郭燕梅，黃鵬，陳蔚，焦偉國，甕長水

平衡功能下降是導(dǎo)致老年人跌倒的主要原因[1]，而在影響平衡功能的諸多因素中，步態(tài)異常和肌肉無力為主要影響因素[2]。老年膝骨關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis,KOA)患者又因其表現(xiàn)出的下肢肌力下降和步態(tài)異常而成為國內(nèi)外許多學(xué)者的研究對象。目前研究發(fā)現(xiàn)，老年人由于膝、踝退行性骨關(guān)節(jié)病引起疼痛、肌無力等而發(fā)生的跌倒占軀體性跌倒的75%[3]；膝關(guān)節(jié)伸展強(qiáng)度減小會增加跌倒和骨折的雙重風(fēng)險[4]；KOA患者股四頭肌肌力明顯減弱會引起本體感受器靈敏度減退和姿勢搖擺頻率增加[5]，從而加大了老年人跌倒的風(fēng)險[6]。本研究旨在通過靜態(tài)和動態(tài)平衡功能測試分析老年單、雙膝痛KOA患者的平衡功能特點(diǎn)及其跌倒風(fēng)險。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2009年9月～2010年10月解放軍總醫(yī)院南樓康復(fù)醫(yī)學(xué)科收治的老年KOA患者62例，分為單膝痛組(n=30)和雙膝痛組(n=32)。另招募無膝關(guān)節(jié)疼痛的老年人30名作為對照(無膝痛組)。

無膝痛組入選標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥60歲；②從未發(fā)生過或1年內(nèi)沒有發(fā)生膝關(guān)節(jié)疼痛但有影像學(xué)改變。單、雙膝痛組入選標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥60歲；②符合美國風(fēng)濕病學(xué)會2001年制定的KOA診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]。具備以下10項(xiàng)中的任何1項(xiàng)即被排除：①曾行膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)；②下肢在6個月前曾行外科手術(shù)；③類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎；④在過去30 d內(nèi)曾應(yīng)用阿片類鎮(zhèn)痛或皮質(zhì)類固醇或鎮(zhèn)痛注射液干預(yù)膝關(guān)節(jié)疼痛；⑤高血壓未得到很好控制或在運(yùn)動鍛煉期間存在并發(fā)心臟病的中高度危險因素；⑥不能安全參與測試，如嚴(yán)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(yán)重骨質(zhì)疏松者、腳踝病變不借助輔助工具無法步行10 m；⑦無法理解和完成測試；⑧聲明不能參與或完成測試；⑨經(jīng)常有頭暈或暈眩癥狀，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；⑩以太極拳作為日常身體鍛煉項(xiàng)目(有文獻(xiàn)報道太極拳運(yùn)動有助于提高機(jī)體的平衡功能[8-9])。

所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 測試方法 測試順序?yàn)椋夯拘畔⑹占o態(tài)姿勢穩(wěn)定性(postural stability,PS)測試—姿勢穩(wěn)定極限性(limits of stability,LOS)測試—動態(tài)跌倒風(fēng)險(dynamic fall index,DFI)測試—起立-行走測試(timed up and go test,TUG)。

1.2.1 基本信息收集 無膝痛組的基本信息收集包括性別、年齡、身高、體重、膝痛病程和膝關(guān)節(jié)影像學(xué)得分，其中膝關(guān)節(jié)影像學(xué)得分以Kellgren/Lawrence膝關(guān)節(jié)影像學(xué)分類標(biāo)準(zhǔn)[10]為依據(jù)，對受試者放射影像學(xué)較差的一側(cè)膝關(guān)節(jié)進(jìn)行打分，得分與分級相對應(yīng)，即：0級為0分；Ⅰ級為1分；Ⅱ級為2分；Ⅲ級為3分；Ⅳ級為4分。膝痛組的基本信息收集在無膝痛組基本信息基礎(chǔ)上，增加西安大略和麥克馬斯特大學(xué)骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)(the Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index,WOMAC)評分[11]，其中對雙膝痛組患者進(jìn)行評分時，以其主患側(cè)膝作為評分對象。

1.2.2 平衡功能測試 采用Biodex Balance System(BBS)SD型平衡測試訓(xùn)練系統(tǒng)(美國Biodex Medical System公司)完成PS測試、LOS測試和DFI測試。該測試訓(xùn)練系統(tǒng)包括帶有角度傳感器的檢測平臺(該平臺表面刻有平衡中心點(diǎn)及坐標(biāo)網(wǎng)格，可以較為準(zhǔn)確地描述受試者雙腳的測試位置)、控制平臺擺動阻力的平臺升降控制傳感器、預(yù)裝儀器控制、信號采樣、數(shù)模轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)分析軟件的處理器和打印機(jī)。由于該測試系統(tǒng)為本研究初次使用，在進(jìn)行該項(xiàng)研究前的預(yù)試驗(yàn)中完成了該測試系統(tǒng)中上述3項(xiàng)測試方法的重測信度研究。

