等速肌力訓練對膝骨關節炎患者膝關節本體感覺的改善作用觀察

吳祖貴，許學猛，劉文剛，盧巖巖，陳國材，鄭乙，邱博凡

(1廣州中醫藥大學，廣州510405；2廣東省第二中醫院)

膝骨關節炎(KOA)是最常見的老年性骨關節病，也是導致膝關節疼痛、畸形和功能喪失的主要原因[1]。目前，針對該病的治療方法很多，但由于該病的發病機制未完全明確，臨床上尚缺乏既科學合理又療效確切的治療方法。現代醫學研究表明，KOA患者常伴有關節本體感覺缺陷及關節周圍肌力下降，并且二者之間相互影響，而本體感覺是影響KOA進展的重要因素[2]。有研究發現，本體感覺訓練或全身振動訓練可改善膝關節的本體感覺[3～5]，但由于過程較為復雜，運用較困難。目前發現肌力與本體感覺具有相關性[6]，但較少研究肌力變化對KOA患者關節本體感覺的影響。本研究擬采用等速肌力訓練的方法提高肌力，聯合關節位置覺及關節運動覺綜合評估本體感覺，觀察等速肌力訓練對KOA患者膝關節本體感覺的影響，為快速高效恢復KOA患者的膝關節本體感覺及防治KOA提供理論依據和實踐指導。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2018年2～7月廣東省第二中醫院骨關節科門診及住院部收治的KOA患者進入研究。納入標準：①符合美國風濕病學會修訂的KOA診斷標準；②年齡40～75周歲，性別不限；③患膝Kellgren-Lawrence(KL)分級為Ⅰ～Ⅱ級；④單側KOA；⑤身體基本狀況良好，能耐受運動訓練；⑥自愿簽署知情同意書，并承諾堅持完成整個臨床研究過程。排除標準：①合并髖關節或踝關節疾病；②合并其他基礎疾病(高血壓、冠心病、糖尿病等)較多，并且病情控制不佳、不能耐受等速肌力訓練；③腰部疼痛且(或)伴有下肢痛；④關節活動范圍<90°；⑤不能堅持完成整個臨床研究。共納入60例患者，隨機分為觀察組和對照組，每組30例。觀察組中，男5例、女25例，年齡(61.45±2.56)歲，WOMAC評分(58.32±16.72)分，KOA部位為左側12例、右側18例；對照組中，男6例、女24例，年齡(61.86±2.49)歲，WOMAC評分(57.14±15.38)分，KOA部位為左側14例、右側16例。兩組年齡、性別、WOMAC評分、KOA部位等資料差異無統計學意義，具有可比性。本研究經醫院倫理委員會審核通過，所有患者自愿參加本研究，并自愿簽署知情同意書。

1.2 治療方法 對照組：針刀(漢章牌HZ系列)治療，每周1次；針灸治療(環球系列無菌針灸針)，常規取穴，每周1次；口服溫陽通絡膠囊(粵藥制字Z20071345，規格為0.42 g)，每次2粒，3次/d。觀察組：在對照組治療基礎上，行等速肌力訓練。等速肌力訓練方法：采用BIODEX system 4 pro為訓練儀器，選用60°/s、90°/s、120°/s、150°/s、180°/s共5個角速度進行等速模式，向心—向心的訓練方案，每個角速度屈伸訓練10次為1組，每次訓練2組；不同角速度訓練間隔休息10 s，每組訓練間隔休息1 min；在訓練過程中訓練者不斷鼓勵和引導患者采用最大力量和最快速度進行膝關節屈伸運動。每周訓練3次，6周為1個療程。

1.3 膝關節屈伸肌群肌力測試方法 采用BIODEX system 4 pro訓練儀器，參考“1.2”等速肌力訓練方法，選擇等速測試(向心-向心)方案，角速度設置為60°/s。設置膝關節活動度及進行下肢稱重以排除下肢重量對肌力的影響。測試膝關節屈伸肌群肌力，測試過程中囑患者用最大力量進行屈伸運動，直至系統提示測試結束。測試結束后記錄屈伸肌群的峰力矩(PT)，PT越大代表屈伸肌群肌力越大。

1.4 膝關節本體感覺測試方法

1.4.1 膝關節位置覺測試方法 采用BIODEX system 4 pro訓練儀器進行測試，患者坐于儀器座椅上，以尼龍繩固定上半身，用膝關節動力臂固定患側膝關節，然后選擇本體感覺-主動角度重現測試方案。從膝關節屈曲60°位置開始被動達到膝關節屈曲30°的位置，停留10 s，囑患者記住此位置，然后回到起始位置停留10 s后主動運動膝關節，患者自覺意識到達屈曲30°位置時立即按下停止按鈕，保持膝關節位置不動，系統自動計算出目標角度和當前角度之間的差值即主動角度重現測試值(AAR)。以AAR評價膝關節位置覺，AAR越小代表位置覺越好。

1.4.2 膝關節運動覺測試方法 測試儀器、患者體位與膝關節位置覺測試相同，選擇本體感覺-被動運動閾值測試方案。從膝關節屈曲60°位置開始，由測試者任意選取一個時間按下開始按鈕，然后以2°/s的角速度被動運動下肢，當患者感覺到肢體運動或位置有變化時按下停止按鈕，保持下肢不動，系統自動計算出當前角度和起始角度之間的差值即被動運動閾值測量值(TDPM)。以TDPM評價膝關節運動覺，TDPM越小代表運動覺越好。

