梁雷超，黃靈燕，伍 勰，王 勇，劉 宇

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膝骨關(guān)節(jié)炎對(duì)女性老年人步行動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的影響

梁雷超，黃靈燕，伍 勰，王 勇，劉 宇

研究目的：對(duì)比女性老年膝骨關(guān)節(jié)炎患者與無膝骨關(guān)節(jié)炎的健康老人行走當(dāng)中前-后、內(nèi)-外側(cè)方向上的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性差異。研究對(duì)象：選取性別、身高、體重等身體條件相匹配的女性膝骨關(guān)節(jié)炎患者及健康老人各10名。研究方法：采用Vicon紅外高速運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)、Kistler三維測(cè)力臺(tái)系統(tǒng)同步采集兩組受試者以日常習(xí)慣速度行走當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)和地面反作用力數(shù)據(jù)。通過動(dòng)態(tài)穩(wěn)度(Margin of stability,MoS)指標(biāo)對(duì)受試者行走當(dāng)中的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行量化評(píng)定。研究結(jié)果：行走的速度、步長(zhǎng)、步寬等步態(tài)參數(shù)，兩組間差異不具有顯著性(P>0.05)。腳跟觸地時(shí)刻，兩組前-后方向上的MoS差異不具有顯著性(P>0.05)；內(nèi)-外側(cè)方向上膝骨關(guān)節(jié)炎患者組的MoS顯著小于健康對(duì)照組(P=0.014)。研究結(jié)論：在速度相當(dāng)?shù)臈l件下，女性老年膝骨關(guān)節(jié)炎患者與健康老人相比前-后方向上的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性一致，而內(nèi)-外側(cè)方向上的穩(wěn)定性較差，因而在該方向上發(fā)生跌倒的風(fēng)險(xiǎn)高于健康老人。

膝骨關(guān)節(jié)炎；動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性；女性；老年人

1 前言

膝骨關(guān)節(jié)炎(Knee osteoarthritis,OA)是全球范圍內(nèi)引起肌骨系統(tǒng)出現(xiàn)不適癥狀的主要流行病之一，約30%～40%的65歲以上老人受其影響[27]。在中國(guó)某些地區(qū)60歲以上男性當(dāng)中的發(fā)病率為21.5%，女性為42.8%[11,32]。膝骨關(guān)節(jié)炎的常見癥狀如疼痛、關(guān)節(jié)僵硬、肌肉力量下降、關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍受限[5,6，16]等病理性變化會(huì)引起姿勢(shì)搖擺程度的增加，降低其平衡穩(wěn)定性[4，12]。有研究證實(shí)，膝骨關(guān)節(jié)炎患者與健康對(duì)照人群相比穩(wěn)定性明顯下降，其日常活動(dòng)能力和運(yùn)動(dòng)能力受到限制，發(fā)生跌倒的風(fēng)險(xiǎn)也較高[12,13]。

骨性關(guān)節(jié)炎患者穩(wěn)定性常用的評(píng)定方法包括：量表、晃動(dòng)記錄儀(Swaymeter)等[13,17]，然而這些測(cè)試更多的是對(duì)患者的站立穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)定。矯形外科醫(yī)師則多采用關(guān)節(jié)松動(dòng)(Joint laxity)的方法評(píng)定穩(wěn)定性，但有研究顯示，膝骨關(guān)節(jié)炎患者自述的不穩(wěn)定情況與關(guān)節(jié)松動(dòng)沒有聯(lián)系性[25,30]。另外，上述的評(píng)定方法可能無法反映出患者日常行走當(dāng)中的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定水平。因此，找到一種行之有效的對(duì)膝骨關(guān)節(jié)炎患者動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行客觀評(píng)定的方法十分必要。行走的穩(wěn)定性可以反映出個(gè)體應(yīng)對(duì)外部(不規(guī)則的地面)和內(nèi)部(肌力)干擾而不發(fā)生跌倒的能力[1，10]。了解老年膝骨關(guān)節(jié)炎患者行走當(dāng)中的穩(wěn)定性變化，是客觀測(cè)試、評(píng)價(jià)老年膝骨關(guān)節(jié)炎患者潛在跌倒風(fēng)險(xiǎn)的有效方法。

