可能組織的溫度佔有更加重要的角色。誠如上面所述，雖然發炎的過程有一些不良的反應，包含腫脹與疼痛等等，但其實在組織修復的過程中，發炎反應會開啟後面一整個系列的調控，研究指出這和肥大細胞在不同階段有著不同性質有關。過度壓抑發炎相關的物質或細胞進入組織間係有可能會延遲修復。因為如此，近期也開始出現對于冰敷應用於急性運動傷害處理的質疑。
除了急性運動傷害的問題以外，近年來也有許多文獻探討冰敷用於運動後恢復的效果，因此冰敷的使用時機其實蠻廣的，而且也有許多不同的方式進行冰敷，可以透過下面這張圖理解。
Figure from Allan R et al., 2022
冰敷在急性運動傷害處理的實證
這個部分會分為兩大部分進行描述，第一部分會針對上述提到的機轉，看看目前的科學實證上是否真的如預期。第二部分則會以比較臨床端的角度出發，探討冰敷實質上在臨床應用的效果與意義。
冰敷的相關機轉
關於冰敷的止痛是具有相當科學根據證實其效果，止痛的原因主要來自降低體表溫度導致感覺神經傳導速度下降的結果。這樣的研究是在人體上也被證實，因此冰敷在止痛上的效果是肯定的。至於其他提到的相關機轉包含降低代謝率與氧氣需求則大多數要在溫度達到 10-15°C 之間才會有效果。若溫度在 15°C 以上，有研究支持冰敷可以降低腫脹並且放只進一步的組織受傷。然而，最值得注意的是上述的研究都是來自動物實驗，因此在人體上是否會有同樣的結果其實未知。此外，在判讀這類研究要特別注意動物的體溫改變和人類不同，人類的體表脂肪組織比動物後很多，而且整體的表面積也大，所以在溫度的改變上其實不若動物容易。如果從溫度的角度出發（上面有提到溫度其實可能佔有更大的角色），在絕大多數的研究都是以體表溫度進行觀測，但體表溫度本身就不是推測深層組織溫度的良好預測指標。事實上，目前並沒有人體研究達到肌肉中溫度低於 20°C。 在人體研究中也只有一個研究間接性的表明冰敷可以降低肌肉的代謝活動，而絕大多數的研究並沒有辦法證實冰敷可以降低人體的發炎反應。
從 PEACE and LOVE 中把冰敷移除是因為可能會抑制或減緩組織癒合的角度出發，仔細看原始研究其實只引用了一篇 2017 年的文獻，而該文獻在冰敷對短期與長期的反應其實並沒有得到很一致的結果。原始文獻給的結論如下：
In conclusion, although icing disrupted inflammation and some aspects of angiogenesis/revascularization, these effects did not result in substantial differences in capillary density or muscle growth.
除此之外，也有研究指出雖然冰敷會造成 48 小時內膠原纖維與生長因子的改變，但並不會降低膠原纖維的沉積。因此，作者認為雖然冰敷會降低發炎反應，但實質上並不會對肌肉的再生修復造成負面的影響。然而，再一次這些研究都是動物研究，是否可以應用在人體是一個未知數，而根據現有的文獻也很難說冰敷一定會減緩組織修復的過程。
冰敷在臨床結果的討論
其實在基礎實驗的領域範疇內的結果固然重要，但最終的目的還是要能夠導引到臨床的應用。在臨床單重視的是是否對於後續的恢復有實質的效果，這樣的效果包含一些客觀功能的恢復或是回場時間的快慢。然而，搜尋文獻的結果並沒有在這部分有太多的文獻進行說明。在這邊要特別註明冰敷的效果有兩個出發點或類別：
急性運動傷害後的冰敷
訓練後用於修復的冰敷
上述兩者是相近但又是不同的概念，本篇文章主要是針對急性運動傷害後的冰敷進行討論。關於訓練後恢復的冰敷會在下面的段落稍微提及。目前冰敷對於功能性的影響文獻不多，但有兩篇文獻顯示在正常健康人身上採用 15-20 分鐘的冰敷會降低動態的穩定性也就是本體感覺。在組織的腫脹、疼痛程度與活動度上，一篇關於腳踝扭傷的統合分析最終只找到兩篇 1989 年的研究並且得到在其他的處理之外加上冰敷並不會有顯著的差異。值得注意的是這篇研究其實是在 2021 年的研究但卻沒有除了 1989 年以外的研究被收錄，代表在這個領域中還有很大的研究空間。
關於更綜合性的結果也就是回場來說，最近的回顧文獻或統合分析的搜尋中，Dr. M 只有找到 2004 年的一篇文獻，但給出的結論是冰敷有可能有好處但是基於有限的證據。
臨床上運動傷害中冰敷的使用
在將上述的科學實證運用於臨床現場時要特別注意大多數的研究都是動物研究，而且每個研究的異質性都很高，主要的異質性來自：
不同的傷害（動物如何創造傷害、研究的人體運動傷害是哪一種）
冰敷的方式不一樣（冰敷時間、使用的方式）
觀察的結果不同（用哪些指標描述發炎、指標的結果是否可以和臨床表現有關）
