膝骨性關節炎患者膝關節疼痛指數與足底壓力變化的相關性研究

夏　清　袁　海　曹娟娟

作者單位： 230011　安徽省合肥市第二人民醫院康復醫學科

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膝骨性關節炎患者膝關節疼痛指數與足底壓力變化的相關性研究

夏清袁海曹娟娟

作者單位： 230011安徽省合肥市第二人民醫院康復醫學科

[摘要]目的探討膝骨性關節炎患者足底壓力改變及疼痛對足底壓力的影響。方法運用足底壓力測試系統對 28例單側膝骨性關節炎疼痛患者自然行走時的步態進行測試，觀察受試者單足支撐分期時段參數、足角及膝關節疼痛指數，對健、患側足底壓力各指標進行統計學分析并分析膝關節疼痛指數與各指標相關性。 結果膝骨性關節炎患者患側前足著地階段時間百分比為(57.90±32.93)、全足支撐階段時間百分比為(57.93±2.93)低于健側對應百分比(60.26±2.66,P=0.007; 51.53±3.84,P<0.001)；患側足角(16.24±4.50)明顯高于健側足角(14.67±4.09)，差異有統計學意義(P=0.014)；膝關節疼痛指數與患側前足著地階段時間百分比(r=-0.53，P=0.004)、全足支撐階段時間百分比(r=-0.56，P=0.002)呈負相關；與患側足角無明顯相關性(r=0.245，P=0.193)。結論膝骨性關節炎患者足底壓力具有特征性，前足著地時段、全足支撐時段明顯縮短、足角變大，疼痛嚴重影響膝骨性關節炎患者步態。

[關鍵詞]膝骨性關節炎；足底壓力；疼痛

骨性關節炎(osteoarthritis，OA)是一種常見的以關節軟骨退變、破壞及伴有相鄰軟骨下骨板、關節邊緣骨質增生、骨贅形成為特點，使所累及的關節功能受損的慢性、進行性關節疾病。主要影響膝、髖關節，多見于老年人群。臨床上，該病主要表現為受累關節的疼痛、腫脹、功能受限，進而影響患者膝關節功能，致患者步態發生改變[1]。本文主要探討膝骨關節炎患者步行時足底壓力改變及疼痛對足底壓力影響。

1資料與方法

1.1一般資料收集2012年12月至2014年5月合肥市第二人民醫院康復醫學科門診及住院單側膝骨性關節炎(knee osteoarthritis，KOA)患者，均符合2001年美國風濕病學會制定的膝關節骨關節炎診斷標準[2]：年齡≥50歲；晨僵< 30 min；關節活動時有骨響聲；膝部檢查示顯性肥大；有骨壓痛；放射學檢查有骨贅形成，符合以上中的3項者即可做出診斷；排除骨結核、骨腫瘤、骨折、及明顯髖、膝、踝關節其他疾患引起疼痛患者，嚴重心腦疾病、精神病及無法配合患者。共納入28例，其中男性14例，女性14例，年齡(65.8±11.2)歲，病程(10.98±10.92)周，受累部位左側膝關節11例，右側17例。受試者均簽署知情同意書，并經當地倫理學委員會討論通過。

±s，%)

注：與健側比較，aP<0.05

1.2研究方法采用比利時R-Scan International公司的 Footscan.7步態足底壓力測量系統，設備主要包括1米壓力分布平板及相應步道、3D數據采集盒、分析軟件、數據線。壓力電阻式傳感器的密度為4個/cm2，測量平板為1 068 mm×418 mm×12 mm,平板內共置8 192個傳感器，采樣頻率為500 Hz, 平板由USB數據線與3D數據采集盒端口相連，利用數據采集盒連接于計算機，實施數據采集。測試前，讓受試者適應實驗環境、熟悉實驗過程，測試時，要求每個受試者赤足在壓力平板上自然行走通過測力板3次，左、右腳各有3次落在測試平板上，行走時，盡量保持自然，并且離測力板3 m開始走。選取受試者單足支撐分期時段參數、足角及膝關節疼痛指數進行分析。對健、患側足底壓力各分期指標進行對比分析并膝關節疼痛指數與各指標進行相關性分析；疼痛指數依據視覺模擬評分-數字評分法(0～10分)標準進行評估。

2結果

2.1受試者健、患側支撐期分期時段及足角比較試驗過程中將支撐期分為足跟著地緩沖、前足著地、全足支撐及足蹬伸4個階段，各分期時間段參數利用其所占支撐期總時間段百分比表示。結果顯示，患側前足著地、全足支撐時段均低于健測各時間段，而足蹬伸時段高于健側對應時段，差異均有統計學意義(P<0.05)；患側足角高于健側足角，差異有統計學意義(P<0.05)。

2.2各期與疼痛指數相關性疼痛指數評分結果：1分3例，2分4例，3分8例，4分9例，5分3例，6分1例；統計學分析顯示，疼痛指數與患側前足著地時段參數(r=-0.53，P=0.004)、全足支撐時段參數(r=-0.56，P=0.002)均呈負相關；即疼痛指數越大，前足著地、全足支撐時段在整個支撐期所占時間越短。但疼痛指數與患側足蹬伸時段及足角值無明顯相關性(P均>0.05)。詳見表2。

表2　患側各期與疼痛指數相關性分析

3討論

步態受到人體解剖結構、生理功能、運動控制能力等多種因素的影響，四肢、軀干、神經系統或某些身體病變，均能影響患者步態。通過對步態的分析，可以從一個側面反映出肢體病變特征，對下肢的骨、關節、肌肉和韌帶的功能狀況做出客觀評價；從而幫助康復醫師對患者進行病因分析、病情診斷和療效評定。

