膝骨关节炎患者下肢动静态位置觉的临床测试分析

陈蔚,郭燕梅,瓮长水,王秋华,彭楠

膝骨关节炎患者下肢动静态位置觉的临床测试分析

陈蔚,郭燕梅,瓮长水,王秋华,彭楠

目的了解Tetrax平衡测试训练系统中下肢关节静态位置觉测试和功能性蹲屈测试训练系统中下肢关节运动位置觉测试的重测信度,明确膝骨关节炎患者下肢关节静态位置觉和运动位置觉之间的关系。方法利用Tetrax平衡测试训练系统和功能性蹲屈测试训练系统在1周内对30例膝骨关节炎患者进行2次下肢关节静态位置觉测试和运动位置觉测试。结果双下肢中高频率段摆动系数和的组内相关系数(ICC)为0.95(P＜0.001);健侧或症状相对较轻侧、患侧或症状相对较重侧的下肢复位误差平均值的ICC分别为0.59和0.60(P＜0.001)。双下肢中高频率段摆动系数和分别与健侧或症状相对较轻侧的复位误差平均值、患侧或症状相对较重侧的复位误差平均值之间的Pearson相关系数为0.40和0.54(均P＜0.05)。结论Tetrax平衡测试训练系统中下肢关节静态位置觉测试重测信度极好,功能性蹲屈测试训练系统中下肢关节运动位置觉测试重测信度较好,两种本体感觉测试方法联合应用可以更为全面地反映膝骨关节炎患者的下肢本体感觉功能状况。

膝;骨关节炎;本体感觉;重测信度

本体感觉又称深感觉,是指肌、腱、关节等运动器官本身在运动和静止时产生的感觉。本体感觉对于平衡控制十分重要,有效的平衡控制首先需要准确的感觉传入,而感觉的准确传入依赖于感受器形态和功能的完好。膝关节有着丰富的感觉神经分布和数目较多的机械感受器[1-2],膝关节本体感觉在控制关节、校正姿势和维持平衡方面都具有极为重要的临床意义[3]。许多研究表明,膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)患者与无KOA者相比,有着更差的膝关节本体感觉[4-6]。

解放军总医院南楼康复医学科新近引进由荷兰研发的功能性蹲屈测试训练系统(Functional Squat,Monitored Rehab Systems,FSS,2031 CW Haarlem,The Netherlands)和以色列Sunlight医疗器械公司生产的Tetrax平衡测试训练系统。FSS可进行下肢关节运动位置觉测试,Tetrax平衡测试训练系统可以通过静态平衡功能测试了解受试者的下肢肌肉本体感受器的关节静态位置觉。本研究验证这两种设备的重测信度,并在此基础之上进一步明确上述两种设备在KOA患者本体感觉测试中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2009年9月～2010年2月,30例自愿接受康复治疗与评估的KOA患者在1周内进行了2次下肢关节运动位置觉测试和关节静态位置觉测试。患者中男性21例,女性 9例;年龄 45～89岁,平均(68.73±12.19)岁。受试者符合美国风湿病学会2001年制定的KOA诊断标准[7]。排除标准:①曾行膝关节置换手术者;②下肢在6个月前曾行外科手术者;③类风湿关节炎患者;④在过去的30 d内曾应用阿片类镇痛或皮质类固醇或镇痛注射液干预膝关节疼痛者;⑤高血压未得到很好控制或在运动锻炼期间存在并发心脏病的中高度危险因素者;⑥不能安全参与测试者,例如:严重的视力问题、神经功能障碍、主要或明显受限的背痛、严重骨质疏松者、不借助辅助工具无法步行10 m者;⑦无法理解和完成测试者;⑧声明不能参与或完成测试者。30例患者均签署了知情同意书。

1.2 测试方法 先测试下肢关节静态位置觉,后测试下肢关节运动位置觉。测试前1 d,告知受试者保持一般日常生活作息状态,避免剧烈运动。测试当天记录受试者的性别、年龄、身高、体重,患膝或主患膝,然后让受试者进行5 min的简单热身运动,最后由测试者向受试者介绍测试目的并说明测试程序。在对受试者进行第1次测试时,须记录受试者双脚踏于脚踏板上的位置,以防止在对受试者进行第2次重测时因脚的位置挪动而造成系统误差的发生。在1周内的2次测试间期,叮嘱受试者避免进行任何形式的本体感觉训练、肌力训练和剧烈运动。

