膝骨關(guān)節(jié)炎對(duì)不同姿勢(shì)站立時(shí)老年人靜態(tài)平衡能力的影響

游永豪 盧桂兵 邵夢(mèng)霓 張陽(yáng) 王廣磊 朱靖靖 胡燕杰

(1合肥師范學(xué)院體育科學(xué)學(xué)院，安徽 合肥 230601；2安徽醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院)

膝骨關(guān)節(jié)炎(KOA)是一種易發(fā)于中老年人群的以關(guān)節(jié)軟骨退行性變化并伴有骨質(zhì)增生的慢性關(guān)節(jié)疾病〔1～3〕。常見(jiàn)癥狀如膝關(guān)節(jié)痛、骨質(zhì)增生、肌力下降、關(guān)節(jié)僵硬和關(guān)節(jié)活動(dòng)受限等，會(huì)引起人體姿勢(shì)搖擺頻率增加、本體感覺(jué)靈敏度減弱〔4～6〕，增加跌倒風(fēng)險(xiǎn)。老年人由于膝、踝退行性骨關(guān)節(jié)病引發(fā)的跌倒次數(shù)占總跌倒次數(shù)的75%〔7〕，中國(guó)某些地區(qū)60歲以上男性KOA的發(fā)病率為21.5%，女性為42.8%〔8,9〕，KOA危害大，嚴(yán)重影響老年患者的健康水平和生活質(zhì)量。靜態(tài)平衡能力是人體處于某種特定姿勢(shì)時(shí)保持穩(wěn)定的能力〔10〕。良好的靜態(tài)平衡能力是影響老年人安全站立的重要因素。人體靜立不動(dòng)時(shí)，實(shí)際上在控制足底壓力中心不斷晃動(dòng)，稱(chēng)為生理性姿勢(shì)動(dòng)搖，是反映人體靜態(tài)平衡能力的重要指標(biāo)〔11～13〕。本研究根據(jù)靜態(tài)姿勢(shì)圖原理，采集了反映生理性姿勢(shì)動(dòng)搖的各項(xiàng)指標(biāo)，通過(guò)對(duì)老年KOA患者和一般老年人的對(duì)比分析，揭示老年KOA患者在雙足睜眼、雙足閉眼、線(xiàn)性步睜眼、單足睜眼站立時(shí)的靜態(tài)平衡能力特征。

1 對(duì)象與方法

1.1實(shí)驗(yàn)對(duì)象 以28例社區(qū)老年人為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，KOA組和對(duì)照組各14例，每組男、女各7例。本研究只選取雙側(cè)KOA患者(雙側(cè)肢體患有KOA)。KOA組納入標(biāo)準(zhǔn)為美國(guó)風(fēng)濕病學(xué)會(huì)2001年制定的KOA診斷標(biāo)準(zhǔn)〔14〕，膝關(guān)節(jié)疼痛患者滿(mǎn)足以下7項(xiàng)中的3項(xiàng)即可入選：①年齡≥50歲(本研究根據(jù)需要修訂為60～75歲)；②晨僵時(shí)間<30 min；③關(guān)節(jié)活動(dòng)時(shí)有骨響聲；④膝關(guān)節(jié)檢查提示骨性肥大；⑤有骨壓痛；⑥滑膜無(wú)明顯升溫；⑦放射學(xué)檢查有骨贅形成。滿(mǎn)足以下任何1項(xiàng)即被排除：①下肢各關(guān)節(jié)曾行外科手術(shù)的；②類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎者；③1個(gè)月內(nèi)服用過(guò)鎮(zhèn)痛類(lèi)藥物者；④高血壓沒(méi)有得到很好控制不能參與中高強(qiáng)度鍛煉著；⑤無(wú)輔助器情況下不能獨(dú)立行走100 m以上者。以上診斷均在社區(qū)醫(yī)生的協(xié)助下完成。對(duì)照組為一般老年人，最近1年內(nèi)無(wú)膝關(guān)節(jié)疼痛且能獨(dú)立行走100 m以上。KOA組和對(duì)照組在年齡、身高、體重等身體條件上均無(wú)顯著差異(P>0.05)。見(jiàn)表1。本研究得到安微醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)同意，實(shí)驗(yàn)前受試者簽署了書(shū)面知情同意書(shū)。

表1 KOA組和對(duì)照組基本特征對(duì)比

1.2靜態(tài)平衡能力測(cè)試 測(cè)試儀器選用中國(guó)科學(xué)院合肥智能機(jī)械研究所研制的IIM-BAL-100靜態(tài)平衡能力測(cè)試儀。測(cè)試時(shí)要求受試者赤腳，雙臂垂于身體兩側(cè)，雙眼平視前方，正式測(cè)試前進(jìn)行一次預(yù)測(cè)試，使受試者熟悉測(cè)試要求。測(cè)試過(guò)程中測(cè)試人員給予受試者必要的指導(dǎo)和保護(hù)。

