步態(tài)分析在膝骨關(guān)節(jié)炎康復(fù)訓(xùn)練中的應(yīng)用

楊曉露 黃鵬

（北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)康復(fù)系 北京 100084）

步態(tài)分析在膝骨關(guān)節(jié)炎康復(fù)訓(xùn)練中的應(yīng)用

楊曉露 黃鵬

（北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)康復(fù)系 北京 100084）

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎作為中老年人高發(fā)病之一，一直困擾著中老年人的正常生活。KOA除了會(huì)導(dǎo)致疼痛及關(guān)節(jié)功能障礙之外，還會(huì)引起步態(tài)異常。步行能夠有效反映出下肢部分病理情況，對(duì)于客觀評(píng)估下肢力線及各軟組織工作狀態(tài)具有重要作用。步態(tài)分析能夠?qū)OA患者的特征步態(tài)量化表達(dá)，對(duì)優(yōu)化康復(fù)訓(xùn)練方案及未來膝關(guān)節(jié)功能研究方向提供指導(dǎo)作用。因此本文將綜述膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者步態(tài)分析特征，以運(yùn)動(dòng)康復(fù)的角度出發(fā)，以期為將來康復(fù)訓(xùn)練的優(yōu)化提供參考。

骨性關(guān)節(jié)炎 步態(tài)分析 康復(fù)訓(xùn)練 膝關(guān)節(jié) 生物力學(xué)

隨著我國逐漸步入老齡化社會(huì)，老年人口的健康問題和生活質(zhì)量受到越來越多的關(guān)注。膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎（KOA）在中老年人中有較高的發(fā)病率，其病癥嚴(yán)重影響到患者的健康和生活質(zhì)量。為了促進(jìn)膝骨性關(guān)節(jié)炎患者的康復(fù)治療，不少學(xué)者通過步態(tài)分析定量分析患者膝關(guān)節(jié)功能情況，從而對(duì)下肢生物力學(xué)進(jìn)行分析研究。

1 膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎（KOA）的診斷評(píng)估現(xiàn)狀

在臨床上，對(duì)KOA情況的評(píng)估方法主要是通過影像學(xué)方法來確定其中的問題，包括磁共振成像(MRI)、電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)等。為了能夠更加全面的反映膝關(guān)節(jié)功能狀態(tài)，需要深入了解膝關(guān)節(jié)相關(guān)結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置關(guān)系及其力線測量，特別是在是否負(fù)重、靜動(dòng)態(tài)狀態(tài)下的對(duì)比分析,以此提升膝關(guān)節(jié)功能診斷的準(zhǔn)確性。影像學(xué)檢查法作為臨床上主要的評(píng)估方法，在表現(xiàn)動(dòng)態(tài)膝關(guān)節(jié)活動(dòng)狀態(tài)方面存在一定的局限性，對(duì)于某些需要在動(dòng)態(tài)模式下才誘發(fā)的病癥之間不具備良好的相關(guān)性。此外，雖然也有經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)師通過相應(yīng)的手法試驗(yàn)進(jìn)行膝關(guān)節(jié)功能評(píng)估，但是部分學(xué)者認(rèn)為[1],醫(yī)師視覺的評(píng)估及一些手法試驗(yàn)評(píng)估都存在著一定的局限性，無法準(zhǔn)確的對(duì)膝關(guān)節(jié)功能情況進(jìn)行有效評(píng)估診斷。為了了解自重狀態(tài)下膝關(guān)節(jié)動(dòng)態(tài)功能變化，三維動(dòng)態(tài)膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)逐漸受到關(guān)注。

步行作為人體日常生活中最常見的行為特征，能夠有效反映出人體下肢各部位結(jié)構(gòu)的異常情況。KOA患者由于疼痛及關(guān)節(jié)功能障礙，容易表現(xiàn)出異常步態(tài)[2]。因此越來越多的學(xué)者結(jié)合步態(tài)分析，對(duì)KOA患者的膝關(guān)節(jié)功能進(jìn)行量化分析，以期望得到更加準(zhǔn)確的評(píng)估結(jié)果。

