膝骨關(guān)節(jié)炎的物理治療進展

鄧程遠(yuǎn) 周桂娟 王甜甜 廖瑛

(南華大學(xué)附屬第一醫(yī)院 1康復(fù)醫(yī)學(xué)科，湖南 衡陽 421001；2康復(fù)醫(yī)學(xué)實驗室；3湖南中醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校)

膝骨關(guān)節(jié)炎(KOA)是一種慢性的退行性關(guān)節(jié)疾病，患病率高、花費高，是導(dǎo)致世界殘疾的第四大原因〔1〕。年齡、性別、遺傳、過度運動、職業(yè)，體重等各種因素被認(rèn)為可以誘發(fā)或加重KOA的進展〔2〕。KOA病理特點多樣，包括關(guān)節(jié)軟骨變性破壞、軟骨下骨硬化或囊性變、滑膜病變、韌帶松弛、肌肉萎縮等。臨床上KOA的治療方法多樣，如藥物、傳統(tǒng)中醫(yī)、手術(shù)治療等，但尚無有效的逆轉(zhuǎn)或治愈方法。物理治療作為一種無創(chuàng)傷、無痛苦的治療方式，在治療KOA上發(fā)揮重要作用。它可促進軟骨細(xì)胞分化、增殖、合成與修復(fù)，抑制軟骨細(xì)胞凋亡及凋亡調(diào)控基因與蛋白的表達(dá)，延緩軟骨退變與破壞等，這為KOA物理治療的臨床應(yīng)用提供了理論依據(jù)〔3〕。物理治療主要包括物理因子治療、運動治療與輔助應(yīng)用。本文對KOA的物理治療進行梳理總結(jié)，以期為臨床治療提供幫助及借鑒。

1 物理因子治療

1.1水療 水療是指利用水的理化性質(zhì)作用于人體以調(diào)節(jié)身心功能障礙的各種治療方法，包括溫度刺激、機械刺激、化學(xué)刺激等〔4〕，可緩解疼痛、提高舒適度、緩解疲勞等。對于許多患有KOA的老年人來說，水療能夠持續(xù)改善患者的疼痛及身體功能〔5〕。而且接受水療的患者膝關(guān)節(jié)屈肌和伸肌力、耐力的表現(xiàn)更好，同時疼痛得到更好的緩解〔6〕。此外，水療在減輕行走前后的疼痛方面比傳統(tǒng)的陸上治療更優(yōu)越〔7〕。然而水療費用相對較高，且并非所有的KOA患者都適合水療，KOA患者若合并感染或者傳染病者則不適用水療。

1.2超短波 超短波作為一種電磁場治療方法，可產(chǎn)生一個頻率在27.12 MHz范圍內(nèi)的震蕩電磁場，國外稱為短波。它主要是通過熱效應(yīng)與非熱效應(yīng)發(fā)生作用。重復(fù)的超短波治療能夠促進關(guān)節(jié)軟骨損傷的修復(fù)〔8〕；顯著降低KOA患者滑膜囊厚度和膝關(guān)節(jié)疼痛〔9〕。但部分學(xué)者認(rèn)為超短波對于KOA患者并沒有良好的療效。在圍絕經(jīng)期/絕經(jīng)后婦女的KOA運動計劃中，增加超短波治療并沒有額外的療效〔10〕。由于超短波治療骨關(guān)節(jié)炎的基礎(chǔ)研究相對較少，其療效并不明確，在臨床研究方面也缺少大數(shù)據(jù)樣本的支持，無強有力的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。

1.3脈沖電磁場(PEMF) PEMF作為一項安全、無創(chuàng)、簡便的治療方法，可以改善KOA患者的疼痛、臨床評分和功能〔11〕。它能通過促進Wnt /β-連環(huán)蛋白信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和骨保護素(OPG)/細(xì)胞核因子-κB受體活化因子(RANK)配體(RANKL)/RANK信號激活來保持KOA大鼠軟骨下骨的結(jié)構(gòu)完整性〔12〕。但在治療時間與頻率的參數(shù)選擇上，不同學(xué)者有不同的看法。在治療時間上，PEMF持續(xù)治療30 min內(nèi)即可獲得有利療效〔13〕。在治療頻率的選擇中，有學(xué)者認(rèn)為75 Hz PEMF、37 Hz PEMF、5 Hz PEMF都能延緩豚鼠KOA進展，其中5 Hz PEMF刺激相對更好。其他學(xué)者認(rèn)為PEMF 0.1 Hz頻率，1.95 μT的PEMF對軟骨細(xì)胞活力、細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)和增殖產(chǎn)生最有利的反應(yīng)〔14〕。因此參數(shù)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，阻礙了PEMF的應(yīng)用及推廣。

