核心區肌群穩定性訓練防治膝骨關節炎的意義

曾亞華成 果王甜甜鄧程遠鐘培瑞

(南華大學附屬第一醫院 1.骨科，2.康復科，湖南 衡陽 421001)

膝骨關節炎(osteoarthritis,OA)是一種普遍存在的疾病，它會導致嚴重的疼痛、生活質量下降和殘疾[1]。在美國，有超過900萬的成年人存在有癥狀性膝OA，而且這種發病率正在上升。據報告，有癥狀的膝OA的標準化患病率為世界人口的3.8%,膝OA和髖OA是全球殘疾的第11大貢獻者[2]。僅在美國，嚴重的OA每年導致50萬多個關節置換手術，造成巨大的經濟、個人負擔。隨著人口老齡化和肥胖人口的比例增加,未來膝OA的經濟負擔加重將超過基于總人口增長的預期值。因而加強對膝OA的防治工作迫在眉睫。

1 研究背景

OA為一類侵犯各個關節的骨性病變，膝關節因活動多且承載重量關節，因此為OA最容易累計的關節之一，即膝OA。膝OA的病因是復雜的，包括肥胖、既往外傷、女性性別、年齡增長和股四頭肌無力等多種危險因素。在這些危險因素中，只有肥胖和肌肉力量是可以改變的。因此，減肥和股四頭肌阻力訓練經常被推薦用于減輕膝OA患者關節疼痛和減緩膝OA的進展。然而，對于膝OA患者，有氧運動(如步行)和股四頭肌訓練都是在關節活動過程中進行，其由于運動時產生疼痛而難以達到理想效果。

近年來，加強核心區肌群穩定性訓練在中老年人群中越來越受歡迎，因為這些鍛煉成功地提高了他們日常活動的能力。事實上，已經證明核心區肌群活動發生在下肢原動力活動之前[3]，腹部軀干肌損傷引起的核心區肌群穩定性下降與下肢(包括膝關節)損傷有著密切的關聯。提高核心區肌群力量穩定性還可以通過減少膝關節外展力矩來糾正下肢的動態失調[4]。因此，核心區肌群穩定性訓練對OA防治具有潛在功效。

膝OA發病率高，醫療花費高[5]。目前，我國對于膝OA的治療目的仍以減輕關節腫痛，延緩病情進程，改善患者的日常生活質量為主。治療方面對于疼痛嚴重的膝OA晚期中老年患者可行人工全膝關節置換,但全膝關節置換對于普通患者醫療費用高，術后康復時間長，也是膝OA治療最終的治療方案。因此，對于我國膝OA仍以保守治療方式為大家所接受，其中藥物、理療、針灸等治療方式在短期治療方面存在良好的療效，但長久維持療效較差。已有報道稱，核心區肌群穩定性訓練可能是預防和緩解膝OA長期有效治療的方式[6]。

2 核心區肌群穩定性定義和意義

核心區肌群系指腰臀復合體，或“核心”，由腰椎、骨盆、髖關節以及產生或限制這些節段活動的主動和被動結構組成。其可被描述為膈肌(上)—盆底肌(下)—腹肌(前)—腰背肌(后)復合功能運動鏈的中心的“圓柱體”。任何系統的穩定性都是限制位移和保持結構完整性的能力。因此，核心穩定性是指能夠控制軀干在骨盆上方的位置和運動，以便產生最佳的力和運動，并將它們轉移到末端段。核心穩定是由被動性、主動性和控制性的子系統來維持的。維持核心穩定的肌肉可分為深層核心肌(多裂肌、腹橫肌、膈肌和盆底肌)和表層核心肌(腹直肌、腹內斜肌、腹外斜肌、豎脊肌和腰部肌)。核心肌肉的活動最佳理解是局部單關節和多關節肌肉的預先編程整合，以提供穩定性并產生運動，從而導致遠端移動的近端穩定，近端至遠端的力量支配模式，以及建立起移動和保護遠端關節的交互式運動[7]。

核心肌肉力量是運動技能和日常生活活動的基礎，使個人能夠在保持動態平衡的同時施加外力。此外，核心力量還能增強肌肉的動員能力，減少一個或多個關節的活動，并保持四肢的動態穩定性。因此，核心穩定性關系到控制軀干對內部和外部干擾的反應能力，包括身體遠端部分產生的能量。在肢體運動中，作用于脊柱的反作用力會導致平行或相反方向的干擾,由于脊柱的節段性，它特別容易受到這些反作用力的影響，需要核心肌肉收縮以確保膝關節的穩定性，突出了核心肌肉控制的重要性[8]。而深層核心肌在核心肌肉控制中起著重要的作用，為肢體運動提供了基礎。當一個人試圖活動四肢時，多裂肌、腹橫肌、膈肌和盆底肌等將預先收縮以保持核心穩定，這樣才能保證一個簡單到復雜的動作的完成。

3 核心區肌群穩定性與運動損傷

核心穩定性是有效運動功能的一個重要因素,在網球比賽中，如果軀干部核心肌肉的強度下降了20%，那么手臂的運動速度或肩部的肌肉力量必須分別增加34%或80%以上，才能將同樣數值的動能傳遞給球[9]。骨盆和軀干肌肉疲勞改變了神經肌肉的控制，增加了非接觸式膝關節損傷的發生率[10]。Dello等[11]發現足球運動員實施核心穩定訓練可以增加膝關節屈肌和伸肌力量的峰值扭矩(屈/伸)比率，改善下肢力量失衡和不對稱，對運動員預防運動損傷有著重要作用。在自行車運動中，核心肌肉疲勞會導致循環力學的改變，這可能會增加受傷的風險，因為下肢可能會受到更大的壓力；而提高核心穩定性和耐力可以使長時間騎乘者下肢擁有更好的順應性，大大地減少了運動的損傷，因而核心肌具有更好的抗疲勞能力。Tong等[12]認為跑步者的急慢性損傷與不充分的核心穩定性訓練有關，而適當的核心訓練可以減少受傷的風險。

