丁呈彪，劉 奕，馮小軍，王原莉，張海洋，劉龍康，王 華，周 云

慢性膝關(guān)節(jié)疼痛簡稱慢性膝痛，是一種在臨床工作中十分常見的疾病，美國《門診醫(yī)學(xué)手冊》將超過6周的膝痛定義為慢性膝痛[1]。2018年美國放射影像學(xué)會（American College of Radiology，ACR）指出慢性膝痛最主要的病因是膝骨性關(guān)節(jié)炎，半月板損傷、滑膜炎、髕下脂肪墊損害等疾病也是導(dǎo)致慢性膝痛的重要原因[2]。因其是一種復(fù)雜的、多元化疾病，到目前仍沒有普遍共識的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”來識別慢性膝痛，故在診斷與療效分析上缺乏規(guī)范的、有效的、客觀的數(shù)據(jù)對其進行評價。

膝關(guān)節(jié)作為下肢運動與負(fù)重支持力學(xué)系統(tǒng)中的主要關(guān)節(jié)，一旦受累，可以累及髖關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)甚至脊柱的功能和穩(wěn)定，導(dǎo)致異常步態(tài)的產(chǎn)生，臨床中，單側(cè)膝痛患者常因疼痛引起的活動受限而就診。步態(tài)分析可以針對下肢的運動和受力情況進行動態(tài)的量化分析，并可以捕捉單側(cè)慢性膝痛患者細(xì)微的步態(tài)變化。膝關(guān)節(jié)日本骨科學(xué)會（Japanese Orthopedic Association，JOA）評分因其觀察指標(biāo)包括疼痛與行走、上下樓，關(guān)節(jié)屈曲活動度、腫脹，而更加貼近慢性膝痛患者實際情況而被筆者研究采用以評價患者膝關(guān)節(jié)功能狀態(tài)。

筆者通過慢性膝痛患者步態(tài)分析的定量數(shù)據(jù)采集及JOA評分的半定量量表評定，尋找兩者之間的關(guān)聯(lián)，篩選出與JOA評分相關(guān)性相對較高的指標(biāo)，以期為慢性膝痛的臨床評估和診斷提供規(guī)范化數(shù)據(jù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選擇2018年5月至2021年7月于安徽醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院康復(fù)運動醫(yī)學(xué)科住院治療的20例單側(cè)慢性膝痛患者（研究組），其中男性7例，女性13例；年齡33～81歲，平均年齡53.55歲（標(biāo)準(zhǔn)差11.84歲）；身高151～178 cm，平均身高162.45 cm（標(biāo)準(zhǔn)差7.69 cm）；體質(zhì)量52～82 kg，平均體質(zhì)量62.50 kg（標(biāo)準(zhǔn)差7.30 kg）。選擇20例年齡相匹配的健康人作為對照組，其中男性9例，女性11例；年齡31～76歲，平均年齡52.15歲（標(biāo)準(zhǔn)差12.58歲）；身高154～182 cm，平均身高164.65 cm（標(biāo)準(zhǔn)差7.75 cm）；體質(zhì)量50～77 kg，平均體質(zhì)量63.45 kg（標(biāo)準(zhǔn)差6.56 kg）。兩組身高、體質(zhì)量、年齡等基本情況比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=-0.901、-0.433、0.362，P＞0.05）。

選擇標(biāo)準(zhǔn)：①單側(cè)膝關(guān)節(jié)疼痛病程超過6周，不伴有對側(cè)膝關(guān)節(jié)疼痛；②病程期間未行手術(shù)干預(yù)及局部封閉等治療者；③診斷符合活動性相關(guān)膝痛的臨床疾病，包括膝骨性關(guān)節(jié)炎、膝關(guān)節(jié)滑膜炎、半月板損傷、膝關(guān)節(jié)十字韌帶扭傷。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①病程小于6周的膝關(guān)節(jié)疼痛患者；②合并有髖關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)等其他骨骼肌肉疾病可以影響步態(tài)，如髖關(guān)節(jié)滑膜炎、踝關(guān)節(jié)滑膜炎、腰椎間盤突出、腦卒中者；③認(rèn)知理解能力障礙不能配合檢測者；④關(guān)節(jié)畸形，無法獨立行走，需要借助輔具行走者。

