錢(qián)琨 于辰曦 孫水

膝骨關(guān)節(jié)炎 (knee osteoarthritis，KOA) 是一種常見(jiàn)的慢性關(guān)節(jié)疾病，由于過(guò)度機(jī)械負(fù)荷、炎癥、代謝和衰老等因素導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨和軟骨下骨損傷、骨贅形成、滑膜增生等病理改變，引起患者出現(xiàn)疼痛、僵硬、關(guān)節(jié)活動(dòng)受限和肌肉無(wú)力等癥狀[1-3]。當(dāng)前全球約有 2.5 億人罹患 KOA，我國(guó) KOA 患病率約為 8.1%，不同地區(qū)因經(jīng)濟(jì)發(fā)展和地理位置等因素有所差異[4-5]。根據(jù)《中國(guó)骨關(guān)節(jié)炎診療指南》，KOA 治療主要根據(jù)患者病情設(shè)計(jì)階梯化、個(gè)體化治療方式，其中運(yùn)動(dòng)療法作為基礎(chǔ)治療的一環(huán)發(fā)揮重要作用[6]。KOA 運(yùn)動(dòng)處方 (exercise prescription)是針對(duì)不同發(fā)病階段患者特定目標(biāo)而設(shè)計(jì)的個(gè)體化鍛煉方案，從而保證運(yùn)動(dòng)的有效性和安全性[7]。然而，個(gè)性化的運(yùn)動(dòng)處方在臨床應(yīng)用中推廣仍面臨許多困難，如患者長(zhǎng)期依從性較差、運(yùn)動(dòng)反饋監(jiān)測(cè)困難、缺少最佳運(yùn)動(dòng)劑量標(biāo)準(zhǔn)等[2,8]。近年來(lái)，數(shù)字健康技術(shù) (digital health technology，DHT) 與運(yùn)動(dòng)處方結(jié)合，可以顯著提高運(yùn)動(dòng)處方的效果，改善 KOA 患者疼痛、身體功能和生活質(zhì)量，因而被許多學(xué)者關(guān)注[9]。筆者就不同 DHT 在 KOA 運(yùn)動(dòng)處方中的應(yīng)用進(jìn)行綜述，以期為相關(guān)臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。

DHT 是指通過(guò)電子設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)和相關(guān)數(shù)字技術(shù)提供的健康服務(wù)，也被稱為電子健康技術(shù) (electronic-health technologies)[10-11]。在個(gè)性化運(yùn)動(dòng)處方應(yīng)用中，常見(jiàn)的方式包括遠(yuǎn)程醫(yī)療 (telemedicine)、可穿戴活動(dòng)追蹤器(wearable activity tracker，WAT) 和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) (virtual reality technology，VRT)。目前 DHT 多應(yīng)用于輕度或中度 KOA 患者的運(yùn)動(dòng)處方，缺少對(duì)嚴(yán)重 KOA 患者臨床應(yīng)用的高質(zhì)量探究。在歐美國(guó)家中，丹麥的 GLA:D (good life with osteoarthritis in denmark) 和挪威的 AktivA (active with osteoarthritis) 項(xiàng)目是較為成功的運(yùn)動(dòng)處方實(shí)施模式，其中GLA:D 項(xiàng)目已先后在加拿大、澳大利亞開(kāi)展并得到廣泛認(rèn)可[12-14]。康復(fù)師在 GLA:D 項(xiàng)目中需要通過(guò)數(shù)字在線平臺(tái)進(jìn)行培訓(xùn)以保證訓(xùn)練效果的一致性；在 AktivA 項(xiàng)目中，KOA 患者可通過(guò)網(wǎng)站視頻學(xué)習(xí)正確的訓(xùn)練動(dòng)作并使用電子問(wèn)卷進(jìn)行后續(xù)隨訪[12-13]。與傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)處方的實(shí)施方式相比，DHT 可使 KOA 患者接受運(yùn)動(dòng)處方時(shí)擁有更多時(shí)間和空間上的靈活性，獲得更專業(yè)、全面的醫(yī)療指導(dǎo)，改善與醫(yī)師團(tuán)隊(duì)之間的溝通并減少 COVID-19 大流行以來(lái)的感染風(fēng)險(xiǎn)[11,15-16]。因此，DHT 在 KOA 運(yùn)動(dòng)處方的應(yīng)用上有很大潛在價(jià)值。

