郭燕梅,黃 鵬,甕長水,陳 蔚,焦偉國,李曉瑛
膝骨關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis,KOA)是以膝關(guān)節(jié)軟骨非炎性反應(yīng)性退行性改變伴關(guān)節(jié)表面及其邊緣反應(yīng)性新骨形成為特點(diǎn)的一種疾病,也是老年人的常見病、多發(fā)病。KOA 患者和與之性別、年齡、身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)密切相匹配的無KOA 者相比,存在平衡缺陷[1];KOA 造成的關(guān)節(jié)損害會(huì)導(dǎo)致患者出現(xiàn)下肢運(yùn)動(dòng)控制能力下降、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元興奮性降低、本體感覺精準(zhǔn)性受損、肌力下降和功能受限等表現(xiàn),且KOA 患者會(huì)通過姿勢擺動(dòng)頻率增加和步態(tài)機(jī)制改變等變化來適應(yīng)對疼痛的忍受[2];KOA 患者表現(xiàn)出的疼痛加劇、僵硬程度加重、功能日趨下降等臨床表現(xiàn)和其膝關(guān)節(jié)影像學(xué)改變相比,與跌倒風(fēng)險(xiǎn)有著更為密切的關(guān)系[3]。但在上述諸多KOA 患者疾病自身特征性因素中,哪些是導(dǎo)致其平衡功能下降的因素尚未明確。因此,本研究旨在通過多種臨床測試方法,收集較為全面的KOA 患者疾病自身特征性因素,以明確導(dǎo)致KOA 患者平衡功能較之無KOA 者更差的疾病自身特征性因素。
1.1 對象 2009-09 至2010-12,選擇我科就診的KOA 患者作為受試對象。入選標(biāo)準(zhǔn)符合美國風(fēng)濕病學(xué)會(huì)2001 年制定的KOA 診斷標(biāo)準(zhǔn)[4],滿足下列7 項(xiàng)中的3 項(xiàng)即可:(1)年齡≥50 歲;(2)晨僵時(shí)間<30 min;(3)關(guān)節(jié)活動(dòng)時(shí)有骨響聲;(4)膝關(guān)節(jié)檢查提示骨性肥大;(5)有骨壓痛;(6)滑膜無明顯升溫;(7)放射學(xué)檢查有骨贅形成。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)曾行膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)者;(2)下肢在6 個(gè)月前曾行外科手術(shù)者;(3)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者;(4)在過去的30 d 內(nèi)曾應(yīng)用阿片類鎮(zhèn)痛或皮質(zhì)類固醇或鎮(zhèn)痛注射液干預(yù)膝關(guān)節(jié)疼痛者;(5)高血壓未得到很好控制或在運(yùn)動(dòng)鍛煉期間存在并發(fā)心臟病的中高度危險(xiǎn)因素者;(6)不能安全參與測試者(例如:嚴(yán)重的視力問題;神經(jīng)功能障礙;主要或明顯受限的腰背痛;嚴(yán)重骨質(zhì)疏松者;腳踝病變者;不借助輔助工具無法步行10 m 者);(7)無法理解和完成測試者;(8)聲明不能參與或完成測試者;(9)經(jīng)常有頭暈或暈眩癥狀者,有體位性低血壓、傾倒發(fā)作、外周前庭和(或)中樞神經(jīng)功能明確病變者;(10)以“太極”作為日常身體鍛煉項(xiàng)目者(因有文獻(xiàn)報(bào)道“太極拳”有助于提高機(jī)體的平衡功能[5,6])。受試者均簽署了知情同意書。
1.2 測試步驟與方法
1.2.1 人口統(tǒng)計(jì)學(xué)基本信息采集 包括年齡、性別、身高、體質(zhì)量、BMI、患膝視覺模擬疼痛評(píng)分(visual analogue pain scale,VAS)、KOA 病程和患膝關(guān)節(jié)影像學(xué)分級(jí)。BMI 是評(píng)估受試者是否超重的國際通用指標(biāo),而超重是導(dǎo)致KOA 的已知危險(xiǎn)因素[7];VAS 評(píng)分方法以100 mm 線段為評(píng)分尺,受試者根據(jù)對疼痛的主觀感受在評(píng)分尺上用一條垂線劃出目前膝關(guān)節(jié)的疼痛程度。0 mm 為沒有疼痛,100 mm為劇烈疼痛。膝關(guān)節(jié)影像學(xué)得分以Kellgren/Lawrence 膝關(guān)節(jié)影像學(xué)分類標(biāo)準(zhǔn)[8]為依據(jù),對受試者放射影像學(xué)較差的一側(cè)膝關(guān)節(jié)進(jìn)行打分,得分與分級(jí)相對應(yīng),即:0 級(jí)為0 分;Ⅰ級(jí)為1 分;Ⅱ級(jí)為2 分;Ⅲ級(jí)為3 分;Ⅵ級(jí)為4 分。
