郭燕梅，甕長水，陳蔚，焦偉國

膝骨關(guān)節(jié)炎患者下肢動靜態(tài)位置覺與功能狀況和平衡的相關(guān)性分析①

郭燕梅，甕長水，陳蔚，焦偉國

目的 了解膝骨關(guān)節(jié)炎患者下肢動靜態(tài)位置覺與下肢功能水平和動靜態(tài)平衡之間的關(guān)系。方法對32例膝骨關(guān)節(jié)炎患者完成Lequesne患者指數(shù)評分、下肢動靜態(tài)位置覺測試和動靜態(tài)跌倒風(fēng)險(xiǎn)測試。進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。結(jié)果患者雙下肢中高頻段姿勢擺動系數(shù)和與Lequesne患者指數(shù)總分(r=0.36,P＜0.05)、靜態(tài)平衡跌倒風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(r=0.85,P＜0.001)正相關(guān)，與動態(tài)平衡跌倒風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)無顯著相關(guān)(r=0.30,P＞0.05)；健側(cè)或較輕側(cè)和患側(cè)或較重患側(cè)復(fù)位誤差平均值與Lequesne患者指數(shù)總分(r=0.33～0.39,P＜0.05)、動態(tài)平衡跌倒風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(r=0.65～0.70,P＜0.05)、靜態(tài)平衡跌倒風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(r=0.38～0.45,P＜0.05)正相關(guān)。結(jié)論膝骨關(guān)節(jié)炎患者下肢功能水平的下降會對維持機(jī)體平衡的本體感覺傳入能力產(chǎn)生不良影響，從而導(dǎo)致其平衡能力的下降。

膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎；本體感覺；平衡

[本文著錄格式]郭燕梅，甕長水，陳蔚，等.膝骨關(guān)節(jié)炎患者下肢動靜態(tài)位置覺與功能狀況和平衡的相關(guān)性分析[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐,2013,19(11):1064-1068.

本體感覺是維持人體平衡的三大要素之一。本體感覺又稱深感覺，是指肌、腱、關(guān)節(jié)等運(yùn)動器官本身在運(yùn)動和靜止時(shí)產(chǎn)生的感覺。關(guān)節(jié)本體感覺，尤其是膝關(guān)節(jié)本體感覺，在控制關(guān)節(jié)、校正姿勢和維持平衡方面具有極為重要的臨床意義[1]，其中肌肉和關(guān)節(jié)的感受器是關(guān)節(jié)本體感覺的主要來源[2]。關(guān)節(jié)本體感覺主要包括靜止時(shí)關(guān)節(jié)靜態(tài)位置感知能力、運(yùn)動時(shí)關(guān)節(jié)動態(tài)位置感知能力以及反射回應(yīng)與肌張力調(diào)節(jié)回路的傳出活動能力[2]，前兩者反映本體感覺的傳入能力，后者反映本體感覺的傳出能力。

研究表明，膝骨關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis,KOA)患者與無KOA者相比，膝關(guān)節(jié)本體感覺更差[3-5]。目前國內(nèi)外大多數(shù)有關(guān)本體感覺的研究都側(cè)重于動態(tài)位置感知覺。本研究測試KOA患者的下肢關(guān)節(jié)動靜態(tài)位置感知覺和下肢功能狀況，以及整體動靜態(tài)跌倒風(fēng)險(xiǎn)，較為全面地了解本體感覺傳入活動能力與KOA患者的下肢功能狀況和動靜態(tài)平衡之間的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2009年9月～2010年3月，解放軍總醫(yī)院南樓康復(fù)醫(yī)學(xué)科就診，符合美國風(fēng)濕病學(xué)會2001年制定的KOA診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]的老年KOA患者32例，其中男性23例，女性9例；年齡60～89歲，平均(72.50±7.94)歲。均無踝關(guān)節(jié)與髖關(guān)節(jié)的疼痛或不適癥狀。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①曾行膝關(guān)節(jié)置換術(shù)；②下肢在6個(gè)月內(nèi)曾行外科手術(shù)；③伴類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎；④在過去30 d內(nèi)曾應(yīng)用阿片類、皮質(zhì)類固醇類或解熱鎮(zhèn)痛類藥物干預(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(xiǎn)因素；⑥伴不能安全參與測試的嚴(yán)重健康問題，如嚴(yán)重的視力問題、神經(jīng)功能障礙、主要或明顯受限的背痛、嚴(yán)重骨質(zhì)疏松、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)常出現(xiàn)頭暈或暈眩癥狀；⑩外周前庭和/或中樞前庭功能有明確病變者。所有患者均簽署受試者知情同意書。