1.4低強度脈沖超聲(LI-PUS) LI-PUS是一種頻率超過人耳聽閾(20 kHz)以上，強度為1～100 mW/cm2〔15〕。它主要是通過熱學(xué)與非熱學(xué)效應(yīng)，作用于關(guān)節(jié)、關(guān)節(jié)軟骨及周圍軟組織，減輕炎癥反應(yīng)、水腫，改善疼痛等。LI-PUS通過整合素/黏著斑激酶(FAK)/絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)途徑保護軟骨、促進關(guān)節(jié)軟管的修復(fù)，減輕KOA患者的疼痛〔16,17〕。但是LI-PUS在治療KOA時，并不能明顯改善步行能力〔18〕，可能與樣本量不足等因素有關(guān)，未來需要更多的證據(jù)，來明確LI-PUS能否改善步行能力。

1.5經(jīng)皮神經(jīng)電刺激(TENS) TENS是一種通過用電流刺激皮膚而緩解疼痛的物理治療方法，根據(jù)頻率的不同，分為高頻經(jīng)皮神經(jīng)電刺激(>50 Hz)及低頻經(jīng)皮神經(jīng)電刺激(<10 Hz)。薈萃分析認(rèn)為高頻經(jīng)皮神經(jīng)電刺激能有效改善KOA患者疼痛，而低頻經(jīng)皮神經(jīng)電刺激并沒有很好的療效〔19〕。但是也有學(xué)者〔20〕認(rèn)為無論是2 Hz(低頻)，100 Hz(高頻)或2/100 Hz(交流電)經(jīng)皮神經(jīng)電刺激重復(fù)應(yīng)用2 w，都可以改善KOA患者疼痛，且三者之間沒有明顯差異。TENS確實能有效改善KOA患者的疼痛，但治療參數(shù)的設(shè)置有待于進一步明確。

1.6低能量激光(LLLT) LLLT是一種利用低強度的光照射生物組織產(chǎn)生相應(yīng)療效，而不會造成不可逆損傷的物理治療方法。有學(xué)者認(rèn)為無論是808 nm、810 nm、904 nm、905 nm的LLLT，都能對KOA患者產(chǎn)生不錯的療效〔21〕。它可能通過降低白細(xì)胞介素(IL)-1β、IL-6、胱天蛋白酶(caspase)-3和基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-13的表達(dá)，有效預(yù)防軟骨退變和調(diào)節(jié)KOA引起的炎癥過程〔22,23〕。LLLT能有效改善KOA患者的疼痛，同時降低他們對于鎮(zhèn)痛藥的需求〔24,25〕。此外LLLT聯(lián)合其他方法治療KOA，能有效推遲關(guān)節(jié)置換時間〔26〕。但是LLLT并不能有效改善KOA患者的肌肉質(zhì)量〔27〕。而且，LLLT治療KOA患者的波長、能量密度、治療持續(xù)時間、治療天數(shù)的選擇尚沒有得到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

2 運動治療

運動治療作為KOA非藥物治療中的一種成熟治療方式，無論在國內(nèi)還是國外，都有眾多醫(yī)學(xué)指南的推薦〔28,29〕。具體的治療方法多樣，包括手法治療、力線矯正、核心穩(wěn)定性的訓(xùn)練等。這些運動療法能不同程度的有效緩解KOA患者疼痛、改善行走時間、行走速度和行走距離，同時還能減輕體重，進而改善KOA，這種收益會隨著肥胖、KOA嚴(yán)重程度的增加而增大。