在測試開始前，首先確定受試者的雙腳測試位置：受試者站立于測試平臺上，雙腳分開、與肩同寬，雙手自然懸垂于身體兩側(cè)，在身體保持自然靜止站立的狀態(tài)下，通過雙腳輕微挪動找到使屏幕上的黑色圓心標(biāo)記處于靶心的適合位置，然后記錄該位置，以避免在以后的測試工作中因受試者雙腳測試位置不一致而影響測試結(jié)果。

1.2.2.1 預(yù)試驗(yàn) 30例符合美國風(fēng)濕病學(xué)會2001年制定的KOA診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]的受試者進(jìn)行了PS測試、LOS測試和DFI測試方法的重測信度研究，最終選擇具有極好信度[12]的測試結(jié)果作為本次研究的評測指標(biāo)(見表1)。這30例受試者均簽署了知情同意書，其中男性21例、女性9例；年齡45～89歲，平均(68.73±12.19)歲。

表1 兩次平衡功能測試結(jié)果間的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICCs)

1.2.2.2 PS測試 測試平臺設(shè)置為靜態(tài)(static)水平。受試者在身體自然靜止站立的狀態(tài)下，確保屏幕上的黑色圓心標(biāo)記始終處于靶心的位置(受試者的雙腳在測試過程中不再發(fā)生位置移動)。測試時間為30 s/次，間歇10 s，共測試3次，取平均值。測試指標(biāo)：①PS總分：反映機(jī)體靜態(tài)平衡功能，分值越低意味靜態(tài)平衡功能越好；②前后擺動系數(shù)：人體通過姿勢擺動來保持站立平衡，正常的靜態(tài)姿勢擺動一般呈前-后(ante-posterior)方向，前后擺動系數(shù)越小意味著靜態(tài)平衡功能越好；③側(cè)向擺動系數(shù)：當(dāng)個體出現(xiàn)較為明顯的側(cè)向擺動(medial-lateral)時，即側(cè)向擺動系數(shù)越大意味著受試者發(fā)生跌倒的可能性越大。

1.2.2.3 LOS測試 測試平臺設(shè)置為靜態(tài)(static)水平。受試者在不發(fā)生雙腳位置移動和屈膝動作的前提下，通過身體重心轉(zhuǎn)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。8個方位的出現(xiàn)順序是隨機(jī)的，共測試3次，間歇10 s，以第3次測試所得數(shù)值作為測試結(jié)果。測試指標(biāo)：①LOS完成時間：受試者完成LOS測試所需時間越長意味著其動態(tài)平衡控制能力越差；②LOS總分：總分越高意味著受試者的動態(tài)平衡控制能力越好。

1.2.2.4 DFI測試 測試的平臺初始設(shè)置為動態(tài)(dynamic)6、終止設(shè)置為動態(tài)(dynamic)2，測試時間為30 s/次，間歇10 s，共測試3次。測試開始后，測試平臺完全處于晃動狀態(tài)，受試者需要在雙腳位置不變的情況下通過自我平衡調(diào)整，盡量保證黑色圓心標(biāo)記始終處于靶心位置。取3次測試成績的平均值作為測試結(jié)果。60～89歲DFI正常參考值1.5～3.5。DFI越低意味著受試者發(fā)生跌倒的可能性越小。

1.2.3 起立-行走測試 受試者從有扶手的座椅上站起，向前走3 m后再轉(zhuǎn)身走回座椅并坐回座椅所需的時間[13]。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行建檔和統(tǒng)計(jì)分析。預(yù)試驗(yàn)中的PS、LOS和DFI前后兩次測量結(jié)果的相關(guān)性(ICC)采用隨機(jī)效應(yīng)模型分析。單、雙膝痛組之間的WOMAC評分差異采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；3組之間的年齡、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、病程、膝關(guān)節(jié)影像學(xué)得分、起立-行走時間、PS總分、前后擺動系數(shù)、側(cè)向擺動系數(shù)、LOS完成時間和LOS總分相關(guān)性和差異分別采用Pearson相關(guān)系數(shù)和單因素方差分析。以P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 基本信息 雙膝痛組病程均顯著長于單膝痛組和無膝痛組(P＜0.001)，而單膝痛組與無膝痛組之間無顯著性差異(P＞0.05)；單、雙膝痛組BMI均顯著高于無膝痛組(P＜0.001)，而單、雙膝痛組之間無顯著性差異(P＞0.05)；雙膝痛組膝關(guān)節(jié)影像學(xué)得分顯著高于無膝痛組(P＜0.001)，明顯高于單膝痛組(P＜0.01)，而單膝痛組與無膝痛組間無顯著性差異(P＞0.05)。見表2。病程與影像學(xué)得分呈非常顯著正相關(guān)(r=0.368,P＜0.001)。