1.2 測試方法

依次進(jìn)行Lequesne患者指數(shù)評分、靜態(tài)位置感知覺測試與靜態(tài)跌倒風(fēng)險(xiǎn)測試、動態(tài)位置感知覺測試、動態(tài)跌倒風(fēng)險(xiǎn)測試。

1.2.1 Lequesne患者指數(shù)評分 Lequesne患者指數(shù)主要反映KOA患者的下肢功能狀況，包括疼痛或不適、行走距離最大值和日常生活活動能力3個(gè)部分[7-8]。根據(jù)患者的主觀感受評分，分值越高患者功能越差。理論最大分值為24分，最低分值為1分。本研究將第1部分定義為Lequesne患者指數(shù)疼痛評分，第2、3部分評分之和定義為Lequesne患者指數(shù)功能評分。

1.2.2 靜態(tài)位置感知覺測試與靜態(tài)跌倒風(fēng)險(xiǎn)測試 采用Tetrax平衡測試系統(tǒng)(以色列Sunlight醫(yī)療器械公司)測試。該系統(tǒng)通過4個(gè)相互獨(dú)立的測試平臺，分別測量受試者左右足底前、后部分的垂直壓力變化，壓力傳感器將力學(xué)信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳入電腦軟件系統(tǒng)進(jìn)行自動分析處理。

測試前先讓患者安靜坐位休息5 min，然后讓患者站立于測試平臺上，雙臂自然懸垂于身體兩側(cè)，完成8個(gè)姿勢測試。①睜眼自然站立(normal position, with eyes opened,solid surface,NO)：患者睜眼直立于測試平臺上，面部朝前，平視前方；②閉眼自然站立(normal position,with eyes closed,solid surface,NC)：患者閉眼直立于測試平臺上，面部朝前；③閉眼站立，頭轉(zhuǎn)向右側(cè)(closed eyes and turned head to the right,HR)：患者閉眼直立于測試平臺上，頭部右轉(zhuǎn)45°； ④閉眼站立，頭轉(zhuǎn)向左側(cè)(closed eyes and turned head to the left,HL)：患者閉眼直立于測試平臺上，頭部左轉(zhuǎn)45°；⑤閉眼站立，頭后仰(closed eyes and threw head back,HB)：患者閉眼直立于測試平臺上，頭部后仰30°；⑥閉眼站立，低頭(closed eyes and bow forward,HF)：患者閉眼直立于測試平臺上，低頭且朝胸部方向前傾約30°；⑦睜眼腳墊站立(opened eyes on pillows,PO)：患者睜眼直立，腳下墊泡沫橡膠墊，面部朝前，平視前方；⑧閉眼腳墊站立(closed eyes on pillows,PC)：患者閉眼直立，腳下墊泡沫橡膠墊，面部朝前。

每個(gè)姿勢站立時(shí)間32s。測試時(shí)盡量保持測試環(huán)境安靜，對年齡較長的患者在測試期間加以保護(hù)，以防發(fā)生跌倒。測試結(jié)束后，系統(tǒng)自動生成中高頻段姿勢擺動頻率系數(shù)和(ΣF5-6)以及靜態(tài)跌倒風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。靜態(tài)跌倒風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)：0～36為低跌倒風(fēng)險(xiǎn)，37～58為中度跌倒風(fēng)險(xiǎn)，59～100為高度跌倒風(fēng)險(xiǎn)。ΣF5-6越大，雙下肢靜態(tài)位置感知能力越差。

1.2.3 動態(tài)位置感知覺測試 采用功能性蹲屈測試訓(xùn)練系統(tǒng)(Functional Squat System,FSS，荷蘭)。設(shè)備硬件包括一個(gè)踏板、一座可選取鉛塊重量的纜繩系統(tǒng)、一個(gè)可調(diào)整與滑動的背靠板和一臺連接到設(shè)備上的計(jì)算機(jī)。硬件感應(yīng)信號傳遞至計(jì)算機(jī)軟件，由軟件系統(tǒng)自動分析與報(bào)告。測試動作分為向心(concentric)和離心(eccentric)兩個(gè)周期：測試者推蹬踏板，使背靠板向后滑動為向心期，此時(shí)下肢各關(guān)節(jié)做伸展動作；下肢各關(guān)節(jié)同時(shí)做屈曲動作，使背靠板向初始位置滑動為離心期。

