初次膝關節(jié)置換術后一年步態(tài)分析參數(shù)與患者滿意度的研究

楊鑫煜 王偉韜 趙波 郄淑燕

在過去 20 年中，盡管全膝關節(jié)置換術(total knee arthroplasty，TKA) 的假體設計、手術技術等有著顯著進步，但仍有約 14%～28% 的患者在術后表示不滿意[1]。患者術后滿意度是基于手術療效的主觀體驗，是從患者角度評估術后療效的良好指標。導致術后不滿的因素有許多，包括一般因素(如年齡、性別、家庭等)、殘留疼痛的程度、功能限制程度、手術及護理水平等[2-5]。在這些因素中，已有文獻報道日常生活中膝關節(jié)活動能力的恢復對于患者 TKA 術后的表現(xiàn)和滿意度具有一定影響[6-10]。

既往評估影響因素的研究大部分是回顧性研究，或是基于 TKA 術后 1 年的預測回歸模型的隊列研究，以此來評估不同的預測因子，但這些研究均是使用量角器測得的被動活動角度(range of motion，ROM)[3-10]。盡管 TKA 術后關節(jié)功能取決于疼痛緩解程度、活動度改善幅度、關節(jié)穩(wěn)定性等多方面因素，但已有報道 TKA 術后膝關節(jié)在日?；顒又械闹鲃踊顒庸δ軐⒂绊懟颊邔κ中g效果的滿意程度[11]。近年來步態(tài)分析系統(tǒng)的出現(xiàn)使得精確客觀評價術后關節(jié)主動活動度成為可能。為了精確量化 TKA 術前、術后患者步行能力的改變及探索步態(tài)參數(shù)與滿意度之間的潛在聯(lián)系，筆者使用了 Vicon 三維步態(tài)分析系統(tǒng)。這一系統(tǒng)能夠提供受試者步行過程中定量且全面的生物力學信息，如關節(jié)的運動學參數(shù)及時空參數(shù)等[12]，同時，這一客觀測量結(jié)果也可以作為患者術后滿意度調(diào)查以外的有效補充。對 2019年4月至 2019年11月，于我院行 TKA 的 61例患者進行前瞻性研究，探討 TKA 術后 1 年的患者滿意度和步態(tài)分析結(jié)果之間的潛在關系。報道如下。

資料與方法

一、納入標準與排除標準

1.納入標準：( 1) 年齡 > 55歲；( 2) 符合重度骨關節(jié)炎(osteoarthritis，OA) 的診斷標準；( 3) 首次接受單側(cè) TKA；( 4) 獲得患者及家屬同意并簽署知情同意書。

2.排除標準：( 1) 存在其它下肢假體、背部疼痛；( 2) 背部手術史；( 3) 影響步態(tài)的神經(jīng)疾病或骨科疾病。

二、一般資料

本組共納入 61例，其中男 17例，女 44例；手術年齡平均(69.1±6.6)歲；術前體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI) 為 29.1±2.7，術后 1年29.2±2.1；93.4% 的患者為膝內(nèi)側(cè)間室 OA。所有患者均為原發(fā)性重度 OA，并使用 PS 假體行擇期初次 TKA。所有患者在皮膚切開前均接受抗生素靜脈滴注預防感染，術后均接受了標準的康復治療。本研究通過首都醫(yī)科大學附屬北京康復醫(yī)院倫理委員會審核。

三、步態(tài)測量

所有步態(tài)的測量均在北京康復醫(yī)院三維步態(tài)實驗室進行。在手術前 1 天和術后 1 年對患者進行步態(tài)評估，同時使用西安大略和麥克馬斯特大學骨關節(jié)炎指數(shù)(WOMAC) 對患者滿意度進行評分[13]。在測量過程中，患者以自適應步速赤腳行走。步態(tài)分析采用由 12 個攝像機組成的三維運動分析系統(tǒng)(VICON，Oxford，UK) 進行評估。根據(jù)既往文獻報道的實驗流程，在骨盆和下肢特定的解剖點放置反射標記[14]。使用 Nexus 軟件(Version 1.8.5) 對測得的數(shù)據(jù)進行分析。每例患者在步行過程中至少采集 10 個步態(tài)周期，共采集和分析以下 5 個時空及運動學參數(shù)：步速、步幅、支撐相時間百分比(支撐相時間占步態(tài)時長百分比)、膝關節(jié)屈伸范圍及膝關節(jié)最大彎曲度(圖 1、2)。

