王劍雄，周謀望，宮萍，付桂敏，李筱雯，楊延硯，叢卉，吳同絢

膝骨關(guān)節(jié)炎患者膝屈伸肌群等速肌力及其與功能的相關(guān)性

王劍雄1,2，周謀望1，宮萍1，付桂敏1，李筱雯1，楊延硯1，叢卉1，吳同絢1

目的觀察膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎(KOA)患者膝屈伸肌群等速肌力變化及其與膝關(guān)節(jié)功能的關(guān)系。方法23例雙側(cè)KOA患者及14名正常人進(jìn)行膝屈伸肌等速肌力檢查、五次坐-起試驗(FTSST)、靜態(tài)平衡測試、步態(tài)分析。KOA組還完成疼痛視覺模擬評分(VAS)及WOMAC骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)評定。結(jié)果KOA組伸肌及屈肌峰力矩、峰力矩均值、平均功率、單次最佳做功及總功主患側(cè)均小于對側(cè)(P＜0.05)；峰力矩屈肌/伸肌(H/Q)百分比主患側(cè)大于對側(cè)(P＜0.05)。組間比較，伸肌所有觀察指標(biāo)、屈肌平均功率KOA組均小于正常對照組(P＜0.05)；峰力矩H/Q百分比KOA組大于正常對照組(P＜0.05)。KOA組伸肌等速肌力峰力矩與FTSST、步行速度、步行距離、跌倒指數(shù)、VAS評分、WOMAC-疼痛評分之間存在相關(guān)性(P＜0.05)，屈肌等速肌力峰力矩與FTSST、步態(tài)參數(shù)、跌倒指數(shù)、VAS評分、WOMAC評分之間無明顯相關(guān)性(P＞0.05)。結(jié)論KOA患者伸肌及屈肌等速肌力主患側(cè)較對側(cè)減弱，伸肌等速肌力較正常人減弱，膝伸屈肌肌力變化不同步。KOA患者伸肌等速肌力峰力矩與膝關(guān)節(jié)疼痛、功能之間存在相關(guān)性。

膝骨關(guān)節(jié)炎；伸肌；屈??；等速肌力；功能；疼痛

[本文著錄格式]王劍雄，周謀望，宮萍，等.膝骨關(guān)節(jié)炎患者膝屈伸肌群等速肌力及其與功能的相關(guān)性[J].中國康復(fù)理論與實踐,2014,20(12):1105-1108.

膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis,KOA)是中老年人最常見的慢性、進(jìn)展性、退行性關(guān)節(jié)疾病，它以關(guān)節(jié)軟骨退變及骨質(zhì)硬化、增生為主要特征，臨床主要表現(xiàn)為發(fā)展性膝關(guān)節(jié)疼痛、腫脹、僵硬、活動受限，嚴(yán)重時導(dǎo)致關(guān)節(jié)畸形，甚至喪失關(guān)節(jié)功能，影響患者正常生活和工作。KOA患者因疼痛及日常生活活動困難，導(dǎo)致生活質(zhì)量下降，受到越來越多的關(guān)注。下肢肌力減弱在KOA患者中常見。本研究觀察KOA患者膝屈伸肌等速肌力變化及其與膝關(guān)節(jié)疼痛、功能的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

研究病例來源于北京大學(xué)第三醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科門診患者。符合美國風(fēng)濕病協(xié)會1995年制定的KOA臨床加放射學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)：①近1個月大多數(shù)時間有膝關(guān)節(jié)疼痛；②X片示骨贅形成；③關(guān)節(jié)液檢查符合骨關(guān)節(jié)炎；④年齡≥40歲；⑤晨僵≤30min；⑥有骨摩擦音。滿足①+②，或①+③+⑤+⑥，或①+④+⑤+⑥者可診斷KOA。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥45歲；②膝關(guān)節(jié)疼痛視覺模擬評分(Visual Analogue Scales,VAS)≥2.0；③意識清楚、日常生活活動自理，能配合完成檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥70歲；②并發(fā)其他骨骼肌肉疾病，如發(fā)育異常、骨折術(shù)后、膝關(guān)節(jié)周圍軟組織損傷等；③并發(fā)其他影響下肢肌肉力量的骨科疾病及神經(jīng)系統(tǒng)疾病，膝關(guān)節(jié)人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后，明顯膝內(nèi)翻或膝外翻畸形，近4周進(jìn)行系統(tǒng)化膝關(guān)節(jié)肌肉訓(xùn)練；④并發(fā)其他嚴(yán)重內(nèi)科疾病或因其他因素導(dǎo)致不能完成測試。

