等速技術(shù)在膝骨關(guān)節(jié)炎康復(fù)中的應(yīng)用研究進(jìn)展*

張秋艷，高 寧，王國軍△，王勇軍

（1.湖南工業(yè)大學(xué)體質(zhì)健康和運(yùn)動健身湖南省重點實驗室，湖南株洲 412000；2.天津市北辰醫(yī)院，天津 300134）

膝骨關(guān)節(jié)炎（knee osteoarthritis,KOA）是慢性膝關(guān)節(jié)疼痛最常見的原因，發(fā)病率高且極大降低了患者的生活質(zhì)量，是世界范圍內(nèi)致殘和醫(yī)療系統(tǒng)負(fù)擔(dān)的主要原因[1]。但由于目前尚無可以完全治愈KOA的手段，有效的運(yùn)動療法便成為患者的首選。目前國際指南倡導(dǎo)各種非藥理治療，推薦將運(yùn)動治療納入KOA的一線治療，研究顯示多種運(yùn)動療法均對KOA患者疼痛、關(guān)節(jié)功能和生活質(zhì)量（QOL）有改善作用，但最有效的運(yùn)動處方尚未確定。患有KOA的人膝關(guān)節(jié)周圍的肌肉萎縮，因此康復(fù)鍛煉計劃主要集中在加強(qiáng)膝周肌力[2]，而等速肌力訓(xùn)練以其獨(dú)特的優(yōu)勢脫穎而出，其有安全性高、易操作、效果好等特點，成為治療膝骨關(guān)節(jié)炎的重要方法。因此，梳理等速治療膝骨關(guān)節(jié)炎最新研究進(jìn)展，為后續(xù)研究提供前期成果總結(jié)，探尋新的治療方法具有現(xiàn)實意義。

1 膝骨關(guān)節(jié)炎與等速技術(shù)

骨關(guān)節(jié)炎（OA）是一種進(jìn)展緩慢的退行性關(guān)節(jié)疾病，以關(guān)節(jié)軟骨破壞和關(guān)節(jié)周圍骨重塑為特征，膝關(guān)節(jié)是癥狀性O(shè)A最常見的受累關(guān)節(jié)。膝骨關(guān)節(jié)炎（KOA）是發(fā)生在眾多中老年人中且十分常見的慢性退行性關(guān)節(jié)疾病，主要表現(xiàn)為發(fā)展性膝關(guān)節(jié)疼痛、變形、活動受限、咯吱聲和腫脹，嚴(yán)重時喪失關(guān)節(jié)功能，會嚴(yán)重影響患者日常生活和工作，如走路、爬樓梯等，導(dǎo)致其生活質(zhì)量下降[3]，而膝關(guān)節(jié)的危險因素包括年齡增加、肥胖和關(guān)節(jié)的機(jī)械壓力或創(chuàng)傷等。有研究表明，年齡的增長、體重的增長均會增加有膝關(guān)節(jié)損傷或手術(shù)史的人患KOA的風(fēng)險[4]。截至到2018年，我國KOA患病率為18%，其中男性患病率為11%、女性為19%，女性患病率顯著高于男性，中國KOA患病率較高，且疾病負(fù)擔(dān)較重[5]。

等速運(yùn)動是一種恒速訓(xùn)練模式，患者按預(yù)先設(shè)定好的角速度進(jìn)行訓(xùn)練，患者使出多大力，等速設(shè)備會給出順應(yīng)性阻力；同時，等速設(shè)備產(chǎn)生的阻力會隨著患者力大小的改變而產(chǎn)生變化，患者盡力使出最大力量產(chǎn)生運(yùn)動，但其運(yùn)動速度不會改變[6]。在康復(fù)訓(xùn)練中，常用的肌力抗阻訓(xùn)練方法有等張訓(xùn)練、等長訓(xùn)練和等速訓(xùn)練。其中，等張收縮僅在運(yùn)動范圍中的某一部分達(dá)到最大收縮，等長收縮僅局限在某一角度；而等速訓(xùn)練結(jié)合了等張和等長訓(xùn)練的一些特點，其不僅可以設(shè)置運(yùn)動速度與關(guān)節(jié)運(yùn)動角度，而且其可以產(chǎn)生貫穿全運(yùn)動范圍的順應(yīng)性阻力，不僅安全性高，還可以同時兼顧主動肌和拮抗肌。此外，研究發(fā)現(xiàn)等速運(yùn)動時心率和血壓的增加比等長運(yùn)動更慢，這對于有多種疾病的老年關(guān)節(jié)炎患者來說更是友好[7-8]。

