膝骨關節炎患者靜態平衡能力的影響因素分析

王曉玲，陳 峰，王 勇，鐘彩虹，鄧杏蘭，劉巧靈，謝榮福

·論著·

膝骨關節炎患者靜態平衡能力的影響因素分析

王曉玲1,2,3*，陳 峰4,5*，王 勇4,5，鐘彩虹4,5，鄧杏蘭1，劉巧靈1，謝榮福1

目的 探討膝骨關節炎(KOA)患者病程、體質指數(BMI)、疼痛程度、骨關節炎指數(WOMAC)量表積分與靜態平衡能力的相關性。方法 選取2016年1—10月社區招募和福建中醫藥大學附屬第三人民醫院門診就診的KOA患者50例為研究對象。采用疼痛視覺模擬評分(VAS)評價膝關節疼痛程度，采用WOMAC量表評價膝關節功能，采用Pro-Kin 254P型平衡測試系統評價睜眼、閉眼靜態平衡能力。結果 KOA患者病程與睜眼靜態平衡指標前后方向標準偏差、橫向標準偏差、前后方向平均運動速度、橫向平均運動速度、運動橢圓面積、運動長度呈正相關(P<0.05)；BMI與閉眼靜態平衡指標橫向標準偏差、運動橢圓面積呈正相關(P<0.05)；VAS與睜眼靜態平衡指標y軸平均壓力中心呈正相關，與羅伯長度呈負相關(P<0.05)；WOMAC量表日常功能活動積分與閉眼靜態平衡指標y軸平均壓力中心呈正相關(P<0.05)。結論 KOA患者病程、BMI、疼痛程度、日常功能活動能力與靜態平衡指標有關，患者靜態平衡能力對視覺的依賴較大。

骨關節炎，膝；姿勢平衡；人體質量指數；關節痛；關節功能

王曉玲，陳峰，王勇，等.膝骨關節炎患者靜態平衡能力的影響因素分析[J].中國全科醫學，2017，20(20)：2464-2468.[www.chinagp.net]

WANG X L,CHEN F,WANG Y,et al.Associated factors of static balance ability in patients with knee osteoarthritis[J].Chinese General Practice，2017，20(20)：2464-2468.

膝骨關節炎(knee osteoarthritis，KOA)是一種以關節軟骨退變為主并伴有軟骨下骨質增生疾病，臨床主要表現為關節疼痛、僵硬，不同程度的功能障礙，平衡控制降低，跌倒風險增加，甚至致殘等，嚴重影響中老年人的生活質量[1-4]。跌倒是平衡功能缺失所致的突然意外摔跌，是導致老年人損傷的最常見原因，發生率高，危害性大[5]。研究表明，跌倒是65歲以上老年人意外死亡的最主要原因，因跌倒損傷而住院的老年人病死率是非跌倒損傷者的5倍[6]。既往研究認為，病程、體質指數(BMI)是KOA患者疾病發展的重要因素[7-8]。KOA患者疼痛、功能下降會對維持平衡功能的本體感覺傳入能力產生不良影響，從而導致平衡功能下降[9-10]，引起跌倒風險增加[11]。Pro-Kin 254P型平衡測試系統能夠精確量化評定人體睜眼、閉眼的靜態平衡能力，具有較好的信度和效度[12]。本研究探討KOA患者發病特點、疼痛和日常活動受限與靜態平衡下降的相關性，為降低中老年KOA患者跌倒風險提供依據。

1 對象與方法

1.1 病例納入與排除標準 納入標準：(1)符合1995年美國風濕病協會修訂的KOA診斷標準[13]，①近1個月內反復膝關節疼痛，②X線片(站立或負重位)示關節間隙狹窄、軟骨下骨硬化和/或囊性變、關節緣骨贅形成，③關節液檢查(至少2次)顯示清亮、黏稠，白細胞計數(WBC)<2 000個/ml，④年齡≥40歲，⑤晨僵≤30 min，⑥活動時有骨摩擦感(音)，符合①+②，或①+③+⑤+⑥，或①+④+⑤+⑥，即可診斷；(2)年齡為40～75歲；(3)簽署知情同意書，同意堅持全程治療；(4)患側膝關節Kellgren-Lawrence(KL)分級≥Ⅱ級；(5)疼痛視覺模擬評分(VAS)≥3分。排除標準：(1)合并扭挫傷或其他創傷；(2)下肢關節嚴重畸形、疼痛及其他影響正常步行的病變；(3)有手術或關節鏡治療史；(4)合并嚴重的內臟病變、其他嚴重代謝異常疾病及骨腫瘤等；(5)3周內接受免疫抑制劑、腎上腺皮質激素局部或全身治療；(6)精神疾病、智力障礙及妊娠期、哺乳期婦女。