1.2.1 下肢关节静态位置觉测试 应用 Tetrax平衡测试训练系统完成下肢关节静态位置觉测试。该设备通过4个相互独立的测试平台分别测量受试者左右足底前、后部分施加的垂直压力变化,记录压力传感器上的力学信号并将其转化为数字信号传入电脑软件系统进行自动分析处理,最终得到本研究所需的膝关节静态位置觉数据。具体测试方法为:受试者站立于测试平台上,双臂自然悬垂于身体两侧,完成8个测试姿势站立:①睁眼自然站立(normal position,with eyes opened,solid surface,NO):受试者睁眼直立于测试平台上,面部朝前,平视前方;②闭眼自然站立(normal position,with eyes closed,solid surface,NC):受试者闭眼直立于测试平台上,面部朝前;③闭眼站立,头转向右侧(closed eyes and turned head to the right,H R):受试者闭眼直立于测试平台上,头部右转45°;④闭眼站立,头转向左侧(closed eyes and turned head to the left,HL):受试者闭眼直立于测试平台上,头部左转 45°;⑤闭眼站立 ,头后仰30°(closed eyes and threw head back,HB):受试者闭眼直立于测试平台上,头部后仰30°;⑥闭眼站立,低头前倾 30°(closed eyes and bow forward,HF):受试者闭眼直立于测试平台上,低头且朝胸部方向前倾约30°;⑦睁眼脚垫站立(opened eyes on pillows,PO):受试者睁眼直立于脚下垫有泡沫橡胶垫的测试平台上,面部朝前,平视前方;⑧闭眼脚垫站立(closed eyes on pillow s,PC):受试者闭眼直立于脚下垫有泡沫橡胶垫的测试平台上,面部朝前。

每个姿势站立的测试时间为32 s。测试时保持测试环境安静,对年龄较长的受试者在测试期间加以保护以防止其在测试中发生跌倒。

记录双下肢中高频率段摆动系数和(∑F5-6)。∑F5-6能够反映双下肢肌肉本体感受器的关节静态位置感知觉,∑F5-6数值越大表示双下肢关节静态位置感知觉越差。

1.2.2 下肢关节运动位置觉测试 应用FSS测试训练系统仿照立位蹲起动作模式,通过独特的仰躺式蹲屈动作在闭链动作下完成下肢关节运动位置觉测试。该设备硬件包括一个踏板、一座可选取铅块重量的缆绳系统、一个可调整与滑动的背靠板和一台连接到设备上的计算机。硬件感应信号传递至计算机软件,再由软件系统自动分析与报告。具体测试方法为受试者仰躺于背靠板上,头部靠于头垫,肩部紧靠肩垫,受测下肢的足部踏放于踏板上,踝关节处于中立位,髋、膝关节处于屈曲90°位置。铅块重量选择10 kg。测试顺序为先健侧或症状相对较轻侧(简称“健侧”)后患侧或症状相对较重侧(简称“患侧”)。测试前,受试者以健侧练习1～2次,熟悉如何完成整个测试过程,练习时铅块重量选择5 kg。测试程序为:先以最大肌力测试和耐力测试设置运动范围的最大、最小值,然后让受试者的受测下肢在48 s内完成4次从“起始位置线”(位于屏幕左侧的蓝色基线,即髋、膝关节屈曲90°的起始位置)到“目标位置线”(位于屏幕右侧的蓝色基线,目标位置线在测试过程中始终保持不变)的复位测试,每次复位测试时间为12 s。前2次为“可视性复位测试”(即红色“+”标记存在),后2次为“非可视性复位测试”(即标记消失)。

分别记录健、患侧下肢关节(以膝关节为主)的复位误差平均值,即两次目标位置与实际复位位置的误差平均值。复位误差平均值越大表示受测下肢的关节运动位置感知觉越差。

1.3 统计学方法 应用SPSS 17.0统计软件对采集数据进行建档和统计分析。以(±s)描述患者的年龄、测试结果。前后两次测试结果的相关性(ICC)采用随机效应模型分析,ICC(3,1)＞0.75代表极好的信度,0.4～0.75代表中等到较好的信度,＜0.40代表信度差[8]。对KOA患者第1次测试的双下肢中高频率段摆动系数和(∑F5-6)与健、患侧下肢关节复位误差平均值之间进行Pearson相关性分析。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 重测信度 双下肢∑F5-6具有极好的重测信度;健、患侧下肢的复位误差平均值具有较好的重测信度。见表1。

