膝骨關節炎患者本體感覺的影響因素分析

盧巖巖 許學猛 劉文剛 趙傳喜 杜建平 陳國材 邱博凡 鄭乙

1廣州中醫藥大學第五臨床醫學院（廣州 510095）；2廣東省第二中醫院（廣州 510095）

膝骨關節炎（knee osteoarthritis，KOA）是中老年人常見病、多發病［1］。該病以疼痛、僵硬、功能障礙等為主要特點，后期致殘率高，嚴重影響了患者的生存質量［2-4］。KOA患者多存在膝關節穩定性下降，隨著研究的深入，人們發現本體感覺對于維持膝關節的穩定發揮了重要作用，且KOA患者多存在不同程度的本體感覺減退［5］。同時，膝關節肌力下降、肥胖、疼痛、功能障礙亦是KOA進展的重要因素［6-7］。但目前國內外關于KOA本體感覺與其他因素的相關性研究較少。探究KOA本體感覺的相關影響因素，制定相應的康復鍛煉計劃，對于加強膝關節穩定性，延緩KOA進展至關重要。PK254動靜態平衡儀是一種可以綜合評估、訓練患者平衡能力和本體感覺的專業儀器，在神經康復領域應用較為廣泛，但在骨科領域，國內外研究多限于脊髓損傷、踝關節的本體感覺評估等方面，極少涉及膝關節的評估。本研究擬首次運用該儀器，聯合等速肌力訓練儀，著重探究KOA本體感覺與肌力、體質指數（body mass index，BMI）、疼痛、功能的相關性，為制訂完善的KOA康復治療方案提供參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象選取2017年11月至2018年3月就診于廣東省第二中醫院骨傷科門診的50例中老年KOA患者，其中男14例，女36例，平均年齡（61.14±8.00）歲，左膝28例，右膝35例。所有患者均簽署知情同意書，并完成各項檢測及評估。

1.1.1 納入標準（1）符合美國風濕病協會1986年修訂的KOA診斷標準［8］；（2）年齡40 ～ 80歲；（3）疼痛視覺模擬評分（visual analogue score，VAS）≥3分；（4）K?L分級（Kellgren?Lawrence score）≥Ⅱ級。

1.1.2 排除標準（1）既往行下肢外科手術者；（2）合并扭傷或其他創傷者；（3）同時患有踝和（或）髖關節等其他下肢疾病者；（4）伴有類風濕性關節炎、痛風性關節炎等其他膝關節疾病者；（5）伴有中樞及外周神經系統疾病者；（6）伴有嚴重的高血壓、糖尿病等內科疾病影響下肢平衡功能者；（7）因其他因素不能配合完成檢測及評估者。

1.2 方法

1.2.1 膝關節本體感覺評定采用意大利PK254型動靜態平衡儀對本體感覺進行評估。選用多軸本體感覺評估模塊。平衡板阻力值設置為“5”，患側下肢負重值設置為患者體重的50%，圈數設置為“5”。測試時受試者患側下肢立于平衡板上，膝關節伸直，踝關節中立位，另一側下肢立于患側斜后方。患側足第二趾與足跟中心連線落于A1A5軸上，足弓最高點落于A3A7軸上。正式測試開始前，受試者先預試兩次，熟悉控制平衡板及整個測試流程。正式測試時，患者以膝關節發力，帶動踝關節，按照系統所示軌跡圖盡量在最短時間、以最優路徑，通過足部控制平衡板的傾斜，來描跡軌跡。所有測試均在相同的2名工作人員分別指導下各完成1次，取平均值，每完成1次，需重置平衡板。在測試時，要將發力點集中在膝關節，避免身體其他部位出現代償，影響測試結果。記錄指標包括：（1）平均軌跡誤差（average trace error，ATE），指受試者實際描跡軌跡與系統給定軌跡相比的誤差大小。ATE越大，表示錯誤率越大，運動控制能力越弱，本體感覺功能越差。（2）平均負重力量差，代表負重力量控制水平，數值越大表示負重控制能力越弱，本體感覺功能越差。

1.2.2 肌力測試采用美國Biodex system 4 Pro型等速肌力訓練儀對肌力進行測試。安裝相對應的膝關節組件，受試者取坐位，固定軀干及大腿，調整機器動力軸使對準受試側膝關節旋轉中心。囑受試者分別伸直、屈曲膝關節至最大限度，測出其膝關節活動范圍，在該范圍內進行等速肌力測試。測試前先指導受試者進行2次預試以熟悉整個測試流程，并完成熱身運動。正式測試時角速度統一設置為60°，5個循環為一組，共測試兩組，取其平均值，測試過程中指導患者以最大力量完成屈伸測試。觀察指標：伸、屈肌群峰力矩力矩峰值代表膝關節伸屈肌群在完成一次伸屈過程中達到的最大力矩輸出，可以反映受試者的肌力情況，是肌力測試的黃金指標。數值越大，代表肌力越強。

1.2.3 BMI用來反映個體超重、肥胖情況。計算公式為BMI=體質量（kg）/身高的平方（m2），BMI≥ 24 kg/m2，表示超重；BMI≥ 28 kg/m2，表示肥胖。指數越高，代表超重、肥胖程度越嚴重。

1.2.4 VAS評分反應患者疼痛程度的指標，共有從“1”到“10”10個刻度，評分越高，表示疼痛越嚴重。

1.2.5 骨關節炎指數（western ontario and mc?Master universities osteoarthritis index，WOMAC指數）反應患者膝關節功能的評分。共包括疼痛、僵硬以及功能3方面情況，評分越高代表膝關節功能越差。

