膝骨關節炎病人運動康復的研究進展

宋秉娜，胡 翔，彭子涵，黃長睿

武漢輕工大學醫學與健康學院，湖北 430023

膝骨關節炎(knee osteoarthritis，KOA)是關節軟骨退化的慢性關節疾病，表現為疼痛、關節活動受限等[1]。相關數據表明，我國KOA 患病率約為18%，其中65 歲以上人群患病率＞50%，KOA 在2020 年已成為全世界范圍內第四大致殘性疾病[2-3]。KOA 的發病率隨年齡增長而增加，可以通過干預措施和健康行為預防和推遲疾病發展。國際骨關節炎研究協會(OARSI)指南強調了運動對KOA 病人的重要性[4]。缺乏運動會加劇關節疼痛程度和關節活動受限，出現肌肉萎縮無力，甚至可能殘疾[5]。盡管運動在KOA 病人中的應用效果得到認可，但生活中仍有很多病人沒有進行自我鍛煉，其主要原因在于缺乏科學、可行的運動方案。現對KOA 病人運動康復研究進展進行綜述，以期為今后構建更具普適性的KOA 運動康復方案提供參考。

1 KOA 病人運動處方

1.1 運動形式 由中華醫學會骨科學分會關節外科學組發布的《骨關節炎診療指南(2018 年版)》[2]提出骨關節炎階梯化治療，運動治療被推薦作為骨關節炎的基礎治療。KOA 病人的運動治療包括有氧運動、肌力訓練以及平衡訓練。常見的有氧運動包括散步、慢跑、水上運動、騎自行車等。KOA 病人應依據自己的病情結合醫生建議選擇適合的運動方式，制定個體化運動方案。水上運動是借助水的溫度、浮力和各個方向運動的阻力等，減輕膝關節負荷，激活更多肌肉，緩解KOA 病人疼痛的一種低強度有氧運動[6-7]，除上下肢鍛煉外，還可以聯合水上自行車進行運動[8]。肌力訓練是鍛煉肌肉隨意收縮力量的一種運動[9]，通常建議KOA 病人在醫生指導下選擇適宜的肌力訓練，推薦肌力訓練方法有股四頭肌等長收縮訓練、直腿抬高加強股四頭肌訓練、臀部肌肉訓練、靜蹲訓練和抗阻力訓練[2]，其中，抗阻力訓練最常見的方法是漸進性抗阻訓練。澳大利亞運動和體育科學協會指南提出，漸進性抗阻訓練可以改善兒童、青少年、絕經后女性和老年男性的骨骼健康[10]。平衡訓練主要通過慢動作練習增加身體平衡性、膝關節穩定性，促進神經肌肉恢復，主要是為提高個人在對抗外界力量時預防跌倒的能力[11]。一般可以單獨進行，也可以與抗阻力訓練相結合[12]。此外，KOA 病人被推薦的運動訓練方式還有打太極拳[13]和練習八段錦[14]。

1.2 運動強度 運動強度是運動處方內容中最主要的部分，是單位時間內運動的用力程度，也是運動處方定量化與科學化的核心，因此，應采取合適的監測指標判斷運動強度[15-16]。目前，最常用且可靠的評估運動強度的變量主要有心率和Borg 主觀疲勞程度分級（Ratings of Perceived Exertion，RPE）[17]評分。De Rooij等[18]將最高心率百分比、心率儲備百分比、最大攝氧量作為評判運動強度的指標，應用50%～80%的最高心率強度讓KOA 病人進行中等強度的有氧訓練，明顯改善了身體活動功能，即使在有共病的KOA 病人中進行訓練也是安全的。也有研究和指南使用RPE 確定運動強度[19]，RPE 為11～14 分是適合KOA 病人進行有氧運動的強度。Kabiri 等[20]研究中有氧運動訓練開始的強度是RPE 為11 分，8～12 次為1 組，當病人能夠連續進行2 組重復訓練時，強度會逐漸增加至13 分。Molyneux 等[21]研究中，有氧運動的訓練強度RPE 為13分或14 分。肌力訓練強度使用最大負荷重量（one repetition maximum,1RM）的百分比評估。KOA 病人下肢肌力訓練強度應為8～12 次40%～60%1RM[18,22]。Messier 等[23]研究發現，對KOA 病人進行75%～90%1RM 的高強度力量訓練與對KOA 病人進行30%～40% 1RM 的低強度力量訓練相比，雖然沒有加劇疾病進展，但也未減輕病人疼痛，故不推薦為KOA 病人進行高強度力量訓練。

1.3 運動時間和頻率 在KOA 病人不同運動研究中，其運動時間和頻率不同，大多數研究為每周2～4次，每次20～60 min。Wang 等[24]研究中，KOA 病人進行太極拳訓練，每周2 次，每次至少20 min，其中包括熱身動作、太極訓練、呼吸技巧和放松運動。Ye 等[25]研究中，KOA 病人進行八段錦運動，每周3 次，每次40 min，包括10 min 的熱身運動和冷卻訓練、30 min 的八段錦訓練，前1～4 周病人在醫院參加訓練，后5～12 周要求病人在家練習，并通過電話隨訪監督病人訓練。Alghadir 等[26]研究中，KOA 病人進行每周3 次的步行訓練，每次10～30 min，包括5 min 的熱身運動和冷卻訓練，主要依據病人的疾病情況和運動水平決定。Cheung 等[27]研究主要采用瑜伽或有氧力量訓練對KOA 病人進行訓練，瑜伽訓練每周4 次，每次30 min，主要包括坐姿、仰臥、俯臥和站立的姿勢，此外還包括呼吸練習、放松與專注的訓練。聯合運動中，有氧運動每周4 次，每次15～30 min；力量訓練每周2 次，每次30 min[27]。Corcoran 等[28]為KOA 病 人 制 定 的 綜 合 訓 練是一個每周3 次，每次約60 min 的循序漸進的小組鍛煉計劃，包括15 min 的力量訓練，15～30 min 的有氧運動和15 min 的平衡訓練。可見，在綜合性訓練中，有氧運動的頻率一般高于力量訓練，綜合性訓練的運動頻率較一種訓練形式少，運動時間較一種訓練形式多。在運動處方的實施過程中應注意定期對病人進行康復評定，遵循個體化原則，根據病人身體功能、疾病進展和運動方式循序漸進地調整，保證運動康復效果。