以目前的實證看來，冰敷的止痛效果是確定的。考量到 15 分鐘以上的冰敷可能會對本體感覺有影響，所以若冰敷超過 15 分鐘後要上場比人是需要特別注意。然而，這和臨床上的現場其實並沒有相符，如果需要冰敷 15 分鐘以上，通常這樣的選手就不會再次上場。從這個角度就可以理解，其實這些研究都還停留在基礎研究階段，對於基礎研究轉譯到臨床工作上還有一段路要走。關於冰敷是否會抑制發炎反應導致後續對於修復的正向或負向效果其實也還不明確，主要因為大多數研究是動物的基礎研究。但以現階段的研究來說，並沒有強大的證據指出短期的冰敷使用會造成長期恢復的延遲。然而，考量到在慢性期固定的冰敷可能還是會有過度壓抑發炎反應的疑慮，脫離慢性期後的冰敷應該要仔細考慮。下面這篇文章做了蠻完整的文獻回顧與說明，有興趣的人可以閱讀原始文獻。
在簡單節錄上述的文獻的總結之前，先講一下文章中提到的 Phase change material PCM 是什麼。冰塊其實就是最簡單的一種 PCM，Phase change 代表物態的改變，水有三態（冰、水、水蒸氣）而冰塊應用於冰敷就是在物態改變時溫度會維持這個特點達到冰敷的效果。下圖是一般常見冰敷的使用方式，可以看到傳統冰敷絕大多數都在 20 分鐘以內，因為水的凝固點在 0 度其實一般狀態下沒有辦法忍受太久。而且長時間超過 30 分鐘的低溫冰敷反而可能造成冷傷害，所以一般建議如果要達成溫度降低的效果，希望可以用大約 10 分鐘的冰敷間歇使用。
Figure from Kwiecien SY et al., 2022
為了克服前述冰塊的凝固點在接近 0 度而無法維持，開始有了不同的 PCM，也就是在不同溫度下的物態改變（例如 15 度）。目前針對 PCM 的研究有發現長時間以 3-6 小時的 PCM 進行冰敷對於訓練後的恢復（肌力、延遲性肌肉痠痛）有所幫助。下面簡單節錄這篇文章最終給的一些重點給大家：
迷思一：冰敷應該在受傷後的幾天被使用
目前實證
冰敷應該在受傷後馬上使用，特別是在傷害發生後 24 小時
臨床建議
在受傷後 12 小時可以使用冰敷，傳統冰敷或使用 Phase cahnge material PCM 進行長時間冰敷都可以有效果，但在受傷後 24 小時的冰敷不會對調節二度子之傷害有影響，但可能可以改善疼痛。
迷思二：冰敷可以降低發炎與組織的代謝
目前實證
冰敷的目的與重點是在防止過度的組織增生導致二度傷害
臨床建議
在組織可能產生二度傷害的期間，將溫度降低可能可以降低發炎反應與組織代謝，但這些現象尚未在人體中被證實。
迷思三：冰敷作為恢復的方式主要來自降低血流量
目前實證
冰敷所造成的生理改變主要來自於降低組織溫度
臨床建議
為達到組織溫度的下降，建議要延長整體冰敷的時間，在受傷後不論是透過傳統的冰敷採用間歇的方式或使用 PCM 的使用都可以。
迷思四：冰敷導致皮膚溫度的下降和肌肉溫度有很大的關聯
目前實證
皮膚表皮溫度不是深層組織的溫度好的預測指標
臨床建議
為使冰敷可以有效達加速傷後或運動後的恢復，將熱移除自目標肌肉而非只有表皮組織很重要。欲達到這樣的效果只能透過反覆間歇性的傳統冰敷或採用長時間的 PCM 達成。
迷思五：在受傷後冰敷會抑制自然的組織修復反應
目前實證
冰敷導致過多的膠原纖維沈積與失能的發炎反應只發生在動物實驗上
臨床建議
在受傷的第 12 小時內依照患者的承受程度可以持續性的使用冰敷。
迷思六：冰敷會降低骨骼肌在運動後的適應反應
目前實證
冷水浴浸泡 Cold water immersion 若常規施用於阻力訓練後會對肌肉的合成會有不良的影響
臨床建議
冷水浴可以在組間休息使用以加速恢復的速度（在沒有足夠休息時間），但不建議再有足夠休息時間下長規的做為修復使用。
訓練後的冰敷恢復
關於訓練後以冰敷恢復的證據這篇文章也給了一些線索，不過由於不是本文的重點，所以就放在下面給大家參考。目前看來以冰塊執行冰敷的證據等級不大，全身性的冰療對於痠痛、功能恢復與發言可能有效果，冷水浴對於痠痛和功能恢復可能有效果，PCM 則對痠痛與力量有改善。
Figure from Kwiecien SY et al., 2022
除了上述的文章以外，近期還有一篇系統性回顧與統合分析文獻給予一些建議與線索，不過有趣的是越低的溫度與越短的冰敷時間看起來比較有效果。但這兩者其實有一點相牴觸，因為要達到較低的溫度勢必代表要有較久的冰敷時間，因此文獻上可能害是有些不一致的地方。
有興趣的人可以深入閱讀上面那篇文章，文章也以一張圖給予了簡單的小總結，不過整體而言的建議還是偏向複雜，主要是將結果分為 24 小時以內與以後進行討論。下圖可以看到離心運動與高強度間歇運動對冰敷的反應也不太一樣，而 24 小時內與外也不太相同。這篇文章給了幾個小結論：