2 等速技術(shù)在膝骨關(guān)節(jié)炎中的應(yīng)用

2.1 評定進(jìn)展

2.1.1 測試方案更具精準(zhǔn)

等速肌力測試是評估肌肉性能的金標(biāo)準(zhǔn)，其評定方法也在愈加精準(zhǔn)、更具針對性。在康復(fù)領(lǐng)域被廣泛認(rèn)可和使用時，針對不同受試者選取同樣的測試方案是否合理等問題也存在一些爭議。有研究在分析老年受試者等速測試可靠性時顯示，類內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICCs）在0.29～0.99之間變化[9-12]，這表明其在該人群中的可靠性不穩(wěn)定。另有研究表明，通常用于年輕人的單次等速測試方案可能不適用于老年人[9,11-12]，推測原因可能是：老年人的運(yùn)動表現(xiàn)能力較差，且其身體狀況不如年輕人穩(wěn)定，誤差較大。在這種情況下，可以在主要測試之前進(jìn)行一次熟悉過程來提高等速測試的可靠性。為了調(diào)查這一假設(shè)，Rodrigues-da-Silva JM[13]小組分析了運(yùn)動學(xué)習(xí)對KOA患者膝關(guān)節(jié)伸屈等速運(yùn)動能力的影響，其研究表明在第一次等速測試（運(yùn)動學(xué)習(xí)過程）后休息2min再進(jìn)行第二次測試，第二次等速測試的表現(xiàn)更優(yōu)異，即進(jìn)行兩項短時間恢復(fù)（2min）的等速測試可以降低運(yùn)動學(xué)習(xí)對膝關(guān)節(jié)等速試驗的影響。這個試驗也引發(fā)了人們對等速肌力測試的思考，是否評定方法過于單一，是否評定也需要根據(jù)患者自身情況個性化制定，這也是未來亟待研究和解決的問題。

不同角速度下測試出的肌力有所不同，嚴(yán)文等[14]對此進(jìn)行了試驗研究，其觀察了30°/s、90°/s、180°/s三種不同角速度下膝骨關(guān)節(jié)炎患者膝屈伸肌群等速肌力變化，觀察比較不同角速度情況下峰力矩（PT）及其總功（TW），結(jié)果發(fā)現(xiàn)KOA患者在30°/s角速度下比在90°/s、180°/s角速度下的肌力結(jié)果更高，可能是由于膝關(guān)節(jié)在慢速測試情況下，肌肉發(fā)揮最大收縮效率，相應(yīng)做功量更大，有利于反映肌力實際結(jié)果，更適合做等速肌力測試，有利于制定更加精準(zhǔn)的康復(fù)計劃。

因此，未來運(yùn)用等速設(shè)備進(jìn)行評定，其評定方案會愈加精準(zhǔn)，會考慮到受試者的差異而做到更具針對性。

2.1.2 評定指標(biāo)深入微觀層面

傳統(tǒng)的康復(fù)評定指標(biāo)一般為疼痛、關(guān)節(jié)活動度、平衡、步態(tài)、肌力、感覺等，其評價技術(shù)、手段、價值等均已獲得一致認(rèn)同，現(xiàn)有少量研究已逐漸延伸到等速對KOA患者軟骨面積、細(xì)胞因子等的影響。

Benli Kü?ük E等[15]評估了等速、等長和有氧運(yùn)動對KOA患者疼痛、身體功能和膝關(guān)節(jié)軟骨的影響，其中應(yīng)用磁共振成像分析髕骨和股骨軟骨體積。得出結(jié)論：為期四周的等速、有氧和等長運(yùn)動均改善了KOA患者的疼痛、提升了患者的身體功能；等速運(yùn)動也增加了肌肉力量，改善且平衡了股四頭肌與腘繩肌肌力；但僅等長運(yùn)動可增加髕骨軟骨體積。

Samut G等[16]對等速和有氧運(yùn)動訓(xùn)練對KOA患者血清促炎細(xì)胞因子水平、疼痛和功能活動的影響進(jìn)行了研究，干預(yù)組為等速訓(xùn)練組和有氧運(yùn)動組，試驗后發(fā)現(xiàn)兩組運(yùn)動組血清促炎細(xì)胞因子水平與對照組并無顯著性差異，但運(yùn)動組CRP（超敏C反應(yīng)蛋白，是非常靈敏的炎性指標(biāo)）水平卻與對照組有顯著性差異；同時，與對照組相比，兩組運(yùn)動組的VAS和WOMAC評分顯著下降，功能能力和肌肉力量顯著增加，說明運(yùn)動能有效地減輕疼痛、改善功能、增強(qiáng)肌肉力量。然而，關(guān)于運(yùn)動的抗炎和疾病調(diào)節(jié)作用還有待進(jìn)一步研究。

