郭燕梅，黃 鵬，甕長水，陳 蔚，焦偉國，李曉瑛

膝骨關節(jié)炎(knee osteoarthritis，KOA)是以膝關節(jié)軟骨非炎性反應性退行性改變伴關節(jié)表面及其邊緣反應性新骨形成為特點的一種疾病，也是老年人的常見病、多發(fā)病。KOA 患者和與之性別、年齡、身體質量指數(shù)(body mass index，BMI)密切相匹配的無KOA 者相比，存在平衡缺陷［1］;KOA 造成的關節(jié)損害會導致患者出現(xiàn)下肢運動控制能力下降、運動神經(jīng)元興奮性降低、本體感覺精準性受損、肌力下降和功能受限等表現(xiàn)，且KOA 患者會通過姿勢擺動頻率增加和步態(tài)機制改變等變化來適應對疼痛的忍受［2］;KOA 患者表現(xiàn)出的疼痛加劇、僵硬程度加重、功能日趨下降等臨床表現(xiàn)和其膝關節(jié)影像學改變相比，與跌倒風險有著更為密切的關系［3］。但在上述諸多KOA 患者疾病自身特征性因素中，哪些是導致其平衡功能下降的因素尚未明確。因此，本研究旨在通過多種臨床測試方法，收集較為全面的KOA 患者疾病自身特征性因素，以明確導致KOA 患者平衡功能較之無KOA 者更差的疾病自身特征性因素。

1 對象與方法

1.1 對象 2009－09 至2010－12，選擇我科就診的KOA 患者作為受試對象。入選標準符合美國風濕病學會2001 年制定的KOA 診斷標準［4］，滿足下列7 項中的3 項即可:(1)年齡≥50 歲;(2)晨僵時間＜30 min;(3)關節(jié)活動時有骨響聲;(4)膝關節(jié)檢查提示骨性肥大;(5)有骨壓痛;(6)滑膜無明顯升溫;(7)放射學檢查有骨贅形成。排除標準:(1)曾行膝關節(jié)置換手術者;(2)下肢在6 個月前曾行外科手術者;(3)類風濕關節(jié)炎患者;(4)在過去的30 d 內曾應用阿片類鎮(zhèn)痛或皮質類固醇或鎮(zhèn)痛注射液干預膝關節(jié)疼痛者;(5)高血壓未得到很好控制或在運動鍛煉期間存在并發(fā)心臟病的中高度危險因素者;(6)不能安全參與測試者(例如:嚴重的視力問題;神經(jīng)功能障礙;主要或明顯受限的腰背痛;嚴重骨質疏松者;腳踝病變者;不借助輔助工具無法步行10 m 者);(7)無法理解和完成測試者;(8)聲明不能參與或完成測試者;(9)經(jīng)常有頭暈或暈眩癥狀者，有體位性低血壓、傾倒發(fā)作、外周前庭和(或)中樞神經(jīng)功能明確病變者;(10)以“太極”作為日常身體鍛煉項目者(因有文獻報道“太極拳”有助于提高機體的平衡功能［5，6］)。受試者均簽署了知情同意書。

1.2 測試步驟與方法

1.2.1 人口統(tǒng)計學基本信息采集 包括年齡、性別、身高、體質量、BMI、患膝視覺模擬疼痛評分(visual analogue pain scale，VAS)、KOA 病程和患膝關節(jié)影像學分級。BMI 是評估受試者是否超重的國際通用指標，而超重是導致KOA 的已知危險因素［7］;VAS 評分方法以100 mm 線段為評分尺，受試者根據(jù)對疼痛的主觀感受在評分尺上用一條垂線劃出目前膝關節(jié)的疼痛程度。0 mm 為沒有疼痛，100 mm為劇烈疼痛。膝關節(jié)影像學得分以Kellgren/Lawrence 膝關節(jié)影像學分類標準［8］為依據(jù)，對受試者放射影像學較差的一側膝關節(jié)進行打分，得分與分級相對應，即:0 級為0 分;Ⅰ級為1 分;Ⅱ級為2 分;Ⅲ級為3 分;Ⅵ級為4 分。

1.2.2 姿勢穩(wěn)定極限性(limits of stability，LOS)測試 應用美國Biodex Medical System 公司生產(chǎn)的Biodex Balance System(BBS)SD 型平衡測試訓練系統(tǒng)。受試者站立于測試平臺上(測試平臺設置為靜態(tài)水平)，雙腳分開、與肩同寬，雙手自然懸垂于身體兩側，在不發(fā)生雙腳位置移動和屈膝動作的前提下，通過身體重心轉移來完成身體重心從居中位置分別到前、后、左、右、右前、左前、右后、左后8 個方位的姿勢穩(wěn)定極限測試。這8 個方位的出現(xiàn)順序是隨機的，共測試3 次，每次測試間歇10 s，以第3 次測試所得數(shù)值作為測試結果。本研究以LOS 總分作為判斷受試者平衡功能的評價指標，LOS 總分越高表明受試者平衡功能越好。