1.2 研究對象 選取2016年1—10月社區招募和福建中醫藥大學附屬第三人民醫院門診就診的KOA患者50例為研究對象，其中男12例，女38例；平均年齡(59.9±6.7)歲；患側為右側20例，左側30例。本研究獲得福建中醫藥大學附屬人民醫院倫理學審查。

1.3 方法

1.3.1 VAS 使用一條長10 cm的游動標尺，一面標有10個刻度，兩端分別為“0”和“10”，0分表示無痛，10分代表難以忍受的最劇烈疼痛。患者面對無刻度一面，標出最能代表疼痛程度的位置，表示最近1周內膝關節疼痛程度，得分越高，疼痛越嚴重。測試由專業康復治療師評定。

1.3.2 膝關節功能 采用骨關節炎指數(WOMAC)量表評價膝關節功能，該量表是國際公認的骨關節炎評價量表，主要包括疼痛(20分)、僵硬(8分)和日常功能活動(68分)3個方面，積分為0～96分，總積分越高，說明骨關節功能障礙越嚴重。本研究由康復治療師采用WOMAC量表V3.1普通話版，5方格評分法進行評定。

1.3.3 靜態平衡評定 采用平衡反饋訓練儀(Pro-Kin 254P型平衡測試系統，意大利Tecnobody公司)，將系統自帶的4個鎖塊置于平衡板下方并固定，選取靜態平衡評估模塊進行站立位靜止穩定性測試。患者脫鞋站在平衡板上，左右對稱站立于測力臺中心，雙足第二腳趾正對平衡板A2、A8線，足跟并攏于A1、A5線，雙側足弓最高點位于A3、A7軸線上；雙上肢自然垂于身體兩側，挺胸抬頭平視前方，患者要盡最大努力保持直立穩定姿勢，睜、閉眼各測試3次，記錄睜眼、閉眼平衡指標，包括x軸平均壓力中心〔C.O.P(x)〕、y軸平均壓力中心〔C.O.P(y)〕、前后方向標準偏差(SD of ap)、橫向標準偏差(SD of la)、前后方向平均運動速度(AS of ap)、橫向平均運動速度(AS of la)、運動橢圓面積(Area)、運動長度(Length)、羅伯面積(閉眼運動橢圓面積/睜眼運動橢圓面積×100，Romberg area)和羅伯長度(閉眼運動長度/睜眼運動長度×100 ，Romberg length)，取平均值。

2 結果

2.1 一般情況KOA患者BMI為(24.5±2.6)kg/m2；病程(8.8±7.7)年；VAS(5.8±1.3)分；WOMAC量表總積分(33.2±18.3)分，其中疼痛(7.9±4.3)分，僵硬(3.5±1.9)分，日常功能活動(21.9±13.4)分。

2.2 病程、BMI與靜態平衡指標的相關性KOA患者病程與睜眼靜態平衡指標SDofap、SDofla、ASofap、ASofla、Area、Length呈正相關(P<0.05)；BMI與閉眼靜態平衡指標SDofla、Area呈正相關(P<0.05，見表1)。

2.3VAS與靜態平衡指標的相關性KOA患者VAS與睜眼靜態平衡指標C.O.P(y)呈正相關，與Romberglength呈負相關(P<0.05，見表2)。

2.4WOMAC量表積分與靜態平衡指標的相關性KOA患者日常功能活動積分與閉眼靜態平衡指標C.O.P(y)呈正相關(P<0.05，見表3)。

3 討論

人體在靜止站立時盡量保持不動，但實際上始終圍繞自身的平衡點不斷晃動，這是自我意識無法控制的，稱為生理性姿勢動搖,能夠反映人體自控反射能力[14]。站立位姿勢穩定性是反映人體平衡能力的重要指標，已被國內外研究者廣泛使用[15-16]。日常生活中的站立、行走及各種動作均依賴于有效的平衡保障。平衡是指人體在穩定極限范圍內保持身體重心(centerofgravity,COG)在支撐基底面上的能力，維持人體平衡是相當復雜的神經肌肉控制過程。人體姿勢平衡的維持依賴于中樞神經系統對視覺、本體感覺和前庭覺信息的整合協調及對運動效應器的控制。膝關節本體感覺由位于膝關節周圍的肌肉、肌腱、關節囊、韌帶、半月板、關節軟骨和皮膚的感受器發生的傳入信號整合而成，信號在不同中樞處理以后,通過反射回應和肌張力調節回路傳出活動。人體平衡有賴于中樞神經控制下的感覺系統和運動系統的共同參與、相互協作，任何環節出現異常均易導致跌倒的發生[5]。KOA患者由于下肢肌力減退、本體感覺減弱、關節活動范圍減少等原因而加劇平衡障礙，易于跌倒[17-18]。