一、遠(yuǎn)程醫(yī)療

遠(yuǎn)程醫(yī)療是指通過(guò)信息及通信技術(shù) (information and communication technology，ICT) 為患者提供非現(xiàn)場(chǎng)的醫(yī)療保健服務(wù)[17]。其優(yōu)點(diǎn)在于可使醫(yī)療資源缺乏、財(cái)務(wù)受限和偏遠(yuǎn)地區(qū)的 KOA 患者得到規(guī)范化及個(gè)性化的運(yùn)動(dòng)處方治療[15,18-19]。當(dāng)前遠(yuǎn)程醫(yī)療的服務(wù)模式根據(jù)康復(fù)師和患者交流的方式分為即時(shí)通訊和非即時(shí)通訊兩種，電話及視頻會(huì)議是前者的主要形式，而在線平臺(tái)或應(yīng)用程序是非即時(shí)通訊主流形式[18,20]。遠(yuǎn)程醫(yī)療不僅是一種單獨(dú)的醫(yī)療方式，同時(shí)也是傳統(tǒng)醫(yī)療方式的有效補(bǔ)充。

疼痛和膝關(guān)節(jié)功能障礙是 KOA 患者主要的臨床表現(xiàn)，同時(shí)也是影響 KOA 患者對(duì)運(yùn)動(dòng)處方長(zhǎng)期依從性的重要因素[21-22]。目前，由來(lái)自不同國(guó)家和地區(qū)的學(xué)者研發(fā)出了相應(yīng)的應(yīng)用程序來(lái)協(xié)助患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)處方，有助于改善患者疼痛，如 IBET、PainCOACH、iCBT、Join2move等[20,23-26]。此外，Aily 等[27]通過(guò)隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于Kellgren-Lawrence 分級(jí)為 Ⅱ 或 Ⅲ 級(jí)的 KOA 患者來(lái)說(shuō)，基于遠(yuǎn)程醫(yī)療的運(yùn)動(dòng)干預(yù)和傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)治療在治療效果上沒(méi)有明顯差異，均可顯著改善其疼痛和身體功能。Yang 等[28]通過(guò)薈萃分析也得出類似結(jié)論，認(rèn)為通過(guò)遠(yuǎn)程醫(yī)療進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)干預(yù)有效緩解了 KOA 患者的疼痛，其治療效果和傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)干預(yù)相當(dāng)且優(yōu)于常規(guī)護(hù)理。

改善醫(yī)患關(guān)系對(duì)提高患者依從性至關(guān)重要，而遠(yuǎn)程醫(yī)療通過(guò)改變患者與醫(yī)療團(tuán)隊(duì)溝通的方式提高患者與醫(yī)療團(tuán)隊(duì)的遠(yuǎn)程互動(dòng)[29]。Rini 等[23,30]使用 PainCOACH 的程序?qū)⒏叨然?dòng)的面對(duì)面疼痛應(yīng)對(duì)技能培訓(xùn) (pain coping skill training) 轉(zhuǎn)化為自動(dòng)化的互聯(lián)網(wǎng)培訓(xùn)，隨后通過(guò)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)證實(shí)這種方式可以進(jìn)一步緩解患者疼痛。Bennell等[31-32]通過(guò)兩項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)，增加患者遠(yuǎn)程和理療師溝通有助于提高運(yùn)動(dòng)處方對(duì) KOA 患者的疼痛和膝關(guān)節(jié)功能的療效。由此可見(jiàn)，遠(yuǎn)程醫(yī)療在運(yùn)動(dòng)療法上可以通過(guò)增加患者和醫(yī)療團(tuán)隊(duì)的溝通來(lái)提高運(yùn)動(dòng)療法的有效性。