2.2 WOMAC評分 單膝痛組與雙膝痛組在疼痛、僵硬和下肢活動受限程度方面均滿足方差齊性(F=0.179、2.317、0.727,P＜0.05)，獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)顯示，兩組在僵硬程度上有顯著性差異(P＜0.05)，其余3項(xiàng)評分均無顯著性差異(P＞0.05)。見表3。

表2 3組受試者基本信息

表3 單、雙膝痛組患者WOMAC評分比較

2.3 平衡-行走功能 單、雙膝痛組TUG時間均長于無膝痛組(P＜0.05)，單、雙膝痛組之間無顯著性差異(P＞0.05)。

雙膝痛組PS總分、前后擺動系數(shù)和側(cè)向擺動系數(shù)明顯高于無膝痛組和單膝痛組(P＜0.01)，無膝痛組與單膝痛組之間無顯著性差異(P＞0.05)。膝關(guān)節(jié)影像學(xué)得分分別與PS總分(r=0.316,P＜0.01)和前后擺動系數(shù)(r=0.289,P＜0.01)呈正相關(guān)性。

雙膝痛組的LOS完成時間明顯長于無膝痛組和單膝痛組(P＜0.01)，無膝痛組與單膝痛組之間無顯著性差異(P＞0.05)；單、雙膝痛組的LOS總分均低于無膝痛組(P＜0.05)，單、雙膝痛組之間無顯著性差異(P＞0.05)。LOS完成時間與病程(r=0.287,P＜0.01)、僵硬程度(r=0.343,P＜0.001)呈正相關(guān)。

雙膝痛組DFI得分高于無膝痛組和單膝痛組(P＜0.05)，單膝痛組高于無膝痛組(P＜0.05)。見表4。

起立-行走時間與PS總分(r=0.304)、前后擺動系數(shù)(r=0.211)、側(cè)向擺動系數(shù)(r=0.313)、LOS完成時間(r=0.371)、LOS總分(r=-0.294)和DFI(r=0.562)之間均有相關(guān)性(P＜0.01)。

表4 3組受試者平衡-行走功能測試比較

3 討論

本研究選擇的指標(biāo)PS、LOS、DFI在預(yù)試驗(yàn)中均顯示了極好的重測信度。在3組受試者年齡無顯著性差異的基礎(chǔ)之上，對3組受試者之間的BMI、病程、膝關(guān)節(jié)影像學(xué)得分進(jìn)行了單因素方差分析和比較，發(fā)現(xiàn)單、雙膝痛組的平均BMI均屬于超重范圍，明顯高于平均BMI屬于正常范圍的無膝痛組。BMI主要用于評估患者是否超重，在單、雙膝痛組中超重和肥胖者的比例分別為80.0%和84.4%，而無膝痛組中超重和肥胖者的比例僅為20.0%。由此可見，超重的確是導(dǎo)致KOA的危險因素[12]。

在病程上，單膝痛組與無膝痛組之間無顯著性差異，而雙膝痛組的病程明顯長于單膝痛組和無膝痛組。通過病史詢問得知，雙膝痛組患者在病情初期大多也僅表現(xiàn)為單膝疼痛，大多數(shù)患者在病情初期因經(jīng)過休息或適當(dāng)處置(如熱敷、貼膏藥等)就能使疼痛減輕而未到醫(yī)院接受過正規(guī)治療和健康教育指導(dǎo)，對KOA的危險因素也知之甚少。

病程與影像學(xué)得分呈正相關(guān)性，病程越長，影像學(xué)分級越嚴(yán)重，這與本研究中3組受試者的影像學(xué)得分表現(xiàn)相一致：單膝痛組與無膝痛組無顯著性差異，而雙膝痛組明顯高于單膝痛組和無膝痛組，其中有8例患者的膝關(guān)節(jié)影像學(xué)分級已達(dá)最嚴(yán)重的Ⅳ級，且其步態(tài)明顯異常。

