膝骨性關(guān)節(jié)炎患者膝關(guān)節(jié)疼痛指數(shù)與足底壓力變化的相關(guān)性研究

夏　清　袁　海　曹娟娟

作者單位： 230011　安徽省合肥市第二人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科

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膝骨性關(guān)節(jié)炎患者膝關(guān)節(jié)疼痛指數(shù)與足底壓力變化的相關(guān)性研究

夏清袁海曹娟娟

作者單位： 230011安徽省合肥市第二人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科

[摘要]目的探討膝骨性關(guān)節(jié)炎患者足底壓力改變及疼痛對足底壓力的影響。方法運(yùn)用足底壓力測試系統(tǒng)對 28例單側(cè)膝骨性關(guān)節(jié)炎疼痛患者自然行走時的步態(tài)進(jìn)行測試，觀察受試者單足支撐分期時段參數(shù)、足角及膝關(guān)節(jié)疼痛指數(shù)，對健、患側(cè)足底壓力各指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析并分析膝關(guān)節(jié)疼痛指數(shù)與各指標(biāo)相關(guān)性。 結(jié)果膝骨性關(guān)節(jié)炎患者患側(cè)前足著地階段時間百分比為(57.90±32.93)、全足支撐階段時間百分比為(57.93±2.93)低于健側(cè)對應(yīng)百分比(60.26±2.66,P=0.007; 51.53±3.84,P<0.001)；患側(cè)足角(16.24±4.50)明顯高于健側(cè)足角(14.67±4.09)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.014)；膝關(guān)節(jié)疼痛指數(shù)與患側(cè)前足著地階段時間百分比(r=-0.53，P=0.004)、全足支撐階段時間百分比(r=-0.56，P=0.002)呈負(fù)相關(guān)；與患側(cè)足角無明顯相關(guān)性(r=0.245，P=0.193)。結(jié)論膝骨性關(guān)節(jié)炎患者足底壓力具有特征性，前足著地時段、全足支撐時段明顯縮短、足角變大，疼痛嚴(yán)重影響膝骨性關(guān)節(jié)炎患者步態(tài)。

[關(guān)鍵詞]膝骨性關(guān)節(jié)炎；足底壓力；疼痛

骨性關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis，OA)是一種常見的以關(guān)節(jié)軟骨退變、破壞及伴有相鄰軟骨下骨板、關(guān)節(jié)邊緣骨質(zhì)增生、骨贅形成為特點，使所累及的關(guān)節(jié)功能受損的慢性、進(jìn)行性關(guān)節(jié)疾病。主要影響膝、髖關(guān)節(jié)，多見于老年人群。臨床上，該病主要表現(xiàn)為受累關(guān)節(jié)的疼痛、腫脹、功能受限，進(jìn)而影響患者膝關(guān)節(jié)功能，致患者步態(tài)發(fā)生改變[1]。本文主要探討膝骨關(guān)節(jié)炎患者步行時足底壓力改變及疼痛對足底壓力影響。

1資料與方法

1.1一般資料收集2012年12月至2014年5月合肥市第二人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科門診及住院單側(cè)膝骨性關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis，KOA)患者，均符合2001年美國風(fēng)濕病學(xué)會制定的膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎診斷標(biāo)準(zhǔn)[2]：年齡≥50歲；晨僵< 30 min；關(guān)節(jié)活動時有骨響聲；膝部檢查示顯性肥大；有骨壓痛；放射學(xué)檢查有骨贅形成，符合以上中的3項者即可做出診斷；排除骨結(jié)核、骨腫瘤、骨折、及明顯髖、膝、踝關(guān)節(jié)其他疾患引起疼痛患者，嚴(yán)重心腦疾病、精神病及無法配合患者。共納入28例，其中男性14例，女性14例，年齡(65.8±11.2)歲，病程(10.98±10.92)周，受累部位左側(cè)膝關(guān)節(jié)11例，右側(cè)17例。受試者均簽署知情同意書，并經(jīng)當(dāng)?shù)貍惱韺W(xué)委員會討論通過。

±s，%)

注：與健側(cè)比較，aP<0.05

1.2研究方法采用比利時R-Scan International公司的 Footscan.7步態(tài)足底壓力測量系統(tǒng)，設(shè)備主要包括1米壓力分布平板及相應(yīng)步道、3D數(shù)據(jù)采集盒、分析軟件、數(shù)據(jù)線。壓力電阻式傳感器的密度為4個/cm2，測量平板為1 068 mm×418 mm×12 mm,平板內(nèi)共置8 192個傳感器，采樣頻率為500 Hz, 平板由USB數(shù)據(jù)線與3D數(shù)據(jù)采集盒端口相連，利用數(shù)據(jù)采集盒連接于計算機(jī)，實施數(shù)據(jù)采集。測試前，讓受試者適應(yīng)實驗環(huán)境、熟悉實驗過程，測試時，要求每個受試者赤足在壓力平板上自然行走通過測力板3次，左、右腳各有3次落在測試平板上，行走時，盡量保持自然，并且離測力板3 m開始走。選取受試者單足支撐分期時段參數(shù)、足角及膝關(guān)節(jié)疼痛指數(shù)進(jìn)行分析。對健、患側(cè)足底壓力各分期指標(biāo)進(jìn)行對比分析并膝關(guān)節(jié)疼痛指數(shù)與各指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析；疼痛指數(shù)依據(jù)視覺模擬評分-數(shù)字評分法(0～10分)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估。