1.2.3 反應性測試 應用荷蘭CW Haarlem 公司生產(chǎn)的MRS－E0701 型功能性蹲屈測試訓練系統(tǒng)完成反應性測試。受試者仰躺于背靠板上，頭部靠于頭墊，肩部緊靠肩墊，受測下肢的足部置于踏板上，踝關節(jié)處于中立位，髖、膝關節(jié)處于屈曲90°位置。鉛塊重量選擇10 kg。測試順序為先健側或癥狀相對較輕側下肢，后患側或癥狀相對較重側下肢。以患膝的反應時間(reaction time，RT)和整體反應時間(total response time，TRT)作為評價指標［9］:RT越小表明大腦指令患膝對新刺激做出的知覺反應能力越快;TRT 越短表明患膝對反應運動的適應性與可塑性越強。

1.2.4 位置覺測試 應用荷蘭CW Haarlem 公司生產(chǎn)的MRS－E0701 型功能性蹲屈測試訓練系統(tǒng)完成位置覺測試。受試者仰躺于背靠板上，頭部靠于頭墊，肩部緊靠肩墊，受測下肢的足部踏放于踏板上，踝關節(jié)處于中立位，髖、膝關節(jié)處于屈曲90°位置。鉛塊重量選擇10 kg。測試順序為先健側或癥狀相對較輕側下肢后患側或癥狀相對較重側下肢。以患膝的復位誤差平均值［10］作為評價指標，復位誤差平均值越大表明患膝本體感覺越差。

1.2.5 等速肌力測試 應用美國Biodex Medical System 公司生產(chǎn)的Biodex System 4 型等速肌力測試訓練系統(tǒng)完成受試者的膝關節(jié)伸肌(主要為股四頭肌)和屈肌(主要為腘繩肌)的等速向心收縮測試。測試前囑患者常規(guī)熱身10 min，然后取坐位，髖關節(jié)屈曲85°，坐椅及動力頭旋轉均為0°。測試順序為先健側或癥狀相對較輕側膝，后患側或癥狀相對較重側膝。兩膝測試時間間隔5 min。測試準備體位為膝關節(jié)完全屈曲位，使用伸、屈肌向心(concentric，CON)連續(xù)收縮模式進行等速肌力測試。伸、屈肌向心收縮測試方案:伸60°/s × 5;屈60°/ s × 5(即慢速向心收縮重復5 次);伸180°/s × 10，屈180°/s × 10(即快速向心收縮重復10 次)。患者在慢速向心收縮測試與快速向心收縮測試之間間歇30 s。取峰力矩(PT)［11］作為評價指標，能夠反映受試者患膝的肌力情況。

1.3 統(tǒng)計學處理 應用SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件包。計量資料以±s 表示。推論性統(tǒng)計部分:(1)以控制年齡變量后偏相關分析檢驗LOS 總分分別與身高、體質量、BMI、VAS 評分、KOA 病程、患膝的關節(jié)影像學分級、RT、TRT、復位誤差平均值、60°伸肌峰力矩之間的相關性;(2)以分層多元回歸分析探討各自變量對LOS 總分的影響程度。以P ＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 相關信息 89 例受試者為46 ～93 歲，平均(71.82 ±9.76)歲，其中男67 例(75.30%)，女22例(24.70%)。其他指標，如身高、體質量、BMI、VAS 評分、患膝關節(jié)影像學分級、LOS 總分、反應性測試、位置覺測試和等速肌力測試數(shù)據(jù)(表1)。

2.2 KOA 患者平衡功能相關因素分析 將年齡作為控制因素，經(jīng)Pearson 偏相關分析后發(fā)現(xiàn)LOS 總分與受試者的VAS 評分、患膝RT、患膝復位誤差平均值和患膝60°伸肌峰力矩之間均存在相關性(P ＜0.05);但LOS 總分與受試者的身高、體重、BMI、KOA 病程、患膝關節(jié)影像學分級和患膝TRT 之間不相關(P ＞0.05，表1)。

2.3 KOA 患者平衡功能影響因素分析 通過進行回歸的殘差分析和變量之間的多元共線性診斷，檢驗結果顯示各變量間符合無共線性原則。以患膝的復位誤差平均值、60°伸肌峰力矩和RT 作為自變量進入對LOS 總分的分層多元回歸分析，并以強迫進入法作為回歸方程式的建立模式。首先納入患膝復位誤差平均值變量;然后再納入患膝60°伸肌峰力矩變量;最后再納入患膝RT 變量，因變量為LOS 總分(表2)，提示患膝的復位誤差平均值、60°伸肌峰力矩和RT 這3 個變量是LOS 總分的重要影響因素，可解釋LOS 總分26%的變異量。

表1 KOA 患者LOS 總分與采集數(shù)據(jù)之間的Pearson 偏相關系數(shù)(n=89)

表2 KOA 患者LOS 總分影響因素的分層多元回歸分析(n=89)