人體平衡功能是指身體在運(yùn)動或受到外力作用時，能自動調(diào)整并維持姿勢的能力，包括靜態(tài)平衡和動態(tài)平衡?？刂旗o態(tài)站立時姿勢搖擺程度的功能稱為靜態(tài)平衡；為應(yīng)對預(yù)期的平衡改變，身體利用內(nèi)在和外在有關(guān)信息反射性對抗對姿勢穩(wěn)定性的干擾并作用于肌肉，使身體重新平衡稱為動態(tài)平衡。

單膝痛組未表現(xiàn)出靜態(tài)平衡功能的降低，而雙膝痛組卻表現(xiàn)出較差的靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性。相關(guān)性分析顯示，膝關(guān)節(jié)影像學(xué)得分分別與PS總分和前后擺動系數(shù)之間呈正相關(guān)性，即膝關(guān)節(jié)影像學(xué)分級越嚴(yán)重，其靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性越差。膝關(guān)節(jié)影像學(xué)分級又與病程有著密切聯(lián)系，提示病程長是導(dǎo)致雙膝痛組表現(xiàn)出較差的靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性的原因之一。

人體在靜止站立時，姿勢的穩(wěn)定性與體重重心的關(guān)系更為密切，KOA患者前后方向姿勢穩(wěn)定性下降的一個潛在原因是，患者站立時，為了減輕與負(fù)重有關(guān)的疼痛而將重心過多地轉(zhuǎn)移給健側(cè)或癥狀較輕側(cè)[14]，單膝痛組因?qū)Ⅲw重重心轉(zhuǎn)移給健側(cè)下肢而表現(xiàn)出與無膝痛組差異不大的靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性，而雙膝痛組雖然也會將體重重心轉(zhuǎn)移給癥狀較輕側(cè)，但畢竟雙膝關(guān)節(jié)均有疼痛，隨著站立時間的延長，癥狀較輕側(cè)也會因自身疼痛和負(fù)擔(dān)過重而最終出現(xiàn)較單膝痛組明顯增大的側(cè)向擺動，靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性下降。這可能是雙膝痛組表現(xiàn)出較差的靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性的另一原因。

在動態(tài)平衡功能方面，LOS完成時間3組間均存在顯著性差異，而在LOS總分上，單、雙膝痛組卻無顯著性差異(均低于無膝痛組)，而LOS總分的重測信度高于LOS完成時間，所以我們更傾向于接受LOS總分所反映的結(jié)果。相關(guān)性分析顯示，LOS完成時間與病程、僵硬程度呈正相關(guān)性，提示病程越長、僵硬程度越重者，其動態(tài)平衡控制能力越差。雙膝痛組病程更長，僵硬程度更重，動態(tài)平衡功能較差。單膝痛組病程與無膝痛組無顯著性差異，但因存在膝關(guān)節(jié)僵硬感，引起動態(tài)平衡功能的下降。

為了進(jìn)一步分析單膝痛為何在LOS總分上與雙膝痛組無顯著性差異，我們對3組受試者進(jìn)行了TUG測試。TUG與PS、LOS及DFI均有相關(guān)性，通過比較我們發(fā)現(xiàn)，單、雙膝痛組之間在TUG上也無顯著性差異。這與3組受試者在LOS總分上的表現(xiàn)相一致，提示在日常活動中，動態(tài)平衡的意義更為重要[15]。TUG是反映KOA患者下肢功能狀況的一項(xiàng)十分重要的客觀指標(biāo)，它與WOMAC評分中下肢功能受限程度相一致。因此，單、雙膝痛組在WOMAC評分疼痛方面無顯著性差異，因而在參與動態(tài)平衡控制中起重要作用的下肢肌力也無顯著性差異[16]，從而使單膝痛組與雙膝痛組同樣表現(xiàn)出較差的動態(tài)平衡功能。

3組受試者之間DFI比較進(jìn)一步證實(shí)單膝痛組會因動態(tài)平衡功能下降而表現(xiàn)出比無膝痛組高的跌倒風(fēng)險，雙膝痛組又會因其靜態(tài)和動態(tài)平衡功能的同時下降而表現(xiàn)出比單膝痛組更高的跌倒風(fēng)險。

綜上所述，與無膝關(guān)節(jié)疼痛的老年人相比，老年單膝痛KOA患者會因其動態(tài)平衡功能的下降而存在高跌倒風(fēng)險；而老年雙膝痛KOA患者會其因靜態(tài)和動態(tài)平衡功能的同時下降而存在更高的跌倒風(fēng)險。

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