膝骨關節炎患者下肢動靜態位置覺的臨床測試分析

陳蔚,郭燕梅,甕長水,王秋華,彭楠

膝骨關節炎患者下肢動靜態位置覺的臨床測試分析

陳蔚,郭燕梅,甕長水,王秋華,彭楠

目的了解Tetrax平衡測試訓練系統中下肢關節靜態位置覺測試和功能性蹲屈測試訓練系統中下肢關節運動位置覺測試的重測信度,明確膝骨關節炎患者下肢關節靜態位置覺和運動位置覺之間的關系。方法利用Tetrax平衡測試訓練系統和功能性蹲屈測試訓練系統在1周內對30例膝骨關節炎患者進行2次下肢關節靜態位置覺測試和運動位置覺測試。結果雙下肢中高頻率段擺動系數和的組內相關系數(ICC)為0.95(P＜0.001);健側或癥狀相對較輕側、患側或癥狀相對較重側的下肢復位誤差平均值的ICC分別為0.59和0.60(P＜0.001)。雙下肢中高頻率段擺動系數和分別與健側或癥狀相對較輕側的復位誤差平均值、患側或癥狀相對較重側的復位誤差平均值之間的Pearson相關系數為0.40和0.54(均P＜0.05)。結論Tetrax平衡測試訓練系統中下肢關節靜態位置覺測試重測信度極好,功能性蹲屈測試訓練系統中下肢關節運動位置覺測試重測信度較好,兩種本體感覺測試方法聯合應用可以更為全面地反映膝骨關節炎患者的下肢本體感覺功能狀況。

膝;骨關節炎;本體感覺;重測信度

本體感覺又稱深感覺,是指肌、腱、關節等運動器官本身在運動和靜止時產生的感覺。本體感覺對于平衡控制十分重要,有效的平衡控制首先需要準確的感覺傳入,而感覺的準確傳入依賴于感受器形態和功能的完好。膝關節有著豐富的感覺神經分布和數目較多的機械感受器[1-2],膝關節本體感覺在控制關節、校正姿勢和維持平衡方面都具有極為重要的臨床意義[3]。許多研究表明,膝骨關節炎(knee osteoarthritis,KOA)患者與無KOA者相比,有著更差的膝關節本體感覺[4-6]。

解放軍總醫院南樓康復醫學科新近引進由荷蘭研發的功能性蹲屈測試訓練系統(Functional Squat,Monitored Rehab Systems,FSS,2031 CW Haarlem,The Netherlands)和以色列Sunlight醫療器械公司生產的Tetrax平衡測試訓練系統。FSS可進行下肢關節運動位置覺測試,Tetrax平衡測試訓練系統可以通過靜態平衡功能測試了解受試者的下肢肌肉本體感受器的關節靜態位置覺。本研究驗證這兩種設備的重測信度,并在此基礎之上進一步明確上述兩種設備在KOA患者本體感覺測試中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2009年9月～2010年2月,30例自愿接受康復治療與評估的KOA患者在1周內進行了2次下肢關節運動位置覺測試和關節靜態位置覺測試。患者中男性21例,女性 9例;年齡 45～89歲,平均(68.73±12.19)歲。受試者符合美國風濕病學會2001年制定的KOA診斷標準[7]。排除標準:①曾行膝關節置換手術者;②下肢在6個月前曾行外科手術者;③類風濕關節炎患者;④在過去的30 d內曾應用阿片類鎮痛或皮質類固醇或鎮痛注射液干預膝關節疼痛者;⑤高血壓未得到很好控制或在運動鍛煉期間存在并發心臟病的中高度危險因素者;⑥不能安全參與測試者,例如:嚴重的視力問題、神經功能障礙、主要或明顯受限的背痛、嚴重骨質疏松者、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。30例患者均簽署了知情同意書。

1.2 測試方法 先測試下肢關節靜態位置覺,后測試下肢關節運動位置覺。測試前1 d,告知受試者保持一般日常生活作息狀態,避免劇烈運動。測試當天記錄受試者的性別、年齡、身高、體重,患膝或主患膝,然后讓受試者進行5 min的簡單熱身運動,最后由測試者向受試者介紹測試目的并說明測試程序。在對受試者進行第1次測試時,須記錄受試者雙腳踏于腳踏板上的位置,以防止在對受試者進行第2次重測時因腳的位置挪動而造成系統誤差的發生。在1周內的2次測試間期,叮囑受試者避免進行任何形式的本體感覺訓練、肌力訓練和劇烈運動。