有關(guān)人體站立的穩(wěn)定性理論認(rèn)為，人體質(zhì)心(Center of mass,CoM)在地面的投影應(yīng)保持在支撐面(Base of support,BoS)內(nèi)[26,29]。但需要注意的是，在動(dòng)態(tài)情景下此方法不夠合理。因?yàn)?，在某些?dòng)態(tài)情境下，盡管質(zhì)心的投影仍位于BoS內(nèi)，但由于CoM超出了BoS的范圍，想要保持平衡

是不可能的，所以質(zhì)心速度也是一個(gè)需要考慮的因素[1,14]。Hof等人基于人體行走的倒鐘擺模型，將這種方法推廣至動(dòng)態(tài)的情景當(dāng)中：質(zhì)心在地面的垂直投影位置加上其速度與因子(ω0)的比值應(yīng)保持在支撐面內(nèi)。他將此項(xiàng)定義為外推質(zhì)心位置(Extrapolated centre of mass position,CM)， CM到BoS邊界的最小距離定義為動(dòng)態(tài)穩(wěn)度(Margin of stability,MoS)，用該指標(biāo)量化行走當(dāng)中人體的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性可以反映出支撐面、質(zhì)心位置以及速度因素之間的即時(shí)性差異[14]。對(duì)某一支撐面邊界而言，動(dòng)態(tài)穩(wěn)度為正值表明由倒鐘擺模型表示的人體是穩(wěn)定的；動(dòng)態(tài)穩(wěn)度為負(fù)值則說明人體是不穩(wěn)定的，需要一些補(bǔ)償性動(dòng)作保持平衡[3,31]。由于該方法可以對(duì)動(dòng)態(tài)的人體穩(wěn)定性進(jìn)行客觀的量化評(píng)定，已有多個(gè)研究用此方法對(duì)健康老年人、中風(fēng)后偏癱患者、假肢使用者等人群行走的動(dòng)態(tài)穩(wěn)度進(jìn)行了檢測(cè)[15,18,23,24]。而關(guān)于老年膝骨關(guān)節(jié)炎患者的動(dòng)態(tài)穩(wěn)度研究較為少見，因此，本研究的目的在于對(duì)比女性老年膝骨關(guān)節(jié)炎患者與無膝骨關(guān)節(jié)炎的健康老人行走當(dāng)中前-后、內(nèi)-外側(cè)方向上動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性差異。

2 研究對(duì)象與方法

2.1 研究對(duì)象

通過電話、宣講等方式在學(xué)校附近的幾個(gè)社區(qū)招募所需的受試者。骨性關(guān)節(jié)炎的診斷由具有專業(yè)資質(zhì)的醫(yī)師按照2005年美國(guó)風(fēng)濕病協(xié)會(huì)對(duì)膝關(guān)節(jié)炎的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)[2]，同時(shí)根據(jù)影像學(xué)檢測(cè)表現(xiàn)及3個(gè)月以上的疼痛癥狀進(jìn)行篩選，定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為膝關(guān)節(jié)炎X線Kellgren & Lawrence(K&L)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[20]?？紤]到身高、體重等因素對(duì)研究結(jié)果的影響，本研究共招募與上述因素相匹配的膝關(guān)節(jié)炎患者及健康人各10名作為研究對(duì)象(表1)。

表1 本研究受試者信息統(tǒng)計(jì)結(jié)果一覽表

2.2 測(cè)試方案

49個(gè)紅外反光Marker點(diǎn)(直徑14 mm)依據(jù)Vicon 動(dòng)作捕捉系統(tǒng)操作手冊(cè)提供的全身標(biāo)志點(diǎn)方案被安置于身體相應(yīng)部位的骨性標(biāo)志點(diǎn)上。采用16個(gè)高速紅外攝像頭(Vicon Motion System，英國(guó))對(duì)目標(biāo)動(dòng)作進(jìn)行捕捉，采樣頻率為100 Hz。同步的地面反作用力數(shù)據(jù)通過2 塊Kistler 三維測(cè)力臺(tái)(長(zhǎng)×寬×高：90×60×10 cm；奇石樂公司，瑞士)進(jìn)行采集，采樣頻率為1 000 Hz。

受試者以日常習(xí)慣速度行走，同步采集受試者穿過測(cè)力臺(tái)階段的運(yùn)動(dòng)學(xué)和地面反作用力數(shù)據(jù)。受試者兩只腳分別踏上一塊測(cè)力臺(tái)中間位置時(shí)的行走記為一次成功的測(cè)試，每名受試者需采集3次成功的數(shù)據(jù)。