1.2.2 姿勢穩(wěn)定極限性(limits of stability,LOS)測試 應(yīng)用美國Biodex Medical System 公司生產(chǎn)的Biodex Balance System(BBS)SD 型平衡測試訓(xùn)練系統(tǒng)。受試者站立于測試平臺(tái)上(測試平臺(tái)設(shè)置為靜態(tài)水平),雙腳分開、與肩同寬,雙手自然懸垂于身體兩側(cè),在不發(fā)生雙腳位置移動(dòng)和屈膝動(dòng)作的前提下,通過身體重心轉(zhuǎn)移來完成身體重心從居中位置分別到前、后、左、右、右前、左前、右后、左后8 個(gè)方位的姿勢穩(wěn)定極限測試。這8 個(gè)方位的出現(xiàn)順序是隨機(jī)的,共測試3 次,每次測試間歇10 s,以第3 次測試所得數(shù)值作為測試結(jié)果。本研究以LOS 總分作為判斷受試者平衡功能的評(píng)價(jià)指標(biāo),LOS 總分越高表明受試者平衡功能越好。
1.2.3 反應(yīng)性測試 應(yīng)用荷蘭CW Haarlem 公司生產(chǎn)的MRS-E0701 型功能性蹲屈測試訓(xùn)練系統(tǒng)完成反應(yīng)性測試。受試者仰躺于背靠板上,頭部靠于頭墊,肩部緊靠肩墊,受測下肢的足部置于踏板上,踝關(guān)節(jié)處于中立位,髖、膝關(guān)節(jié)處于屈曲90°位置。鉛塊重量選擇10 kg。測試順序?yàn)橄冉?cè)或癥狀相對較輕側(cè)下肢,后患側(cè)或癥狀相對較重側(cè)下肢。以患膝的反應(yīng)時(shí)間(reaction time,RT)和整體反應(yīng)時(shí)間(total response time,TRT)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)[9]:RT越小表明大腦指令患膝對新刺激做出的知覺反應(yīng)能力越快;TRT 越短表明患膝對反應(yīng)運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)性與可塑性越強(qiáng)。
1.2.4 位置覺測試 應(yīng)用荷蘭CW Haarlem 公司生產(chǎn)的MRS-E0701 型功能性蹲屈測試訓(xùn)練系統(tǒng)完成位置覺測試。受試者仰躺于背靠板上,頭部靠于頭墊,肩部緊靠肩墊,受測下肢的足部踏放于踏板上,踝關(guān)節(jié)處于中立位,髖、膝關(guān)節(jié)處于屈曲90°位置。鉛塊重量選擇10 kg。測試順序?yàn)橄冉?cè)或癥狀相對較輕側(cè)下肢后患側(cè)或癥狀相對較重側(cè)下肢。以患膝的復(fù)位誤差平均值[10]作為評(píng)價(jià)指標(biāo),復(fù)位誤差平均值越大表明患膝本體感覺越差。
1.2.5 等速肌力測試 應(yīng)用美國Biodex Medical System 公司生產(chǎn)的Biodex System 4 型等速肌力測試訓(xùn)練系統(tǒng)完成受試者的膝關(guān)節(jié)伸肌(主要為股四頭肌)和屈肌(主要為腘繩肌)的等速向心收縮測試。測試前囑患者常規(guī)熱身10 min,然后取坐位,髖關(guān)節(jié)屈曲85°,坐椅及動(dòng)力頭旋轉(zhuǎn)均為0°。測試順序?yàn)橄冉?cè)或癥狀相對較輕側(cè)膝,后患側(cè)或癥狀相對較重側(cè)膝。兩膝測試時(shí)間間隔5 min。測試準(zhǔn)備體位為膝關(guān)節(jié)完全屈曲位,使用伸、屈肌向心(concentric,CON)連續(xù)收縮模式進(jìn)行等速肌力測試。伸、屈肌向心收縮測試方案:伸60°/s × 5;屈60°/ s × 5(即慢速向心收縮重復(fù)5 次);伸180°/s × 10,屈180°/s × 10(即快速向心收縮重復(fù)10 次)。患者在慢速向心收縮測試與快速向心收縮測試之間間歇30 s。取峰力矩(PT)[11]作為評(píng)價(jià)指標(biāo),能夠反映受試者患膝的肌力情況。