膝骨關節炎生物力學參數的研究進展

復旦大學附屬華東醫院，上海市 200040

生物力學因素是膝骨關節炎(knee osteoarthritis,KOA)發生發展的重要影響因素[1-2]。膝關節受力與關節形態、下肢生物力線、外部負荷、軟組織牽拉、肌肉的主動收縮等因素密切相關。鑒于體內直接測量關節負荷受到倫理的限制，基于運動分析技術的逆向動力學參數被廣泛應用于KOA 的相關研究。本文對常用的膝關節內收力矩(external knee adduction moment,KAM)、膝關節內收沖量(knee adduction moment impulse,KA-MI)、膝關節屈曲力矩(external knee flexion moment,KFM)、膝關節內翻延伸等參數的研究進行綜述。

1 KAM

基于逆向動力學計算的冠狀面KAM 是最常用于反映膝關節內側負荷的動力學參數[3-4]。在一個步態周期的支撐相內，隨時間演進的KAM 通常表現為兩個峰，分別發生于支撐相早期和晚期。第一峰值通常為全支撐相最高峰，其大小與地反力、地反力力矩臂(以膝關節中心為支點)以及下肢質量和加速度有關。

KAM 峰值與疾病進展和膝關節疼痛[6-7]正相關，且與膝關節骨、軟骨改變相關。無癥狀人群中，內側半月板撕裂的存在和嚴重程度與KAM 峰值正相關[8]。KOA患者中，基線KAM 峰值與5 年以上股骨軟骨厚度正相關[9]。Roberts 等[10]發現，KAM第一峰值與骨密度密切相關，KAM 第二峰值和內收沖量也與內-外側骨密度比值相關。關節鏡下半月板清理術后患者快速步行時KAM 峰每增加1%，軟骨缺損發生或加重的風險就增加2倍以上[11]。

Prodromos 等[12]最早通過研究脛骨高位截骨患者術前、術中和術后KAM 峰值與相關癥狀變化情況，提出KAM 與KOA預后有關，高KAM 峰值患者有更高的內翻畸形復發率。Schipplein 等[13]進一步發現，膝關節內翻畸形患者以調整步態產生更高的KAM峰值，通過增加膝內側負荷提高步態穩定性，提出KAM峰是反映膝關節內側負荷的重要參數?！?br>