表1 KOA患者病程、BMI與靜態平衡指標的相關性(r值)

注：C.O.P(x)=x軸平均壓力中心,C.O.P(y)=y軸平均壓力中心,SD of ap=前后方向標準偏差,SD of la=橫向標準偏差,AS of ap=前后方向平均運動速度,AS of la=橫向平均運動速度,Area=運動橢圓面積,Length=運動長度,Romberg area=羅伯面積,Romberg length=羅伯長度，BMI=體質指數；aP<0.05

表2 KOA患者VAS與靜態平衡指標的相關性(r值)

注：VAS=視覺模擬評分；aP<0.05

表3 KOA患者WOMAC量表積分與靜態平衡指標的相關性(r值)

Table 3 Correlations of the parameters of static balance ability with the total score and scores of subscales of WOMAC in KOA patients in both eyes-open and eyes-closed conditions

指標閉眼睜眼C.O.P(x)C.O.P(y)SDofapSDoflaASofapASoflaAreaLengthC.O.P(x)C.O.P(y)SDofapSDoflaASofapASoflaAreaLengthRombergareaRomberglength疼痛0.1090.1000.1040.1120.0400.0250.027-0.0100.0880.0810.0010.033-0.0890.030-0.014-0.0120.081-0.003僵硬0.0590.0180.0500.0720.1200.0990.0050.1070.1040.0540.1190.2060.1020.2180.1350.155-0.0740.013日常功能活動-0.0560.279a0.0840.1940.0920.1110.0580.0560.0360.199-0.0300.0400.0090.137-0.0150.0920.121-0.017總積分-0.0100.2330.0910.1760.0900.0960.0490.0500.0570.174-0.0090.059-0.0030.130<0.0010.0810.100-0.013

注：aP<0.05

Pro-Kin 254P型平衡測試系統主要由壓力傳感器、計算機和軟件組成，壓力傳感器可以感知平衡板重心變化并將信號轉化成數據輸入計算機中，實現靜態平衡的量化精確評定。人體在靜態或緩慢移動的狀態下，C.O.P可近似等于COG[19]。標準偏差(包括前后方向、橫向)指各個時間的數值偏離中心位置的離散程度，數值越大表示離散程度越大；平均運動速度(包括前后方向、橫向)是指壓力中心的移動速度，速度越大則越不穩定。標準偏差、平均運動速度不僅能夠反映患者平衡功能，而且是預測老年人跌倒的重要指標。Area指壓力中心運動軌跡所包繞的面積，Length指壓力中心運動軌跡的長度，兩者能夠反映COG擺動程度，表示本體感覺性姿勢控制功能，數值越小提示靜態平衡能力越好；Romberg area、Romberg length能夠反映平衡維持過程對視覺的依賴程度。與性別、年齡和BMI相匹配的對照相比，KOA患者存在平衡缺陷，跌倒風險更高[16-19]。本體感覺功能隨年齡增大而減弱，視覺是維持老年人平衡功能的重要因素之一。本研究結果顯示，KOA患者病程、BMI與靜態平衡指標呈正相關，尤其睜眼靜態平衡，表明KOA患者靜態平衡對視覺的依賴性較高，病程越長，BMI越高，靜態平衡能力越差，存在更高的跌倒風險。研究認為，肥胖可明顯加重負重關節所承受的生物機械負荷，從而導致關節疼痛、功能障礙[20]。

KOA患者的主要臨床表現為疼痛和功能障礙，嚴重影響生活質量。已有研究證實，KOA患者股四頭肌肌力較健康者下降22%～36%[21]，WOMAC量表積分的疼痛、功能障礙等積分與膝關節矢狀面屈伸肌群等速峰力矩呈負相關[22]。肌力下降引起身體功能障礙，日常活動減少又加重肌力下降，進而造成關節穩定性下降,下肢負重力線改變，臨床癥狀加重。WOMAC量表主要包括行走、上下樓梯、坐起、進出汽車等動作，這些功能活動以伸肌參與為主。本研究結果顯示，KOA患者VAS與睜眼靜態平衡指標C.O.P(y)呈正相關，與Romberg length呈負相關；WOMAC量表日常功能積分與閉眼靜態平衡指標C.O.P(y)呈正相關。C.O.P(y)分布可能與負責膝關節矢狀面穩定性的股四頭肌等伸肌肌力下降有關，其對站立、行走和日常活動功能至關重要。KOA患者靜態平衡越差，則患者的疼痛、功能受限越明顯，可能與矢狀面的伸肌肌力降低有關；視覺越差者靜態平衡能力降低，關節疼痛越重。下肢肌力減弱、本體感覺減退等均為影響機體穩定性的主要因素。隨著病情進展和功能受限，膝關節腔及關節周圍組織感受器數量減少，導致患者膝關節本體感覺減退，影響患者機體平衡[23]。已有研究認為，與同年齡段健康組相比，KOA患者靜態姿勢側向和前后向擺動增加，而膝關節疼痛的嚴重程度可能是其中原因之一[21]。