3 討論

軀體平衡控制對日常生活是極其重要的，從靜態(tài)姿勢維持到復雜的動態(tài)活動完成都需要平衡控制的參與。軀體平衡包括靜態(tài)平衡和動態(tài)平衡，KOA患者和與之性別、年齡和BMI 密切相匹配的無KOA對照組相比，存在平衡缺陷［1］，但失衡和跌倒的發(fā)生最常見于與運動相關的活動［12，13］中，而幾乎很少發(fā)生于靜止性動作(例如:站立)中。在老年人當中，平衡功能受損與跌倒風險增加也與較差的轉移測試有關［14］。因此，本研究著重于反映局部運動活動動態(tài)屬性的重心轉移能力測試——LOS 測試，并將LOS 總分作為KOA 患者平衡功能的評價指標。研究表明，KOA 具有疾病自身的一些特征性表現(xiàn):(1)超重:是導致KOA 的已知危險因素［7］;(2)下肢肌力下降:尤其以伸肌—股四頭肌肌力減弱明顯，且股四頭肌肌力與膝關節(jié)疼痛和功能狀況之間存在十分密切的聯(lián)系［15］，下肢肌力下降也是造成KOA 患者膝關節(jié)負重增加和導致病情進一步發(fā)展的危險因素［16］;(3)膝關節(jié)本體感覺減退:KOA 患者與無KOA 者相比，有著更差的膝關節(jié)本體感覺［17］，KOA患者因疼痛而導致失用性肌肉萎縮的同時，會導致肌梭內本體感受器數(shù)目的減少及感覺敏感性的減退［18］;(4)Kellgren/Lawrence 膝關節(jié)影像學分級:KOA 患者進行骨性關節(jié)炎指數(shù)(the western ontario and McMaster universities osteoarthritis index，WOMAC)自我評估中的身體功能得分與Kellgren/Lawrence 膝關節(jié)影像學分級之間有著較弱的相關性［19］。根據(jù)上述KOA 疾病自身特征性表現(xiàn)，加之反應性被認為是老年人中樞神經(jīng)系統(tǒng)結構和功能退變的最重要敏感指標之一［20］，且研究已證實成年人反應性隨著年齡的增長而延長，這種隨年齡增長而行動普遍減緩的現(xiàn)象對于老年人意外事件(如跌倒)發(fā)生率的上升具有重要的現(xiàn)實意義［21］。因此，本研究有針對性地通過病史詢問和相關測試對KOA 患者的年齡、身高、體重、BMI、KOA 病程、膝痛VAS 評分及患膝的關節(jié)影像學分級、股四頭肌肌力、本體位置覺和反應性等信息進行了采集以進一步明確導致KOA 患者平衡功能較之無KOA 者更差的疾病自身特征性影響因素。

平衡功能與年齡密切相關［22］，隨著年齡的增長和各系統(tǒng)生理功能的下降，平衡控制能力也隨之下降［23］。60 歲是平衡能力的分水嶺，60 歲以后機體的平衡能力每10 年下降16%或更多，80 歲以后平衡功能下降更快［24］。本研究將年齡作為控制因素，并經(jīng)Pearson 偏相關分析后發(fā)現(xiàn)LOS 總分與受試者的膝痛VAS 評分、患膝RT、患膝復位誤差平均值和患膝60°伸肌峰力矩之間均存在相關性;但LOS 總分與受試者的身高、體重、BMI、KOA 病程、患膝關節(jié)影像學分級和患膝TRT 之間不相關。由此可見，疼痛、大腦指令膝關節(jié)對新刺激做出的知覺反應能力、本體感覺、下肢肌力與KOA 患者的平衡功能密切相關。換言之，KOA 患者膝關節(jié)疼痛越重、大腦指令患膝對新刺激做出的知覺反應能力越慢、本體感覺功能越差及下肢肌力下降越明顯，其平衡控制能力也就越差。在此基礎之上，本研究又進一步通過多元線性回歸分析發(fā)現(xiàn)，患膝的復位誤差平均值、60°伸肌峰力矩和RT 是LOS 總分的主要影響因素，且在這3 個主要影響因素之間，大腦指令膝關節(jié)對新刺激做出的知覺反應能力與下肢肌力相關(r =－0.211，P = 0.048)，而與膝本體感覺無關(r =0.079，P=0.462)。由此可知，雖然本研究表明膝關節(jié)疼痛本身并不會直接引起KOA 患者平衡功能的下降，但由膝關節(jié)疼痛導致KOA 患者下肢肌力下降和失用性肌肉萎縮的同時，既會導致肌梭內本體感受器數(shù)目的減少及感覺敏感性的減退［18］，又會引起大腦指令患膝關節(jié)對新刺激做出知覺反應能力的減慢，從而共同對KOA 患者的平衡控制能力產(chǎn)生更加不利的負面影響。

本研究結果初步表明，超重、膝關節(jié)疼痛、KOA病程、膝關節(jié)影像學分級不是導致KOA 患者平衡功能下降的主要影響因素，而因膝關節(jié)疼痛導致的下肢肌力下降、本體感覺減退和大腦指令患膝關節(jié)對新刺激做出知覺反應能力的減慢是導致KOA 患者平衡功能較之無KOA 者更差的疾病自身特征性主要影響因素。

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