全身振動訓練對膝關節(jié)骨性關節(jié)炎康復療效的Meta分析與系統(tǒng)評價

宋英杰，陳北焱，劉國秀

（1.北京華生康復醫(yī)院，北京 100075；2.北京中醫(yī)藥大學，北京 100029）

膝關節(jié)骨性關節(jié)炎（Knee osteoarthritis,KOA）是中老年人最常見的運動系統(tǒng)退行性疾病，其病理特征主要包括關節(jié)軟骨變性破壞、軟骨下骨硬化或囊性變、關節(jié)邊緣骨質增生、滑膜病變、關節(jié)囊攣縮、韌帶松弛或攣縮及肌肉萎縮等[1]，患者常伴有膝關節(jié)疼痛、僵硬、腫脹、活動能力喪失和身體功能受損。KOA 臨床治療有多種方式，既往指南建議將運動、減重等非藥物治療作為基石[1-3]。近年來，全身振動訓練作為一種新興的物理治療方式因其在減輕疼痛、增強肌力、改善平衡或身體功能等方面有較好的效果而被應用于臨床治療[4-6]。此前的Meta 研究認為全身振動訓練（Whole body vibration training,WBV）在改善KOA患者臨床癥狀、身體功能等方面有一定療效[7-9]，但由于振動訓練方案、強度及評估指標的不同，導致了研究結果的不一致，例如一些研究未能發(fā)現(xiàn)疼痛強度和功能表現(xiàn)有顯著改善[10]，這阻礙了驗證WBV 訓練對KOA 患者膝關節(jié)疼痛、疾病狀態(tài)、身體功能和肌肉力量的影響。目前隨著振動訓練對KOA臨床應用的不斷擴大、新的評估指標引入，有必要更新并進一步明確全身振動訓練這一非手術康復手段對膝關節(jié)骨性關節(jié)炎患者的治療作用。本研究擬采用Meta分析結合單個研究文獻分析的方法，對WBV 療法治療KOA 進行系統(tǒng)評價，以期為臨床決策提供循證依據。

1 資料與方法

1.1 納入標準

1.1.1 研究類型 全身振動訓練治療膝關節(jié)骨性關節(jié)炎的臨床隨機對照試驗（randomized controlled trials,RCT），無論是否使用盲法。

1.1.2 研究對象 年齡、性別、病程等不限，符合膝關節(jié)骨性關節(jié)炎臨床診斷標準的患者；診斷標準包括美國風濕病學會標準（由Kellgren & Law‐rence 提出）或中華醫(yī)學會骨科學分會關節(jié)外科學組修訂的《骨性關節(jié)炎診治指南》KOA診斷標準。

1.1.3 干預措施 對照組為常規(guī)康復運動治療、姿勢運動、磁振熱、蠟療等非振動訓練治療，治療組為在非振動治療的基礎上增加振動訓練儀的治療。

1.1.4 結局指標 以疼痛視覺模擬（VAS）評分、WOMAC 評分、Lysholm 評分、股外側肌表面肌電RMS 值為主要結局指標，其余指標為次要結局指標。

1.2 排除標準 無公認的診斷標準和療效標準；重復文獻；研究疾病診斷為膝關節(jié)骨性關節(jié)炎以外的疾?。痪C述、理論研究及動物實驗；非RCT研究；治療組在對照組基礎上除增加WBV 訓練，還增加其他治療的RCT研究。

1.3 檢索策略

1.3.1 檢索數據庫 中國知網數據庫（CNKI）、萬方數據庫（Wanfang）、中國生物醫(yī)學文獻數據庫（CBM）、維普信息資源系統(tǒng)（VIP）、Pubmed、Web of Sciense、Springer Link 和Cochrane Library 共9個數據庫。

1.3.2 檢索策略 以“全身振動訓練/振動訓練”結合“膝關節(jié)骨性關節(jié)炎”為主題詞，英文為“whole body vibration training/whole-body vibration/WBV training”結合“knee osteoarthritis/KOA”，高級檢索2021 年11 月6 日以前發(fā)表的文獻，外文數據庫限制為英語。以CNKI為例，中文檢索式：（主題="全身振動訓練"OR "振動訓練"）AND（主題="膝關節(jié)骨性關節(jié)炎"）；以PubMed 為例，英文檢索式：（"whole body vibration training" OR "whole-body vibration"） AND （"knee osteoarthritis" OR"KOA"）。

1.4 初步篩選與數據提取 分別由兩位評價員單獨進行文章篩選、記錄關鍵資料數據，并互換核對檢查，若過程中遇到分歧，即由第3 位研究者協(xié)助解決。篩選文獻時，首先閱讀題目和摘要進行初次篩選，再全文閱讀進行二次篩選，直到最后確定所有納入研究。記錄的主要資料內容包含：文章題目、第一作者、文章發(fā)表時間、研究中各組的樣本數、患者年齡、療程周期、干預措施的具體治療方案、結局指標和測量數據、偏倚風險評價與方法學質量評價的關鍵要素。