2.3 數(shù)據(jù)處理

Marker點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)和測(cè)力臺(tái)數(shù)據(jù)通過Vicon Nexus處理軟件和Visual 3D分析軟件(C-Motion，美國(guó))完成處理、計(jì)算等。對(duì)所有Marker點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)和測(cè)力臺(tái)數(shù)據(jù)采用巴特沃斯四階低通濾波器濾波，截止頻率分別為8 Hz和50 Hz[22]。步長(zhǎng)(Step length,SL)、步寬(Step width,SW)通過受試者腳上Marker點(diǎn)的坐標(biāo)位置計(jì)算得出。將腳跟觸地時(shí)刻，前、后腳腳跟Marker點(diǎn)前-后方向的距離定義為步長(zhǎng)，內(nèi)-外側(cè)方向的距離定義為步寬[9]。行走速度通過人體質(zhì)心的速度表示，質(zhì)心的位置和速度由Visual 3D軟件根據(jù)全身Marker點(diǎn)的坐標(biāo)位置計(jì)算得出。壓心位置(Center of pressure,CoP)依據(jù)測(cè)力臺(tái)數(shù)據(jù)獲得。將腳跟觸地時(shí)刻定義為測(cè)力臺(tái)測(cè)得的Z軸方向上的地面反作用力F≥20 N的時(shí)刻[19]。

動(dòng)態(tài)穩(wěn)度由下式進(jìn)行計(jì)算[14]：

(1)

(2)

MoS=Bmax-CM

(3)

據(jù)Hof等人的研究顯示，在平地行走當(dāng)中，腳跟觸地時(shí)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)度最小[14,15]，因此，本研究選取右腳著地時(shí)刻的動(dòng)態(tài)穩(wěn)度進(jìn)行分析(圖1)。

圖1 動(dòng)態(tài)穩(wěn)度示意圖

2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

3 研究結(jié)果

膝骨關(guān)節(jié)炎患者組(OA組)與健康組年齡雖然呈顯著差異，但兩組受試者的平均年齡相差在3歲范圍內(nèi)，且受試者年齡基本處于60～65歲之間，屬于同一年齡段；兩組身高、體重、身體質(zhì)量指數(shù)(Body Mass Index,BMI)方面差異均不具有顯著性(P>0.05)。膝骨關(guān)節(jié)炎組受試者的Lequesne & Mery(L&M)嚴(yán)重指數(shù)為5.2±2.49，達(dá)到了確診的標(biāo)準(zhǔn)；健康組為0，說明該組受試者無膝骨關(guān)節(jié)炎(表1)。

統(tǒng)計(jì)顯示，OA組與健康組行走的單步長(zhǎng)分別為0.611±0.032 m、0.603±0.037 m，步寬分別為0.077±0.034 m、0.091±0.031 m，速度分別為1.309±0.119 m/s、1.340±0.119 m/s，身體倒鐘擺模型固有頻率分別為3.377±0.060 s-1、3.378±0.073 s-1，兩組間差異均不具有顯著性(P>0.05，表2)。

由表3可知，腳跟觸地時(shí)刻，前-后方向上OA組與健康組的質(zhì)心位置，質(zhì)心速度，支撐面的前邊界均不具顯著性(P>0.05)。由圖2可知，前-后方向上外推的質(zhì)心位置兩組均超出了支撐面的前邊界，OA組(0.990±0.079 m)與健康組(0.998±0.064 m)間差異不具有顯著性(P=0.815)；前-后方向上的動(dòng)態(tài)穩(wěn)度兩組均為負(fù)值，健康組為-0.193±0.062 m，OA組為-0.177±0.044 m，組間差異不具有顯著性(P=0.815)。

表2 右腳觸地時(shí)刻膝骨關(guān)節(jié)炎組與健康組的步態(tài)時(shí)空參數(shù)一覽表

表3 右腳觸地時(shí)刻膝骨關(guān)節(jié)炎組與健康組的前-后方向上動(dòng)態(tài)穩(wěn)定參數(shù)一覽表

圖2 右腳觸地時(shí)刻膝骨關(guān)節(jié)炎組與健康組前-后及內(nèi)-外側(cè)方向上動(dòng)態(tài)穩(wěn)定參數(shù)對(duì)比示意圖