研究雖并未發(fā)現(xiàn)等速可以有效增加髕骨軟骨體積、降低促炎細(xì)胞因子水平，但由于臨床已證實等速可有效改善KOA患者功能，因此其抗炎作用、對軟骨影響、對疾病調(diào)節(jié)作用等作用機(jī)制還可進(jìn)一步研究，評定指標(biāo)可逐漸深入到微觀水平。

2.2 治療進(jìn)展

2.2.1 等速與其他技術(shù)相融合

每種康復(fù)技術(shù)均有其不可替代的優(yōu)勢，因此越來越多的研究開始探索各種康復(fù)技術(shù)相結(jié)合治療KOA，最終也獲得了較好的治療效果[17-21]。等速技術(shù)由于其獨(dú)特的優(yōu)越性，理療、拉伸、推拿、針灸、關(guān)節(jié)松動等技術(shù)手段聯(lián)合等速肌力訓(xùn)練治療KOA也逐漸被研究者們挖掘[22-26]。

（1）低能量激光通過調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的分解與合成代謝，既可以控制KOA動物模型的滑膜炎，又對關(guān)節(jié)軟骨有一定得保護(hù)作用；等速肌力訓(xùn)練不僅可以提高肌肉功能，同時可以改善關(guān)節(jié)液的循環(huán)、代謝情況，促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨的營養(yǎng)，對關(guān)節(jié)內(nèi)粘連、關(guān)節(jié)僵硬等情況也有一定作用，二者結(jié)合治療KOA，療效更佳[23]。（2）拉伸治療可以在功能改善方面提高等速運(yùn)動的有效性。拉伸緊繃的關(guān)節(jié)周圍肌肉和關(guān)節(jié)內(nèi)結(jié)構(gòu)有助于打破粘連，并使由于組織緊致而發(fā)生改變的生物力學(xué)正常化；骨關(guān)節(jié)炎患者的僵硬可能是由于關(guān)節(jié)軟骨受損、避免疼痛、關(guān)節(jié)周圍的包膜失張力和作用于關(guān)節(jié)的肌肉的伸展性喪失，以及不活動時間的增加而導(dǎo)致的[27]。因此，拉伸結(jié)合等速肌力訓(xùn)練，一方面可以打破粘連，另一方面可以增強(qiáng)肌力，有效改善KOA患者癥狀。（3）中醫(yī)理論認(rèn)為KOA病變位于膝部經(jīng)脈和經(jīng)筋，推拿手法可以通過調(diào)理脾胃，增強(qiáng)肌肉功能起到治療KOA的作用；而等速肌力訓(xùn)練能夠增強(qiáng)KOA患者膝關(guān)節(jié)周圍肌肌力從而利于膝痛和腫脹的減輕和功能的改善，因此二者結(jié)合對于KOA的治療具有良好的臨床療效，且顯著優(yōu)于單純推拿治療[25]。

以上研究均表明某種康復(fù)技術(shù)結(jié)合等速肌力訓(xùn)練療效優(yōu)于單一技術(shù)治療，這也為治療師及學(xué)者對KOA的康復(fù)拓展了思路，提供了新的想法。

2.2.2 治療附臨近關(guān)節(jié)

近年來，有許多學(xué)者對髖關(guān)節(jié)肌訓(xùn)練是否可以改善KOA患者功能及其相關(guān)機(jī)制等進(jìn)行了研究[27-33]。

Lun V等[32]比較了髖關(guān)節(jié)強(qiáng)化訓(xùn)練與腿部強(qiáng)化訓(xùn)練對KOA患者膝關(guān)節(jié)疼痛、功能和生活質(zhì)量的影響，研究發(fā)現(xiàn)單獨(dú)的髖關(guān)節(jié)強(qiáng)化訓(xùn)練和腿部強(qiáng)化運(yùn)動效果幾乎一樣，均可改善KOA患者的疼痛和生活質(zhì)量，應(yīng)納入KOA患者的運(yùn)動處方。Hislop AC等[29]通過Meta分析發(fā)現(xiàn)，在股四頭肌訓(xùn)練基礎(chǔ)上增加髖部強(qiáng)化可以改善KOA患者的步行；同時，患者報告的疼痛和功能均得到了更大的改善。