行走是一種周期性的運動，行走時一側足跟著地至此足跟再次著地稱為一個步態周期，一個步態周期分為支撐期和擺動期。支撐期是人足與地面接觸時的時間階段，支撐期又分為足觸地階段、全足支撐階段和足蹬伸階段。一個步態周期中，膝關節的活動也具有一定的規律性：步行時足跟先著地，膝關節接近伸直，后屈曲，至支撐中后期又接近伸直，在擺動期屈曲角度最大。整個步態周期中，膝關節的屈伸運動對于身體運動協調性及身體動態平衡具有重要意義。足底壓力分析是步態分析系統中動力學參數的重要組成部分[3]。步行時足底與支撐面之間的壓力大小及分布可反映下肢乃至全身的結構、功能及運動控制等情況，尤其對于肢體協調狀況可以做出客觀評價，指導臨床康復[4]。

足跟著地緩沖、前足著地、全足支撐時段轉換過程是人體重心逐漸轉移至患側支撐的過程；全足支撐期，人體重心基本轉移到患側，身體重心主要由支撐腿支撐；本研究結果表明，膝骨關節炎患者患側前足著地、全足支撐期時間段明顯低于健側相應時間段，具有明顯差異，這與前期研究結果相似[5]；本研究顯示疼痛指數與此二期時段具有負相關性，表明KOA患者由于疼痛影響，患者盡量縮短患側腿支撐時間來緩解疼痛，即患膝疼痛讓患者明顯縮短患側支撐期，膝關節疼痛對患者步態動力學影響較為嚴重；既往研究也表明膝骨關節炎患者由于患膝關節疼痛，導致步行時患肢負重較少，病程較長時現患側肢體肌肉廢用，肌力減退，步行時肢體協調性降低，同時患者健側肢體不自覺的代償行為，形成異常運動系統，呈現異常步態[6]。

本研究顯示，支撐階段患者患側足蹬伸時間段顯著高于其健側時段，這可能由于各個分期采用百分比表示所致，或者由于患者利用足蹬伸時段來緩解疼痛，張昊華等[7]研究也具有相似的結論；然而我們發現患者膝關節疼痛指數與患側足蹬伸時段并無相關性，這也從側面說明足蹬伸時段高于健側對應時段，可能由于各個分期采用百分構成比表示所致；當然，也可能由于研究所納入的樣本量較少，足蹬伸時段數值變異較大所致。

足角的大小反映行走時下肢側向位移的穩定性及膝關節的控制性，本研究發現膝骨性關節炎患者患側足角較正常值偏高(P<0.05)；然而進一步研究表明足角大小與患者膝關節疼痛指數無明顯相關性，說明疼痛對患者足角的大小影響甚微。既往研究發現膝骨性關節炎患者需要加大步角來維持身體平衡和步態穩定，而足角的大小與膝關節內外側旋轉肌肉的協調密切相關，研究也表明膝關節炎患者股四頭肌力量明顯下降，股四頭肌肌力下降及膝關節疼痛導致行走時膝關節周圍肌肉發生適應性改變[8-10]，膝關節炎患者膝關節內外側旋轉肌肉協調性已經發生明顯變化，呈現異常步態[11,12]；而膝關節疼痛的緩解可明顯改善患者患側足底壓力，提高膝關節協調能力[13]。

由于本研究尚存在納入的樣本量不足，并未探得疼痛對支撐期足蹬伸時間段影響，未有足夠的樣本量探討康復治療后膝骨關節炎患者足底壓力的改變等不足之處，還有待進一步研究。

總之，膝骨關節炎患者，足底壓力支撐期分期時段較健側具有差異性改變，患側足底壓力具有明顯特征，疼痛對其壓力改變影響較大。

參考文獻

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(2015-01-15收稿2015-09-26修回)

Impaction of knee pain index on plantar pressure in patients with knee osteoarthritis

XiaQing,YuanHai,CaoJuanjuan

DepartmentofRehabilitation,SecondPeople'sHospitalofHefei,Hefei230011,China

[Abstract]ObjectiveTo explore the gait characteristics of patients with knee osteoarthritis during natural walking and the impaction of knee pain on plantar foot pressure. MethodsThe Footscan plate system was used to test the plantar pressure parameters of 28 patients with unilateral knee osteoarthritis during natural walking. The data of gait parameters with single support phases, foot angle and knee joint pain index were evaluated, and the plantar pressure of ipsilateral and contralateral foot were statistically analyzed, the relation between knee joint pain index and those data also being analyzed. ResultsThere were statistically significant differences between ipsilateral and contralateral foot of knee osteoarthritis patients for the contacting time percentage of forefoot contact phase (57.93±2.93, 60.26±2.66,P=0.007) and foot flat phase (57.93±2.93, 51.53±3.84,P<0.001), and for the foot angle (16.24±4.50, 14.67±4.09,P=0.014), respectively. There was negative correlation between the knee joint pain index and the ipsilateral foot contacting time percentage of forefoot contact phase (r=-0.53,P=0.004) and foot flat phase (r=-0.56,P=0.002), but no evident correlation was found between pain index and ipsilateral foot angle. ConclusionThe characteristics of abnormal plantar pressure found in knee osteoarthritis patients are remarkably shorter contacting time of forefoot contact phase and foot flat phase and larger foot angle, and there is a heavy effect of knee pain on gait characteristics in patients with knee osteoarthritis.

[Keywords]Knee Osteoarthritis; Plantar Pressure; Pain

doi:10.3969/j.issn.1000-0399.2015.11.013