由表4可知，在腳跟觸地時(shí)刻，內(nèi)-外側(cè)方向上質(zhì)心的投影位置，OA組(0.497±0.032)大于健康組(0.441±0.083)，但組間差異不具有顯著性(P=0.058)；質(zhì)心速度指向身體右側(cè)，OA組略大于健康組，組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；外推的質(zhì)心位置，OA組較健康組更靠近于身體左側(cè)，但組間差異不具有顯著性(P=0.079，圖2)；OA組與健康組的壓心位置分別為 0.428±0.052 m、0.326±0.066 m，組間具有非常顯著性差異(P<0.01，圖2)；內(nèi)-外側(cè)方向上的動(dòng)態(tài)穩(wěn)度OA組為-0.044±0.027 m，健康組為-0.091± 0.047，兩組間具有顯著性差異(P=0.014，圖2)。

表4 右腳觸地時(shí)刻膝骨關(guān)節(jié)炎組與健康組的內(nèi)-外側(cè)方向上動(dòng)態(tài)穩(wěn)定參數(shù)一覽表

4 討論

通過研究發(fā)現(xiàn)，女性老年OA組內(nèi)-外側(cè)方向上的動(dòng)態(tài)穩(wěn)度小于健康組，前-后方向上兩組間不存在差異。

采用動(dòng)態(tài)穩(wěn)度指標(biāo)量化行走當(dāng)中人體的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性對(duì)速度較為敏感[9]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，受試者的日常習(xí)慣行走速度兩組間差異不具有顯著性(表2)，因此排除了速度因素對(duì)動(dòng)態(tài)穩(wěn)度的可能影響。Yakhdani等人的研究發(fā)現(xiàn)，膝骨關(guān)節(jié)炎患者的行走速度與健康對(duì)照組相比明顯下降[30]，這與本研究的結(jié)果不一致，可能是由所選受試者的患病程度有所差異造成。Yakhdani等人的研究所選取的受試者患病程度較重，在前測(cè)完成后進(jìn)行了膝關(guān)節(jié)置換的手術(shù)治療，而本研究所選的受試者患病程度相對(duì)較輕，能保持日常活動(dòng)。

Arampatzis等人的研究認(rèn)為，當(dāng)CoM在地面投影落于BoS內(nèi)時(shí)，穩(wěn)度區(qū)域越大表明個(gè)體調(diào)整CoM保持在BoS內(nèi)的能力越好，穩(wěn)定程度越好[3]。本研究結(jié)果顯示，觸地時(shí)刻，內(nèi)-外側(cè)方向上推算的質(zhì)心位置處于前后腳的支撐面內(nèi)，OA組內(nèi)-外側(cè)方向上的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性要差于健康組。Young等人的研究發(fā)現(xiàn)，步長(zhǎng)或者步寬的增加均可以導(dǎo)致支撐面的增加，是影響動(dòng)態(tài)穩(wěn)度的重要因素。步長(zhǎng)對(duì)前-后方向的動(dòng)態(tài)穩(wěn)度有顯著性的影響，而對(duì)內(nèi)-外側(cè)方向沒有影響；增大步寬可同時(shí)導(dǎo)致內(nèi)-外側(cè)動(dòng)態(tài)穩(wěn)度的增大和前-后方向動(dòng)態(tài)穩(wěn)度的減小[31]。Kao等人對(duì)腦中風(fēng)引起的輕度偏癱患者行走當(dāng)中動(dòng)態(tài)穩(wěn)度研究也顯示，腳跟觸地時(shí)內(nèi)-外側(cè)方向上的動(dòng)態(tài)穩(wěn)度要小于健康對(duì)照組，患者的步寬也較大，因此認(rèn)為，患者趨于采用增大步寬的方法來增加內(nèi)-外側(cè)方向的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性[18]。而在本研究中，發(fā)現(xiàn)兩組之間的步長(zhǎng)和步寬均不存在顯著差異，這說明兩組人群在以相近的速度行走時(shí)，步態(tài)模式一致，其較小的動(dòng)態(tài)穩(wěn)度說明，OA組對(duì)質(zhì)心進(jìn)行調(diào)整使其保持在支撐面內(nèi)的能力要差于健康組。另外，已有研究顯示，膝骨關(guān)節(jié)炎患者與同齡段的健康人相比存在股四頭肌肌力下降，膝關(guān)節(jié)本體感覺下降，疼痛、關(guān)節(jié)痙攣等癥狀[5,6，16]，姿勢(shì)搖擺幅度增大的現(xiàn)象[4，12]，這提示膝骨關(guān)節(jié)炎患者的下肢關(guān)節(jié)病變可能是引起其內(nèi)-外側(cè)穩(wěn)定性下降的原因。