阻力大小會對本體感覺測試的結(jié)果產(chǎn)生影響[9]。在預(yù)實(shí)驗(yàn)中，我們讓身體狀況較好的10例老年KOA患者分別以5kg、10kg和15kg的阻力順序完成測試，患者認(rèn)為10kg阻力最為適合。因此本研究選取10 kg作為測試阻力量。

膝關(guān)節(jié)所處位置、角度不同也影響本體感覺測試結(jié)果[10]。本研究中，患者均采取髖、膝關(guān)節(jié)屈曲90°位完成測試。

測試前1d，患者保持一般日常生活作息狀態(tài)，避免劇烈運(yùn)動。測試當(dāng)天，患者穿著寬松、舒適的服裝與平底鞋。測試前，先由測試者向患者介紹測試目的，說明測試程序，讓患者簡單熱身運(yùn)動5 min。

患者仰臥于背靠板上，頭部靠于頭墊，肩部靠緊肩墊，受測下肢的足部踏放于踏板上，踝關(guān)節(jié)處于中立位，髖、膝關(guān)節(jié)屈曲90°。鉛塊重量10 kg。測試順序?yàn)橄冉?cè)或較輕患側(cè)(統(tǒng)稱“健側(cè)”)后患側(cè)或較重患側(cè)(統(tǒng)稱“患側(cè)”)。測試前，患者以健側(cè)練習(xí)1～2次，熟悉測試過程。測試程序如下。

①以最大肌力測試和耐力測試設(shè)置運(yùn)動范圍的最大、最小值：囑患者完成1次慢速向心動作(推蹬踏板)至下肢完全伸直，1次慢速離心動作至髖、膝關(guān)節(jié)呈屈曲90°的起始位置。在設(shè)置最大最小值期間，患者的腳始終不離開踏板，不產(chǎn)生腳的位置移動。

②患者先將受測關(guān)節(jié)移動至目標(biāo)位置(顯示屏右側(cè)藍(lán)色標(biāo)志線)，并讓患者記憶此時(shí)的關(guān)節(jié)角度，然后回到起始位置(顯示屏左側(cè)藍(lán)色標(biāo)志線)；接著患者移動受測關(guān)節(jié)至目標(biāo)位置。重復(fù)4次，前2次為“可視性復(fù)位測試”(顯示屏顯示提示的紅色標(biāo)記)，后2次為“非可視性復(fù)位測試”(提示標(biāo)記消失)。再復(fù)位位置與目標(biāo)位置之差即為復(fù)位誤差值。

本研究以兩次“非可視性復(fù)位測試”的復(fù)位誤差平均值作為下肢動態(tài)位置感知能力測試值。

1.2.4 動態(tài)跌倒風(fēng)險(xiǎn)測試 采用Biodex平衡測試訓(xùn)練系統(tǒng)(Biodex Balance System,BBS，美國Biodex Medical System公司)SD型完成。BBS包括帶有角度傳感器的檢測平臺(表面刻有平衡中心點(diǎn)及坐標(biāo)網(wǎng)格，可以較為準(zhǔn)確地描述患者雙腳的測試位置)、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)。

測試平臺初始設(shè)置水平為6，終止設(shè)置水平為2，每次測試時(shí)間30 s，共測3次，每次測試間歇10 s。患者站立于平臺上，身體自然站立，雙腳輕微挪動，使屏幕上的黑色圓心標(biāo)記物處于靶心位置，雙腳在測試過程中不再挪動。測試開始后，測試平臺處于晃動狀態(tài)，患者需要通過自我調(diào)整，盡量保證黑色圓心標(biāo)記物始終處于靶心位置。系統(tǒng)自動生成動態(tài)跌倒風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(54～89歲年齡段正常參考范圍為1.5～3.5)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)建檔和統(tǒng)計(jì)分析。以(±s)對患者測試結(jié)果進(jìn)行描述。對患者ΣF5-6、下肢復(fù)位誤差和Lequesne患者指數(shù)各部分評分進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。健、患側(cè)下肢復(fù)位誤差比較采用配對樣本t檢驗(yàn)。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

患者相關(guān)測試數(shù)據(jù)見表1。健、患側(cè)復(fù)位誤差無顯著性差異(t=-0.389,P=0.700)。

患者雙下肢ΣF5-6、復(fù)位誤差與Lequesne指數(shù)功能評分、Lequesne患者指數(shù)總分間均呈正相關(guān)(P＜0.05)，但與Lequesne患者指數(shù)疼痛評分無相關(guān)性(P＞0.05)?；颊唠p下肢ΣF5-6與靜態(tài)跌倒風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)之間存在正相關(guān)性(P＜0.001)，與動態(tài)跌倒風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)之間無相關(guān)性?；颊邚?fù)位誤差與動靜態(tài)跌倒風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)之間均存在正相關(guān)性(P＜0.05)。見表2。