1.2 方法

1.2.1 JOA評分量表

采用JOA評分量表來評估慢性膝痛患者的膝關(guān)節(jié)功能。評分包括4項基本內(nèi)容，即：疼痛與步行30分；疼痛與上下樓25分；關(guān)節(jié)屈曲角度及強直35分；膝關(guān)節(jié)腫脹10分。共計100分。得分越高說明膝關(guān)節(jié)功能越好[3]?；颊呷朐汉?，在進行步態(tài)分析之前即由1名有經(jīng)驗評估者對其進行JOA量表評定。

1.2.2 步態(tài)分析

1.2.2.1 實驗設(shè)備Tecno Body Walker-view（Bergamo，Italia）數(shù)字化跑臺對研究組和對照組進行步態(tài)分析數(shù)據(jù)采集，Tecno Body Walker-view系統(tǒng)由47英寸液晶顯示屏、三維（three dimensional，3D）照相機、紅外線定位儀、觸摸式控制臺及長160 cm、寬51 cm的跑步機組成。由Tecno Body Medical Fitness Software對采集的數(shù)據(jù)進行分析。

1.2.2.2 測試環(huán)境及患者準(zhǔn)備 所有患者均在光線充足和安靜的房間進行測試。在接受測試前保持安靜自然放松狀態(tài)10 min；測試前，測試人員詳細(xì)告知患者測試過程中的要求及注意事項。

1.2.2.3 測試方法及檢測指標(biāo) 測試開始后，患者在初始速度0 km/h的跑道上行走，測試者逐漸加速至患者認(rèn)可的自然、安全的步速，以此步速繼續(xù)在跑臺上行走，實時記錄適宜步速1 min的步態(tài)數(shù)據(jù)（不包括加速、減速階段），結(jié)果取3次測量值的平均值。

空間參數(shù)指標(biāo)：①步速，單位時間內(nèi)的行走距離；②步長，左右足跟先后著地時的縱向直線距離；③觸地時長，一側(cè)足跟首次著地時開始至同側(cè)足尖離地的時間。

運動學(xué)參數(shù)指標(biāo)：①軀干前屈-后伸及左-右側(cè)彎活動度，即軀干在矢狀面及冠狀面的活動范圍；②峰值屈髖角度，在一個步行周期內(nèi)，在矢狀面內(nèi)，大腿相對于骨盆向前和向后的最大運動范圍；③峰值屈膝角度，在一個步行周期內(nèi)，在矢狀面內(nèi)，小腿相較于大腿向前和向后的最大運動范圍。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

使用SPSS 17統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。研究組與對照組數(shù)據(jù)差異比較采用獨立樣本t檢驗。研究組內(nèi)患側(cè)與健側(cè)比較采用配對樣本t檢驗。采用Pearson相關(guān)法對步態(tài)分析參數(shù)與JOA評分進行相關(guān)性分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義，P<0.01為差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組步態(tài)空間參數(shù)比較

研究組患側(cè)步長、患側(cè)觸地時長較健側(cè)明顯減小，差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義[（33.60±3.05）cmvs（40.10±2.67）cm、（0.83±0.05）svs（0.93±0.04）s。t=-7.754、-6.336，P<0.01]。研究組步速較對照組減少，差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.01）。研究組步長較對照組明顯減少，差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.01）。研究組觸地時長較對照組增加，差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.01）。見表1。

表1 兩組步態(tài)空間參數(shù)比較Tab.1 Comparison of spatial parameters between 2 groups

2.2 兩組步態(tài)運動學(xué)參數(shù)比較

研究組患側(cè)峰值屈髖角度較健側(cè)減少，差異有統(tǒng)計學(xué)意義[（21.45±2.13）°vs（22.84±1.53）°。t=-2.753，P<0.05]；研究組患側(cè)峰值屈膝角度較健側(cè)明顯減少，差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義[（31.29±3.95）°vs（40.72±4.20）°。t=-6.748，P<0.01]。研究組軀干屈伸活動度較對照組增加，差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.01）。研究組軀干側(cè)彎活動度較對照組增加，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.146）。研究組峰值屈髖角度、峰值屈膝角度較對照組減小，差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.01）。見表2。