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 17.0 統(tǒng)計(jì)軟件包。計(jì)量資料以±s 表示。推論性統(tǒng)計(jì)部分:(1)以控制年齡變量后偏相關(guān)分析檢驗(yàn)LOS 總分分別與身高、體質(zhì)量、BMI、VAS 評(píng)分、KOA 病程、患膝的關(guān)節(jié)影像學(xué)分級(jí)、RT、TRT、復(fù)位誤差平均值、60°伸肌峰力矩之間的相關(guān)性;(2)以分層多元回歸分析探討各自變量對LOS 總分的影響程度。以P <0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 相關(guān)信息 89 例受試者為46 ~93 歲,平均(71.82 ±9.76)歲,其中男67 例(75.30%),女22例(24.70%)。其他指標(biāo),如身高、體質(zhì)量、BMI、VAS 評(píng)分、患膝關(guān)節(jié)影像學(xué)分級(jí)、LOS 總分、反應(yīng)性測試、位置覺測試和等速肌力測試數(shù)據(jù)(表1)。
2.2 KOA 患者平衡功能相關(guān)因素分析 將年齡作為控制因素,經(jīng)Pearson 偏相關(guān)分析后發(fā)現(xiàn)LOS 總分與受試者的VAS 評(píng)分、患膝RT、患膝復(fù)位誤差平均值和患膝60°伸肌峰力矩之間均存在相關(guān)性(P <0.05);但LOS 總分與受試者的身高、體重、BMI、KOA 病程、患膝關(guān)節(jié)影像學(xué)分級(jí)和患膝TRT 之間不相關(guān)(P >0.05,表1)。
2.3 KOA 患者平衡功能影響因素分析 通過進(jìn)行回歸的殘差分析和變量之間的多元共線性診斷,檢驗(yàn)結(jié)果顯示各變量間符合無共線性原則。以患膝的復(fù)位誤差平均值、60°伸肌峰力矩和RT 作為自變量進(jìn)入對LOS 總分的分層多元回歸分析,并以強(qiáng)迫進(jìn)入法作為回歸方程式的建立模式。首先納入患膝復(fù)位誤差平均值變量;然后再納入患膝60°伸肌峰力矩變量;最后再納入患膝RT 變量,因變量為LOS 總分(表2),提示患膝的復(fù)位誤差平均值、60°伸肌峰力矩和RT 這3 個(gè)變量是LOS 總分的重要影響因素,可解釋LOS 總分26%的變異量。
表1 KOA 患者LOS 總分與采集數(shù)據(jù)之間的Pearson 偏相關(guān)系數(shù)(n=89)
表2 KOA 患者LOS 總分影響因素的分層多元回歸分析(n=89)
軀體平衡控制對日常生活是極其重要的,從靜態(tài)姿勢維持到復(fù)雜的動(dòng)態(tài)活動(dòng)完成都需要平衡控制的參與。軀體平衡包括靜態(tài)平衡和動(dòng)態(tài)平衡,KOA患者和與之性別、年齡和BMI 密切相匹配的無KOA對照組相比,存在平衡缺陷[1],但失衡和跌倒的發(fā)生最常見于與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的活動(dòng)[12,13]中,而幾乎很少發(fā)生于靜止性動(dòng)作(例如:站立)中。在老年人當(dāng)中,平衡功能受損與跌倒風(fēng)險(xiǎn)增加也與較差的轉(zhuǎn)移測試有關(guān)[14]。因此,本研究著重于反映局部運(yùn)動(dòng)活動(dòng)動(dòng)態(tài)屬性的重心轉(zhuǎn)移能力測試——LOS 測試,并將LOS 總分作為KOA 患者平衡功能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。研究表明,KOA 具有疾病自身的一些特征性表現(xiàn):(1)超重:是導(dǎo)致KOA 的已知危險(xiǎn)因素[7];(2)下肢肌力下降:尤其以伸肌—股四頭肌肌力減弱明顯,且股四頭肌肌力與膝關(guān)節(jié)疼痛和功能狀況之間存在十分密切的聯(lián)系[15],下肢肌力下降也是造成KOA 患者膝關(guān)節(jié)負(fù)重增加和導(dǎo)致病情進(jìn)一步發(fā)展的危險(xiǎn)因素[16];(3)膝關(guān)節(jié)本體感覺減退:KOA 患者與無KOA 