2結(jié)果

2.1受試者健、患側(cè)支撐期分期時段及足角比較試驗過程中將支撐期分為足跟著地緩沖、前足著地、全足支撐及足蹬伸4個階段，各分期時間段參數(shù)利用其所占支撐期總時間段百分比表示。結(jié)果顯示，患側(cè)前足著地、全足支撐時段均低于健測各時間段，而足蹬伸時段高于健側(cè)對應(yīng)時段，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；患側(cè)足角高于健側(cè)足角，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

2.2各期與疼痛指數(shù)相關(guān)性疼痛指數(shù)評分結(jié)果：1分3例，2分4例，3分8例，4分9例，5分3例，6分1例；統(tǒng)計學(xué)分析顯示，疼痛指數(shù)與患側(cè)前足著地時段參數(shù)(r=-0.53，P=0.004)、全足支撐時段參數(shù)(r=-0.56，P=0.002)均呈負(fù)相關(guān)；即疼痛指數(shù)越大，前足著地、全足支撐時段在整個支撐期所占時間越短。但疼痛指數(shù)與患側(cè)足蹬伸時段及足角值無明顯相關(guān)性(P均>0.05)。詳見表2。

表2　患側(cè)各期與疼痛指數(shù)相關(guān)性分析

3討論

步態(tài)受到人體解剖結(jié)構(gòu)、生理功能、運(yùn)動控制能力等多種因素的影響，四肢、軀干、神經(jīng)系統(tǒng)或某些身體病變，均能影響患者步態(tài)。通過對步態(tài)的分析，可以從一個側(cè)面反映出肢體病變特征，對下肢的骨、關(guān)節(jié)、肌肉和韌帶的功能狀況做出客觀評價；從而幫助康復(fù)醫(yī)師對患者進(jìn)行病因分析、病情診斷和療效評定。

行走是一種周期性的運(yùn)動，行走時一側(cè)足跟著地至此足跟再次著地稱為一個步態(tài)周期，一個步態(tài)周期分為支撐期和擺動期。支撐期是人足與地面接觸時的時間階段，支撐期又分為足觸地階段、全足支撐階段和足蹬伸階段。一個步態(tài)周期中，膝關(guān)節(jié)的活動也具有一定的規(guī)律性：步行時足跟先著地，膝關(guān)節(jié)接近伸直，后屈曲，至支撐中后期又接近伸直，在擺動期屈曲角度最大。整個步態(tài)周期中，膝關(guān)節(jié)的屈伸運(yùn)動對于身體運(yùn)動協(xié)調(diào)性及身體動態(tài)平衡具有重要意義。足底壓力分析是步態(tài)分析系統(tǒng)中動力學(xué)參數(shù)的重要組成部分[3]。步行時足底與支撐面之間的壓力大小及分布可反映下肢乃至全身的結(jié)構(gòu)、功能及運(yùn)動控制等情況，尤其對于肢體協(xié)調(diào)狀況可以做出客觀評價，指導(dǎo)臨床康復(fù)[4]。

足跟著地緩沖、前足著地、全足支撐時段轉(zhuǎn)換過程是人體重心逐漸轉(zhuǎn)移至患側(cè)支撐的過程；全足支撐期，人體重心基本轉(zhuǎn)移到患側(cè)，身體重心主要由支撐腿支撐；本研究結(jié)果表明，膝骨關(guān)節(jié)炎患者患側(cè)前足著地、全足支撐期時間段明顯低于健側(cè)相應(yīng)時間段，具有明顯差異，這與前期研究結(jié)果相似[5]；本研究顯示疼痛指數(shù)與此二期時段具有負(fù)相關(guān)性，表明KOA患者由于疼痛影響，患者盡量縮短患側(cè)腿支撐時間來緩解疼痛，即患膝疼痛讓患者明顯縮短患側(cè)支撐期，膝關(guān)節(jié)疼痛對患者步態(tài)動力學(xué)影響較為嚴(yán)重；既往研究也表明膝骨關(guān)節(jié)炎患者由于患膝關(guān)節(jié)疼痛，導(dǎo)致步行時患肢負(fù)重較少，病程較長時現(xiàn)患側(cè)肢體肌肉廢用，肌力減退，步行時肢體協(xié)調(diào)性降低，同時患者健側(cè)肢體不自覺的代償行為，形成異常運(yùn)動系統(tǒng)，呈現(xiàn)異常步態(tài)[6]。