在前-后方向上，研究發(fā)現(xiàn)，盡管在腳跟觸地的雙支撐時(shí)相，外推的質(zhì)心位置仍然超出了支撐面的前邊界，這與Bierbaum等人的研究結(jié)果一致。其研究發(fā)現(xiàn)，外推的質(zhì)心位置在整個(gè)步態(tài)周期當(dāng)中一直處于支撐面之外，但在腳跟觸地時(shí)刻達(dá)到最小[7]。說明行走當(dāng)中，人體通過不斷地調(diào)整前-后方向上的支撐面前界來獲取新的平衡。本研究采用壓心位置表示支撐位置，這與Hof提出動(dòng)態(tài)穩(wěn)度的概念時(shí)所采用的方法一致[14]，但也有研究由于缺乏測(cè)力臺(tái)數(shù)據(jù)，采用腳上的Marker點(diǎn)位置表示支撐面[7，31]，盡管有研究證實(shí)了兩種方法的有效性[8，21]，但兩種方法所計(jì)算的動(dòng)態(tài)穩(wěn)度值存在一定的差異。

本研究并沒有發(fā)現(xiàn)兩組人群在前-后方向上動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的差異。在此之前，較多的研究證實(shí)膝骨關(guān)節(jié)炎患者站立時(shí)，無論是睜眼還是閉眼，前-后方向上的穩(wěn)定性較健康人差[12,28]，但這些研究都是對(duì)膝骨關(guān)節(jié)炎患者站立時(shí)的穩(wěn)定性進(jìn)行的測(cè)試。動(dòng)態(tài)條件如行走當(dāng)中的測(cè)試，Hsieh采用ICF(International Classification of Functioning,Disability and Health)的方法對(duì)比了膝骨關(guān)節(jié)炎患者與年齡相匹配的人群在日常生活中的姿勢(shì)不穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)前者的得分較高，穩(wěn)定性較差[4]。ICF方法盡管簡(jiǎn)便易用，但無法細(xì)化地量化受試者的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。本研究采用動(dòng)態(tài)穩(wěn)度的方法，并沒有發(fā)現(xiàn)兩組人群矢狀面上的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性存在顯著差異，說明，膝骨關(guān)節(jié)炎疾病本身沒有對(duì)行走當(dāng)中前-后方向的穩(wěn)定性造成過大的影響。

5 結(jié)論與展望

本研究顯示，在速度相當(dāng)?shù)臈l件下，女性老年膝骨關(guān)節(jié)炎患者與健康老人相比前-后方向上的穩(wěn)定性一致，而在身體內(nèi)-外側(cè)方向上的動(dòng)態(tài)穩(wěn)度較小，說明膝骨關(guān)節(jié)炎患者在側(cè)向上對(duì)身體的控制能力較差，該方向上發(fā)生跌倒的風(fēng)險(xiǎn)較健康老人高。這提示，老年膝骨關(guān)節(jié)炎患者在日常生活及運(yùn)動(dòng)當(dāng)中更應(yīng)該注意防止側(cè)向跌倒的發(fā)生；從業(yè)者在進(jìn)行相應(yīng)的干預(yù)鍛煉或者康復(fù)治療時(shí)，應(yīng)注重加強(qiáng)膝骨關(guān)節(jié)炎患者身體側(cè)向的穩(wěn)定性。

速度是影響穩(wěn)定性的重要因素，本研究沒有對(duì)受試者的速度進(jìn)行控制，以對(duì)比受試者在不同速度條件下可能出現(xiàn)的穩(wěn)定性差異。另外，不同的膝骨關(guān)節(jié)炎患病程度，對(duì)個(gè)體的穩(wěn)定性也有一定影響，對(duì)比不同患病程度人群之間的差異，對(duì)于了解膝骨關(guān)節(jié)炎的病程發(fā)展所帶來的對(duì)人體動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的影響具有意義。

[1]李世明,PAI Y C，YANG F，等.人體動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性理論及防跌倒擾動(dòng)性訓(xùn)練進(jìn)展[J].體育科學(xué),2011,31(4):67-74.