1.5 偏倚風險評價 對于納入的RCT 作偏倚風險評估采取Cochrane Risk of Bias（ROB）工具評價，內容包括：具體實施的隨機分配方法、是否實施分配方案隱藏、對研究對象、試驗人員及結局評估員是否采用盲法、結果數據是否完整、是否具有選擇性報告結果及其他偏倚，最終采取“H”、“L”、“U”的評價結果，H 為高風險、L 為低風險、U 為風險不確定[11]。

1.6 統(tǒng)計分析Meta 分析采取RevMan 5.4 軟件進行。若資料為二分類數據，效應指標選用相對危險度（RR），α=0.05。若異質性檢驗結果顯示P≥0.1或I2≤50%，說明統(tǒng)計學同質性較高，即采取固定效應模型；若I2≥50%，則認為各研究結果間存在不可忽略的統(tǒng)計學異質性，應進一步分析異質性來源，在排除明顯臨床異質性的影響后，采用隨機效應模型進行Meta 分析。如存在明顯的臨床異質性，采用敏感性分析方法進行處理，或只行描述性分析[12]。

1.7 未納入Meta 分析的結局指標 本研究對未納入Meta 分析的結局指標進行系統(tǒng)分析，梳理未納入的結局指標的總數目、類別、結局指標對研究結果的影響等方面。

2 結果

2.1 文獻資料 按照1.3.2 中檢索策略進行檢索，共獲得文獻260 篇，根據納排標準逐步剔除文獻249篇，最終符合納入標準的文獻有11篇，文獻篩選的流程及結果見圖1。

圖1 文獻篩選流程及結果

2.2 初步納入文獻概況11 篇文獻涉及受試者438例，單個研究樣本量15～98 例，總體偏小。干預措施均為WBV+非振動訓練治療，非振動訓練治療包括：姿勢鍛煉、磁振熱+蠟療+有氧訓練、常規(guī)康復治療+運動、下蹲訓練、膝蓋加強訓練、下蹲訓練、傳統(tǒng)理療（中藥熱敷）。結局指標包括：膝關節(jié)疼痛評分（VAS）、骨關節(jié)炎指數評分（WOMAC）、膝關節(jié)功能評分（Lysholm）、峰力矩和肌肉耐力、肌肉屈伸力量、行走計時測試（TUG）、6min步行距離測試（6MWD）、Berg 平衡量表、30s椅立測試、功能活動測試（2MWT、TUGT、T50FWT）差值、等長四頭肌肌力（IQMS）、腦源性神經營養(yǎng)因子水平（BDNF）、表面肌電圖（sEMG）的RMS 值、五次重復椅立測試、雙下肢表面肌電信號。納入研究的基本特征詳見表1。

表1 納入文獻的基本特征

續(xù)表

2.3 偏倚風險評價2項研究[14-15]采用隨機數字表法產生隨機數列，2 項研究[16,21]采用電腦軟件生成隨機序列，2 項研究[18-19]采用隨機信封法產生隨機數列，1 項研究[13]采用抽簽法產生隨機數列，4 項研究[17,20,22-23]未描述具體的隨機方案產生辦法。3 項研究[16,19,21]報告了隨機方案的隱匿并明確了盲法實施情況。11 項研究均未報告有樣本脫落的情況。2 項研究[16,21]選擇性報告了有顯著性差異的結局指標。所有研究均未報告樣本量估算依據，但組間基線可比，受試對象納入標準、排除標準合理，資金支持未見利益相關沖突，因此11 項研究的其他偏倚風險均為低風險。綜合考慮，11項研究中有1項納入研究的方法學治療較高，其余研究的方法學質量較低，總體存在一定偏倚風險。納入研究的質量評價見表2、圖2、圖3。

表2 初步納入研究的偏倚風險評價

圖2 偏倚風險圖

圖3 偏倚風險總結圖

2.4 Meta分析結果

2.4.1 VAS 評分 本研究納入的4 個RCT 報道了治療前后的VAS 評分值。本研究納入4 個RCT 的治療前VAS 評分差異無統(tǒng)計學意義，可進行治療后的VAS 評分Meta 定量分析。異質性檢驗（I2=75%，P=0.008）表示存在較大的異質性，故應選用隨機效應模型合并效應量。結果如圖4：試驗組的VAS 評分低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義[MD=-0.64，95%CI（-1.24，0.04），P=0.04]，提示WBV治療可減輕患者的膝關節(jié)疼痛。由于統(tǒng)計異質性較大，故進行敏感性分析：逐一排除納入研究，對各研究結果間進行敏感性分析。匯總結果顯示，排除張翼等的研究可使異質性降低至0%，采用固定效應模型合并效應量：[MD=-0.64，95%CI（-1.30，-0.64），P＜0.00001]，差異有統(tǒng)計學意義。考慮異質性產生的原因：張翼等的研究中KOA 納入排除標準為2018 年中華醫(yī)學會骨科學分會關節(jié)外科學組修訂的《骨性關節(jié)炎診治指南》，其余三項研究的納入排除標準為美國風濕病學會標準。