冷水浴浸泡最可能可以正向影響爆發力的輸出但對於肌力的幫助不大
冷水浴浸泡在高強度運動後相較被動恢復對爆發力、肌肉痠痛、血清 CK 濃度與自覺的恢復
較低的溫度對於高強度運動後血清 CK 的消除較有效果
叫短暫的冷療時間在高強度運動後對於血清 CK 的消除與耐力表現較有效果
Figure from Moore E et al., 2022
總結
冰敷使用於急性運動傷害已經有很多年的歷史，但背後的證據等級並不高。近年來開始出現冰敷抑制發炎反應反而會簡悔恢復的過程。然而，不論是哪方面的說法目前都還停留在基礎研究居多，而且也都是動物實驗為主，所以要應用在人類又偏向臨床使用還需要多方考量。目前關於臨床上較有意義的結果包含一些功能性的反應與回場時間都沒有很多的研究。因此，要回答冰敷於急性運動傷害後的使用時機還需要更一致的研究流程與訓練才能有好的答案（哪一種傷害、哪一種冰敷的器材、冰敷的開始時間與持續時間、更具臨床應用價值的結果評估等等）。目前依照現有的證據，冰敷的使用還沒有足夠的科學證據來說明好與壞，因此臨床上的決策還是要依照目前的研究、臨床經驗與患者狀況決定。
這邊分享一下 Dr. M 自己的想法與做法，基本上如果後續不久就有比賽了，加壓固定防止腫脹是一定會做，冰敷就看選手自己的習慣。在臨床上很多時候一些操作對於選手是一種儀式感，所以只要確定部會有害基本上還是可以執行。如果後續沒有要上場，那通常 Dr. M 未必會建議要冰敷，反而是後期的衛教與還可以用哪些其他方式處理疼痛。
REFERENCES
1. Allan R, Malone J, Alexander J, Vorajee S, Ihsan M, Gregson W, et al. Cold for centuries: A brief history of cryotherapies to improve health, injury and post-exercise recovery. European Journal of Applied Physiology. 2022:1-10.
2. Mirkin G, Hoffman M. The sports medicine book, Boston, 1978. Little, Brown & Co; 1978.
3. Bleakley CM, Glasgow P, MacAuley DC. PRICE needs updating, should we call the POLICE? : BMJ Publishing Group Ltd and British Association of Sport and Exercise Medicine; 2012. p. 220-1.
4. Mirkin G. Why ice delays recovery [online] (pp 1–2). 2014.
5. Dubois B, Esculier J-F. Soft-tissue injuries simply need PEACE and LOVE. British Journal of Sports Medicine. 2019:bjsports-2019-101253.
6. Sinno H, Prakash S. Complements and the wound healing cascade: an updated review. Plastic surgery international. 2013;2013.
7. Kwiecien SY, McHugh MP. The cold truth: the role of cryotherapy in the treatment of injury and recovery from exercise. European journal of applied physiology. 2021;121(8):2125-42.
8. Guillot X, Tordi N, Laheurte C, Pazart L, Prati C, Saas P, et al. Local ice cryotherapy decreases synovial interleukin 6, interleukin 1β, vascular endothelial growth factor, prostaglandin-E2, and nuclear factor kappa B p65 in human knee arthritis: a controlled study. Arthritis Research & Therapy. 2019;21(1):1-11.