[2]ALTMAN R,ASCH E,BLOCH D,etal.Development of criteria for the classification and reporting of osteoarthritis:Classification of osteoarthritis of the knee[J].Arthritis Rheum,1986,29(8):1039-1049.

[3]ARAMPATZIS A,KARAMANIDIS K,MADEMLI L.Deficits in the way to achieve balance related to mechanisms of dynamic stability control in the elderly[J].J Biomech,2008,41(8):1754-1761.

[4]AROKOSKI J P,LEINONEN V,AROKOSKI M H,etal.Postural control in male patients with hip osteoarthritis[J].Gait Posture,2006,23(1):45-50.

[5]AROKOSKI M H,AROKOSKI J P,HAARA M,etal.Hip muscle strength and muscle cross sectional area in men with and without hip osteoarthritis[J].J Rheumatol,2002,29(10):2185-2195.

[6]AROKOSKI M H,HAARA M,HELMINEN H J,etal.Physical function in men with and without hip osteoarthritis[J].Arch Phys Med Rehab,2004,85(4):574-581.

[7]BIERBAUM S,PEPER A,KARAMANIDIS K,etal.Adaptational responses in dynamic stability during disturbed walking in the elderly[J].J Biomech,2010,43(12):2362-2368.

[8]BRUIJN S,MEIJER O,BEEK P,etal.Assessing the stability of human locomotion:A review of current measures[J].J R Soc Interface,2013,10(83):20120999.

[9]CADERBY T,YIOU E,PEYROT N,etal.Influence of gait speed on the control of mediolateral dynamic stability during gait initiation[J].J Biomech,2014,47(2):417-423.

[10]DINGWELL J B,KANG H G.Differences between local and orbital dynamic stability during human walking[J].J Biomech Eng,2007,129(4):586-593.

[11]FELSON D T,NEVITT M C,ZHANG Y,etal.High prevalence of lateral knee osteoarthritis in Beijing Chinese compared with Framingham Caucasian subjects[J].Arthritis Rheum,2002,46(5):1217-1222.

[12]HASSAN B,MOCKETT S,DOHERTY M.Static postural sway,proprioception,and maximal voluntary quadriceps contraction in patients with knee osteoarthritis and normal control subjects[J].Ann Rheum Dis,2001,60(6):612-618.

[13]HINMAN R,BENNELL K,METCALF B,etal.Balance impairments in individuals with symptomatic knee osteoarthritis:a comparison with matched controls using clinical tests[J].Rheumatology,2002,41(12):1388-1394.

[14]HOF A L,GAZENDAM M G,SINKE W E.The condition for dynamic stability[J].J Biomech,2005,38(1):1-8.

[15]HOF A L,VAN BOCKEL R M,SCHOPPEN T,etal.Control of lateral balance in walking:Experimental findings in normal subjects and above-knee amputees[J].Gait Posture,2007,25(2):250-258.

[16]HOPMAN-ROCK M,ODDING E,HOFMAN A,etal.Differences in health status of older adults with pain in the hip or knee only and with additional mobility restricting conditions[J].J Rheumatol,1997,24(12):2416-2423.

[17]HSIEH R L,LEE W C,LO M T,etal.Postural stability in patients with knee osteoarthritis:comparison with controls and evaluation of relationships between postural stability scores and international classification of functioning,disability and health components[J].Arch Phys Med Rehab,2013,94(2):340-346.

[18]KAO P C,DINGWELL J B,HIGGINSON J S,etal.Dynamic instability during post-stroke hemiparetic walking[J].Gait Posture,2014,40(3):457-463.

[19]KARAMANIDIS K,ARAMPATZIS A,MADEMLI L.Age-related deficit in dynamic stability control after forward falls is affected by muscle strength and tendon stiffness[J].J Electromyog Kines,2008,18(6):980-989.

[20]KELLGREN J,LAWRENCE J.Radiological assessment of osteo-arthrosis[J].Ann Rheum Dis,1957,16(4):494.