2 運動康復對KOA 病人的療效

2.1 緩解疼痛 KOA 病人的疼痛與關節軟骨退變、細胞因子的激活、關節神經支配的結構改變等有關[29-30]。運動訓練可提高膝關節屈伸肌群肌力，促進血液循環，更好地保護膝關節軟骨、韌帶和骨骼，從而有助于緩解KOA 病人疼痛[31]。Vincent 等[32]在研究中將88 例KOA 病人隨機分為同心阻力訓練組、離心阻力訓練組和對照組，對照組不接受運動干預，同心阻力訓練組、離心阻力訓練組分別進行兩種不同類型的阻力訓練，為期16 周，每周2 次，干預后接受6 min 步行試驗、爬樓梯試驗、步態測試和疼痛評分量表評估，結果顯示，兩種類型的阻力訓練均能緩解病人疼痛，但同心阻力訓練在減輕病人疼痛和持久性方面較離心阻力訓練效果好，與Devita 等[33]研究結果一致。另外，一項薈萃分析結果驗證了力量訓練對KOA 病人疼痛改善的有效性[34]。

2.2 增強軀體功能 關節活動受限是KOA 病人常見的臨床表現。已有研究表明，晚期KOA 病人會存在關節活動范圍降低伴隨殘疾發生率增高[2,35]。Lai 等[36]研究顯示，KOA 病人進行為期8 周的下蹲訓練，包括10 min 的關節運動與肌肉拉伸、膝蓋分別彎曲至30°與60°的下蹲訓練，干預后其膝關節屈曲運動感覺較運動前有所增高，但膝關節伸展改善效果不顯著。可能與膝關節內重要的本體感覺受體——肌梭有關。Ye 等[37]研究將納入的56 例病人隨機分為干預組和對照組，對照組維持正常的生活方式，不進行額外的體育鍛煉，干預組進行12 周的八段錦訓練，結果顯示干預組的KOA 病人軀體功能明顯改善。此外，一項薈萃分析結果顯示，中國傳統運動（太極拳、八段錦、氣功等）短期內對KOA 病人的軀體功能具有改善作用，但還需更多干預時間更長的研究驗證[38]。

2.3 改善情緒 KOA 病人疼痛與焦慮、抑郁顯著相關，是導致其功能下降和生活質量降低的重要因素[39-40]。Sahin 等[41]研究將兩種不同的水上運動訓練應用在KOA 病人中，一組僅進行下肢訓練，另一組進行上肢和軀干運動，每周5 次，3 周后評估病人的6 min 步行試驗、焦慮抑郁量表，結果顯示，下肢水中訓練在改善運動能力和抑郁水平方面可能比上肢和軀干運動更有效，與相關研究結果[42]一致。

2.4 提高生活質量 疼痛、關節活動受限等都會導致KOA 病人生活質量降低。Yilmaz 等[43]研究比較由骨科醫生提供的家庭運動手冊和物理治療師指導的家庭運動對KOA 病人生活質量的影響，干預時間共6 周，每天進行訓練，每次30～45 min，通過健康調查簡表（SF-36）評價病人生活質量，發現兩種方式指導運動均可改善病人生活質量。J?nsson 等[44]研究對膝關節和髖關節骨關節炎病人進行為期3 個月、每周2 次的教育和監督鍛煉，明顯減輕了病人疼痛，提高了病人生活質量和自我效能，并在12 個月的跟蹤隨訪中持續改善，但并沒有改變身體活動水平，其原因可能與檢測身體活動水平的方式有關。

2.5 體重管理 肥胖是KOA 疾病進展的影響因素，大多數研究使用體重或體質指數(BMI)等測量指標判斷肥胖。Messier 等[45]研究納入BMI 為27～41 kg/m2的老年KOA 病人，將454 例病人隨機分為運動組、飲食減肥組和運動聯合飲食減肥組，干預18 個月后所有病人體重均明顯下降，膝關節壓力減輕。2019 年該研究者再次進行運動聯合飲食減肥干預的研究，進一步驗證其對KOA 病人的體重有明顯改善效果，同時，顯著降低了下肢所有關節負荷，提高了步行速度、節奏和步長，對延緩疾病進展具有一定作用[46]。

3 小結與展望

KOA 病人進行運動康復可以明顯緩解疼痛，預防疾病惡化，對疾病的癥狀與功能有一定改善作用，病人心理不良狀態與身體癥狀也有所減輕，生活質量提高，特別是對癥狀較輕的病人效果較好。國內外很多學者對此進行了一定研究，也證實了運動康復的重要性。但目前我國關于單一運動形式的臨床研究較少，且不具有普適性。KOA 病人運動處方的最佳治療參數也有待進一步研究。同時，運動鍛煉對KOA 病人疼痛和功能的改善一般維持時間為8～16 周，在16 周后的確切療效存在爭議，因此鼓勵開展干預周期較長和干預強度合理的研究，以輔助制定標準的運動康復方案。