靜態(tài)平衡測(cè)試包括4種狀態(tài)：①雙足睜眼(雙睜)：雙足站立睜眼；②雙足閉眼(雙閉)：雙足站立閉眼；③線(xiàn)性步睜眼(線(xiàn)睜)：左腳在前、右腳在后、右腳尖抵左腳跟站立成一條直線(xiàn)，睜眼測(cè)試；④單足睜眼(單睜)：左足站立睜眼、右足站立睜眼各測(cè)一次，騰空腳抬起時(shí)使腳底與站立腳的內(nèi)踝平齊，兩次測(cè)試的結(jié)果取均值合并為單睜時(shí)的靜態(tài)平衡數(shù)據(jù)。雙足站立時(shí)兩腳跟距離10 cm，每種狀態(tài)測(cè)試10 s。

主要測(cè)試指標(biāo)：①包絡(luò)面積：壓力中心軌跡所覆蓋的區(qū)域面積，反映壓力中心動(dòng)搖的整體幅度；②軌跡長(zhǎng)：額定時(shí)間測(cè)試的壓力中心軌跡長(zhǎng)，反映壓力中心動(dòng)搖的總速度；③單位面積軌跡長(zhǎng)：軌跡長(zhǎng)/包絡(luò)面積，反映人體姿勢(shì)的細(xì)微調(diào)節(jié)及脊髓對(duì)姿勢(shì)的固有反射性調(diào)節(jié)能力；④動(dòng)搖距離：壓力中心分別在X、Y方向動(dòng)搖的平均距離。左右方向?yàn)閄方向、前后方向?yàn)閅方向；⑤動(dòng)搖速度：左前、左后、右前、右后四個(gè)象限內(nèi)的平均動(dòng)搖速度，四者之和乘以測(cè)試時(shí)間(10 s)為總軌跡長(zhǎng)〔15〕。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，數(shù)據(jù)正態(tài)性檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，幾乎所有指標(biāo)都屬于非正態(tài)分布數(shù)據(jù)，因此比較KOA組與對(duì)照組各指標(biāo)差異時(shí)采用秩檢驗(yàn)即Mann-WhitneyU檢驗(yàn)，比較老年人在不同測(cè)試狀態(tài)下的平衡能力時(shí)采用多個(gè)相關(guān)樣本的Friedman雙向評(píng)秩方差分析。數(shù)據(jù)特征描述均采用秩均值，顯著性水平取0.05，非常顯著性水平取0.01。

2 結(jié) 果

2.1兩組靜態(tài)平衡能力對(duì)比

2.1.1兩組綜合性靜態(tài)平衡能力指標(biāo)對(duì)比 與對(duì)照組相比，KOA組單睜時(shí)的軌跡長(zhǎng)、雙閉時(shí)的單位面積軌跡長(zhǎng)均顯著較小(P<0.05)，其他指標(biāo)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。

表2 兩組綜合性靜態(tài)平衡能力指標(biāo)對(duì)比(秩均值，n=14)

2.1.2兩組動(dòng)搖距離對(duì)比 與對(duì)照組相比，KOA組線(xiàn)睜和單睜時(shí)的X方向動(dòng)搖距離明顯較小(P<0.01)，其他指標(biāo)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表3。

表3 兩組動(dòng)搖距離對(duì)比(秩均值，n=14)

2.1.3兩組動(dòng)搖速度對(duì)比 與對(duì)照組相比，KOA組單睜時(shí)的左前擺速、雙睜時(shí)的右前擺速均明顯較低(P<0.01)，線(xiàn)睜和單睜時(shí)的右后擺速也較低(P<0.05)，其他指標(biāo)差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表4。

表4 兩組動(dòng)搖速度對(duì)比(秩均值，n=14)

2.2不同測(cè)試狀態(tài)下靜態(tài)平衡能力對(duì)比

2.2.1老年人在不同測(cè)試狀態(tài)下綜合性靜態(tài)平衡能力指標(biāo)對(duì)比 與雙睜時(shí)相比，KOA組和對(duì)照組線(xiàn)睜、單睜時(shí)的包絡(luò)面積和軌跡長(zhǎng)均明顯較大(P<0.01)，對(duì)照組雙閉時(shí)的軌跡長(zhǎng)也較大(P<0.05)，KOA組線(xiàn)睜時(shí)的單位面積軌跡長(zhǎng)較小(P<0.05)，對(duì)照組單睜時(shí)的單位面積軌跡長(zhǎng)明顯較小(P<0.01)。見(jiàn)表5。

