全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)對(duì)患者軀體平衡性的影響*

米爾阿里木·木爾提扎趙巍王利袁宏**

（1.新疆醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院，烏魯木齊 830001；2.新疆自治區(qū)人民醫(yī)院骨科中心關(guān)節(jié)外科，烏魯木齊 830001）

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)對(duì)患者軀體平衡性的影響*

米爾阿里木·木爾提扎1趙巍2王利2袁宏2**

（1.新疆醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院，烏魯木齊 830001；2.新疆自治區(qū)人民醫(yī)院骨科中心關(guān)節(jié)外科，烏魯木齊 830001）

背景：目前已有研究多以關(guān)節(jié)活動(dòng)功能和膝關(guān)節(jié)假體長期存活率作為判斷全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（TKA）是否成功的主要標(biāo)準(zhǔn)，而尚無有關(guān)TKA對(duì)患者維持軀體平衡性能力影響的研究報(bào)道。

目的：研究TKA對(duì)膝骨關(guān)節(jié)炎（OA）患者軀體平衡性的影響，并探討患者維持軀體平衡性的變化與術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況是否存在相關(guān)性。

方法：對(duì)2011年1月至2013年12月行單側(cè)TKA的膝OA患者21例（右側(cè)12例，左側(cè)9例）進(jìn)行站立平衡試驗(yàn)，用重心測(cè)量儀連續(xù)測(cè)量軀體重心位置（GCP）。對(duì) GCP 在單位時(shí)間內(nèi)的橫軸方向偏移（ML-X range）、縱軸方向偏移（AP-Y range）以及 GCP 漂移軌跡（LG）進(jìn)行量化分析，探討 GCP 的 ML-X range、AP-Y range以及 LG 變化程度 與患者膝關(guān)節(jié)恢復(fù)情況之間的相關(guān)性。

結(jié)果：患者行單側(cè)TKA后的GCP在橫軸方向上的位置由初始位置逐漸向術(shù)側(cè)方向轉(zhuǎn)移，且其轉(zhuǎn)移程度和LG變化程度均與膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況隨術(shù)后時(shí)間呈線性相關(guān)，而GCP在縱軸方向上的轉(zhuǎn)移與膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況無明顯相關(guān)性。

結(jié)論：患者行單側(cè)TKA后，維持軀體平衡能力逐漸提高，且與膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況隨術(shù)后時(shí)間呈線性相關(guān)。

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)；重心位置；軀體平衡性

Background:The present reports are mostly focused on the function and survival of knee joint after TKA.There are few ones on the effect of TKAon body balance of patients who suffered from knee osteoarthritis.

Objective:The aim of this study is to assess the changes induced by TKA in knee osteoarthritis(OA)patient's postural control and the relationship between body balance and function recovery of knee joint.

Methods:Twenty-one patients with unilateral knee osteoarthritis(12 right knees and 9 left knees),who underwent TKA from January 2011 to December 2013,were enrolled in the study.The subjects completed three consecutive double-limb standing balance trials.The medio-lateral displacement,antero-posterior displacement and locus length of gravity center position(GCP)in unit time were derived from the instrument.The correlation between parameter changes and HSS score were analyzed.

Results:The GCP in medio-lateral direction shifted to the operative side after surgery.There was a direct linear relationship between GCP in the medio-lateral direction and HSS score at the same period.But GCP in antero-posterior direction was not related to HSS score.

Conclusions:The body balance of patients will be significantly improved after TKA.There is a direct linear relationship between body balance in the medio-lateral direction and HSS score after TKA.