1.2.1 下肢關節靜態位置覺測試 應用 Tetrax平衡測試訓練系統完成下肢關節靜態位置覺測試。該設備通過4個相互獨立的測試平臺分別測量受試者左右足底前、后部分施加的垂直壓力變化,記錄壓力傳感器上的力學信號并將其轉化為數字信號傳入電腦軟件系統進行自動分析處理,最終得到本研究所需的膝關節靜態位置覺數據。具體測試方法為:受試者站立于測試平臺上,雙臂自然懸垂于身體兩側,完成8個測試姿勢站立:①睜眼自然站立(normal position,with eyes opened,solid surface,NO):受試者睜眼直立于測試平臺上,面部朝前,平視前方;②閉眼自然站立(normal position,with eyes closed,solid surface,NC):受試者閉眼直立于測試平臺上,面部朝前;③閉眼站立,頭轉向右側(closed eyes and turned head to the right,H R):受試者閉眼直立于測試平臺上,頭部右轉45°;④閉眼站立,頭轉向左側(closed eyes and turned head to the left,HL):受試者閉眼直立于測試平臺上,頭部左轉 45°;⑤閉眼站立 ,頭后仰30°(closed eyes and threw head back,HB):受試者閉眼直立于測試平臺上,頭部后仰30°;⑥閉眼站立,低頭前傾 30°(closed eyes and bow forward,HF):受試者閉眼直立于測試平臺上,低頭且朝胸部方向前傾約30°;⑦睜眼腳墊站立(opened eyes on pillows,PO):受試者睜眼直立于腳下墊有泡沫橡膠墊的測試平臺上,面部朝前,平視前方;⑧閉眼腳墊站立(closed eyes on pillow s,PC):受試者閉眼直立于腳下墊有泡沫橡膠墊的測試平臺上,面部朝前。

每個姿勢站立的測試時間為32 s。測試時保持測試環境安靜,對年齡較長的受試者在測試期間加以保護以防止其在測試中發生跌倒。

記錄雙下肢中高頻率段擺動系數和(∑F5-6)。∑F5-6能夠反映雙下肢肌肉本體感受器的關節靜態位置感知覺,∑F5-6數值越大表示雙下肢關節靜態位置感知覺越差。

1.2.2 下肢關節運動位置覺測試 應用FSS測試訓練系統仿照立位蹲起動作模式,通過獨特的仰躺式蹲屈動作在閉鏈動作下完成下肢關節運動位置覺測試。該設備硬件包括一個踏板、一座可選取鉛塊重量的纜繩系統、一個可調整與滑動的背靠板和一臺連接到設備上的計算機。硬件感應信號傳遞至計算機軟件,再由軟件系統自動分析與報告。具體測試方法為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,踝關節處于中立位,髖、膝關節處于屈曲90°位置。鉛塊重量選擇10 kg。測試順序為先健側或癥狀相對較輕側(簡稱“健側”)后患側或癥狀相對較重側(簡稱“患側”)。測試前,受試者以健側練習1～2次,熟悉如何完成整個測試過程,練習時鉛塊重量選擇5 kg。測試程序為:先以最大肌力測試和耐力測試設置運動范圍的最大、最小值,然后讓受試者的受測下肢在48 s內完成4次從“起始位置線”(位于屏幕左側的藍色基線,即髖、膝關節屈曲90°的起始位置)到“目標位置線”(位于屏幕右側的藍色基線,目標位置線在測試過程中始終保持不變)的復位測試,每次復位測試時間為12 s。前2次為“可視性復位測試”(即紅色“+”標記存在),后2次為“非可視性復位測試”(即標記消失)。

分別記錄健、患側下肢關節(以膝關節為主)的復位誤差平均值,即兩次目標位置與實際復位位置的誤差平均值。復位誤差平均值越大表示受測下肢的關節運動位置感知覺越差。

1.3 統計學方法 應用SPSS 17.0統計軟件對采集數據進行建檔和統計分析。以(±s)描述患者的年齡、測試結果。前后兩次測試結果的相關性(ICC)采用隨機效應模型分析,ICC(3,1)＞0.75代表極好的信度,0.4～0.75代表中等到較好的信度,＜0.40代表信度差[8]。對KOA患者第1次測試的雙下肢中高頻率段擺動系數和(∑F5-6)與健、患側下肢關節復位誤差平均值之間進行Pearson相關性分析。顯著性水平α=0.05。

2 結果

2.1 重測信度 雙下肢∑F5-6具有極好的重測信度;健、患側下肢的復位誤差平均值具有較好的重測信度。見表1。

表1 KOA患者兩種測試方法前后兩次測試結果

2.2 兩種本體感覺測試結果的相關性 KOA患者∑F5-6與健側(r=0.54,P＜0.05)、患側(r=0.40,P＜0.05)下肢關節運動本體位置覺之間均存在正相關。

3 討論

關節本體感覺主要包括關節靜止時的靜態位置感知覺、關節運動時的動態位置感知覺以及反射回應與肌張力調節回路的傳出活動能力[9]。前兩者反映本體感覺的傳入活動能力,后者反映本體感覺的傳出活動能力。常見的本體感覺測試方法分為運動覺測試和位置覺測試兩大類[10-11],兩者之間并不存在關聯,即不同的測試方法只能測得部分本體感覺[12]。有學者認為位置覺測試優于運動覺測試,因為運動覺測試只能在被動狀態下完成,而不能完全引發下肢主動活動時應該興奮的感受器,測試結果不能代表受試者在主動活動時的本體感覺[12-13]。位置覺測試是通過檢測受試者感知關節位置的能力來判斷本體感覺的傳入功能,包括靜態和動態位置覺測試。