Costa RA等[34]認(rèn)為由于關(guān)節(jié)疼痛，KOA患者的肌肉功能和生物力學(xué)發(fā)生了變化，KOA患者通常膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩會增加；Yamada H等[35]發(fā)現(xiàn)KOA患者的髖內(nèi)收肌更強(qiáng)；同時有證據(jù)表明[36]，髖關(guān)節(jié)外展肌和內(nèi)收肌的力量可能對膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩有影響。因此Costa RA等對KOA患者髖關(guān)節(jié)肌肉進(jìn)行了等速測試評定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)KOA患者髖部肌肉的等速肌力低于健康對照組，加強(qiáng)髖關(guān)節(jié)周圍的肌肉可以幫助減輕KOA患者的疼痛。周甜甜等[37]認(rèn)為，髖關(guān)節(jié)肌訓(xùn)練可增強(qiáng)KOA患者膝周肌力，降低膝關(guān)節(jié)間室負(fù)荷，改善患者膝痛，提高膝關(guān)節(jié)功能；同時，強(qiáng)的髖關(guān)節(jié)外展肌還能降低關(guān)節(jié)軟骨惡化的風(fēng)險，阻斷疾病進(jìn)一步進(jìn)展。莊宛瀅等[31]對“髖膝同調(diào)”治療KOA的機(jī)制進(jìn)行了分析，認(rèn)為根據(jù)關(guān)節(jié)整體性、相關(guān)性及關(guān)節(jié)聯(lián)動理論，發(fā)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)間存在著生理和病理聯(lián)系。因此，進(jìn)行髖關(guān)節(jié)肌訓(xùn)練可改善KOA癥狀是有理論依據(jù)的，這也印證了Lun V、Hislop AC、Costa RA等人的猜想與研究結(jié)果。因此，髖關(guān)節(jié)肌等速肌力訓(xùn)練是否可以成為治療膝骨關(guān)節(jié)炎的一個新靶點需要后人驗證。

2.2.3 不同模式療效對比研究

等速技術(shù)用于KOA的治療主要有兩種模式：向心訓(xùn)練與離心訓(xùn)練。等速向心訓(xùn)練是常見的肌力訓(xùn)練模式，但膝骨關(guān)節(jié)炎導(dǎo)致的功能障礙主要表現(xiàn)在行走時，尤其是下坡時，肌肉需要進(jìn)行離心收縮，以控制膝關(guān)節(jié)的屈曲和伸展、起到緩沖作用，保持關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，因此離心訓(xùn)練在理論上有必要且應(yīng)該有效。近年來，很多學(xué)者對等速向心和等速離心訓(xùn)練對KOA患者療效進(jìn)行了對比研究，主要概括為三種效果：等速向心與等速離心療效相近、有較大差異、等速向心與等速離心相結(jié)合療效更好。