表2 兩組運動學(xué)參數(shù)比較Tab.2 Comparison of kinematic parameters between 2 groups

2.3 步態(tài)分析指標(biāo)與JOA評分間的相關(guān)性分析

20例患者JOA評分為（66.50±11.01）分，統(tǒng)計學(xué)分析顯示，JOA評分?jǐn)?shù)據(jù)符合正態(tài)分布。JOA評分與患者步速、患側(cè)步長、患側(cè)觸地時長、患側(cè)峰值屈膝角度呈正相關(guān)性，與軀干屈伸活動度呈負(fù)相關(guān)性。但JOA評分與患者軀干側(cè)彎活動度及患側(cè)峰值屈髖角度無相關(guān)性。見表3。

表3 患者步態(tài)參數(shù)與JOA評分間的相關(guān)性分析Tab.3 Correlation analysis between gait parameters and JOA score

3 討論

慢性膝關(guān)節(jié)疼痛是臨床中常見的一類疾病，多數(shù)患者以單側(cè)膝痛為主，根據(jù)疼痛所在的范圍，慢性膝痛主要包括以膝關(guān)節(jié)彌漫性疼痛為特點的骨性關(guān)節(jié)炎，也包括髕骨關(guān)節(jié)損傷、髕前滑囊炎等前膝痛疾病，涵蓋了膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)疼痛、外側(cè)疼痛、后膝疼痛等多種膝關(guān)節(jié)疾病[4]。正是因其發(fā)病機制多樣復(fù)雜，目前在臨床中缺乏針對慢性膝痛有效的定量分析及半定量分析手段。而隨著病情的發(fā)展，慢性膝痛可能給膝關(guān)節(jié)帶來不可逆轉(zhuǎn)的傷害，甚至影響到健側(cè)膝關(guān)節(jié)和其他與步行相關(guān)的肌肉骨骼系統(tǒng)[5]。所以對慢性膝痛的全面認(rèn)識，有助于臨床醫(yī)生及時干預(yù)、并減少其所帶來的并發(fā)癥。

在臨床工作中，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)慢性膝痛患者在發(fā)病早期僅僅出現(xiàn)膝關(guān)節(jié)輕微疼痛的不適癥狀，由于并不影響日常行走功能或就診后不需要進行關(guān)節(jié)制動或者手術(shù)治療，或者經(jīng)過休息后膝痛癥狀能夠得到緩解而沒有引起重視。在病程中，單側(cè)膝痛患者通常為了避免行走或者運動過程中負(fù)重所帶來的疼痛感，會通過對步行狀態(tài)的微調(diào)整，包括降低步行速度、步行頻率及疼痛側(cè)的支撐相時間來減輕關(guān)節(jié)負(fù)擔(dān)，這與骨性關(guān)節(jié)炎患者特征性的“逃逸步態(tài)”接近[6]。但人體的行走運動是髖、膝、踝，包括脊柱的聯(lián)動運動，這種步態(tài)雖然在短時間能夠減輕癥狀，但通過其他運動關(guān)節(jié)進行運動補償，久而久之，包括健側(cè)膝關(guān)節(jié)在內(nèi)的其他關(guān)節(jié)也可能會出現(xiàn)病理變化。

步態(tài)分析是對人體行走時的肢體和關(guān)節(jié)活動進行運動學(xué)分析，提供一系列時間、幾何、力學(xué)等參數(shù)值和曲線，為單側(cè)慢性膝痛的疾病嚴(yán)重程度評估、治療效果評估、預(yù)后評估提供了客觀的評價依據(jù)[7]。

筆者通過Tecno Body Walker-view步態(tài)分析系統(tǒng)對單側(cè)慢性膝痛患者的步態(tài)特征進行了研究。步速、步長和觸地時長作為空間參數(shù)的指標(biāo)，能夠反映步行的能力。在筆者研究中，患者步速、步長較健康人相比可以觀察到有明顯減低，患側(cè)的觸地時長較健側(cè)相比是減低的，但較健康人相比是顯著增加。這些改變說明了患者行走時減慢了步行速度，增加了站立相時間，這是對膝關(guān)節(jié)的一種自我保護機制，可以減少患側(cè)關(guān)節(jié)內(nèi)壓力和沖擊損傷[8]?；紓?cè)膝關(guān)節(jié)由于疼痛及核心肌群肌力下降導(dǎo)致患側(cè)觸地時長較健側(cè)縮短，而這加劇了行走過程中重心向健側(cè)的轉(zhuǎn)移。