2 KOA患者步態(tài)分析動(dòng)力學(xué)特征

膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎一般最先發(fā)生在內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)面繼而發(fā)展惡化至髕股骨關(guān)節(jié)炎和外側(cè)骨關(guān)節(jié)炎[2]。因此KOA患者膝關(guān)節(jié)各部位的骨關(guān)節(jié)炎情況對(duì)比，相比于外側(cè)部位，更多的患者內(nèi)側(cè)部位骨關(guān)節(jié)炎情況更加嚴(yán)重。其中影響骨關(guān)節(jié)炎惡化的主要原因是額狀面的力線異常[3]。膝關(guān)節(jié)脛骨平臺(tái)內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)軟骨的退化被證實(shí)會(huì)促使骨關(guān)節(jié)炎的產(chǎn)生同時(shí)也與KOA患者膝內(nèi)翻癥狀相關(guān)。從解剖結(jié)構(gòu)上來說，膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)軟骨相比于外側(cè)關(guān)節(jié)軟骨要更薄，同時(shí)內(nèi)側(cè)半月板也較易受損，因此內(nèi)側(cè)膝關(guān)節(jié)面更易磨損[4]。膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)骨關(guān)節(jié)炎的高發(fā)率不僅與解剖特性有關(guān)也與下肢力線有關(guān)，還與日常生活中的行走、下蹲、爬樓梯等動(dòng)作有關(guān)，這些動(dòng)作使內(nèi)側(cè)膝關(guān)節(jié)面相比于外側(cè)關(guān)節(jié)面承受更大的載荷力[5]。在行走過程中，足底反作用力主要從內(nèi)側(cè)傳遞至膝關(guān)節(jié)中心，從而導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)負(fù)荷較大，這也是加重膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)磨損的原因之一[2]。大部分KOA患者常表現(xiàn)出膝內(nèi)翻的特征。膝內(nèi)翻改變了關(guān)節(jié)應(yīng)力從而也改變了下肢力線，使得原先從膝關(guān)節(jié)中心的應(yīng)力點(diǎn)移至內(nèi)側(cè)便更加加重了內(nèi)側(cè)的負(fù)荷；力線改變后的膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)負(fù)荷相當(dāng)于外側(cè)負(fù)荷的3.5倍[3]。膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩一般作為測定膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)負(fù)荷的指標(biāo)[6]。在針對(duì)內(nèi)側(cè)KOA患者的研究中已證實(shí)膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩與膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)負(fù)荷壓力呈正相關(guān)聯(lián)系[5]，并且較高的膝內(nèi)收力矩也會(huì)加重內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)軟骨的退化[3]?？梢姡槍?duì)KOA患者膝關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，著重內(nèi)收力矩相關(guān)肌肉肌力的改善也許對(duì)于骨關(guān)節(jié)炎的延緩或治療有重要意義。

3 KOA患者步態(tài)分析運(yùn)動(dòng)學(xué)特征

除此之外，針對(duì)KOA患者步態(tài)分析運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的研究也不計(jì)其數(shù)。運(yùn)動(dòng)學(xué)分析是一種描述性的定量分析，所得結(jié)果反映了被檢查者的步態(tài)特征，包括時(shí)空參數(shù)和關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的模式等。大部分研究集中在KOA患者膝關(guān)節(jié)矢狀面上。由于骨關(guān)節(jié)炎而產(chǎn)生疼痛后，患者在整個(gè)行走周期中以輕度屈曲膝關(guān)節(jié)為特征，這與趙恒[7]的研究不謀而合。在首次著地時(shí)，由于疼痛表現(xiàn)出膝關(guān)節(jié)屈曲角度減少，過程中關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的總角度范圍也相應(yīng)減少，并呈現(xiàn)出異常的運(yùn)動(dòng)軌跡。但卻有其他研究者發(fā)現(xiàn)[8]，在屈膝過程中，KOA患者膝關(guān)節(jié)各部位的相對(duì)位移有所減少，同時(shí)屈曲峰值也相對(duì)降低，但在首次著地期時(shí)的屈曲角度有所增加。值得注意的是，膝關(guān)節(jié)在矢狀面上的運(yùn)動(dòng)特征已相對(duì)清晰，但在額狀面及在水平面上前后位移變化特征卻仍然不明確。在額狀面上的研究更多的是關(guān)于動(dòng)力學(xué)參數(shù)方面的探討而較少有運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的研究。