KOA 患者的心理健康狀態(tài)是影響個(gè)性化治療效果的重要因素，大約 1/ 5 的 KOA 患者伴發(fā)抑郁癥狀，可導(dǎo)致對(duì)治療建議的依從性降低和治療方案的獲益減少[24]。隨著遠(yuǎn)程醫(yī)療的發(fā)展，針對(duì) KOA 患者的行為改變技術(shù)可得到更好的應(yīng)用[10,19]。在應(yīng)用 iCBT 的臨床試驗(yàn)中，O’moore等[24]對(duì) KOA 合并重度抑郁癥老年患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)療法及定期精神狀態(tài)的評(píng)估，當(dāng)患者出現(xiàn)精神壓力評(píng)分顯著下降時(shí)進(jìn)行臨床心理醫(yī)師的電話咨詢，可以有效提升運(yùn)動(dòng)處方的效果。

此外，有學(xué)者指出通過(guò)遠(yuǎn)程醫(yī)療進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)的方式在成本與效益方面具有優(yōu)勢(shì)，有助于降低 KOA 患者和醫(yī)療保障體系的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[21]。

二、WAT

WAT 即在日常生活或運(yùn)動(dòng)中穿戴在身的便攜式設(shè)備，在相關(guān)應(yīng)用程序或軟件的支持下為患者提供更為便捷科學(xué)的健康監(jiān)測(cè)和運(yùn)動(dòng)反饋[33-35]。目前常用的 WAT 主要包括智能手機(jī)、商業(yè)級(jí)別跟蹤器和醫(yī)療級(jí)別跟蹤器[36]。WAT 的主要原理是通過(guò)內(nèi)置加速度計(jì)、傳感器和定位系統(tǒng)等對(duì)患者的運(yùn)動(dòng)和生理參數(shù)、跌倒風(fēng)險(xiǎn)等提供數(shù)據(jù)支持，改變了傳統(tǒng)的“被動(dòng)”監(jiān)測(cè)模式[10,37-38]。在促進(jìn)患者運(yùn)動(dòng)積極性、強(qiáng)化與治療團(tuán)隊(duì)的聯(lián)系反饋、改善患者身體功能和心理健康、減輕術(shù)后康復(fù)負(fù)擔(dān)方面提供積極影響。

有證據(jù)表明，使用 WAT 的運(yùn)動(dòng)干預(yù)可有效提升成年人參與運(yùn)動(dòng)和鍛煉積極性[39]。在一項(xiàng)由 18～69 歲人群參與的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中，Martin 等[34]發(fā)現(xiàn)使用 Fitbug Orb 自動(dòng)進(jìn)行身體運(yùn)動(dòng)追蹤及鼓勵(lì)信息推送可以有效地提升參與者的日?；顒?dòng)總時(shí)間及有氧運(yùn)動(dòng)時(shí)間。Lyons 等[40]將可穿戴活動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備、平板電腦與電話咨詢相結(jié)合，顯著減少了超重中老年人的久坐行為并提高了運(yùn)動(dòng)量。在 KOA 患者中，運(yùn)動(dòng)量不足現(xiàn)象更為明顯，約 90% 的 KOA 患者達(dá)不到每周中等到劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)間 150 min 的指南要求[41]。Li 等[42]在一項(xiàng)針對(duì) KOA 患者的延遲對(duì)照隨機(jī)實(shí)驗(yàn)中結(jié)合WAT 的運(yùn)動(dòng)療法可有效提升 KOA 患者運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)。