表1 KOA患者測試結(jié)果

表2 下肢動靜態(tài)位置覺與功能狀況及平衡能力的相關(guān)性(r)

3 討論

常見的本體感覺測試方法分為運(yùn)動覺測試和位置覺測試兩大類[11-12]，兩者之間并不存在關(guān)聯(lián)，不同的測試方法只能測得部分本體感覺[13]。有學(xué)者認(rèn)為位置覺測試優(yōu)于運(yùn)動覺，因?yàn)檫\(yùn)動覺測試只能在被動狀態(tài)下完成，而不能完全引發(fā)下肢主動活動時(shí)應(yīng)該興奮的感受器，測試結(jié)果不能代表患者在主動活動時(shí)的本體感覺[14-15]。

位置覺測試通過檢測患者感知關(guān)節(jié)位置的能力，判斷本體感覺的傳入功能，包括靜態(tài)和動態(tài)位置覺測試。靜、動態(tài)位置覺測試分別通過檢測患者的姿勢擺動頻率和關(guān)節(jié)再復(fù)位精確度來判斷本體感覺傳入功能。動態(tài)位置覺測試因可興奮更多的肌肉感受器，增加本體感覺信息輸入，有利于獲得更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)而被廣泛應(yīng)用[16-18]。

以往有關(guān)膝關(guān)節(jié)動態(tài)位置覺的研究有開鏈運(yùn)動狀態(tài)下的研究[19-20]，也有閉鏈運(yùn)動狀態(tài)下的研究[18,21]。日常生活中，下肢功能性動作多為閉鏈運(yùn)動狀態(tài)下的多關(guān)節(jié)活動[22-23]；與開鏈活動相比，閉鏈活動更能興奮下肢功能性活動所需要的各種感受器，因而更具功能性，更能完整地反映下肢多關(guān)節(jié)的整體表現(xiàn)能力。因此本研究所采用的本體感覺測試方法都是在閉鏈運(yùn)動狀態(tài)下完成的下肢多關(guān)節(jié)功能測試。

下肢功能動作的順利執(zhí)行有賴于感覺運(yùn)動系統(tǒng)完好地運(yùn)行，而本體感覺在感覺運(yùn)動系統(tǒng)中起著重要感覺傳入和傳出作用。本研究顯示，本體感覺傳入能力與KOA患者的疼痛程度無關(guān)，但與下肢功能狀況正相關(guān)。這與國內(nèi)外有關(guān)報(bào)道一致[24-25]。但Capra等在一項(xiàng)動物實(shí)驗(yàn)中，將生理鹽水注入貓的咀嚼肌肌肉組織內(nèi)以引起局部肌肉疼痛，并觀察肌梭在貓張口和閉口時(shí)的活動情況，結(jié)果顯示，疼痛會顯著減少肌梭本體感覺的信息傳入[26]。而Bennell等在對16例年齡(28.3± 7.9)歲的健康成年人進(jìn)行的臨床研究中，也將生理鹽水注入患者膝關(guān)節(jié)髕骨下的脂肪墊內(nèi)，引起局部疼痛，在引發(fā)膝關(guān)節(jié)疼痛前后的兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)分別對患者進(jìn)行位置覺測試，結(jié)果顯示兩次膝關(guān)節(jié)本體感覺再復(fù)位誤差值之間并無顯著性差異[27]。因此，膝痛是否會影響本體感覺尚無定論，但KOA患者會因疼痛導(dǎo)致下肢肌力下降而表現(xiàn)出執(zhí)行日常生活活動能力水平的下降[28]；下肢功能水平的下降又會導(dǎo)致失用性肌肉萎縮，引起肌梭內(nèi)本體感受器數(shù)目的減少及感覺敏感性減退[29]，表現(xiàn)出下肢動、靜態(tài)位置感知能力下降。