正常對照招募年齡、性別與KOA患者匹配，無膝關(guān)節(jié)疼痛的中老年人。兩組均簽署知情同意書后參加研究。

共納入雙側(cè)KOA患者23例，正常對照14人。KOA組與對照組年齡、性別構(gòu)成比、身高、體重、體質(zhì)量指數(shù)(Body Mass Index,BMI)均無顯著性差異。見表1。

表1 KOA組與正常對照組一般資料統(tǒng)計

1.2 方法

研究對象入組后在同一天按以下流程進(jìn)行評定和檢查。①收集基本信息。②采用VAS評定KOA組膝關(guān)節(jié)疼痛。③完成西安大略和麥克馬斯特大學(xué)骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)(Western Ontario and McMaster University Osteoarthritis Index,WOMAC)問卷。④完成五次坐起試驗(Five Times Sit-to-Stand Test,FTSST)。⑤采用Tetrax平衡測試訓(xùn)練系統(tǒng)(以色列SUNLIGHT公司)進(jìn)行靜態(tài)平衡測試，記錄跌倒指數(shù)。⑥利用Gait Trainer 3(美國BIODEX公司)進(jìn)行步態(tài)分析，記錄步速、步頻、步行距離及跨步長。⑦利用Biodex多關(guān)節(jié)等速力量測試及訓(xùn)練系統(tǒng)4(美國BIODEX公司)完成膝屈伸肌等速肌力測試，測試方案如下：角度范圍0～90°，測試速度60°/s，運動次數(shù)5次。記錄峰力矩、峰力矩均值、平均功率、單次最佳做功及總功。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計分析。其中KOA組與對照組的年齡、身高、體重、BMI、FTSST、步態(tài)參數(shù)、跌倒指數(shù)、峰力矩、峰力矩均值、平均功率結(jié)果均符合正態(tài)分布，采用獨立樣本t檢驗；KOA組主患側(cè)與對側(cè)、正常對照組優(yōu)勢側(cè)與非優(yōu)勢側(cè)峰力矩、峰力矩均值、平均功率結(jié)果采用配對t檢驗。單次最佳做功及總功采用協(xié)方差分析矯正運動角度的影響。KOA組與正常對照組性別構(gòu)成比采用Fisher精確檢驗。等速肌力峰力矩與VAS、FTSST、WOMAC評分、步態(tài)參數(shù)、跌倒指數(shù)的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 功能評定

KOA組主患側(cè)VAS評分平均(5.0±1.7)，均≥2.0；WOMAC總分(20.4±11.7)，WOMAC疼痛(4.8±2.3)，WOMAC僵硬(2.1±1.4)，WOMAC功能(13.5±9.4)，總體屬輕中度疼痛、僵硬及功能受限。KOA組FTSST時間顯著長于對照組(P＜0.001)。跌倒指數(shù)兩組間無顯著性差異。KOA組跨步長小于對照組(P＜0.05)，步態(tài)分析其余指標(biāo)均無顯著性差異。見表2。

表2 兩組功能評定結(jié)果比較

2.2 等速力量測試

KOA組伸膝肌群(股四頭肌為主)、屈膝肌群(腘繩肌為主)所有觀察指標(biāo)主患側(cè)小于對側(cè)(P＜0.05)，峰力矩屈肌/伸肌比(hamstring/quadriceps,H/Q)主患側(cè)明顯大于對側(cè)(P＜0.01)。見表3、表4。