圖1 受試者骨性標志部位粘貼反光標記，這些標記由三維運動分析系統(tǒng)進行跟蹤捕捉 a：患者背側(cè)反光標記示意圖，雙手平舉；b：患者步行時正面反光標記示意圖Fig.1 Markers were pasted on the participant.These markers were tracked and captured by the 3D motion analysis system a: View from the dorsal side, arm raised on both sides; b: View from the front side when patient was walking

圖2 Vicon 系統(tǒng)采集到的光標將在電腦通過 Vicon Nexus 1.8.5 系統(tǒng)進行建模Fig.2 Markers were captured by the Vicon system and modeled on the computer using the Vicon Nexus 1.8.5 system

四、評分量表

本研究采用 WOMAC 量表評估患者術前和術后 1 年的疼痛水平，其中疼痛亞量表包含 5 個項目，功能亞量表包含 7 個項目，如果患者沒有任何疼痛或功能限制則評分為 100 分，極度疼痛或功能極度受限評分為 0 分。使用該問卷的原因是 WOMAC 評分與臨床步態(tài)分析結(jié)果如膝關節(jié)最大屈曲角度、步頻等有著良好的相關性[13,15]。通過調(diào)查問卷評估患者術后 1 年的滿意度，問卷中包括 3 個問題，分別與 TKA 術后的整體滿意度、疼痛緩解滿意度和功能改善滿意度相關。每個問題采用李克特五點量表對患者的滿意度進行評分：非常不滿意、不滿意、一般、滿意、非常滿意[1]。

五、統(tǒng)計學處理

采用 SPSS 19.0 軟件進行統(tǒng)計學分析，描述性統(tǒng)計包括均值及標準差。根據(jù)正態(tài)數(shù)據(jù)分布(偏態(tài)、峰度和 Kolmogorov-Smirnov 檢驗) 使用了配對t檢驗比較術前術后的相關步態(tài)參數(shù)。受試者的 WOMAC 評分結(jié)果計算使用中位數(shù)和四分位差表示，根據(jù)非正態(tài)數(shù)據(jù)分布(Kolmogorov-Smirnov 檢驗) 使用非參數(shù) Wilcoxon 檢驗。為了評估患者滿意度與上述步態(tài)參數(shù)之間的關系，利用模型似然比檢驗對整體模型進行有效性分析，并使用有序 Logistic 回歸對上述結(jié)果進行分析，其中自變量為患者的滿意度，根據(jù)前文所述共分為五類；自變量為所測的 6 個步態(tài)參數(shù)指標。P< 0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

一、步態(tài)結(jié)果

本組術前 WOMAC 疼痛為 40(IQR 35～50)，術后 1 年明顯改善到 90(IQR 75～95)，差異有統(tǒng)計學意義(P< 0.001)?；颊?TKA 術后各項指標除支撐相時間百分比之外，術后各項指標均較術前有明顯改善，差異均有統(tǒng)計學意義(表1)。

表1 本組手術前后步態(tài)參數(shù)對比(x-±s，n = 64) Tab.1 Comparison of preoperative and postoperative gait parameters(±s, n = 64)

表1 本組手術前后步態(tài)參數(shù)對比(x-±s，n = 64) Tab.1 Comparison of preoperative and postoperative gait parameters(±s, n = 64)

注：a差異有統(tǒng)計學意義(P < 0.05) Notice: aStatistically significant(P < 0.05)

步態(tài)結(jié)果 術前 術后 t 值 P 值步速(m / s) 1.09±0.09 1.20±0.23 -3.39 0.0012a支撐相時間百分比 62.11±2.06 61.72±2.28 0.99 0.3265步幅(m) 1.08±0.24 1.21±0.08 -4.29 0.0001a膝關節(jié)屈伸范圍(°) 45.46±8.26 48.35±7.59 -2.29 0.0258a膝關節(jié)最大屈曲度(°) 48.06±6.31 50.56±5.90 -2.25 0.0283a

二、有序 Logistic 回歸分析

表2 顯示了根據(jù)五種不同滿意度分層后術后 1 年的步態(tài)結(jié)果。其中本研究模型的似然比檢驗結(jié)果證明模型構(gòu)建有效(χ2= 16.680，df= 5，P= 0.005)。回歸分析結(jié)果顯示，患者術后 1 年滿意度與膝關節(jié)最大屈曲角度有關(P= 0.002)，而與步態(tài)速度(P= 0.253)、支撐相時間占比(P= 0.219)、步幅(P= 0.193)、膝關節(jié)屈伸范圍(P= 0.124) 沒有顯著關系(表3)。