1.3 統計學方法計量資料采用均數±標準差表示，對ATE、平均負重力量差與伸屈肌群峰力矩、BMI、VAS、WOMAC指數進行Pearson相關性分析，數據統計采用SPSS20.0軟件，以P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 KOA患者本體感覺與膝關節伸、屈肌群峰力矩的相關性分析結果顯示，ATE為（15.50±8.10），平均負重力量差為（0.8±0.47），伸肌群峰力矩（N?M）為（71.18±9.00），屈肌群峰力矩（N?M）為（37.12±3.70）。KOA患者ATE與膝關節伸肌群峰力矩、屈肌群峰力矩均呈負相關，相關系數r分別為-0.542和-0.493，P＜0.05；KOA患者平均力量差與膝關節伸肌群峰力矩、屈肌群峰力矩無明顯相關性（P＞0.05）。見表1。

表1 KOA患者膝關節本體感覺與肌力的相關性Tab.1 Correlation between proprioception and muscle strength in patients with KOA r值

2.2 KOA患者本體感覺與BMI、疼痛的相關性結果顯示，BMI為（25.05± 1.05）kg/m2，VAS評分為4.91±1.38。KOA患者ATE與BMI、VAS評分均呈正相關，相關系數r分別為0.517和0.51，P＜0.05。KOA患者平均力量差與BMI呈正相關，相關系數r為0.496，P＜0.05；與VAS無明顯相關性（P＞0.05）。見表2。

表2 KOA患者膝關節本體感覺與BMI、疼痛的相關性Tab.2 Correlation between proprioception and BMI，VAS score in patients with KOAr值

2.3 KOA患者本體感覺與膝關節功能WOMAC指數的相關性結果顯示，WOMAC指數為（61.00±6.85），WOMAC疼痛指數為（17.59±2.32），WOMAC僵硬指數為（4.86±0.89），WOMAC功能指數為（38.55±5.15）。KOA患者ATE與WOMAC指數以及WOMAC疼痛、僵硬、功能指數均呈正相關，相關系數r分別為 0.566、0.525、0.466和 0.466，P＜0.05。KOA患者平均力量差與WOMAC僵硬指數呈正相關，相關系數r為0.593，P＜0.05，與WOMAC總指數以及WOMAC疼痛、功能指數無明顯相關性（P＞0.05）。見表3。

表3 KOA患者本體感覺與膝關節功能WOMAC指數的相關性Tab.3 Correlation between proprioception and WOMAC index in patients with KOA r值

3 討論

目前，KOA康復是研究熱點，但多集中在緩解疼痛、營養軟骨、加強功能鍛煉等方面，對膝關節本體感覺的研究較少。現代研究證實，本體感覺對于維持膝關節穩定，調控運動姿態至關重要。KOA發生時，本體感受器數量減少、功能減弱，關節穩定性下降，跌倒風險增加，進一步加劇了KOA的進程。因此，探究本體感覺的相關影響因素，有效制定相應的康復計劃，對于防治KOA具有重要意義。本研究創新性地應用PK254動靜態平衡儀，聯合等速肌力訓練儀，探究了KOA本體感覺的相關影響因素，這在國內外尚屬首次。

本研究的結果顯示，本體感覺不僅與膝關節伸肌肌群呈負相關，與屈肌肌群也存在同樣的關系，這與VAN等［9］的研究結果一致，這說明，隨著KOA患者膝關節肌力下降，本體感覺水平也出現下降，這可能正是造成膝關節穩定性和平衡能力下降的重要原因。

肥胖也是KOA的重要致病因素之一。BMI值越大，KOA的發病率越高［10］。本研究結果顯示，KOA患者本體感覺與BMI呈顯著負相關。這可能是因為，肥胖加重了KOA患者軟骨、半月板、肌腱等組織的損傷，破壞了膝周的本體感受器。因此，對于肥胖型KOA患者，適當地減重訓練十分有必要。

疼痛是否與KOA本體感覺下降有關尚無定論。AKSEKI等［11］通過對比髕股關節疼痛患者與正常人，發現前者比后者本體感覺減退。而DE OLIVEIRA等［12］通過對比輕中度KOA患者和正常人，發現前者疼痛明顯，而本體感覺無明顯差異。本研究結果顯示，KOA患者ATE與VAS評分呈正相關，平均負重力量差則與之無相關性。這可能與長久的疼痛影響了患膝的活動功能，造成患膝肌肉廢用性萎縮，引起本體感受器數目和反應能力下降有關；而代表負重感覺的平均負重力量差與代表淺感覺的疼痛相關性不大。

CHEN等［13］認為，KOA患者本體感覺減退是造成膝關節功能障礙的重要原因。本研究結果顯示，ATE與WOMAC指數各項評分均呈正相關，可能是因為本體感受器受損，神經肌肉電生理活動減弱，長此以往，造成了膝關節功能下降。平均負重力量差與WOMAC僵硬指數呈正相關，與WOMAC其他各項指數無明顯相關性。分析其原因可能為，負重感覺作為本體感覺的一種，其本身與疼痛、功能指數之間無明顯的交互作用。

綜上所述，本體感覺與肌力、BMI、疼痛、功能均密切相關，其在維持膝關節穩定及動靜態平衡方面發揮了重要的作用。因此，在防治KOA過程中，應得到足夠的重視。同時，本研究也存在不足之處：（1）平衡訓練儀雖能在實際操作過程中盡量避免身體其他部位的代償，但仍不可避免誤差；（2）本研究樣本量偏少，未來仍需要大樣本病例研究；（3）如何制訂本體感覺的針對性訓練也值得進一步深入思考。