對照組伸膝、屈膝肌群峰力矩、峰力矩均值、平均功率、單次最佳做功、總功、峰力矩H/Q兩側(cè)均無顯著性差異。取對照組雙側(cè)平均值作為測定值進(jìn)行組間比較。KOA組主患側(cè)伸膝肌群各指標(biāo)均明顯小于對照組(P＜0.01)；屈膝肌群平均功率小于對照組(P＜0.05)；峰力矩H/Q明顯大于對照組(P＜0.01)。見表5、表6。

表3 KOA組兩側(cè)等速力量比較

表4 KOA組兩側(cè)等速做功比較

表5 KOA組主患側(cè)與對照組等速力量比較

表6 KOA組主患側(cè)與對照組等速做功比較

2.3 相關(guān)性分析

KOA組伸膝肌群峰力矩與FTSST、跌倒指數(shù)、VAS、WOMAC疼痛呈中度負(fù)相關(guān)，與步行速度及步行距離呈中度正相關(guān)；屈膝肌群峰力矩與FTSST、步態(tài)參數(shù)、跌倒指數(shù)、VAS、WOMAC評分無明顯相關(guān)性。見表7。

表7 等速肌力峰力矩與功能評定的相關(guān)性

3 討論

本研究顯示，KOA患者主患側(cè)伸膝肌群及屈膝肌群等速肌力峰力矩、運動效率、做功能力較對側(cè)減弱，說明癥狀較重的一側(cè)相對于對側(cè)存在明顯肌力下降。李放等的研究選擇單側(cè)KOA患者，發(fā)現(xiàn)患側(cè)膝屈伸肌絕大多數(shù)等速肌力指標(biāo)小于健側(cè)[1]，與本研究結(jié)果相似。KOA患者主患側(cè)伸膝肌群等速肌力峰力矩、運動效率、做功能力明顯小于正常人，其中峰力矩較正常人下降34.9%。既往眾多研究也發(fā)現(xiàn)，KOA患者伸膝肌群較正常人下降10%～60%[2-5]。

KOA患者主患側(cè)屈膝肌群只有運動效率組間有顯著性差異，且主患側(cè)峰力矩H/Q明顯大于對側(cè)及正常對照組，說明KOA患者伸屈肌肌力變化不同步，伸膝肌群肌力變化較屈膝肌群更顯著，KOA對伸膝肌群的影響重于屈膝肌群。

Hall等發(fā)現(xiàn)，KOA患者屈膝肌群等速肌力雖然低于正常人，但沒有統(tǒng)計學(xué)意義[6]。也有研究發(fā)現(xiàn)KOA患者膝伸屈肌群均存在不同程度下降[7-9]。Tan等發(fā)現(xiàn)KOA患者屈膝肌群肌力顯著低于正常對照組[10]。屈膝肌群肌力變化各研究結(jié)果不盡一致，可能與KOA患者病程、疾病嚴(yán)重程度等有關(guān)，總體上屈膝肌群不如伸膝肌群肌力下降得顯著。

李放等通過電生理檢查比較單側(cè)KOA患者健患側(cè)差異，發(fā)現(xiàn)兩側(cè)股神經(jīng)最大電刺激誘發(fā)電位峰-峰值、潛伏期無顯著性差異，而患側(cè)髕腱反射誘發(fā)電位峰-峰值顯著低于健側(cè)；健患側(cè)坐骨神經(jīng)最大電刺激誘發(fā)電位峰-峰值、潛伏期、股二頭肌腱反射誘發(fā)電位峰-峰值均無顯著性差異[11]。提示從脊髓水平反射角度分析，KOA患者伸膝肌存在抑制而屈膝肌無明顯抑制，即KOA對屈伸膝肌運動神經(jīng)元的抑制有一定選擇性，對伸膝肌群的影響重于屈膝肌群。