表5 兩組老年人不同測(cè)試狀態(tài)下綜合性靜態(tài)平衡能力指標(biāo)對(duì)比(秩均值，n=14)

2.2.2不同測(cè)試狀態(tài)下動(dòng)搖距離對(duì)比 與雙睜時(shí)相比，KOA組和對(duì)照組線(xiàn)睜、單睜時(shí)的X方向、Y方向動(dòng)搖距離均明顯較大(P<0.01)，對(duì)照組雙閉時(shí)X方向動(dòng)搖距離也較大(P<0.05)，其他指標(biāo)差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表6。

表6 兩組老年人不同測(cè)試狀態(tài)下動(dòng)搖距離對(duì)比(秩均值，n=14)

2.2.3老年人在不同測(cè)試狀態(tài)下動(dòng)搖速度對(duì)比 與雙睜相比，KOA組和對(duì)照組線(xiàn)睜、單睜時(shí)的四個(gè)方向的動(dòng)搖速度均明顯較大(P<0.01)，對(duì)照組雙閉時(shí)的左前擺速也較大(P<0.05)，其他指標(biāo)差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表7。

表7 兩組不同測(cè)試狀態(tài)下動(dòng)搖速度對(duì)比(秩均值，n=14)

3 討 論

3.1老年人靜態(tài)平衡能力的組間對(duì)比 包絡(luò)面積、軌跡長(zhǎng)、單位面積軌跡長(zhǎng)可以對(duì)老年人靜態(tài)平衡能力進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，可以稱(chēng)作綜合性靜態(tài)平衡能力指標(biāo)。包絡(luò)面積和軌跡長(zhǎng)越大，說(shuō)明人體動(dòng)搖幅度和速度越大，平衡能力越差〔16,17〕。單位面積軌跡長(zhǎng)類(lèi)似于壓力中心位置的“糾錯(cuò)能力”，壓力中心偏離原始的幾何中心時(shí)，人體馬上啟動(dòng)“糾錯(cuò)功能”，調(diào)整其回歸到幾何中心，因此，單位面積軌跡長(zhǎng)可以反映人體姿勢(shì)的細(xì)微調(diào)節(jié)及脊髓對(duì)姿勢(shì)的固有反射性調(diào)節(jié)能力〔15〕，即踝關(guān)節(jié)模式的姿勢(shì)調(diào)節(jié)和全身姿勢(shì)張力的調(diào)節(jié)〔18〕，其值越大，說(shuō)明靜態(tài)平衡精細(xì)調(diào)控能力越強(qiáng)〔19〕。

陳麗榕等〔20〕采用閉眼單腳站立時(shí)間對(duì)比老年KOA患者和一般老年人靜態(tài)平衡能力表明，老年KOA患者靜態(tài)平衡能力低于一般老年人。郭燕梅等〔21〕采用Biodex Balance System對(duì)無(wú)KOA、單側(cè)KOA、雙側(cè)KOA 3組老年人進(jìn)行靜態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性測(cè)試和對(duì)比分析表明，老年單側(cè)KOA患者的靜態(tài)平衡能力與無(wú)KOA組差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是雙側(cè)KOA患者的靜態(tài)平衡能力較低。這與本研究結(jié)果產(chǎn)生差異的原因可能有兩個(gè)：靜態(tài)平衡能力的測(cè)試方法不同；KOA使患者的靜態(tài)平衡控制功能產(chǎn)生了過(guò)敏反應(yīng)。

從生物力學(xué)的角度，人體平衡主要受支撐面積、重心高度和體重影響〔16〕。從生理學(xué)的角度，人體平衡主要受視覺(jué)、本體感覺(jué)、前庭覺(jué)〔17〕、肌力、肢體對(duì)稱(chēng)性等方面的影響〔22〕。因此要從以上兩個(gè)角度分析KOA患者的靜態(tài)平衡能力。一般情況下，KOA會(huì)使老年人關(guān)節(jié)軟骨發(fā)生退行性變化，導(dǎo)致本體感受器受損，從而降低平衡能力〔23〕；但是KOA產(chǎn)生的膝關(guān)節(jié)痛也可能會(huì)刺激膝關(guān)節(jié)周?chē)∪?、肌腱、韌帶等部位的本體感受器產(chǎn)生代償作用，使膝關(guān)節(jié)周?chē)闹鲃?dòng)肌、拮抗肌、穩(wěn)定肌產(chǎn)生更好的協(xié)同作用，從而提高站立時(shí)的靜態(tài)平衡能力。