圖4 疼痛強度VAS評分比較森林圖

2.4.2 WOMAC 評分 本研究納入的3 個RCT 中均報道了治療后WOMAC（膝關節(jié)）評分。異質性檢驗（I2=75%，P=0.04）表示存在較大的異質性，故應選用隨機效應模型合并效應量。如圖5結果顯示，試驗組和對照組WOMAC（膝關節(jié)）評分數據差異無統(tǒng)計學意義[MD=-2.59，95%CI（-8.61，3.43），P=0.40]，提示WBV 治療對患者的膝關節(jié)炎改善作用不明顯。由于統(tǒng)計異質性較大，納入研究只有2項，故直接分析兩項研究異質性產生的原因：可能與兩項研究的納入排除標準不一致相關。

圖5 骨關節(jié)炎指數WOMAC評分比較森林圖

2.4.3 Lysholm 評分 本研究納入的2 個RCT 中均報道了治療后膝關節(jié)功能Lysholm 評分。異質性檢驗（I2=0%，P=0.63）表示異質性低故應選用固定效應模型合并效應量。如圖6 結果顯示，試驗組Lysholm 評分高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義[MD=10.32，95%CI（8.23，12.40），P＜0.00001]，提 示WBV治療可改善患者的膝關節(jié)功能。

圖6 膝關節(jié)功能Lysholm評分比較森林圖

2.4.4 股外側肌表面肌電RMS 值 本研究納入的2個RCT中均報道了患者治療后股外側肌表面肌電均 方 根（Vastus Lateralis RMS）值，其 中Eloá Moreira-Marconi 等報告了患者左右兩側的股外側肌表面肌電均方根值，故將其兩組數據均納入Me‐ta分析。異質性檢驗（I2=52%，P=0.13）表示異質性高故應選用隨機效應模型。如圖7結果顯示，試驗組和對照組股外側肌表面肌電RMS 值無顯著性差異[MD=-0.40，95%CI（-13.44，12.56），P=0.95]。由于統(tǒng)計異質性較大，納入研究只有2 項，故直接分析兩項研究異質性產生的原因：①2項研究采用的檢測儀器不一致，可能導致檢測值差異較大；②兩項研究肌電檢測患者體位不同，Eloá Moreira-Marconi 等研究患者采取坐位；Ebrahim Abbasi 等研究患者分別為半蹲位和直腿抬高位。

圖7 股外側肌表面肌電RMS值比較森林圖

2.5 未納入Meta分析的結局指標分析

2.5.1 肌肉力量值 峰力矩、肌肉耐力、肌肉屈伸力量均表征患者的肌肉力量值，有4篇文獻進行了肌肉力量值的報道，其中劉衡等采用的是屈伸峰力矩（單位：N·m）表示，Lai Z 等2019、2021 年報道采用的肌肉屈伸力量（單位：Nm/kg），Sim?o AP 等采用的是等長四頭肌肌力IQMS值。Lai Z等在2021年報道的文獻中，肌肉屈伸力量值以柱狀圖表示，未提供原始數據。因此，肌肉力量值未進行Meta分析。從4篇文獻報道結果可見，全身振動訓練對下肢的肌肉力量有所改善。

2.5.2 肌肉功能活動測試Lai Z 等2019、2021 年報道均采用了TUG、6MWD 結局指標，結果顯示在實驗組和對照組中差異無統(tǒng)計學意義，因此兩篇文章中未列出具體數值；Bokaeian HR等2016年報道采用了2MWT、50FWT 和TUGT 的平均百分比變化結局指標，結果顯示肌肉活動功能在實驗組和對照組中差異有統(tǒng)計學意義，實驗組功能得分高于對照組。Aggarwal A 等、Eloá Moreira-Marco‐ni 等均報道了患者的椅立測試結果，但表述方式有30s 和5 次重復的測試差別。兩篇報道的結果均顯示，實驗組和對照組在椅立測試方面差異無統(tǒng)計學意義。