另一方面，由于膝關(guān)節(jié)各結(jié)構(gòu)在水平面上的相對(duì)位移很小，并且容易因?yàn)椴煌u(píng)定系統(tǒng)的選擇而受到影響，因此關(guān)注在膝關(guān)節(jié)水平面前后運(yùn)動(dòng)的研究也不多。通常在屈曲膝關(guān)節(jié)的過程中脛骨和股骨之間還伴隨著相對(duì)滑動(dòng)，兩者之間異常的前后滑動(dòng)會(huì)影響到股四頭肌的力臂大小，這膝關(guān)節(jié)屈曲機(jī)制與十字交叉韌帶有關(guān)，未來需要更多的研究來解釋其中的機(jī)制。

4 KOA患者步態(tài)分析肌電圖特點(diǎn)

在針對(duì)KOA患者步態(tài)分析表面肌電的研究中顯示[9]，膝骨關(guān)節(jié)炎患者的股四頭肌肌力有顯著的下降，同時(shí)肌肉的耐力也減弱。有學(xué)者根據(jù)步態(tài)分析生物力學(xué)特征分析，KOA患者由于疼痛便采取輕度微屈膝關(guān)節(jié)的方式避免過度屈曲膝關(guān)節(jié)而加重疼痛[7]，長期如此的異常步態(tài)極易導(dǎo)致股四頭肌萎縮，這一結(jié)果也與McCarthy CJ[9]實(shí)驗(yàn)肌電結(jié)果相同。KOA患者屈膝程度異常，也將導(dǎo)致腘繩肌及膝關(guān)節(jié)的后關(guān)節(jié)囊萎縮[7]。也有學(xué)者[10]結(jié)合等速肌力測試從而可以針對(duì)不同的膝關(guān)節(jié)損傷情況得到相對(duì)應(yīng)的肌電圖，通過計(jì)算獲得相應(yīng)肌肉的電變位情況、包括強(qiáng)度、在步態(tài)周期中的收縮時(shí)間比例等異常肌電變化信息，由此可以知道各個(gè)肌肉的病變情況。利用此類數(shù)據(jù)，與正常步態(tài)對(duì)比很容易發(fā)現(xiàn)膝骨性關(guān)節(jié)炎的一些發(fā)病規(guī)律。此方法可以作為膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的診斷評(píng)估手段，也可以為康復(fù)期間的KOA患者提供康復(fù)指導(dǎo)建議。

5 結(jié)語

了解膝關(guān)節(jié)在三維平面上的各個(gè)運(yùn)動(dòng)特征對(duì)于制定KOA患者個(gè)性化運(yùn)動(dòng)康復(fù)方案至關(guān)重。步態(tài)分析在膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的康復(fù)治療中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。但目前尚未有一個(gè)權(quán)威的界定步態(tài)分析中各參數(shù)異常范圍，其診斷和治療都缺乏一個(gè)量化標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)針對(duì)不同程度的骨關(guān)節(jié)炎步態(tài)分析參數(shù)也并未有明確界限或指標(biāo)，這些都不利于系統(tǒng)化地利用步態(tài)分析進(jìn)行完善的康復(fù)訓(xùn)練。另外，現(xiàn)有的康復(fù)治療訓(xùn)練由于環(huán)境條件的限制較為單一，如何有效地結(jié)合步態(tài)分析，優(yōu)化康復(fù)訓(xùn)練方案還需康復(fù)醫(yī)師、康復(fù)治療師、臨床醫(yī)生及科研工作者的深入探究。

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2095-2813(2017)10(b)-0007-02

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.29.007