核心穩定性訓練可以減少運動損傷的發生率，是預防運動損傷前反饋的重要組成部分[13]。在體操中，重點強調核心穩定性訓練，可防止下肢受傷，提高旋轉運動的動靜態平衡能力[14]。核心穩定性訓練在橄欖球、棒球、籃球比賽中防止肩、肘、膝、踝關節受傷也有著很重要作用。游泳運動員也從核心穩定訓練中獲益，這項訓練已被證明能改善下肢功能，呈現運動成績與核心穩定性訓練呈正相關[15]。日常中大多數活動或運動通常由多關節、多肌群協調參與完成。而在整個過程中，核心區肌群是所有肢體活動的平臺，其平衡穩定性直接影響遠端肢體的運動。當不良的身體姿勢導致人體核心穩定性下降時，可能會出現“主被動不足”實質是肌力收縮不足和肌肉伸展不足，此時人體肌肉代償反應或協同支配反應增加，即其它肌群的壓力將增大或過度使用，導致肌肉損傷風險增大，進而增加運動損傷發生率。

4 核心區肌群穩定性與膝骨性關節炎

核心肌是所有肢體活動的基礎或引擎，被認為“動力房”。核心區肌群收縮時就像加固脊柱和軀體穩定性的“束身帶”，可為機體提供在擾動后保持或恢復軀干平衡位置的能力。當身體核心區的神經肌肉控制缺陷可能導致運動中不受控制的軀干移位，使下肢處于外翻的位置，從而增加膝關節外展運動和扭力，并導致膝關節的損傷[16]。Zuzalak等[17]認為，運動員的核心肌群穩定性下降更容易發生膝關節的損傷。Blackburn等[18]發現著地或突發停止活動時，核心區肌群能使軀干保持屈曲穩定，減少下肢拮抗肌和股四頭肌活動，從而減少施加膝關節的力量，同時軀干屈曲穩定也會增加膝、臀關節的屈曲穩定性，從而減少直立的著地的姿勢，從而減少地面反作用力對膝關節損傷。總之，身體的力量傳導經核心區域至下肢傳向支撐面，同時地面反作用力經下肢傳至核心區域進而分散至身體不同部位，因而核心區肌群穩定性對減少膝關節損傷起著至關重要的樞紐作用。

雖然軟骨慢性退變是膝OA的病理變化主要因素，但生物力學平衡的改變才是其發病的根本原因。膝OA患者大多數為中老年人，因膝關節的疼痛和活動障礙，活動量減少，致使全身性肌肉失用性萎縮，核心肌區肌群穩定性失衡，從而改變膝關節的應力分布，加重了膝關節的不穩定性。而膝關節的不穩定性勢必又會增加OA的病變程度，從而形成一種惡性循環。根據以上這些發現，大多數膝關節疾病康復計劃應該包括核心肌群穩定性鍛煉。Farrokhi等[19]認為增強核心區肌群穩定性，可減少屈膝活動時對股四頭肌的依賴，從而減輕膝關節壓力，減少關節磨損，改善膝OA。Azuma等[6]發現軀干伸肌的阻力訓練或姿勢訓練可能是治療膝OA的潛在治療方式。Lisa等[20]學者對膝OA患者行核心肌群穩定鍛煉結合髖關節強化六周后，發現核心肌群穩定性訓練計劃可能有助于改善膝OA患者的癥狀、功能和身體表現。

人體運動是一條由頭頸、脊椎椎體、骶髂、髖、膝、踝各關節及所包繞的肌群組成的功能運動鏈，而我們的核心區肌群是維持整個運動鏈穩定的樞紐。人們在進行起身活動或停止活動，由于慣性的作用致使整個關節鏈“搖擺”，如果核心區肌群力量薄弱，所有拮抗“搖擺”力量將往下肢傳導，而下肢主要依靠地面的反作用力抗拒，致使膝關節擔起整個力量消散的“杠桿支點”，從而加重膝關節的損傷。如果通過增強核心區肌群穩定性的訓練后，它可有效緩解或抵消運動關節鏈的“搖擺”，減少對膝關節的損傷，防止關節退變。綜合上述，加強核心區肌群穩定性訓練可成為一種治療膝OA運動療法的方案。

5 展 望

核心穩定性是必要的，以保持脊柱的完整性，提供抗擾動，并提供一個穩定的基礎移動的四肢。只有保持核心穩定，才能使其他關節承載的壓力減少。膝關節是人體主要承重關節，受到軀體移動干擾大，因而核心肌群穩定性顯得尤為重要。中國正進入一個老齡化社會，膝OA發病率也會隨之增高，而核心肌群穩定性訓練是一種優于常規肌力訓練治療OA的新型運動療法，且簡便可行，可作為一套有效的肌力訓練方案進行推廣。課題組人員應對膝OA患者核心穩定度降低的個體進行識別和適當干預，給膝OA患者開個核心穩定訓練的“運動處方”，使他們能更充分地做好工作或運動的準備。