2.1周圍肌肉力量訓(xùn)練 膝關(guān)節(jié)周圍肌肉的萎縮、無力，是KOA發(fā)生、發(fā)展的重要原因之一，隨著KOA病程進展，疼痛加重，又會導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)周圍的肌肉失用性萎縮，兩者之間形成惡性循環(huán)。即使在膝關(guān)節(jié)手術(shù)后，膝關(guān)節(jié)周圍肌力下降仍是最主要的并發(fā)癥之一。有學(xué)者認(rèn)為〔30〕KOA病程嚴(yán)重程度與周圍肌肉肌力呈負(fù)相關(guān)，即周圍肌肉肌力越高，KOA病情越輕。所以膝關(guān)節(jié)周圍肌肉力量的訓(xùn)練受到國內(nèi)外學(xué)者的推薦與認(rèn)可。它能通過抑制炎癥因子對關(guān)節(jié)軟管的破壞、促進血液、淋巴循環(huán)，增加關(guān)節(jié)活動度及穩(wěn)定性，有效緩解疼痛，延緩KOA病程進展。目前對于膝關(guān)節(jié)周圍肌肉力量的訓(xùn)練，主要是針對代表伸肌的股四頭肌的力量訓(xùn)練，包括等長、等張、等速訓(xùn)練等。薈萃分析〔31〕認(rèn)為股四頭肌訓(xùn)練結(jié)合髖關(guān)節(jié)功能鍛煉能有效改善KOA患者疼痛及功能。此外等長股四頭肌方法導(dǎo)致髕上囊更大的擴張，這將導(dǎo)致更準(zhǔn)確的關(guān)節(jié)內(nèi)注射〔32〕。但是較好的股四頭肌肌力并不是任何情況下都能起到保護膝關(guān)節(jié)的作用，當(dāng)膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性變差時，股四頭肌肌力的增加將加快脛骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)展〔33〕。除了股四頭肌訓(xùn)練之外，還有針對腘繩肌、股內(nèi)收肌等的肌力訓(xùn)練，但研究不如前者常見。

2.2核心穩(wěn)定性訓(xùn)練 核心穩(wěn)定性是指在動力鏈中，最適宜地對力量和運動進行傳遞與整合至四肢末端。近年來，隨著對神經(jīng)肌肉理論、筋膜鏈理論、呼吸訓(xùn)練理論的逐步認(rèn)識與完善，核心穩(wěn)定性理論在增強肌肉力量、糾正步態(tài)、改善疼痛及預(yù)防損傷方面，受到越來越多的關(guān)注與認(rèn)可。過去核心穩(wěn)定性主要強調(diào)的是神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉動力系統(tǒng)、骨骼韌帶支持三大子系統(tǒng)的相互依存和協(xié)同來發(fā)揮作用。現(xiàn)在，由于呼吸訓(xùn)練能夠極大地增強運動功能，改善生活質(zhì)量。所以在三大子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了呼吸調(diào)節(jié)系統(tǒng)，來構(gòu)成核心穩(wěn)定性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2.2.1神經(jīng)系統(tǒng) 神經(jīng)系統(tǒng)是機體對生理功能活動調(diào)節(jié)起主導(dǎo)作用的系統(tǒng)，主要由神經(jīng)組織組成，分為中樞神經(jīng)系統(tǒng)與周圍神經(jīng)系統(tǒng)。在核心穩(wěn)定性方面，神經(jīng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)接受其他三大系統(tǒng)的傳入信息，通過感受肌肉張力的變化，進行分析綜合，發(fā)出指令指導(dǎo)其他三大系統(tǒng)做出反應(yīng)。其他三大子系統(tǒng)的活動也可反過來影響神經(jīng)系統(tǒng)。過去由于對神經(jīng)系統(tǒng)缺乏足夠的理論認(rèn)識，認(rèn)為神經(jīng)系統(tǒng)是不可改造的。隨著神經(jīng)可塑性理論的發(fā)展，及各種高科技康復(fù)設(shè)備的應(yīng)用，神經(jīng)系統(tǒng)的訓(xùn)練才發(fā)展起來。

KOA患者往往表現(xiàn)出一種慢性疼痛，止痛效果欠佳，進而產(chǎn)生情緒、感覺、認(rèn)知的改變，導(dǎo)致大腦結(jié)構(gòu)與功能的改變。利用神經(jīng)可塑性理論對神經(jīng)系統(tǒng)進行訓(xùn)練，使神經(jīng)-肌肉反饋重建，可激活局部處于休眠狀態(tài)的穩(wěn)定肌肉，進而持久改善肌肉骨骼疾病。有研究〔34〕證實神經(jīng)肌肉激活技術(shù)可改善KOA患者的疼痛，且相對于單純的股四頭肌肌力訓(xùn)練，能夠更有效地提高患者的功能水平。但是仍有部分學(xué)者表示質(zhì)疑，神經(jīng)系統(tǒng)的訓(xùn)練到底能發(fā)揮多大的作用，它的基礎(chǔ)作用機制又是什么？這需要對神經(jīng)系統(tǒng)與骨關(guān)節(jié)炎進行更加深入的研究，才能提出更確切的答案。

2.2.2肌肉動力系統(tǒng) 肌肉動力系統(tǒng)，主要依靠的是核心肌群。核心定義為腰椎-骨盆-髖關(guān)節(jié)部位，具體是指肩關(guān)節(jié)以下、髖關(guān)節(jié)以上的區(qū)域。核心肌群是指肌肉起止點(或起點、或止點)在核心區(qū)域范圍內(nèi)的肌肉，一共有55對+1塊肌肉群，根據(jù)復(fù)合轉(zhuǎn)移經(jīng)過腰椎時的控制功能，又可分為局部穩(wěn)定肌、整體穩(wěn)定肌、整體運動肌。