Tetrax平衡測試系統(tǒng)的ΣF5-6只能反映KOA患者雙下肢整體靜態(tài)位置感知能力，無法分別測量健側(cè)和患側(cè)。因此，本研究只能比較雙側(cè)下肢動態(tài)位置感知能力，結(jié)果顯示，患者雙側(cè)下肢動態(tài)位置感知能力無顯著性差異。這與其他有關(guān)KOA患者本體感覺的研究報(bào)道一致[30]?？赡芘c在本次研究中，KOA患者大多數(shù)表現(xiàn)為雙膝痛(共26例)有關(guān)。相關(guān)性分析顯示，KOA患者靜態(tài)位置感知能力(ΣF5-6)與健、患側(cè)動態(tài)位置感知能力(復(fù)位誤差)之間存在正相關(guān)性，表明當(dāng)關(guān)節(jié)本體感受器功能受損時(shí)，會同時(shí)表現(xiàn)出下肢靜態(tài)和動態(tài)位置感知能力的下降。

人體平衡功能是指身體在運(yùn)動或受到外力作用時(shí)，能自動調(diào)整并維持姿勢的能力。平衡功能包括靜態(tài)平衡和動態(tài)平衡：控制靜態(tài)站立時(shí)的姿勢稱為靜態(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)信息反應(yīng)影響姿勢穩(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。動靜態(tài)平衡的完美結(jié)合與統(tǒng)一是保證人體保持各種姿勢和進(jìn)行各種活動的基礎(chǔ)。

本研究顯示，下肢關(guān)節(jié)動靜態(tài)位置感知能力的下降會對人體的平衡功能產(chǎn)生不良影響，但動、靜態(tài)位置感知能力對平衡有著不完全相同的影響：下肢關(guān)節(jié)動態(tài)位置感知能力的下降會導(dǎo)致動態(tài)和靜態(tài)跌倒風(fēng)險(xiǎn)增加；但靜態(tài)位置感知能力的下降只會導(dǎo)致靜態(tài)跌倒風(fēng)險(xiǎn)的增加，對動態(tài)跌倒風(fēng)險(xiǎn)沒有影響。提示了解下肢關(guān)節(jié)動態(tài)位置感知能力對于分析KOA患者的平衡機(jī)制顯得更為重要。在以后的工作中，我們將進(jìn)一步研究動態(tài)位置覺與更多平衡相關(guān)因素(如姿勢穩(wěn)定性等)之間的關(guān)系。

總之，KOA患者下肢功能水平的下降會對維持平衡功能的本體感覺傳入能力產(chǎn)生不良影響，從而導(dǎo)致平衡功能下降。在KOA本體感覺傳入活動能力的研究中，我們應(yīng)更加注重動態(tài)位置覺的研究。在研究中我們還發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)患者在初患KOA時(shí)僅表現(xiàn)為單膝癥狀，隨著時(shí)間的推移或癥狀的加重則表現(xiàn)出雙膝癥狀。單膝或雙膝癥狀是否會對KOA患者的下肢動態(tài)本體感覺與平衡功能產(chǎn)生不同的影響，是我們下一步的主要研究內(nèi)容。

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Correlation among Static or Dynamic Position Sense,Function of Lower Extremity and Balance in Patients with Knee Osteoarthritis

GUO Yan-mei,WENG Chang-shui,CHEN Wei,et al.Department of Rehabilitation Medicine of Nan Lou,The Chinese PLA General Hospital,Beijing 100853,China

ObjectiveTo study the relationship among static and dynamic position sense of lower extremity,physical function,and static and dynamic balance in patients with knee osteoarthritis.Methods32 patients with knee osteoarthritis were tested with Lequesne Index, static and dynamic position sense of lower extremity,and fall risk of static and dynamic balance,and analyzed with Pearson correlation coefficient.ResultsThe medium-to-high-frequency in postural sway correlated with Lequesne Index(r=0.36,P＜0.05)and fall risk index of static balance(r=0.85,P＜0.001),but not with the fall risk index of dynamic balance(r=0.30,P＞0.05).The reposition accuracy error of the unaffected/mild-affected lower extremity and affected/severe-affected lower extremity correlated with Lequesne Index(r=0.33～0.39,P＜0.05), the fall risk index of static(r=0.38～0.45,P＜0.05)and dynamic balance(r=0.65～0.70,P＜0.05).ConclusionLower extremity dysfunction post knee osteoarthritis would result in poor proprioception that maintains balance.

knee osteoarthritis;proprioception;balance

R684.3

A

1006-9771(2013)11-1064-05

2013-01-15

2013-04-15)

解放軍總醫(yī)院南樓康復(fù)醫(yī)學(xué)科，北京市100853。作者簡介：郭燕梅(1975-)，女，山西文水縣人，碩士，副主任技師，主要研究方向：老年神經(jīng)和骨科疾病物理治療。通訊作者：甕長水。

10.3969/j.issn.1006-9771.2013.11.019