膝關(guān)節(jié)是人體的主要負(fù)重關(guān)節(jié)，膝骨關(guān)節(jié)炎（osteoarthritis,OA）常影響到患者站立時(shí)的軀體平衡性，也是增加患者摔傷幾率的重要原因[1,2]。隨著年齡的增長，人體維持軀體平衡性能力逐漸減退，主要表現(xiàn)為站立不穩(wěn)及逐漸增強(qiáng)的軀體搖擺姿勢(shì)等[3]。而膝OA患者跟同齡人群相比，維持軀體平衡性能力的減退更為顯著[4]。目前，面對(duì)社會(huì)老齡化問題以及老年人群中骨質(zhì)疏松癥日益普遍的現(xiàn)狀，膝OA對(duì)老年患者的危害性必須引起足夠的重視。全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（total knee arthroplasty,TKA）已成為一項(xiàng)治療終末期膝關(guān)節(jié)疾病的重要手段。TKA能夠有效緩解或消除膝關(guān)節(jié)疼痛，恢復(fù)膝關(guān)節(jié)功能以及軀體平衡性[3]。目前已有研究多以術(shù)后關(guān)節(jié)活動(dòng)功能和膝關(guān)節(jié)假體長期存活率作為判斷 TKA 是否成功的主要標(biāo)準(zhǔn)[2-4]，而尚無有關(guān)TKA對(duì)患者維持軀體平衡性能力影響的研究報(bào)道。本研究對(duì)患者TKA后軀體平衡性的變化進(jìn)行量化分析，并探討這種變化與術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況是否存在相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2011年1月至2013年12月在我院關(guān)節(jié)外科接受TKA的膝OA患者21例。本研究通過我院倫理委員會(huì)審批通過，參與本研究的21例患者在納入到本研究之前均給予詳細(xì)解釋，并簽署本研究知情同意書。按術(shù)側(cè)分為右膝組12例和左膝組9例，均采用膝關(guān)節(jié)正中標(biāo)準(zhǔn)切口，手術(shù)操作盡可能按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來完成，且均由同一組醫(yī)師完成，術(shù)中均選用PFCRP型骨水泥型，即不保留后交叉韌帶型假體（強(qiáng)生公司提供）。兩組患者的年齡、身高、體重、體重指數(shù)（BMI）、術(shù) 前 膝 關(guān) 節(jié) HSS 評(píng)分均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05，表1）。

1.2 納入排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：單側(cè)膝OA，且對(duì)側(cè)膝關(guān)節(jié)無明顯異常。排除標(biāo)準(zhǔn)：膝關(guān)節(jié)重度外翻或內(nèi)翻畸形＞15°；患有神經(jīng)系統(tǒng)性疾病或嚴(yán)重的內(nèi)科基礎(chǔ)性疾?。换加猩窠?jīng)肌肉性疾??；患有類風(fēng)濕病；術(shù)側(cè)下肢接受過手術(shù)治療；雙下肢不等長；隨訪期間服用影響軀體平衡性及視力的藥物。

1.3 研究方法

術(shù)后患者均接受統(tǒng)一的圍手術(shù)期康復(fù)治療，其中 包 括 連 續(xù) 被 動(dòng) 運(yùn) 動(dòng)（continuous passive motion, CPM）、主動(dòng)或輔助下進(jìn)行增大關(guān)節(jié)活動(dòng)度（range of motion,ROM）鍛煉以及步態(tài)訓(xùn)練等一系列專業(yè)康復(fù)訓(xùn)練。出院后，患者在家繼續(xù)康復(fù)鍛煉并定期跟康復(fù)醫(yī)師聯(lián)系，對(duì)康復(fù)治療方案進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。術(shù)前、術(shù)后3個(gè)月及術(shù)后6個(gè)月分別對(duì)患者術(shù)側(cè)膝關(guān)節(jié)進(jìn)行HSS評(píng)分，并用重心測(cè)量儀（日本任天堂公司提供）對(duì)患者進(jìn)行站立平衡試驗(yàn)：讓患者在重心測(cè)量儀上站立 1 min，并讓患者注視前方 5 m 遠(yuǎn)處的固定目標(biāo)物，在測(cè)量時(shí)間內(nèi)確保無外物進(jìn)入患者視線造成干擾，每2 s測(cè)定一次，連續(xù)記錄 1 min 內(nèi)的軀體重心位置（the body center of gravity position,GCP）。若患者在進(jìn)行上述試驗(yàn)過程中的規(guī)定時(shí)間內(nèi)無法站立平穩(wěn)或要求停頓，則該次操作視為無效，需進(jìn)行重新測(cè)取。由重力測(cè)量儀所繪得的圖中獲取有關(guān)數(shù)據(jù)，以患者術(shù)側(cè)（右側(cè)）為水平軸（X軸）方向上的正方向（+），左側(cè)為負(fù)方向（-），患者站在測(cè)量儀上面對(duì)方向?yàn)榭v軸（Y軸）方向上的正方向（+），后側(cè)為負(fù)方向（-），P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。通過相關(guān)軟件對(duì)所測(cè)定的GCP在單位時(shí)間內(nèi)的 橫 軸 方 向 偏 移（Medio-lateral displacement,ML-X range）、縱軸方向偏移（Antero-posterior displacement, AP-Yrange）以及 GCP 漂移軌跡（Locus of GCP,LG）進(jìn)行量化分析，以單位時(shí)間內(nèi)的LG代表由人本體感受性反射控制的維持軀體平衡性能力，LG長則能力弱，反之則能力強(qiáng)[5,6]。