[21]LUGADE V,KAUFMAN K.Dynamic stability margin using a marker based system and Tekscan:A comparison of four gait conditions[J].Gait Posture,2014,40(1):252-254.

[22]LUGADE V,LIN V,CHOU L S.Center of mass and base of support interaction during gait[J].Gait Posture,2011,33(3):406-411.

[23]MERSMANN F,BOHM S,BIERBAUM S,etal.Young and old adults prioritize dynamic stability control following gait perturbations when performing a concurrent cognitive task[J].Gait Posture,2013,37(3):373-377.

[24]ROSENBLATT N J,GRABINER M D.Measures of frontal plane stability during treadmill and overground walking[J].Gait Posture,2010,31(3):380-384.

[25]SCHMITT L C,FITZGERALD G K,REISMAN A S,etal.Instability,laxity,and physical function in patients with medial knee osteoarthritis[J].Phys Ther,2008,88(12):1506-1516.

[26]SHUMWAY-COOK A,WOOLLACOTT M H.Motor Control:Translating Research into Clinical Practice[M].Philadelphia:Lippincott Williams and Wilkins,2007.

[27]VAN SAASE J,VAN ROMUNDE L,CATS A,etal.Epidemiology of osteoarthritis:Zoetermeer survey.Comparison of radiological osteoarthritis in a Dutch population with that in 10 other populations[J].Ann Rheum Dis,1989,48(4):271-280.

[28]WEGENER L,KISNER C,NICHOLS D.Static and dynamic balance responses in persons with bilateral knee osteoarthritis[J].J Orthop Sports Phys Ther,1997,25(1):13-18.

[29]WINTER D A.Biomechanics and Motor Control of Human Movement[M].Hoboken:John Wiley and Sons,2009.

[30]YAKHDANI H R F,BAFGHI H A,MEIJER O G,etal.Stability and variability of knee kinematics during gait in knee osteoarthritis before and after replacement surgery[J].Clin Biomech,2010,25(3):230-236.

[31]YOUNG P M M,DINGWELL J B.Voluntary changes in step width and step length during human walking affect dynamic margins of stability[J].Gait Posture,2012,36(2):219-224.

[32]ZHANG Y,XU L,NEVITT M C,etal.Comparison of the prevalence of knee osteoarthritis between the elderly Chinese population in Beijing and whites in the United States:The Beijing osteoarthritis study[J].Arthritis Rheum,2001,44(9):2065-2071.

Effects of Knee Osteoarthritis on Dynamic Stability during Walking in Elderly Women

LIANG Lei-chao,HUANG Ling-yan,WU Xie，WANG Yong,LIU Yu

The purpose of this study was directly quantify walking stability in elderly female patients with knee osteoarthritis(OA) and healthy elder.Ten female patients with knee OA and ten control subjects (matched by height,mass,and gender) walked on the overground at a self-selected comfortable speed.A motion capture system and two force plates were used to determine locomotion.Dynamic stability during walking was investigated by using the margin of stability.There was no significant difference in speed,step length,step width between the patients with knee OA and normal subjects (allP>0.05).Both groups displayed similar anterior-posterior MoS(P>0.05) at foot contact.The patients with knee OA had a significantly reduced medio-lateral MoS compared to normal subjects(P=0.014).Our findings indicate that OA individuals walked with similar stability in anterior-posterior direction,but greater instability and risk of falls in medio-lateral direction compared to normal subjects.

kneeosteoarthritis;dynamicstability;female;elderpeople

1000-677X(2016)03-0061-06

10.16469/j.css.201603007

2015-12-10；

2016-02-10

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81572213)；上海市科委重點(diǎn)支撐項(xiàng)目(12490503200)；上海體育學(xué)院研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃(yjscx2015008)。

梁雷超(1986-)，男，河南洛陽(yáng)人，在讀博士研究生，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)生物力學(xué)，E-mail：liangleichao2010@163.com；黃靈燕(1984-)，女，浙江臨海人，博士，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)生物力學(xué)，E-male：alice37yn@163.com；劉宇(1959-)，男，河北張家口人，教授，博士，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)生物力學(xué)理論與方法、體育工程，E-mail：yuliu@sus.edu.cn。

上海體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)健身科技省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200438 Shanghai University of Sport,Shanghai 200438,China.

G804.5

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