3.2老年人靜態(tài)平衡能力在不同測(cè)試狀態(tài)時(shí)的對(duì)比 與雙足睜眼相比，雙足閉眼測(cè)試時(shí)屏蔽了視覺(jué)，線(xiàn)性步睜眼和單足睜眼減小了支撐面積。本研究中，與雙足睜眼相比，KOA組和對(duì)照組線(xiàn)性步睜眼、單足睜眼時(shí)的包絡(luò)面積和軌跡長(zhǎng)都較大，對(duì)照組雙足閉眼時(shí)的軌跡長(zhǎng)也較大，KOA組雙足閉眼時(shí)的各指標(biāo)差異不顯著，說(shuō)明支撐面積對(duì)KOA患者和一般老年人靜態(tài)平衡能力影響都較大；視覺(jué)對(duì)一般老年人的靜態(tài)平衡能力影響較大，但是對(duì)KOA患者影響不大。與雙足睜眼相比，KOA組線(xiàn)性步睜眼時(shí)的單位面積軌跡長(zhǎng)較小，對(duì)照組單足睜眼時(shí)的單位面積軌跡長(zhǎng)明顯較小，說(shuō)明KOA組在線(xiàn)性步睜眼時(shí)的靜態(tài)平衡精細(xì)調(diào)控能力較弱，一般老年人單足睜眼時(shí)的靜態(tài)平衡精細(xì)調(diào)控能力較弱。

X方向、Y方向動(dòng)搖距離分別用于評(píng)價(jià)X方向、Y方向靜態(tài)平衡控制能力，其值越小，靜態(tài)平衡控制能力越好。Pirayeh等〔24〕把130例KOA患者分為輕度和中度兩組，分別進(jìn)行雙足睜眼、雙足閉眼、單足睜眼測(cè)試，研究指出動(dòng)搖距離可以有效識(shí)別輕度和中度患者。本研究中KOA組在線(xiàn)性步睜眼、單足睜眼時(shí)X方向的靜態(tài)平衡控制能力優(yōu)于一般老年人。這與Hassan等〔25〕研究結(jié)果不同，其研究指出KOA患者在X和Y方向的姿勢(shì)擺動(dòng)幅度均有顯著增加，提示KOA患者的姿勢(shì)控制能力較弱。

與雙足睜眼時(shí)相比，KOA組和對(duì)照組線(xiàn)性步睜眼和單足睜眼時(shí)的X方向、Y方向動(dòng)搖距離均明顯較大，對(duì)照組雙足閉眼時(shí)X方向動(dòng)搖距離也較大，說(shuō)明支撐面積對(duì)KOA患者和一般老年人X方向、Y方向靜態(tài)平衡控制能力都有影響，視覺(jué)對(duì)一般老年人X方向靜態(tài)平衡控制能力都有影響。這與前面的分析結(jié)果較為一致。

動(dòng)搖速度越大說(shuō)明靜態(tài)平衡能力越差〔26〕。左前、左后、右前、右后的動(dòng)搖速度分別用于評(píng)價(jià)老年人在四個(gè)象限上的靜態(tài)平衡控制能力，這與患側(cè)肢體的左右側(cè)應(yīng)該有關(guān)聯(lián)。本研究的實(shí)驗(yàn)對(duì)象為雙KOA患者，沒(méi)有必要對(duì)左右側(cè)進(jìn)行對(duì)比分析，因此合并了左側(cè)與右側(cè)肢體的數(shù)據(jù)，造成對(duì)KOA組與對(duì)照組關(guān)于四個(gè)方向上動(dòng)搖速度的對(duì)比結(jié)果不易解釋。本研究中，與雙足睜眼相比，KOA組和對(duì)照組線(xiàn)性步睜眼、單足睜眼時(shí)的四個(gè)方向的動(dòng)搖速度均明顯較大，這說(shuō)明支撐面積對(duì)KOA組和一般老年人四個(gè)方向上的靜態(tài)平衡控制能力都有影響。

綜上，KOA不會(huì)影響老年人在雙足睜眼、雙足閉眼站立時(shí)的靜態(tài)平衡能力。但是，提高了老年人在單足睜眼站立時(shí)的靜態(tài)平衡能力，以及線(xiàn)性步睜眼和單足睜眼時(shí)左右方向的靜態(tài)平衡能力。支撐面積對(duì)KOA患者和一般老年人靜態(tài)平衡能力影響都較大，視覺(jué)對(duì)一般老年人靜態(tài)平衡能力影響較大，但是對(duì)KOA組老年人影響不大。KOA患者和一般老年人在線(xiàn)性步睜眼和單足睜眼站立時(shí)的靜態(tài)平衡能力都比雙足睜眼站立時(shí)差。KOA患者在線(xiàn)性步睜眼站立時(shí)的靜態(tài)平衡精細(xì)調(diào)控能力比雙足睜眼站立時(shí)弱。一般老年人在單足睜眼站立時(shí)的靜態(tài)平衡精細(xì)調(diào)控能力比雙足睜眼站立時(shí)弱。