表1 兩組患者的一般情況（）

表1 兩組患者的一般情況（）

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連續(xù)記錄每次試驗(yàn)中的30個(gè)點(diǎn)的位置，記錄各點(diǎn)的橫軸位置，以表示 GCP的ML-X range，同樣方式記錄各點(diǎn)的縱軸位置，以表示 GCP 的AP-Y range（圖 1）；各點(diǎn)按時(shí)間順序連起來，并計(jì)算出總長，即為LG（圖2）。假設(shè)患者第2 秒時(shí)在坐標(biāo)軸上所形成的GCP 位置為（X1,Y1），第 4 秒形成的 GCP 位 置為（X2, Y2），則這兩點(diǎn)之間的距離 S2-1=?[（X2-X1）2+（Y2-Y1）2]，以此類推得出 LG=S2-1+S3-2+S4-31+........+S30-29。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用 SPSS 17.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，對(duì)兩組患者的年齡、身高、體重、BMI和術(shù)前膝關(guān)節(jié)HSS評(píng)分進(jìn)行獨(dú)立 t檢驗(yàn)；同組患者術(shù)前、術(shù)后3個(gè)月和術(shù)后6個(gè) 月 時(shí) 重 力 平 衡 試 驗(yàn) 所 測(cè) 得 GCP 的 ML-X range、GCP 的 AP-Y range以及 LG 進(jìn)行配對(duì) t檢驗(yàn)。將患者術(shù)后3個(gè)月、術(shù)后6個(gè)月時(shí)的膝關(guān)節(jié)HSS評(píng)分和LG與術(shù)前進(jìn)行比較，并將同一時(shí)期的膝關(guān)節(jié)HSS評(píng)分和 LG 較術(shù)前的變化程度之間進(jìn) 行 Pearson's 相關(guān)性分析。GCP數(shù)據(jù)均取平移距離，以單元格為計(jì)量單位（圖1、2），P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

圖1 右膝組和左膝組各1例患者術(shù)前、術(shù)后3個(gè)月及術(shù)后6個(gè)月的GCP平均位置為1～3和4～6

2 結(jié)果

2.1 膝關(guān)節(jié)HSS 評(píng)分

左膝組和右膝組患者術(shù)后3個(gè)月和術(shù)后6個(gè)月的膝關(guān)節(jié)HSS評(píng)分較術(shù)前明顯好轉(zhuǎn)，均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05，圖3）。

2.2 GCP 測(cè)量

兩組患者術(shù)前 GCP 的 ML-X range無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），術(shù)后 3 個(gè) 月 和 術(shù)后 6 個(gè)月 GCP 的 ML-X range均由初始位置逐漸向術(shù)側(cè)方向轉(zhuǎn)移，與術(shù)前位置比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.01，表 2）。兩組患者在術(shù)后 3 個(gè)月和術(shù)后 6 個(gè)月 GCP 的 ML-X rang 均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。進(jìn)行 Pearson's分析，兩組患者在術(shù)后 3 個(gè)月和術(shù)后 6 個(gè)月 GCP 的 ML-X rang 與同一隨訪時(shí)期的術(shù)側(cè)膝關(guān)節(jié)HSS評(píng)分變化程度在0.01水 平 下 呈 顯 著 相 關(guān) 性 ，相 關(guān) 系 數(shù) r分 別 為 0.629 和0.478（表 2）。

兩組患者術(shù)前 GCP 的 AP-Y range 無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），術(shù)后3個(gè)月和術(shù)后6個(gè)月GCP的AP-Yrange與術(shù)前位置比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05，表2）。而這種差異性與患者膝關(guān)節(jié)恢復(fù)情況無明顯相關(guān)性。

圖2 1 例右膝TKA患者術(shù)前（A）、術(shù)后3個(gè)月（B）及術(shù)后 6 個(gè)月（C）的LG圖

圖3 左膝組和右膝組患者術(shù)前、術(shù)后3個(gè)月及術(shù)后6個(gè)月的平均HSS評(píng)分

兩組患者在術(shù)前、術(shù)后3個(gè)月和術(shù)后6個(gè)月的LG均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。隨 TKA 后膝關(guān)節(jié)功能進(jìn)一步恢復(fù)，兩組患者的LG逐漸縮短，與術(shù)前比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）。進(jìn)行 Pearson's分析，兩組患者在術(shù)后3個(gè)月和術(shù)后6個(gè)月的LG變化程度與同一隨訪時(shí)期的術(shù)側(cè)膝關(guān)節(jié)HSS評(píng)分變化程度在0.01水平下呈顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù) r分別為 0.709 和0.496（表 2）。