重測信度代表重復測量結果的穩定性或一致性,重測信度的高低直接影響到臨床及研究人員判斷被研究個體狀況的準確性。本研究顯示,∑F5-6具有極好的重測信度,能夠穩定地反映受試者雙下肢的肌肉本體感受器在關節靜止狀態時的位置感知覺。健、患側下肢復位誤差平均值具有較好的重測信度,它們可以較穩定地反映受測下肢本體感受器在關節運動時的動態位置感知覺;受試者在完成該項測試時需對抗一定的阻力,可以興奮更多的肌肉感受器來增加本體感覺信息輸入,從而有利于獲得確切的動態位置感知覺數據。

在實際測試工作中,我們曾遇到14例老年KOA患者因對FSS測試訓練系統中的下肢動態位置覺測試方法理解困難而無法正確完成該項測試,但能輕松完成Tetrax靜態平衡功能測試。如果這兩種測試方法所得到的動態位置感知覺和靜態位置感知覺之間存在聯系,將會彌補對這一部分老年KOA患者的運動位置覺功能無法了解的不足。因此,我們又對30例KOA患者的下肢關節靜態位置覺和運動位置覺進行了Pearson相關性分析,結果發現KOA患者雙下肢∑F5-6與健、患側復位誤差平均值之間有著較高的正相關性(r=0.40～0.54,P＜0.05)。這說明KOA患者因疼痛而導致失用性肌肉萎縮的同時,會導致作為關節本體感覺主要來源的肌肉感受器[9]肌梭內的本體感受器數目減少及感覺敏感性減退[13],從而表現出較差的動、靜態本體感覺,下肢關節靜態位置感知覺較差的KOA患者也同樣會表現出較差的下肢關節運動位置感知覺。

在日常生活中,與靜態本體感覺相比,動態本體感覺的現實意義顯得更為重要。因此,在許多本體感覺研究中,研究人員更傾向于動態本體感覺的研究。本研究顯示,這兩種本體感覺測試方法的結果之間存在較為密切的關系,這就使得那些無法完成動態本體感覺測試的受試者,通過完成較為簡單的靜態平衡測試來估計他們的下肢運動本體感覺功能。但 Tetrax平衡測試系統只能測試KOA患者雙下肢整體的靜態本體感覺功能,而無法分別了解健、患側下肢各自的靜態本體感覺功能狀況。在臨床測試中,兩種設備的聯合應用將更有助于較全面地了解KOA患者的下肢本體感覺功能狀況。

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Analysis of Clinical Trials about Lower Extremities Static and Dynamic Proprioception in Patients with Knee Osteoarthritis

CHEN Wei,GUOYan-mei,WENGChang-shui,et al.Department of Rehabilitation Medicine of Nan Lou,Chinese PLA General Hospital,Beijing 100853,China

ObjectiveTo investigate the test-retest reliability about the lower extremities static joint position sense which was tested with the Tetrax balance-test-training system,and the dynamic joint position sense which was tested with the Functional Squat System;and to investigate the relationship between the static and the dynamic joint position sense of lower extremities of the patients with knee osteoarthritis.Methods30 patients with knee osteoarthritis were tested with the lower extremities static and dynamic joint position sense twice within 7 d with the Tetrax balance-test-training system and the Functional Squat System.ResultsThe intraclass correlation coefficient(ICC)of the sum of the coefficient of medium-to-high-frequency in postural sway was 0.95(P＜0.001).The ICC of the reposition accuracy error mean of the unaffected/mild or affected/severe extremity were respectively 0.59 and 0.60(P＜0.001).The Pearson correlation coefficients of the sum of the coefficient of medium-to-high-frequency in postural sway and the reposition accuracy error mean of the unaffected/mild or affected/severe extremity were respectively 0.40 and 0.54(P＜0.05).ConclusionThe lower extremities static joint position sense test of the Tetrax balance-test-training system is well reliable,as wellas the dynamic joint position sense of the Functional Squat System.They can be used together to evaluate the lower extremities proprioception in the patients with knee osteoarthritis.

knee;osteoarthritis;proprioception;test-retest reliability

[本文著錄格式]陳蔚,郭燕梅,甕長水,等.膝骨關節炎患者下肢動靜態位置覺的臨床測試分析[J].中國康復理論與實踐,2011,17(1):77—79.

解放軍總醫院科技創新基金(09KMM22)。

解放軍總醫院南樓臨床部康復醫學科,北京市 100853。作者簡介:陳蔚(1977-),女,湖南常德市人,技師,主要研究方向:神經和骨科疾病的物理治療。通訊作者:郭燕梅。

R684.3

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1006-9771(2011)01-0077-03

2010-10-18

2010-11-29)