者相比,有著更差的膝關(guān)節(jié)本體感覺[17],KOA患者因疼痛而導(dǎo)致失用性肌肉萎縮的同時(shí),會(huì)導(dǎo)致肌梭內(nèi)本體感受器數(shù)目的減少及感覺敏感性的減退[18];(4)Kellgren/Lawrence 膝關(guān)節(jié)影像學(xué)分級(jí):KOA 患者進(jìn)行骨性關(guān)節(jié)炎指數(shù)(the western ontario and McMaster universities osteoarthritis index,WOMAC)自我評(píng)估中的身體功能得分與Kellgren/Lawrence 膝關(guān)節(jié)影像學(xué)分級(jí)之間有著較弱的相關(guān)性[19]。根據(jù)上述KOA 疾病自身特征性表現(xiàn),加之反應(yīng)性被認(rèn)為是老年人中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能退變的最重要敏感指標(biāo)之一[20],且研究已證實(shí)成年人反應(yīng)性隨著年齡的增長而延長,這種隨年齡增長而行動(dòng)普遍減緩的現(xiàn)象對于老年人意外事件(如跌倒)發(fā)生率的上升具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[21]。因此,本研究有針對性地通過病史詢問和相關(guān)測試對KOA 患者的年齡、身高、體重、BMI、KOA 病程、膝痛VAS 評(píng)分及患膝的關(guān)節(jié)影像學(xué)分級(jí)、股四頭肌肌力、本體位置覺和反應(yīng)性等信息進(jìn)行了采集以進(jìn)一步明確導(dǎo)致KOA 患者平衡功能較之無KOA 者更差的疾病自身特征性影響因素。
平衡功能與年齡密切相關(guān)[22],隨著年齡的增長和各系統(tǒng)生理功能的下降,平衡控制能力也隨之下降[23]。60 歲是平衡能力的分水嶺,60 歲以后機(jī)體的平衡能力每10 年下降16%或更多,80 歲以后平衡功能下降更快[24]。本研究將年齡作為控制因素,并經(jīng)Pearson 偏相關(guān)分析后發(fā)現(xiàn)LOS 總分與受試者的膝痛VAS 評(píng)分、患膝RT、患膝復(fù)位誤差平均值和患膝60°伸肌峰力矩之間均存在相關(guān)性;但LOS 總分與受試者的身高、體重、BMI、KOA 病程、患膝關(guān)節(jié)影像學(xué)分級(jí)和患膝TRT 之間不相關(guān)。由此可見,疼痛、大腦指令膝關(guān)節(jié)對新刺激做出的知覺反應(yīng)能力、本體感覺、下肢肌力與KOA 患者的平衡功能密切相關(guān)。換言之,KOA 患者膝關(guān)節(jié)疼痛越重、大腦指令患膝對新刺激做出的知覺反應(yīng)能力越慢、本體感覺功能越差及下肢肌力下降越明顯,其平衡控制能力也就越差。在此基礎(chǔ)之上,本研究又進(jìn)一步通過多元線性回歸分析發(fā)現(xiàn),患膝的復(fù)位誤差平均值、60°伸肌峰力矩和RT 是LOS 總分的主要影響因素,且在這3 個(gè)主要影響因素之間,大腦指令膝關(guān)節(jié)對新刺激做出的知覺反應(yīng)能力與下肢肌力相關(guān)(r =-0.211,P = 0.048),而與膝本體感覺無關(guān)(r =0.079,P=0.462)。由此可知,雖然本研究表明膝關(guān)節(jié)疼痛本身并不會(huì)直接引起KOA 患者平衡功能的下降,但由膝關(guān)節(jié)疼痛導(dǎo)致KOA 患者下肢肌力下降和失用性肌肉萎縮的同時(shí),既會(huì)導(dǎo)致肌梭內(nèi)本體感受器數(shù)目的減少及感覺敏感性的減退[18],又會(huì)引起大腦指令患膝關(guān)節(jié)對新刺激做出知覺反應(yīng)能力的減慢,從而共同對KOA 患者的平衡控制能力產(chǎn)生更加不利的負(fù)面影響。
本研究結(jié)果初步表明,超重、膝關(guān)節(jié)疼痛、KOA病程、膝關(guān)節(jié)影像學(xué)分級(jí)不是導(dǎo)致KOA 患者平衡功能下降的主要影響因素,而因膝關(guān)節(jié)疼痛導(dǎo)致的下肢肌力下降、本體感覺減退和大腦指令患膝關(guān)節(jié)對新刺激做出知覺反應(yīng)能力的減慢是導(dǎo)致KOA 患者平衡功能較之無KOA 者更差的疾病自身特征性主要影響因素。
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