2.5.3 腦源性神經營養(yǎng)因子（BDNF）水平 Sim?o AP 等檢測了受試患者血液樣本中的腦源性神經營養(yǎng)因子（BDNF）水平。結果顯示，全身振動訓練組的BDNF 值為正值，而非全身振動訓練組的為負值，兩組差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

3 討論

本研究結合定量分析與定性分析，對全身振動訓練治療膝關節(jié)骨性關節(jié)炎康復療效有了更深的認識。Meta 分析結果顯示，全身振動訓練對膝關節(jié)骨性關節(jié)炎患者的疼痛、膝關節(jié)功能方面有一定的改善作用，而對膝關節(jié)骨性關節(jié)炎患者的骨關節(jié)炎指數和股外側肌表面肌電方面無明顯的改善作用。對未納入Meta分析的指標綜合分析可知，全身振動訓練在改善腿部肌肉力量和改善腦源性神經營養(yǎng)因子方面具有一定的效果，但在肌肉功能活動方面無明顯改善作用。通過以上結果分析可初步判斷，全身振動訓練在改善膝關節(jié)骨性關節(jié)炎患者的疼痛、膝關節(jié)功能、腿部肌肉力量和神經營養(yǎng)方面有一定優(yōu)勢，臨床康復醫(yī)師可根據患者的實際情況選擇性使用本療法。在疼痛改善方面，Wang P 等[24]2014 年和Li X 等[9]2015 年的Meta 分析結果顯示，全身振動訓練對膝關節(jié)骨性關節(jié)炎患者的VAS 評分無改善效果；而Zafar H等[8]2015 年的Meta 分析結果則顯示全身振動訓練對膝關節(jié)骨性關節(jié)炎患者的VAS 評分具有改善效果。本研究納入的RCT 結果進一步佐證了Zafar H 等的研究結論。骨關節(jié)炎指數WOMAC 評分，本研究結果與2015 年Li X 等發(fā)表的Meta 分析結果一致。在膝關節(jié)功能改善方面，Salmon JR 等的20m 步行試驗[25]及Wang P 等[7]的6min 步行試驗結果提示了全身振動訓練對膝關節(jié)骨性關節(jié)炎患者的行走能力有明顯改善，而本研究結果也從膝關節(jié)功能Lysholm評分驗證了WBV訓練對膝關節(jié)功能有改善效果。本分析中納入的兩項研究[22-23]對股外側肌表面肌電RMS 值進行了評估，結果顯示試驗組和對照組股外側肌表面肌電RMS 值無顯著性差異，而這與Benedetti MG等[26]報道得經過局部肌肉振動治療的KOA 患者肌電活動改變不一致。盡管未達成共識，但由于振動刺激影響神經肌肉系統(tǒng)，有觀點[27-28]認為，WBV 過程中由于伸展反射機制，表面肌電活動的增加與肌紡錘波的興奮性反應有關，故仍需進一步研究WBV 訓練對KOA患者肌電活動改變的影響。從研究的結局指標來看，隨著檢測技術的發(fā)展，近5 年的RCT 試驗研究結局指標更多地從經驗量表到客觀指標如肌肉力量的檢測、下肢肌肉表面肌電的檢測、腦神經營養(yǎng)因子的檢測等，這也符合現(xiàn)有全身振動訓練治療膝關節(jié)骨性關節(jié)炎的發(fā)展認識[29]。

由于缺乏全身振動訓練的最優(yōu)方案的指導方針，納入的研究采用不同的WBV 訓練參數，如頻率、振幅、持續(xù)時間、姿勢甚至振動裝置（見表1），可能會對結果有一定的影響。劉衡等研究不同頻率振動訓練對膝關節(jié)骨性關節(jié)炎的康復療效結果顯示，在同振幅（3mm）前提下，高頻振動訓練（45Hz）有利于提高KOA 老年人膝、踝關節(jié)伸肌絕對力和爆發(fā)力，中頻（30Hz）有利于提高膝關節(jié)伸肌絕對力和爆發(fā)力，而低頻（15Hz）不足以引起下肢肌群絕對力和爆發(fā)力發(fā)生顯著變化。對比表1中振動頻率、振幅與研究結論可知，振動頻率較高、振幅較大的研究，其結論顯示治療效果更加明顯，但更優(yōu)振動參數的確定需要進一步試驗探索。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)表明，全身振動訓練作為一種新的、有效的、安全的治療方法，在膝關節(jié)骨性關節(jié)炎的康復治療中得到了一定應用。但由于現(xiàn)有報道的研究樣本量較小，還需要更大范圍和高質量的隨機對照試驗來證實當前的研究結果。在膝關節(jié)骨性關節(jié)炎的評價結局指標方面，應采用客觀的、公認的終點療效指標，為二次評價提供高質量的證據，從而更好地評價療法的療效，展示療效的推廣價值。