楊曉露 黃鵬

（北京體育大學運動康復系 北京 100084）

步態(tài)分析在膝骨關節(jié)炎康復訓練中的應用

楊曉露 黃鵬

（北京體育大學運動康復系 北京 100084）

膝關節(jié)骨性關節(jié)炎作為中老年人高發(fā)病之一，一直困擾著中老年人的正常生活。KOA除了會導致疼痛及關節(jié)功能障礙之外，還會引起步態(tài)異常。步行能夠有效反映出下肢部分病理情況，對于客觀評估下肢力線及各軟組織工作狀態(tài)具有重要作用。步態(tài)分析能夠將KOA患者的特征步態(tài)量化表達，對優(yōu)化康復訓練方案及未來膝關節(jié)功能研究方向提供指導作用。因此本文將綜述膝關節(jié)骨性關節(jié)炎患者步態(tài)分析特征，以運動康復的角度出發(fā)，以期為將來康復訓練的優(yōu)化提供參考。

骨性關節(jié)炎 步態(tài)分析 康復訓練 膝關節(jié) 生物力學

隨著我國逐漸步入老齡化社會，老年人口的健康問題和生活質量受到越來越多的關注。膝關節(jié)骨性關節(jié)炎（KOA）在中老年人中有較高的發(fā)病率，其病癥嚴重影響到患者的健康和生活質量。為了促進膝骨性關節(jié)炎患者的康復治療，不少學者通過步態(tài)分析定量分析患者膝關節(jié)功能情況，從而對下肢生物力學進行分析研究。

1 膝關節(jié)骨性關節(jié)炎（KOA）的診斷評估現(xiàn)狀

在臨床上，對KOA情況的評估方法主要是通過影像學方法來確定其中的問題，包括磁共振成像(MRI)、電子計算機斷層掃描(CT)等。為了能夠更加全面的反映膝關節(jié)功能狀態(tài)，需要深入了解膝關節(jié)相關結構的相對位置關系及其力線測量，特別是在是否負重、靜動態(tài)狀態(tài)下的對比分析,以此提升膝關節(jié)功能診斷的準確性。影像學檢查法作為臨床上主要的評估方法，在表現(xiàn)動態(tài)膝關節(jié)活動狀態(tài)方面存在一定的局限性，對于某些需要在動態(tài)模式下才誘發(fā)的病癥之間不具備良好的相關性。此外，雖然也有經(jīng)驗豐富的醫(yī)師通過相應的手法試驗進行膝關節(jié)功能評估，但是部分學者認為[1],醫(yī)師視覺的評估及一些手法試驗評估都存在著一定的局限性，無法準確的對膝關節(jié)功能情況進行有效評估診斷。為了了解自重狀態(tài)下膝關節(jié)動態(tài)功能變化，三維動態(tài)膝關節(jié)運動捕捉技術逐漸受到關注。

步行作為人體日常生活中最常見的行為特征，能夠有效反映出人體下肢各部位結構的異常情況。KOA患者由于疼痛及關節(jié)功能障礙，容易表現(xiàn)出異常步態(tài)[2]。因此越來越多的學者結合步態(tài)分析，對KOA患者的膝關節(jié)功能進行量化分析，以期望得到更加準確的評估結果。

2 KOA患者步態(tài)分析動力學特征

膝關節(jié)骨關節(jié)炎一般最先發(fā)生在內(nèi)側關節(jié)面繼而發(fā)展惡化至髕股骨關節(jié)炎和外側骨關節(jié)炎[2]。因此KOA患者膝關節(jié)各部位的骨關節(jié)炎情況對比，相比于外側部位，更多的患者內(nèi)側部位骨關節(jié)炎情況更加嚴重。其中影響骨關節(jié)炎惡化的主要原因是額狀面的力線異常[3]。膝關節(jié)脛骨平臺內(nèi)側關節(jié)軟骨的退化被證實會促使骨關節(jié)炎的產(chǎn)生同時也與KOA患者膝內(nèi)翻癥狀相關。從解剖結構上來說，膝關節(jié)內(nèi)側關節(jié)軟骨相比于外側關節(jié)軟骨要更薄，同時內(nèi)側半月板也較易受損，因此內(nèi)側膝關節(jié)面更易磨損[4]。膝關節(jié)內(nèi)側骨關節(jié)炎的高發(fā)率不僅與解剖特性有關也與下肢力線有關，還與日常生活中的行走、下蹲、爬樓梯等動作有關，這些動作使內(nèi)側膝關節(jié)面相比于外側關節(jié)面承受更大的載荷力[5]。在行走過程中，足底反作用力主要從內(nèi)側傳遞至膝關節(jié)中心，從而導致膝關節(jié)內(nèi)側負荷較大，這也是加重膝關節(jié)內(nèi)側磨損的原因之一[2]。大部分KOA患者常表現(xiàn)出膝內(nèi)翻的特征。膝內(nèi)翻改變了關節(jié)應力從而也改變了下肢力線，使得原先從膝關節(jié)中心的應力點移至內(nèi)側便更加加重了內(nèi)側的負荷；力線改變后的膝關節(jié)內(nèi)側負荷相當于外側負荷的3.5倍[3]。膝關節(jié)內(nèi)收力矩一般作為測定膝關節(jié)內(nèi)側負荷的指標[6]。在針對內(nèi)側KOA患者的研究中已證實膝關節(jié)內(nèi)收力矩與膝關節(jié)內(nèi)側負荷壓力呈正相關聯(lián)系[5]，并且較高的膝內(nèi)收力矩也會加重內(nèi)側關節(jié)軟骨的退化[3]?？梢姡槍OA患者膝關節(jié)動力學特點，著重內(nèi)收力矩相關肌肉肌力的改善也許對于骨關節(jié)炎的延緩或治療有重要意義。