2 結果

2.1 兩組治療前后PT比較 觀察組治療6周后膝關節伸肌和屈肌PT較治療前提高，且高于對照組治療后(P均<0.05)。詳見表1。

2.2 兩組治療前后膝關節AAR、TDPM比較 觀察組治療6周后膝關節AAR、TDPM低于治療前，且低于對照組治療后(P均<0.01)。詳見表2。

表1 觀察組與對照組治療前后PT比較

注：與同組治療前相比，*P<0.01；與對照組治療后相比，#P<0.05，##P<0.01。

表2 觀察組與對照組治療前后AAR、TDPM比較

注：與同組治療前相比，*P<0.01；與對照組治療后相比，△P<0.01。

3 討論

KOA是一種退行性疾病，目前尚無特效治療方法，主要治療原則是緩解關節疼痛、改善關節功能，但長期服用止痛藥物會帶來諸多不良反應，并且影響關節功能的恢復。國內外大量研究表明，KOA患者伴有膝關節本體感覺減退[7，8]，而膝關節本體感覺在膝關節穩定性、平衡的維持及運動姿勢的控制方面具有重要作用[9，10]。KOA患者本體感覺下降將導致關節穩定性下降，關節運動缺乏控制及步態異常，從而加速關節軟骨退變。因此，快速恢復KOA患者膝關節的本體感覺對KOA的防治與康復具有重要作用。

本體感覺是一種關節、肌肉、肌腱等運動器官在運動或靜止時所產生的一種特殊的感覺，又稱為深感覺。Freeman等[11]根據本體感受器的類型、分布及功能特點將其分為5類：Ⅰ型是Ruffini′s末梢，主要分布于關節囊和韌帶；Ⅱ型是pacini′s小體，主要分布于關節囊；Ⅲ型是高爾基腱器，主要分布于肌腱；Ⅳ型是游離神經末梢(無髓鞘)，主要分布于韌帶及相關肌肉；Ⅴ型是肌梭，主要分布于肌肉。膝關節本體感覺主要是由分布于關節軟骨、半月板、關節囊、肌肉、肌腱、韌帶、滑膜及皮膚的本體感受器收集的傳入信號經過整合而成[12]。本研究創新性地運用等速肌力測試與訓練系統對膝關節周圍肌力進行訓練，對訓練前后膝關節的位置覺及運動覺等本體感覺進行評估。

既往研究發現，KOA患者的膝關節周圍肌力比未發展為KOA的健康人群呈現顯著下降趨勢，且肌力下降與KOA患者的膝關節功能、本體感覺及疼痛程度密切相關[13]。本研究采用等速技術對患者進行等速肌力訓練。等速技術被公認為是提高肌力的最佳訓練技術。由于等速運動時的順應性阻力能提高運動單元的募集率，可快速高效提高肌肉力量。肌力的提高可增加關節穩定性，減少對分布于關節內部肌腱、韌帶、半月板、軟骨等處本體感受器的損傷，從而促進KOA患者膝關節本體感覺的恢復。Sanchez-Ramirez等[13]研究發現，肌力下降可導致KOA患者關節本體感覺的減退。Hazneci等[14]研究認為,等速肌力強化訓練可改善髕骨疼痛綜合征患者的關節位置覺。本研究結果顯示，觀察組治療6周后膝關節AAR、TDPM低于治療前，且低于對照組治療后，表明觀察組本體感覺恢復效果較對照組顯著。

有學者[15]認為，增加膝關節周圍肌力可在一定程度上作為本體感覺下降的一種替代因素。關于提升肌力改善本體感覺的作用機制尚無相關的具體研究。推測可能有以下幾種機制：①肌力較弱的患者可能肌肉含量相對較少，本體感受器也相對較少，速肌力訓練能在一定程度上使肌纖維增粗，增加分布在肌纖維上的本體感受器，促進本體感受器的恢復。②肌肉力量較弱的患者關節負荷顯著增加，會加重分布于軟骨、半月板及交叉韌帶等處的本體感受器損傷，等速肌力訓練可顯著提升膝關節周圍肌肉的力量，減輕關節內及關節周圍本體感受器損傷，從而增加本體感覺的募集和傳輸，促進本體感覺的恢復。③在膝關節活動過程中，肌肉力量較弱的患者使用最大力量相對較多，易降低肌梭等本體感受器的敏感性，導致本體感覺輸入受損[16]，通過等速肌力訓練使肌力提升后可相對減少患者使用最大力量，減少對肌梭等本體感受器的刺激。④有學者[17]發現，患一側KOA的患者往往存在雙側對稱性本體感覺功能缺陷，推測可能與另一側膝關節超負荷工作有關；Ozer等[18]研究證實，本體感覺的輸出受到膝關節疼痛的影響，且膝關節疼痛會損害肌肉力量及本體感覺的準確性；國內外大量研究表明，提高KOA患者肌肉力量可顯著減輕KOA患者的疼痛程度[19，20]。疼痛對本體感覺產生影響，可能是由于在疼痛反應過程中，機體產生較多如P物質、神經肽Y等化學物質，這些物質會刺激本體感受器，干擾本體感覺的募集和傳入。

綜上所述，提高KOA患者膝關節周圍肌肉力量可促進關節本體感覺信號的傳遞，促進關節本體感覺的恢復，增加關節穩定性，促進KOA的全面康復。因此，在防治KOA的過程中，應更加重視提高肌力及恢復膝關節本體感覺。同時，本研究也存在不足之處：本研究納入樣本量偏少，同時受等速肌力訓練儀器的影響，未來仍需要進行大樣本研究；如何制訂快速高效恢復本體感覺的具體訓練方案，也值得進一步深入研究。