KOA患者存在不同程度的患側(cè)肌肉力量下降、肌肉萎縮、重心改變，隨著病程的進展，健側(cè)下肢長時間代償以及健側(cè)肌肉的過度使用，都將導(dǎo)致健側(cè)下肢的疼痛，增加健側(cè)患KOA的風(fēng)險。常規(guī)的肌力訓(xùn)練偏重于膝關(guān)節(jié)周圍肌群的力量訓(xùn)練，忽略了相鄰關(guān)節(jié)、肌肉的影響及軀干對肢體的影響。而且在人體行走過程中，軀干肌肉會比下肢優(yōu)先收縮，腹橫肌又是軀干肌肉中最早收縮的，說明核心肌群在保護機制中起著重要作用。因此可以推斷出，有效的核心肌群訓(xùn)練可以有效預(yù)防損傷，極有可能降低創(chuàng)傷性KOA的患病率。核心肌群的力量訓(xùn)練不但鍛煉局部肌群，同時還可鍛煉腰腹部的核心肌群及一些深層小肌群，能夠更好地通過閉合鏈，對下肢進行更有效的力量傳遞。它可以減少患側(cè)肌群的做功，降低健側(cè)肌群的代償，更有效的減輕疼痛及改善肢體協(xié)調(diào)與平衡能力。核心肌群的訓(xùn)練手段包括不穩(wěn)定表面穩(wěn)定肌訓(xùn)練、穩(wěn)定表面主動肌訓(xùn)練、抗旋轉(zhuǎn)練習(xí)等。有學(xué)者指出〔35〕在常規(guī)膝周力量及超短波治療基礎(chǔ)上，加上核心肌群訓(xùn)練，有助于降低患者疼痛，改善膝關(guān)節(jié)功能。但選擇什么程度、什么方式的核心力量訓(xùn)練，還沒有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.3呼吸系統(tǒng) 呼吸訓(xùn)練是一種呼吸模式的訓(xùn)練方法，主要是為了使患者能正確的使用呼吸模式進行日常生活。異常的呼吸模式會導(dǎo)致異常的運動模式，長此以往會導(dǎo)致人體產(chǎn)生不良姿態(tài)，造成肌肉的異常收縮及損傷，導(dǎo)致人體的不對稱/肌肉的不對稱，破壞核心穩(wěn)定性。人體的呼吸肌主要包括膈肌、肋間內(nèi)肌、肋間外肌、腹壁肌肉等，根據(jù)性質(zhì)又可分為吸氣肌與呼氣肌。呼吸系統(tǒng)具有呼吸作用，主要是指與外界進行氣體交換。KOA患者在日?；顒樱缧凶?、肌肉力量訓(xùn)練時所產(chǎn)生的肌肉疲勞，可能與呼吸系統(tǒng)不能提供足夠的氧氣來支持當(dāng)前肌肉的代謝需求有關(guān)。其次呼吸系統(tǒng)還有非呼吸作用，包括穩(wěn)定脊柱、保持核心穩(wěn)定性及控制姿。呼吸訓(xùn)練可以通過增加腹內(nèi)壓，激活核心小肌群，進而增強核心穩(wěn)定性，減少摔倒或失去平衡的風(fēng)險。此外呼吸訓(xùn)練能緩解疼痛與焦慮，尤其是節(jié)奏緩慢深呼吸(SDB)在國外已被常規(guī)應(yīng)用于疼痛患者〔36〕。因此呼吸訓(xùn)練能有效改善KOA患者的疼痛與焦慮，提高患者生活質(zhì)量。但國內(nèi)對于這一塊的基礎(chǔ)、臨床研究相對薄弱。

綜上，無論是神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉動力系統(tǒng)還是呼吸系統(tǒng)的訓(xùn)練，本質(zhì)上都是為了增強核心穩(wěn)定性。核心穩(wěn)定性的增強，能夠最大程度地保證能量傳遞，減少膝關(guān)節(jié)、肌肉的負(fù)荷，減輕患者疼痛。同時它能增強本體感受性功能及穩(wěn)定脊柱和骨盆，來保持正確的身體姿勢和重心，改善身體協(xié)調(diào)平衡，降低損傷的可能性，減少KOA的患病率。