本組患者總體上功能屬于輕中度受限。相關(guān)性分析顯示，只有伸膝肌群峰力矩與KOA患者FTSST、步態(tài)、跌倒指數(shù)、VAS、WOMAC評分之間存在相關(guān)性。吳毅等發(fā)現(xiàn)，KOA患者伸膝肌群及屈膝肌群峰力矩與膝關(guān)節(jié)疼痛、下肢功能(包括行走、上下樓、站起坐下、下蹲)均有很強的正相關(guān)關(guān)系(r=0.54～0.75)[12]，屈肌結(jié)果與本研究結(jié)果不一致，可能與入組患者疾病嚴(yán)重程度及樣本量不同有關(guān)。Berger等發(fā)現(xiàn)，WOMAC總分越高，KOA患者伸膝肌群肌力越弱[13]。王國新等發(fā)現(xiàn)，單側(cè)KOA患者VAS越高，患側(cè)伸膝肌群等速肌力峰力矩及總功較健側(cè)下降越明顯[14]。均與本研究結(jié)果相似，說明伸膝肌群對其功能影響更大。

疼痛是影響KOA患者日常生活活動及生活質(zhì)量的重要因素，轉(zhuǎn)移是日常生活活動的重要內(nèi)容之一。本研究中，坐起、步行、靜態(tài)平衡是完成轉(zhuǎn)移所需的基本功能。本研究提示，為緩解KOA患者膝關(guān)節(jié)疼痛，改善功能，應(yīng)該重視伸膝肌群肌力訓(xùn)練，這也是各種KOA治療指南一致推薦的治療方法[15]，且力量訓(xùn)練恰恰是人們鍛煉的薄弱環(huán)節(jié)[16]，今后應(yīng)該加強進(jìn)一步力量訓(xùn)練的推廣及宣教。

綜上所述，KOA患者主患側(cè)膝屈伸肌等速肌力較對側(cè)減弱。KOA患者主患側(cè)伸膝肌群等速肌力較正常對照組減弱，而屈膝肌群肌力變化不明顯，膝伸屈肌肌力變化不同步。KOA患者伸膝肌群等速肌力峰力矩與FTSST、步態(tài)、靜態(tài)平衡、VAS、WOMAC評分之間存在明顯相關(guān)性。在指導(dǎo)KOA患者康復(fù)訓(xùn)練時，應(yīng)該強調(diào)伸膝肌群力量訓(xùn)練。

[1]李放,白玉龍,楊曉冰,等.膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的關(guān)節(jié)源性肌肉軟弱的等速評估[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志,1999,18(4):333-334.

[2]Palmieri-Smith RM,Thomas AC.Karvonen-Gutierrez C,et al. Isometric quadriceps strength in women with mild,moderate, and severe knee osteoarthritis[J].Am J Phys Med Rehabil, 2010,89(7):541-548.

[3]Slemenda C,Brandt KD,Heilman DK,et al.Quadriceps weakness and osteoarthritis of the knee[J].Ann Intern Med,1997, 127(2):97-104.

[4]Segal NA,Glass NA,Felscm DT,et al.Effect of quadriceps strength and proprioception on risk for knee osteoarthritis[J]. Med Sci Sports Exerc,2010,42(11):2081-2088.

[5]Conroy MB,Kwoh CK,Krishnan E,et al.Muscle strength, mass and quality in older men and women with knee osteoarthritis findings from health aging and body composition study[J].Arthritis Care Res(Hoboken),2012,64(1):15-21.

[6]Hall KD,Hayes KW,Falconer J.Differential strength decline in patients with osteoarthritis of the knee:revision of a hypothesis[J].Arthritis Care Res,1993,6(2):89-96.

[7]吳毅,范振華,李云霞,等.膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎等速肌力測試的研究[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,1995,10(4):145-148.

[8]俞曉杰,吳毅,王穎,等.膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎等速離心收縮肌力的研究[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2006,21(7):610-613.

[9]徐國會,鄭潔皎,陳秀恩.老年雙膝骨性關(guān)節(jié)炎患者膝關(guān)節(jié)屈伸肌力與靜態(tài)平衡的變化特征[J].中國康復(fù)理論與實踐, 2009,15(12):1153-1155.

[10]Tan J,Balci N,Sepici V,et al.Isokinetic and isometric strength in osteoarthritis of the knee.A comparative study with healthy women[J].Am J Phys Med Rehabil,1995,74(5): 364-369.