3 KOA患者步態(tài)分析運動學特征

除此之外，針對KOA患者步態(tài)分析運動學方面的研究也不計其數(shù)。運動學分析是一種描述性的定量分析，所得結果反映了被檢查者的步態(tài)特征，包括時空參數(shù)和關節(jié)運動的模式等。大部分研究集中在KOA患者膝關節(jié)矢狀面上。由于骨關節(jié)炎而產(chǎn)生疼痛后，患者在整個行走周期中以輕度屈曲膝關節(jié)為特征，這與趙恒[7]的研究不謀而合。在首次著地時，由于疼痛表現(xiàn)出膝關節(jié)屈曲角度減少，過程中關節(jié)運動的總角度范圍也相應減少，并呈現(xiàn)出異常的運動軌跡。但卻有其他研究者發(fā)現(xiàn)[8]，在屈膝過程中，KOA患者膝關節(jié)各部位的相對位移有所減少，同時屈曲峰值也相對降低，但在首次著地期時的屈曲角度有所增加。值得注意的是，膝關節(jié)在矢狀面上的運動特征已相對清晰，但在額狀面及在水平面上前后位移變化特征卻仍然不明確。在額狀面上的研究更多的是關于動力學參數(shù)方面的探討而較少有運動學方面的研究。

另一方面，由于膝關節(jié)各結構在水平面上的相對位移很小，并且容易因為不同評定系統(tǒng)的選擇而受到影響，因此關注在膝關節(jié)水平面前后運動的研究也不多。通常在屈曲膝關節(jié)的過程中脛骨和股骨之間還伴隨著相對滑動，兩者之間異常的前后滑動會影響到股四頭肌的力臂大小，這膝關節(jié)屈曲機制與十字交叉韌帶有關，未來需要更多的研究來解釋其中的機制。

4 KOA患者步態(tài)分析肌電圖特點

在針對KOA患者步態(tài)分析表面肌電的研究中顯示[9]，膝骨關節(jié)炎患者的股四頭肌肌力有顯著的下降，同時肌肉的耐力也減弱。有學者根據(jù)步態(tài)分析生物力學特征分析，KOA患者由于疼痛便采取輕度微屈膝關節(jié)的方式避免過度屈曲膝關節(jié)而加重疼痛[7]，長期如此的異常步態(tài)極易導致股四頭肌萎縮，這一結果也與McCarthy CJ[9]實驗肌電結果相同。KOA患者屈膝程度異常，也將導致腘繩肌及膝關節(jié)的后關節(jié)囊萎縮[7]。也有學者[10]結合等速肌力測試從而可以針對不同的膝關節(jié)損傷情況得到相對應的肌電圖，通過計算獲得相應肌肉的電變位情況、包括強度、在步態(tài)周期中的收縮時間比例等異常肌電變化信息，由此可以知道各個肌肉的病變情況。利用此類數(shù)據(jù)，與正常步態(tài)對比很容易發(fā)現(xiàn)膝骨性關節(jié)炎的一些發(fā)病規(guī)律。此方法可以作為膝關節(jié)骨性關節(jié)炎的診斷評估手段，也可以為康復期間的KOA患者提供康復指導建議。

5 結語

了解膝關節(jié)在三維平面上的各個運動特征對于制定KOA患者個性化運動康復方案至關重。步態(tài)分析在膝關節(jié)骨關節(jié)炎的康復治療中已經(jīng)得到廣泛的應用。但目前尚未有一個權威的界定步態(tài)分析中各參數(shù)異常范圍，其診斷和治療都缺乏一個量化標準；同時針對不同程度的骨關節(jié)炎步態(tài)分析參數(shù)也并未有明確界限或指標，這些都不利于系統(tǒng)化地利用步態(tài)分析進行完善的康復訓練。另外，現(xiàn)有的康復治療訓練由于環(huán)境條件的限制較為單一，如何有效地結合步態(tài)分析，優(yōu)化康復訓練方案還需康復醫(yī)師、康復治療師、臨床醫(yī)生及科研工作者的深入探究。

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2095-2813(2017)10(b)-0007-02

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.29.007