（1）療效相近：通過“膝骨關(guān)節(jié)炎”、“等速向心”、“等速離心”等關(guān)鍵詞在中國知網(wǎng)進(jìn)行檢索，發(fā)現(xiàn)關(guān)于療效相近的研究僅有一篇。俞曉杰等[38]對45例平均62.0±9.8歲的KOA患者進(jìn)行了等速向心和等速離心肌力訓(xùn)練的療效對比研究，試驗發(fā)現(xiàn)：兩訓(xùn)練組的KOA患者其疼痛、功能障礙和肌肉峰力矩在訓(xùn)練后均有顯示改善，在二者之間未觀察到顯著性差異。也可能是樣本量較小、干預(yù)時間較短、試驗對象年齡偏大、恢復(fù)較慢等原因?qū)е碌亩咧g無顯著性差異。（2）療效有較大差異：李學(xué)軍[39]觀察了等速向心和等速離心訓(xùn)練對膝關(guān)節(jié)屈伸力矩的影響，受試者為38名18～25歲無慢性病史的女性。結(jié)果顯示，與向心訓(xùn)練相比，慢速等速離心訓(xùn)練能更有效提高離心收縮時的力矩。該試驗的受試者為年輕健康女性，與受試者為KOA中老年患者的試驗相比，試驗影響因素較少，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性更高，因此試驗結(jié)果應(yīng)更為科學(xué)、客觀，對肌力訓(xùn)練方法的選擇有參考價值。Jegu AG等[40]對離心等速強(qiáng)化在KOA患者康復(fù)中的作用進(jìn)行了研究，受試者為80例40～75歲的KOA患者，隨機(jī)分為完全離心和完全向心組，主要觀察指標(biāo)為股四頭肌峰力距值、疼痛、靜力平衡、步行、骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)（WOMAC）等，通過完全離心與完全向心運(yùn)動的療效對比發(fā)現(xiàn)，離心模式在改善平衡、步行上的療效更好。何柳等[41]針對16例40～70歲KOA男性患者的研究發(fā)現(xiàn)，等速向心、離心兩訓(xùn)練組患者肌力、平衡能力和步行速度在訓(xùn)練后均有顯著改善，但等速離心組在改善患者平衡功能和步行能力方面產(chǎn)生的效果更加顯著。柳華等[42]分別進(jìn)行了4周的膝關(guān)節(jié)等速向心/離心訓(xùn)練后，比較屈膝肌和伸膝肌在訓(xùn)練前后向心/離心收縮峰力矩及其比值的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)向心訓(xùn)練可提高肌肉的向心和離心收縮力，但單純的等速向心訓(xùn)練會使膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性下降。柳華等分析了導(dǎo)致這次試驗結(jié)果的原理，發(fā)現(xiàn)離心訓(xùn)練和向心訓(xùn)練后肌肉適應(yīng)機(jī)制不同[43]，4周等速向心訓(xùn)練對離心收縮力的提高可能是肌肉肥厚的結(jié)果。等速離心與等速向心訓(xùn)練均可提高KOA患者肌力與軀體功能，但離心訓(xùn)練在提高離心收縮力矩、改善KOA患者上樓梯、步行功能方面療效更好。（3）不同等速模式結(jié)合療效更好：許多研究發(fā)現(xiàn)[44-46]，等速向心結(jié)合離心肌力訓(xùn)練效果優(yōu)于其他模式等速肌力訓(xùn)練。王海芹[44]研究發(fā)現(xiàn)，等速向心結(jié)合等速離心肌力訓(xùn)練在KOA康復(fù)治療中臨床癥狀總積分、ADL功能恢復(fù)和關(guān)節(jié)活動范圍改善短期療效優(yōu)于等長結(jié)合等張肌力訓(xùn)練。Gür H等[47]對比較了等速向心肌力訓(xùn)練和等速向心-離心結(jié)合肌力訓(xùn)練對KOA患者功能能力和癥狀的影響，受試者為23名年齡41～75歲的KOA患者，將其隨機(jī)分為向心組（n=9）、向心離心組（n=8）和非治療組（n=6），向心組每次進(jìn)行12次向心收縮，向心離心組每次進(jìn)行6次向心、6次離心收縮，訓(xùn)練3天/周，共8周；主要觀察指標(biāo)為訓(xùn)練前后受試者膝關(guān)節(jié)肌肉群的功能能力（從椅子上站起來、行走、爬樓梯、下樓梯）、休息和活動時的疼痛、肌肉峰值扭矩和橫斷面積（CSA）。試驗結(jié)果顯示：兩組訓(xùn)練組疼痛評分均顯著下降（P＜0.001），功能能力顯著增加（P＜0.001），峰值扭矩和膝關(guān)節(jié)肌肉CSA均顯著增加（P＜0.05～0.01）。然而，非治療組在8周后未表現(xiàn)出這些明顯的變化。結(jié)果表明，與非向心組相比，向心離心訓(xùn)練對功能能力的影響更大，尤其是上下樓梯；然而，訓(xùn)練后向心組在疼痛測量方面的改善優(yōu)于向心離心組。在該研究中采用等速肌力訓(xùn)練，能改善KOA患者的功能能力并減輕疼痛，大量重復(fù)的離心收縮安全有效，并且KOA患者耐受良好。

綜上所述，等速肌力訓(xùn)練可改善關(guān)節(jié)周圍的血液循環(huán)，促進(jìn)淋巴液回流，減輕或消除腫脹，而離心訓(xùn)練可以更好地維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，因此治療師在治療時可適當(dāng)將等速離心與等速向心訓(xùn)練相結(jié)合，以達(dá)到更好療效。

3 結(jié)語及展望

等速技術(shù)是康復(fù)領(lǐng)域中重要的康復(fù)手段，其具有獨(dú)特的優(yōu)越性，無論是用于評定抑或是治療均非常安全便捷且有效。在未來，KOA患者等速訓(xùn)練的部位可以更加豐富，如髖關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的等速訓(xùn)練是否可以增強(qiáng)膝關(guān)節(jié)功能；同時，等速評定、等速訓(xùn)練均應(yīng)更個性化、多元化，如等速向心、離心訓(xùn)練相結(jié)合，或根據(jù)患者個人情況以聯(lián)合其他康復(fù)手段，做到更具針對性。因此，治療部位的拓展、治療方式的豐富等會是未來的研究方向。相信未來等速在康復(fù)領(lǐng)域會發(fā)揮更多的作用，其優(yōu)勢也會慢慢被學(xué)者挖掘，做到物盡其用，為患者謀取更多福利。