[11]李放,張凱莉,朱藝,等.膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的屈伸膝肌存在脊髓水平的選擇性抑制[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志,2001,23 (2):43-45.

[12]吳毅,白玉龍,楊曉冰,等.膝骨性關(guān)節(jié)炎患者膝屈伸肌力與其功能的相關(guān)性研究[J].中華物理醫(yī)學(xué)雜志,1997,19(4): 204-206.

[13]Berger MJ,Kean CO,Goela A,et al.Disease severity and knee extensor force in knee osteoarthritis:Data from the Osteoarthritis Initiative[J].Arthritis Care Res(Hoboken),2012,64 (5):729-734.

[14]王國新,陳文紅,張勤.膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎膝屈伸肌力減弱與疼痛程度的關(guān)聯(lián)[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2005,20(12): 918-919.

[15]Zhang W,Moskowitz RW,Nuki G,et al.OARSI recommendations for the management of hip and knee osteoarthritis,part I:critical appraisal of existing treatment guidelines and systematic review of current research evidence[J].Osteoarthritis Cartilage,2007,15(9):981-1000.

[16]杜朝輝.肌肉力量衰退與中老年人的力量訓(xùn)練[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2007,24(3):299-302.

Isokinetic Strength of Knee Flexors and Extensors and Relationship with Functions in Patients with Knee Osteoarthritis

WANG Jian-xiong,ZHOU Mou-wang,GONG Ping,FU Gui-min,LI Xiao-wen,YANG Yan-yan,CONG Hui,WU Tong-xuan.Department of Rehabilitation Medicine,Peking University Third Hospital,Beijing 100191,China

ObjectiveTo investigate the isokinetic strength of knee extensors and flexors in patients with knee osteoarthritis(KOA),and to establish the correlation between the isokinetic strength and function in patients with KOA.Methods23 patients with bilateral KOA and 14 matched normal controls finished the isokinetic test of knee extensors and flexors,the Five Times Sit-to-Stand Test(FTSST),Gait analysis,and Balance test.The KOA patients were evaluated with Visual Analog Scale(VAS)for pain and Western Ontario and McMaster University Osteoarthritis Index(WOMAC).ResultsIt was less of the peak torque,average peak torque,average power,max rep total work,total work of knee extensors and flexors in the mainly involved limbs than the contralateral limbs(P＜0.05),and more of the hamstring/quadriceps peak torque(H/Q)percentage(P＜0.05)in the patients.It was less of all the observed indicators of knee extensors and average power of knee flexors in the patients than in the normal controls(P＜0.05),and was more of the H/Q percentage(P＜0.05).The peak torque of knee extensors correlated with the results of FTSST,walking speed,walking distance,falling index,VAS,and WOMAC-pain(P＜0.05),but the peak torque of knee flexors did not(P＞0.05).ConclusionIt is weak of the isokinetic strength of knee extensors and flexors in patients with KOA in the mainly involved limb,as well as the isokinetic strength of knee extensors compared with the normal controls.The changes in the extensors and flexors are not equivalent.The peak torque of knee extensors significantly correlated with the pain and functions of the knee.

knee osteoarthritis;extensors;flexors;isokinetic muscle strength;function;pain

10.3969/j.issn.1006-9771.2014.12.002

R684.3

A

1006-9771(2014)12-1105-04

2014-08-25

2014-10-13)

1.北京大學(xué)第三醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，北京市100191；2.瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院康復(fù)科，四川瀘州市646000。作者簡介：王劍雄(1987-)，女，四川達(dá)州市人，博士，講師，主要研究方向：骨科康復(fù)、脊髓損傷康復(fù)。通訊作者：周謀望(1960-)，男，碩士，主任醫(yī)師，博士生導(dǎo)師，主要研究方向：骨科康復(fù)、運動損傷康復(fù)、脊髓損傷康復(fù)及膀胱功能重建、骨質(zhì)疏松癥治療及疼痛治療。E-mail:zhoumouwang@163.com。