在人體步行過程中，下肢的各個關(guān)節(jié)、包括脊柱，可以看做為一個動作鏈，所以運動學(xué)參數(shù)可以很好地反映膝關(guān)節(jié)的運動改變對其他關(guān)節(jié)的影響，并能有助于解釋異常步態(tài)導(dǎo)致的原因。在筆者研究中，單側(cè)膝痛患者脊柱在矢狀位的運動范圍較健康人顯著增加，冠狀位的運動范圍則無差異，患側(cè)峰值屈髖、屈膝角度較對側(cè)和健康人均有明顯下降。患者主動減少屈膝范圍的重要原因是為了避免負(fù)重而增加疼痛感。有學(xué)者報道除了減少屈膝，患者甚至?xí)扇≥p微的膝關(guān)節(jié)過伸來減少關(guān)節(jié)面壓力[9]。軀干屈伸范圍的顯著增加意味著脊柱成為代償步態(tài)驅(qū)動的潛在動力，一方面可以依靠脊柱迅速向前轉(zhuǎn)移，可以讓健側(cè)的擺動后期時間縮短，以便迅速進入支撐期緩解患側(cè)膝痛；另一方面，這種方式驅(qū)動了腰背部豎脊肌肌力增加，以維持步態(tài)的穩(wěn)定性，這與Harato K等[10]所研究膝屈曲攣縮步態(tài)導(dǎo)致的膝-脊綜合征相似?；颊叻逯登y角度的減少原因考慮與步速的下降和峰值屈膝角度的減小有直接聯(lián)系，而另一面屈髖肌群的肌力下降而不足以糾正脊柱平衡破壞也是原因之一，但髖關(guān)節(jié)處于下肢運動鏈的近端，故相較于膝關(guān)節(jié)，峰值屈髖角度值受到的影響更小[11]。

由于步態(tài)分析系統(tǒng)可以獲取的參數(shù)眾多，但很難對這些數(shù)據(jù)進行一一解釋，從機械力學(xué)的結(jié)果到生物力學(xué)的結(jié)果再向臨床結(jié)果轉(zhuǎn)化，必須選擇恰如其分體現(xiàn)主要矛盾的指標(biāo)。目前，針對膝關(guān)節(jié)功能評定的半定量量表較多，包括JOA評分、西大略湖和麥克馬斯特大學(xué)（Western Ontario McMaster Universities，WOMAC）骨性關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分、美國紐約特種外科醫(yī)院（Hospital for Special Surgery，HSS）膝關(guān)節(jié)評分、Lyshlom膝關(guān)節(jié)功能評分等，這些評分都試圖全面對膝關(guān)節(jié)的狀況做出一個客觀的評估，因為評估的角度和出發(fā)點不同，并不是所有的標(biāo)準(zhǔn)都適合于慢性膝痛的評估[12]。在實際臨床工作中，大部分慢性膝痛患者是因為疼痛作為第一主訴前來就診，疼痛除了導(dǎo)致的身體痛苦之外，還影響到行走距離、上下樓、登山、下坡等日常生活，所以膝關(guān)節(jié)JOA評分更貼近于實際臨床工作，而且由于JOA評分簡單，容易操作，筆者認(rèn)為JOA評分是判斷慢性膝痛患者膝關(guān)節(jié)功能的一個重要參考指標(biāo)。在筆者研究中，步速、患側(cè)步長、患側(cè)觸地時長、患側(cè)峰值屈膝角度與JOA評分呈正相關(guān)，軀干屈伸活動度與JOA評分呈負(fù)相關(guān)，軀干側(cè)彎活動度及患側(cè)峰值屈髖角度與JOA評分無明顯相關(guān)性，表明步態(tài)分析所捕捉到的單側(cè)膝痛患者的細(xì)微步態(tài)變化與膝關(guān)節(jié)功能具有一定的聯(lián)系，這對于在今后的臨床工作中對疾病的嚴(yán)重程度的判斷有所幫助。此外，重視重點參數(shù)的變化，可以更好地在疾病尚未達到嚴(yán)重程度的時候做出診斷，也為臨床治療后的療效判斷指標(biāo)提供參考依據(jù)。