表2 李克特五點量表分層術后 1 年的步態(tài)結(jié)果(x-±s)Tab.2 One-year postoperative gait parameters classified by Likert 5-point scale(±s)

表2 李克特五點量表分層術后 1 年的步態(tài)結(jié)果(x-±s)Tab.2 One-year postoperative gait parameters classified by Likert 5-point scale(±s)

步態(tài)結(jié)果 非常不滿意(n = 5) 不滿意(n = 4) 一般(n = 5) 滿意(n = 27) 非常滿意(n = 20) 步速 1.12±0.23 1.10±0.18 1.22±0.19 1.20±0.15 1.23±0.19支撐相時間百分比 61.44±3.44 62.43±1.82 62.25±1.60 62.36±1.83 61.68±1.66步幅 1.12±0.10 1.13±0.17 1.14±0.05 1.12±0.16 1.20±0.22膝關節(jié)屈伸范圍 48.24±6.26 46.78±6.35 43.59±1.28 48.16±9.48 49.70±6.02膝關節(jié)最大屈曲度 44.99±4.44 46.97±5.59 44.92±3.30 50.10±4.30 52.44±4.12

表3 步態(tài)參數(shù)與術后滿意度有序 Logistic 回歸結(jié)果Tab.3 The relationship between gait parameters and postoperative satisfaction by logistic regression analysis

討論

TKA 是重度 OA、創(chuàng)傷性關節(jié)炎、類風濕關節(jié)炎患者減少疼痛和恢復關節(jié)功能最有效的手術方案之一[16]。隨著我國社會老齡化的進展，重度 OA 患病率及 TKA 數(shù)量也相應增加。而步行是人們?nèi)粘Ｉ畹闹饕顒又?，步行過程中的時間參數(shù)和空間參數(shù)對于步態(tài)的評估具有十分重要的意義，如評估康復狀況、預測跌倒等[17]。有效的、定量的步態(tài)分析系統(tǒng)可以測量步態(tài)的時間參數(shù)、空間參數(shù)以及運動學參數(shù)等多項數(shù)據(jù)[14]?；谝曈X和壓力墊的步態(tài)分析實驗室(如 Vicon) 是進行精確步態(tài)分析的金標準，而國內(nèi)外目前對 TKA 術后 1 年的 3D 步態(tài)分析研究仍然存在大片空白，利用步態(tài)分析了解并量化分析影響患者滿意度的相關因素，有助于骨科醫(yī)生臨床決策的選擇，進而改善 TKA 的臨床療效。

本研究結(jié)果表明，盡管有約 15% 的患者對 TKA 表示不滿意或非常不滿意(6.6% 不滿意，8.2% 非常不滿意)，但 1 年后的 WOMAC 評分(由術前中位數(shù) 40 提高至術后中位數(shù) 90，P< 0.001) 和步態(tài)分析結(jié)果(步速、步幅、膝關節(jié)屈伸范圍及膝關節(jié)最大屈曲度) 仍然提示患者存在顯著改善。WOMAC 是一個廣泛應用于評價外科手術干預 OA 有效性的評估量表，既往有研究指出，術前疼痛較重、WOMAC 評分較低的患者，TKA 術后滿意度差，也有研究者認為，WOMAC 評分高低與 TKA 術后滿意度之間不存在顯著相關性[10,18]。進一步的研究提示，患者對手術的期望值是與不滿相關的最重要的因素之一，近 1 / 3 的患者對手術干預帶來的疼痛水平下降和功能改善抱有過高的期望[19]。此外，值得臨床醫(yī)師注意的一點是，醫(yī)師與患者對手術的期望值不同[20]。患者通過主觀感受以及填寫 WOMAC、PROMs 評分量表等評估自身的康復情況，而骨科醫(yī)師則更傾向于通過客觀的測量(如被動 ROM、步態(tài)分析等) 或影像學結(jié)果對 TKA 術后進行評價[21]。而這也是本研究的意義之一：通過前瞻性研究，將患者的主觀評價結(jié)果與客觀步態(tài)結(jié)果進行整合，以便于深入了解影響患者滿意度的步態(tài)運動學參數(shù)。