2.3手法治療 手法治療是借助治療者的徒手力量或者通過某些器械來作用于患者身體局部來發(fā)揮作用，包括中醫(yī)傳統(tǒng)手法治療、關(guān)節(jié)松動療法、正骨療法、整脊技術(shù)等。除了單一的手法治療外，往往還會使用手法治療配合其他治療方法，如帶針運動、正骨配合智能脈沖槍治療。其本質(zhì)是借助生物力學(xué)原理，將力學(xué)信號轉(zhuǎn)變成機械刺激信號。由于機體存在大量的機械敏感細(xì)胞，手法治療作為力學(xué)信號，轉(zhuǎn)變成機械刺激信號后可激活這些細(xì)胞的鈣離子通道，作用于局部關(guān)節(jié)、肌肉、骨骼等，修復(fù)已損傷的細(xì)胞。由于既往評價的手段有效，手法治療對KOA的治療效果只能從患者感受來評估。隨著現(xiàn)代技術(shù)的進步，我們可以通過X線、CT、磁共振成像(MRI)等影像學(xué)手段評估其療效。有學(xué)者通過MRI評估，發(fā)現(xiàn)手法治療能有效增加關(guān)節(jié)軟骨厚度、明顯增加軟骨體積、減少股骨髁部骨髓水腫區(qū)、減輕KOA患者疼痛〔37〕。但目前手法治療的推廣及應(yīng)用尚存在一定的問題：①手法治療目前的具體作用機制仍不清晰；②手法治療對于治療者的操作和(或)力量要求比較高，要求治療者對人體解剖學(xué)與生物有充分的認(rèn)識，才能精準(zhǔn)定位膝關(guān)節(jié)周圍緊張的筋膜、肌肉,并對其進行有效的松解；③不熟練的治療者很可能會給患者帶來不必要的損傷；④手法治療的時間要求比較長，患者往往很難堅持下來；⑤國家尚沒有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

3 輔 具

相鄰關(guān)節(jié)假說認(rèn)為人體是一個整體，雖然人體由不許多不同的骨骼和肌肉所組成，但從上到下觀察人體的骨骼系統(tǒng)，會發(fā)現(xiàn)人體由一層又一層的關(guān)節(jié)組成。人體關(guān)節(jié)通常具有穩(wěn)定性、活動性功能，且相鄰關(guān)節(jié)之間相互影響，任一關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)或者功能受到影響，都會影響到相鄰關(guān)節(jié)，最終影響到整體。如KOA患者本身病變在膝關(guān)節(jié)，隨著病程進展，會逐漸影響到踝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)功能、結(jié)構(gòu)，對其造成損害，進而對整個下肢生物力學(xué)、力線造成影響。而且力學(xué)因素是KOA發(fā)病的主要因素之一，隨著X線、CT、生物力學(xué)檢測技術(shù)的應(yīng)用，受到越來越多的重視。輔具是近年得到發(fā)展的新應(yīng)用，包括矯形鞋墊、膝關(guān)節(jié)矯形器、矯形鞋等。它能有效改善KOA患者活動時的關(guān)節(jié)力學(xué)情況，降低膝關(guān)節(jié)所承擔(dān)的負(fù)荷，糾正下肢力線，從而減輕疼痛，改善行動能力。有學(xué)者認(rèn)為外側(cè)楔形鞋墊能有效降低早期KOA患者視覺模擬評分(VAS)，提高生活質(zhì)量(QOL)〔38〕，降低跌倒風(fēng)險。但是矯形鞋墊的角度、材質(zhì)、外形尚沒有規(guī)劃。有許多患者因佩戴過程中的踝關(guān)節(jié)不適感，而放棄該治療。此外膝關(guān)節(jié)矯形器能明顯降低膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩(KAM),顯著改善生物力學(xué)，有效緩解疼痛〔39〕，但是它的外觀難以讓患者接受。矯形鞋能通過減少KAM峰值，矯正下肢力線，顯著減少中重度KOA患者疼痛。不過矯形鞋相對前兩者，價格比較昂貴。雖然輔具能夠有效改善KOA患者生物力學(xué)，提高生活質(zhì)量，但是尚沒有長期佩戴輔具的隨訪研究，缺失大樣本數(shù)據(jù)的支持。

綜上所述，對于 KOA患者來說，由于藥物治療可能導(dǎo)致的胃腸道、心血管等不良反應(yīng)及手術(shù)治療的高額費用等問題，物理治療已然成為KOA患者安全、經(jīng)濟且不可缺少的治療方式。但物理治療方式也不能治愈或者逆轉(zhuǎn)KOA，單一的治療方式作用往往局限，聯(lián)合治療往往能發(fā)揮更好的作用。同時具體選擇什么樣的治療方式，還要考慮患者疾病程度、經(jīng)濟條件、自我康復(fù)期許等。