在運(yùn)動(dòng)處方實(shí)施初期，患者的運(yùn)動(dòng)頻率會(huì)增加，但隨著運(yùn)動(dòng)處方結(jié)束，運(yùn)動(dòng)頻率會(huì)恢復(fù)到干預(yù)前水平[43-44]。因此，維持患者的運(yùn)動(dòng)頻率并建立良好的運(yùn)動(dòng)習(xí)慣是運(yùn)動(dòng)處方面臨的困難和挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)激勵(lì)方式相比 WAT 可允許使用者進(jìn)行客觀的運(yùn)動(dòng)頻率監(jiān)測(cè)并得到相應(yīng)的反饋，同時(shí)可與治療團(tuán)隊(duì)共享監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)而實(shí)施個(gè)性化反饋改善運(yùn)動(dòng)處方，最終實(shí)現(xiàn)提高運(yùn)動(dòng)處方療效并減少運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)成本[2,45]。與短期干預(yù)效果相比，WAT 可在較長(zhǎng)的時(shí)間范圍內(nèi)提高老年人的運(yùn)動(dòng)頻率[45]。對(duì)于接受完整運(yùn)動(dòng)處方的KOA 患者，短期內(nèi)通過(guò) WAT 提升運(yùn)動(dòng)頻率可以改善患者局部疼痛癥狀并改善精神狀況[46-47]。但由于 KOA 病程時(shí)間較長(zhǎng)以及相關(guān)研究缺乏，長(zhǎng)期應(yīng)用 WAT 是否改善患者局部癥狀以及養(yǎng)成運(yùn)動(dòng)習(xí)慣仍需要進(jìn)一步研究。

肥胖是 KOA 致病的高危因素之一，現(xiàn)有研究將可穿戴設(shè)備與相關(guān)行為改變技術(shù)相結(jié)合且在肥胖群體中取得不錯(cuò)成效，但在已患病的 KOA 患者中缺少相關(guān)支持。Patel等[48]通過(guò)一項(xiàng)為期 36 周的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：將可穿戴設(shè)備與游戲化干預(yù)相結(jié)合可有效促進(jìn)肥胖人群參與體育活動(dòng)且競(jìng)爭(zhēng)類游戲化干預(yù)措施效果最為明顯。Black 等[49]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)與僅提供運(yùn)動(dòng)指南相比，在運(yùn)動(dòng)中使用可穿戴設(shè)備或?qū)⑿袨橹С值碾娮余]件與可穿戴設(shè)備相結(jié)合有助于提高肥胖女性每周步行時(shí)間。

三、VRT

廣義 VRT 定義包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (augmented reality) 技術(shù)、混合現(xiàn)實(shí) (mixed reality) 技術(shù)和在顯示器上計(jì)算機(jī)生成的角色，狹義 VRT 定義是指通過(guò)計(jì)算機(jī)生成并由人類頭部運(yùn)動(dòng)軌跡引導(dǎo)的沉浸式世界[50]。VRT 技術(shù)可使患者通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)以及動(dòng)作感知獲得沉浸式的人機(jī)交互體驗(yàn)，具有參與性強(qiáng)、互動(dòng)性高的特點(diǎn)；與運(yùn)動(dòng)療法結(jié)合后可在改善患者平衡、減輕運(yùn)動(dòng)疼痛方面提供重要支持[51-52]。

結(jié)合 VRT 技術(shù)可以提高運(yùn)動(dòng)處方的安全性。有分析表明，VRT 訓(xùn)練有助于改善老年人的平衡[53]。Sadura-Sieklucka 等[54]通過(guò)隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)也得出類似結(jié)論，認(rèn)為與傳統(tǒng)平衡訓(xùn)練相比，在訓(xùn)練中使用 VRT 相關(guān)設(shè)備更有助于改善 KOA 患者的平衡狀態(tài)。此外，Del 等[55]研究表明，VRT 與運(yùn)動(dòng)相結(jié)合可保持跌倒高風(fēng)險(xiǎn)人群的步行活動(dòng)量同時(shí)降低了跌倒風(fēng)險(xiǎn)。在一項(xiàng)多中心的前瞻性隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中，Mirelman 等[56]通過(guò)反饋步態(tài)以及模擬跌倒環(huán)境的方式對(duì)高跌倒風(fēng)險(xiǎn)群體進(jìn)行訓(xùn)練，認(rèn)為在訓(xùn)練后的6 個(gè)月內(nèi)，使用 VRT 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)的參與者跌倒率顯著降低。