9. Mawhinney C, Jones H, Joo CH, Low DA, Green DJ, Gregson W. Influence of cold-water immersion on limb and cutaneous blood flow after exercise. Medicine and science in sports and exercise. 2013;45(12):2277-85.
10. Chazaud B. Inflammation and skeletal muscle regeneration: leave it to the macrophages! Trends in Immunology. 2020;41(6):481-92.
11. Herrera E, Sandoval MC, Camargo DM, Salvini TF. Motor and sensory nerve conduction are affected differently by ice pack, ice massage, and cold water immersion. Physical therapy. 2010;90(4):581-91.
12. Sapega AA, Heppenstall RB, Sokolow DP, Graham TJ, Maris JM, Ghosh AK, et al. The bioenergetics of preservation of limbs before replantation. The rationale for intermediate hypothermia. JBJS. 1988;70(10):1500-13.
13. Fuhrman FA, Fuhrman GJ, Farr DA, Fail JH. Relationship between tissue respiration and total metabolic rate in hypo-and normothermic rats. American Journal of Physiology-Legacy Content. 1961;201(2):231-4.
14. Schaser K-D, Stover JF, Melcher I, Lauffer A, Haas NP, Bail HJ, et al. Local cooling restores microcirculatory hemodynamics after closed soft-tissue trauma in rats. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 2006;61(3):642-9.
15. Puntel GO, Carvalho NR, Dobrachinski F, Salgueiro ACF, Puntel RL, Folmer V, et al. Cryotherapy reduces skeletal muscle damage after ischemia/reperfusion in rats. Journal of anatomy. 2013;222(2):223-30.
16. Bleakley CM, Hopkins JT. Is it possible to achieve optimal levels of tissue cooling in cryotherapy? Physical Therapy Reviews. 2010;15(4):344-50.
17. Ihsan M, Watson G, Lipski M, Abbiss CR. Influence of postexercise cooling on muscle oxygenation and blood volume changes. Med Sci Sports Exerc. 2013;45(5):876-82.
18. Peake JM, Roberts LA, Figueiredo VC, Egner I, Krog S, Aas SN, et al. The effects of cold water immersion and active recovery on inflammation and cell stress responses in human skeletal muscle after resistance exercise. The Journal of physiology. 2017;595(3):695-711.
19. Fragala MS, Jajtner AR, Townsend JR, Gonzalez AM, Wells AJ, Oliveira LP, et al. Leukocyte IGF-1 receptor expression during muscle recovery. Med Sci Sports Exerc. 2015;47(1):92-9.
20. Takagi R, Fujita N, Arakawa T, Kawada S, Ishii N, Miki A. Influence of icing on muscle regeneration after crush injury to skeletal muscles in rats. Journal of applied physiology. 2011;110(2):382-8.
21. Singh DP, Barani Lonbani Z, Woodruff MA, Parker TJ, Steck R, Peake JM. Effects of topical icing on inflammation, angiogenesis, revascularization, and myofiber regeneration in skeletal muscle following contusion injury. Frontiers in physiology. 2017;8:93.
22. Vieira Ramos G, Pinheiro CM, Messa SP, Delfino GB, Marqueti RdC, Salvini TdF, et al. Cryotherapy reduces inflammatory response without altering muscle regeneration process and extracellular matrix remodeling of rat muscle. Scientific Reports. 2016;6(1):1-12.
23. Fullam K, Caulfield B, Coughlan GF, McGroarty M, Delahunt E. Dynamic postural-stability deficits after cryotherapy to the ankle joint. Journal of athletic training. 2015;50(9):893-904.
24. Beelen PE, van Dieën JH, Prins MR, Nolte PA, Kingma I. The effect of cryotherapy on postural stabilization assessed by standardized horizontal perturbations of a movable platform. Gait & Posture. 2022;94:32-8.
25. Miranda JP, Silva WT, Silva HJ, Mascarenhas RO, Oliveira VC. Effectiveness of cryotherapy on pain intensity, swelling, range of motion, function and recurrence in acute ankle sprain: a systematic review of randomized controlled trials. Physical Therapy in Sport. 2021;49:243-9.
26. Hubbard TJ, Aronson SL, Denegar CR. Does cryotherapy hasten return to participation? A systematic review. Journal of athletic training. 2004;39(1):88.
27. Moore E, Fuller JT, Buckley JD, Saunders S, Halson SL, Broatch JR, et al. Impact of Cold-Water Immersion Compared with Passive Recovery Following a Single Bout of Strenuous Exercise on Athletic Performance in Physically Active Participants: A Systematic Review with Meta-analysis and Meta-regression. Sports Medicine. 2022:1-22.