3 討論

隨著患者TKA后膝關(guān)節(jié)功能的進(jìn)一步恢復(fù)和疼痛程度的逐漸減輕，患者術(shù)側(cè)膝關(guān)節(jié)負(fù)重量逐漸增大，而對(duì)側(cè)膝關(guān)節(jié)負(fù)重量逐漸減少，逐步恢復(fù)軀體的平衡。本研究結(jié)果顯示，隨著患者TKA后膝關(guān)節(jié)功能的恢復(fù)，GCP由初始位置逐漸向術(shù)側(cè)方向轉(zhuǎn)移，且患者維持軀體平衡性的能力逐漸得到改善。

膝關(guān)節(jié)疼痛、下肢肌力減弱、本體感覺減退等均為影響軀體穩(wěn)定性的主要因素。相關(guān)研究指出，膝OA患者的股四頭肌力及膝關(guān)節(jié)本體感與同性別和同齡人群相比明顯減弱，且軀體不穩(wěn)定性更為顯著[7]。隨著膝OA的進(jìn)展，膝關(guān)節(jié)腔及關(guān)節(jié)周圍組織中的感受器數(shù)量減少，導(dǎo)致患者膝關(guān)節(jié)本體感覺減退，從而影響患者軀體平衡性[7-9]。TKA 的治療目的在于長期緩解或消除關(guān)節(jié)疼痛，恢復(fù)關(guān)節(jié)功能從而改善患者生活質(zhì)量。而有關(guān)TKA對(duì)患者本體感覺及軀體平衡性的影響尚存爭(zhēng)議。有學(xué)者報(bào)道TKA能夠改善或重建本體感覺，從而改善患者維持軀體平衡性[10,11]；亦有報(bào)道指出TKA后患者本體感覺及軀體穩(wěn)定性未得到有效的改善[12-14]。本研究中 21 例患者術(shù)后 LG 均較術(shù)前時(shí)明顯變小，表明TKA后患者軀體平衡性逐漸好轉(zhuǎn)，且LG變化程度與膝關(guān)節(jié)HSS評(píng)分變化程度隨術(shù)后時(shí)間呈線性相關(guān)。本研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，術(shù)后堅(jiān)持進(jìn)行相關(guān)的本體功能恢復(fù)鍛煉患者在站立時(shí)的軀體平衡性改善較未堅(jiān)持鍛煉患者更為明顯，該結(jié)論與Gstoettner等[15]報(bào)道中的觀點(diǎn)相符。故認(rèn)為 TKA 后有必要進(jìn)行專門的本體感覺恢復(fù)鍛煉，以進(jìn)一步促進(jìn)患者恢復(fù)。

本研究的優(yōu)勢(shì)包括：①嚴(yán)格按照統(tǒng)一入選標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行入組患者的篩選；②所有手術(shù)、術(shù)后康復(fù)及術(shù)后隨訪工作均由我科同一組醫(yī)師來完成；③術(shù)前及術(shù)后評(píng)估均采用統(tǒng)一的評(píng)價(jià)系統(tǒng)；④入組患者均無其他嚴(yán)重的合并癥，因而未對(duì)患者TKA后進(jìn)行相應(yīng)地康復(fù)鍛煉并定期隨訪造成影響。本研究尚存不足之處：① 樣本量相對(duì)較少，本研究只納入了21例符合標(biāo)準(zhǔn)的患者；② 研究方案較為簡略，而患者前庭神經(jīng)、視線以及認(rèn)知能力等因素均可影響患者的本體感覺，從而影響患者維持軀體平衡性的能力，同時(shí)未采用類似研究中分別對(duì)患者在閉眼和睜眼時(shí)進(jìn)行測(cè)量的方法[6]；③ 未對(duì)患者術(shù)前不同內(nèi)外翻程度、患者病程長短、對(duì)側(cè)膝關(guān)節(jié)基本情況及其本體感覺等因素進(jìn)行分析，同時(shí)未對(duì)患者在不同時(shí)期的體重變化情況及體重變化對(duì)患者軀體中心是否產(chǎn)生相應(yīng)影響做出進(jìn)一步地分析。

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Effect of total knee arthroplasty on body balance of patients with knee osteoarthritis*

Mieralimu Muertizha1,ZHAO Wei2,WANG Li2,YUAHong2**
(1.Postgraduate School of Xinjiang Medical University,Urumqi 830001;2.Department of Joint Surgery, XinjiangAutonomous Region People's Hospital Orthopedics Center,Urumqi 830001,China)

total knee arthroplasty;gravity center position;body balance

新疆維吾爾自治區(qū)研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目資助（XJGRI2014093）

**通信作者：袁宏，E-mail:miralim2012@163.com