VRT 在管理運(yùn)動(dòng)疼痛方面有望提供額外幫助。在一項(xiàng)包括 73 例 KOA 患者的前瞻性隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中，?zlü等[57]指出在保守治療中引入 VRT 輔助更有助于改善 KOA患者的疼痛癥狀和膝關(guān)節(jié)功能。Sarkar 等[58]發(fā)現(xiàn) VR 冥想干預(yù)可使得 KOA 患者膝關(guān)節(jié)慢性疼痛減輕并對(duì) KOA 患者的心理健康有積極影響。此外，Jones 等[52]招募 30 例35～79 歲慢性肌肉骨骼疼痛患者 (平均為 16 年) 并提供名為“COOL!”的虛擬現(xiàn)實(shí)程序進(jìn)行治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)參與者的疼痛水平在治療前后平均降低 33%，在治療過(guò)程中平均下降了 60%。由于該試驗(yàn)隨訪時(shí)間較短且缺少對(duì)照組，因此實(shí)際臨床意義仍需更多證據(jù)支持。

四、局限性

目前，DHT 在 KOA 運(yùn)動(dòng)處方的應(yīng)用逐漸受到廣泛關(guān)注，但仍存在以下問(wèn)題。

1.相較于收入和受教育程度較高的 KOA 患者來(lái)說(shuō)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位低的患者電子健康素養(yǎng)較低，可能傾向于較少使用互聯(lián)網(wǎng)或其它手段獲取健康信息，相關(guān)益處也隨之受到影響，因此“數(shù)字鴻溝”的現(xiàn)象值得關(guān)注[59-60]。

2.并非所有 KOA 患者都適合通過(guò)遠(yuǎn)程醫(yī)療進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)，如紀(jì)律性較差或?qū)ψ约喝鄙傩判牡幕颊遊61]。此外，患者個(gè)人隱私的數(shù)據(jù)安全以及如何應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況也應(yīng)受到重視[62-63]。

3.WAT 中的加速度計(jì)可從頻率、強(qiáng)度、時(shí)間和類型四個(gè)維度監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但不能以相同的精度測(cè)量所有運(yùn)動(dòng)是其當(dāng)前的主要限制。此外，受 KOA 患者運(yùn)動(dòng)模式不同和步行速度差異影響，加速度計(jì)的數(shù)據(jù)處理方法不能推廣到所有群體；有學(xué)者發(fā)現(xiàn)使用 WAT 的依從性與人格表型相關(guān)，性格內(nèi)向且不善社交的患者依從性相對(duì)較差[64]。在臨床實(shí)踐中，技術(shù)復(fù)雜性、價(jià)格差異、數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題等也會(huì)使患者對(duì) WAT 的長(zhǎng)期依從性下降[36,38]如何提高 WAT的保留率是亟待解決的問(wèn)題。

4.與其它技術(shù)相比，VRT 需要較多醫(yī)療保健專業(yè)人員提供相關(guān)支持，在推廣方面有較大障礙[65]。此外，如何改善視聽(tīng)障礙等弱勢(shì)人群的使用方式、限制其在治療過(guò)程中被過(guò)度使用也需要引起關(guān)注[16]。

五、展望

隨著近幾年國(guó)內(nèi)外 DHT 逐漸受到重視，對(duì)于其理論和實(shí)踐的研究取得較大進(jìn)步，已有高質(zhì)量證據(jù)證明 DHT支持下的運(yùn)動(dòng)處方對(duì)于 KOA 患者的臨床益處。但將 DHT應(yīng)用于 KOA 患者的個(gè)性化運(yùn)動(dòng)處方尚處于起步階段，未來(lái)對(duì)不同患者群體的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)需要更大樣本量實(shí)驗(yàn)和隨訪，以確保對(duì) DHT 的有效部分進(jìn)行充足報(bào)道。此外，對(duì) DHT 的研究應(yīng)制訂相關(guān)評(píng)估框架，以更好地為KOA 患者的運(yùn)動(dòng)提供有效指導(dǎo)和干預(yù)。