綜上所述，KOA患者病程、BMI、疼痛程度、日常功能活動能力與靜態平衡指標有關，患者靜態平衡能力對視覺的依賴較大，存在較高的跌倒風險。這可能由于KOA患者伸肌肌力降低、視力減弱、本體感覺受損、神經肌肉控制能力下降等原因所致，其深層機制有待于進一步探討，可從擴大樣本、排除前庭功能影響等方面開展后續研究。

作者貢獻：王曉玲進行文章的構思與設計，進行結果的分析與解釋，撰寫論文及論文修訂，對文章整體負責，監督管理；王曉玲、陳峰進行研究的實施與可行性分析；陳峰負責文章的質量控制及審校；王勇、鐘彩虹進行數據收集；鄧杏蘭、謝榮福進行數據整理；王曉玲、劉巧靈進行統計學處理。

本文無利益沖突。

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(本文編輯：吳立波)

Associated Factors of Static Balance Ability in Patients with Knee Osteoarthritis

WANGXiao-ling1,2,3*,CHENFeng4,5*,WANGYong4,5,ZHONGCai-hong4,5,DENGXing-lan1,LIUQiao-ling1,XIERong-fu1

1.SchoolofRehabilitationMedicine,FujianUniversityofTraditionalChineseMedicine,Fuzhou350122,China2.FujianProvincialInstituteofRehabilitationIndustry,Fuzhou350122,China3.FujianKeyLaboratoryofRehabilitationTechnology,Fuzhou350122,China4.FujianSportsScienceResearchInstitute,Fuzhou350003,China5.KeyLaboratoryofMotorFunctionAssessment，GeneralAdministrationofSportofChina,Fuzhou350003,China

*Correspondingauthors：WANGXiao-Ling，Associateprofessor；E-mail：535286728@qq.com

CHENFeng，Researcher；E-mail：cncf666@126.com

Objective To investigate the correlation of course of knee osteoarthritis(KOA),body mass index(BMI),degree of pain,scores of Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index(WOMAC) with the static balance ability in patients with KOA.Methods From January to October 2016,50 participants were recruited for this study,including KOA community residents and KOA outpatients of the Third People′s Hospital Affiliated to Fujian University of Traditional Chinese Medicine.The status of knee pain was assessed by Visual Analogue Scale(VAS),knee joint function was assessed by WOMAC,and static balance ability in both eyes-open and eyes-closed conditions was assessed by Pro-Kin 254P system.Results The course of KOA was found to be positively correlated with the values of balance parameters of SD of ap，SD of la，AS of ap，AS of la，Area，Length in eyes-open condition(P<0.05).BMI was positively associated with the values of static balance parameters of the SD of la，Area under eyes-closed condition(P<0.05).VAS scores were positively correlated with the static balance parameter of C.O.P(y)(P<0.05),but negatively correlated with Romberg length(P<0.05) under eyes-open condition.There was a positive correlation between static balance parameter of C.O.P(y) and WOMAC function subscale scores under eyes-closed condition(P<0.05).Conclusion The poor static balance ability in KOA patients is associated with prolonged course of KOA,increased BMI and pain,reduced function ability,and the patient′s static balance ability has a greater reliance on vision.

Osteoarthritis,knee；Postural balance；Body mass index；Arthralgia；Knee joint function

福建省自然科學基金資助項目(2016J01383)；福建省2016年國家級大學生創新創業訓練計劃項目(201610393028)；福建中醫藥大學2014年重點學科專項校管課題(X2014075-學科)；2014年福建省公益類科研院所自主選題研究項目(2014R1030-2)

R 684.3

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.06.y13

2016-12-14；

2017-05-09)

1.350122福建省福州市，福建中醫藥大學康復醫學院

2.350122福建省福州市，福建省康復產業研究院

3.350122福建省福州市，福建省康復技術重點實驗室

4.350003福建省福州市，福建省體育科學研究所

5.350003福建省福州市，國家體育總局運動機能評定重點實驗室

*通信作者： 王曉玲，副教授；E-mail：535286728@qq.com

陳峰，研究員；E-mail：cncf666@126.com