本研究顯示，支撐階段患者患側(cè)足蹬伸時間段顯著高于其健側(cè)時段，這可能由于各個分期采用百分比表示所致，或者由于患者利用足蹬伸時段來緩解疼痛，張昊華等[7]研究也具有相似的結(jié)論；然而我們發(fā)現(xiàn)患者膝關(guān)節(jié)疼痛指數(shù)與患側(cè)足蹬伸時段并無相關(guān)性，這也從側(cè)面說明足蹬伸時段高于健側(cè)對應(yīng)時段，可能由于各個分期采用百分構(gòu)成比表示所致；當(dāng)然，也可能由于研究所納入的樣本量較少，足蹬伸時段數(shù)值變異較大所致。

足角的大小反映行走時下肢側(cè)向位移的穩(wěn)定性及膝關(guān)節(jié)的控制性，本研究發(fā)現(xiàn)膝骨性關(guān)節(jié)炎患者患側(cè)足角較正常值偏高(P<0.05)；然而進(jìn)一步研究表明足角大小與患者膝關(guān)節(jié)疼痛指數(shù)無明顯相關(guān)性，說明疼痛對患者足角的大小影響甚微。既往研究發(fā)現(xiàn)膝骨性關(guān)節(jié)炎患者需要加大步角來維持身體平衡和步態(tài)穩(wěn)定，而足角的大小與膝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)旋轉(zhuǎn)肌肉的協(xié)調(diào)密切相關(guān)，研究也表明膝關(guān)節(jié)炎患者股四頭肌力量明顯下降，股四頭肌肌力下降及膝關(guān)節(jié)疼痛導(dǎo)致行走時膝關(guān)節(jié)周圍肌肉發(fā)生適應(yīng)性改變[8-10]，膝關(guān)節(jié)炎患者膝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)旋轉(zhuǎn)肌肉協(xié)調(diào)性已經(jīng)發(fā)生明顯變化，呈現(xiàn)異常步態(tài)[11,12]；而膝關(guān)節(jié)疼痛的緩解可明顯改善患者患側(cè)足底壓力，提高膝關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)能力[13]。

由于本研究尚存在納入的樣本量不足，并未探得疼痛對支撐期足蹬伸時間段影響，未有足夠的樣本量探討康復(fù)治療后膝骨關(guān)節(jié)炎患者足底壓力的改變等不足之處，還有待進(jìn)一步研究。

總之，膝骨關(guān)節(jié)炎患者，足底壓力支撐期分期時段較健側(cè)具有差異性改變，患側(cè)足底壓力具有明顯特征，疼痛對其壓力改變影響較大。

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(2015-01-15收稿2015-09-26修回)

Impaction of knee pain index on plantar pressure in patients with knee osteoarthritis

XiaQing,YuanHai,CaoJuanjuan

DepartmentofRehabilitation,SecondPeople'sHospitalofHefei,Hefei230011,China

[Abstract]ObjectiveTo explore the gait characteristics of patients with knee osteoarthritis during natural walking and the impaction of knee pain on plantar foot pressure. MethodsThe Footscan plate system was used to test the plantar pressure parameters of 28 patients with unilateral knee osteoarthritis during natural walking. The data of gait parameters with single support phases, foot angle and knee joint pain index were evaluated, and the plantar pressure of ipsilateral and contralateral foot were statistically analyzed, the relation between knee joint pain index and those data also being analyzed. ResultsThere were statistically significant differences between ipsilateral and contralateral foot of knee osteoarthritis patients for the contacting time percentage of forefoot contact phase (57.93±2.93, 60.26±2.66,P=0.007) and foot flat phase (57.93±2.93, 51.53±3.84,P<0.001), and for the foot angle (16.24±4.50, 14.67±4.09,P=0.014), respectively. There was negative correlation between the knee joint pain index and the ipsilateral foot contacting time percentage of forefoot contact phase (r=-0.53,P=0.004) and foot flat phase (r=-0.56,P=0.002), but no evident correlation was found between pain index and ipsilateral foot angle. ConclusionThe characteristics of abnormal plantar pressure found in knee osteoarthritis patients are remarkably shorter contacting time of forefoot contact phase and foot flat phase and larger foot angle, and there is a heavy effect of knee pain on gait characteristics in patients with knee osteoarthritis.

[Keywords]Knee Osteoarthritis; Plantar Pressure; Pain

doi:10.3969/j.issn.1000-0399.2015.11.013