本研究中，患者的步行速度由術前(1.09± 0.09) m / s 提高至術后(1.20±0.23) m / s，差異有統(tǒng)計學意義(P= 0.0012)。步行速度是重要的功能參數(shù)之一，其能夠直接影響患者的自主性[22]。術前患者步速降低被認為與關節(jié)周圍肌萎縮、疼痛、關節(jié)活動度減少相關，TKA 術后 12 個月時，患者已通過功能鍛煉及心理適應，使步速得到了顯著的改善，這一結(jié)果也與既往大量研究結(jié)果相符[23-24]。但將步速與患者滿意度進行回歸后發(fā)現(xiàn)，步速的顯著增加并沒有對患者的滿意度產(chǎn)生影響(P= 0.625)。出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能包括以下兩個方面，首先術前膝關節(jié)疼痛是影響患者步行能力的主要因素，而在術后因為疼痛癥狀的顯著改善，患者對功能活動的要求不僅局限于水平地面步行，而是擴展到坐立與爬樓梯等日常任務的完成，但 Vicon 步態(tài)實驗室目前仍局限于水平地面的 6 min 步行測試，其因為設備限制目前尚不能完成對復雜活動(如上下樓梯) 的測試，這可能是患者滿意度與步速之間關系沒有相關性的一個原因；其次，目前國內(nèi)外對于 TKA 術后患者步態(tài)的分析往往沒有進行更為詳細的分層，而本研究則利用患者滿意度評分劃分為不同的組別，可能更能夠揭示兩者間潛在的聯(lián)系。

患者膝關節(jié)最大屈曲角度由術前(48.06±6.31) ° 提高至術后 1 年時的(50.56±5.90) °，差異有統(tǒng)計學意義(P= 0.0283)，這也與前述 WOMAC 評分結(jié)果趨勢一致。既往研究指出，在術后 1 年隨訪時，膝被動 ROM 超過 130° 的患者在預期恢復、活動功能和膝關節(jié)本體感覺方面效果最好[6]。而當術后膝關節(jié)被動 ROM 的絕對值相近時，變化幅度較大的患者術后滿意度更高[7]。這些均提示在 TKA 術后，更高的膝關節(jié) ROM 與患者滿意度的提高相關，但正如之前引用其它研究一樣，膝關節(jié) ROM 是由醫(yī)師通過量角器測量的被動活動角度，可能不能準確反映患者步行期間的膝關節(jié)功能和步行能力[25]。本研究利用 Vicon 設備所測得的結(jié)果是患者行進中的主動活動角度，可能更加真實地反映患者的自主功能。將最大屈曲角度與滿意度進行有序 Logistic 回歸發(fā)現(xiàn)，其與患者術后滿意度呈顯著相關(P= 0.002)。膝關節(jié)最大屈曲角度與患者日常任務的完成緊密相關，其參與了上下樓梯或坐起等活動，因此較低的最大屈曲角度將影響患者對 TKA 的滿意度[26-27]。值得關注的是，當患者表示滿意或非常滿意時，其最大屈曲角度均 > 50° [(50.10±4.30) °，( 52.44±4.12) ° ]，這也提示 50° 或許是一個滿意度的閾值。本研究的結(jié)果與既往 TKA 術后 3 個月隨訪的結(jié)果相一致[15]，同時發(fā)現(xiàn)了 TKA 術后 1年3D 步態(tài)結(jié)果與患者滿意度相關的潛在因素，這一發(fā)現(xiàn)可能有助于骨科醫(yī)師及康復治療師對患者的臨床干預決策。

本研究仍然存在一定局限性，根據(jù)既往文獻報道，麻醉類型、手術技術等可能會影響患者的滿意度，同時糖尿病、肺部疾病等老年慢性疾病也會對患者滿意度產(chǎn)生影響[28-30]，本研究的目的是探索獨立于上述風險因素的步態(tài)結(jié)果是否與滿意度存在深入關聯(lián)，因此沒有對上述因素進行協(xié)方差分析。

綜上所述，TKA 術后 1 年患者的整體步態(tài)結(jié)果得到顯著改善。然而，僅有步態(tài)中最大膝關節(jié)屈曲角度與患者滿意度相關，其閾值可能為 50°。關注患者在日常生活中的膝關節(jié)活動能力可以為臨床醫(yī)師提供重要的參考信息。這有助于制定未來的干預措施，更好地了解和改善術后膝關節(jié)功能的動態(tài)恢復，并為患者提供更好的康復指導意見以提高患者對于 TKA 的滿意度。