表1 KOA患者两种测试方法前后两次测试结果

2.2 两种本体感觉测试结果的相关性 KOA患者∑F5-6与健侧(r=0.54,P＜0.05)、患侧(r=0.40,P＜0.05)下肢关节运动本体位置觉之间均存在正相关。

3 讨论

关节本体感觉主要包括关节静止时的静态位置感知觉、关节运动时的动态位置感知觉以及反射回应与肌张力调节回路的传出活动能力[9]。前两者反映本体感觉的传入活动能力,后者反映本体感觉的传出活动能力。常见的本体感觉测试方法分为运动觉测试和位置觉测试两大类[10-11],两者之间并不存在关联,即不同的测试方法只能测得部分本体感觉[12]。有学者认为位置觉测试优于运动觉测试,因为运动觉测试只能在被动状态下完成,而不能完全引发下肢主动活动时应该兴奋的感受器,测试结果不能代表受试者在主动活动时的本体感觉[12-13]。位置觉测试是通过检测受试者感知关节位置的能力来判断本体感觉的传入功能,包括静态和动态位置觉测试。

重测信度代表重复测量结果的稳定性或一致性,重测信度的高低直接影响到临床及研究人员判断被研究个体状况的准确性。本研究显示,∑F5-6具有极好的重测信度,能够稳定地反映受试者双下肢的肌肉本体感受器在关节静止状态时的位置感知觉。健、患侧下肢复位误差平均值具有较好的重测信度,它们可以较稳定地反映受测下肢本体感受器在关节运动时的动态位置感知觉;受试者在完成该项测试时需对抗一定的阻力,可以兴奋更多的肌肉感受器来增加本体感觉信息输入,从而有利于获得确切的动态位置感知觉数据。

在实际测试工作中,我们曾遇到14例老年KOA患者因对FSS测试训练系统中的下肢动态位置觉测试方法理解困难而无法正确完成该项测试,但能轻松完成Tetrax静态平衡功能测试。如果这两种测试方法所得到的动态位置感知觉和静态位置感知觉之间存在联系,将会弥补对这一部分老年KOA患者的运动位置觉功能无法了解的不足。因此,我们又对30例KOA患者的下肢关节静态位置觉和运动位置觉进行了Pearson相关性分析,结果发现KOA患者双下肢∑F5-6与健、患侧复位误差平均值之间有着较高的正相关性(r=0.40～0.54,P＜0.05)。这说明KOA患者因疼痛而导致失用性肌肉萎缩的同时,会导致作为关节本体感觉主要来源的肌肉感受器[9]肌梭内的本体感受器数目减少及感觉敏感性减退[13],从而表现出较差的动、静态本体感觉,下肢关节静态位置感知觉较差的KOA患者也同样会表现出较差的下肢关节运动位置感知觉。

在日常生活中,与静态本体感觉相比,动态本体感觉的现实意义显得更为重要。因此,在许多本体感觉研究中,研究人员更倾向于动态本体感觉的研究。本研究显示,这两种本体感觉测试方法的结果之间存在较为密切的关系,这就使得那些无法完成动态本体感觉测试的受试者,通过完成较为简单的静态平衡测试来估计他们的下肢运动本体感觉功能。但 Tetrax平衡测试系统只能测试KOA患者双下肢整体的静态本体感觉功能,而无法分别了解健、患侧下肢各自的静态本体感觉功能状况。在临床测试中,两种设备的联合应用将更有助于较全面地了解KOA患者的下肢本体感觉功能状况。

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Analysis of Clinical Trials about Lower Extremities Static and Dynamic Proprioception in Patients with Knee Osteoarthritis

CHEN Wei,GUOYan-mei,WENGChang-shui,et al.Department of Rehabilitation Medicine of Nan Lou,Chinese PLA General Hospital,Beijing 100853,China

ObjectiveTo investigate the test-retest reliability about the lower extremities static joint position sense which was tested with the Tetrax balance-test-training system,and the dynamic joint position sense which was tested with the Functional Squat System;and to investigate the relationship between the static and the dynamic joint position sense of lower extremities of the patients with knee osteoarthritis.Methods30 patients with knee osteoarthritis were tested with the lower extremities static and dynamic joint position sense twice within 7 d with the Tetrax balance-test-training system and the Functional Squat System.ResultsThe intraclass correlation coefficient(ICC)of the sum of the coefficient of medium-to-high-frequency in postural sway was 0.95(P＜0.001).The ICC of the reposition accuracy error mean of the unaffected/mild or affected/severe extremity were respectively 0.59 and 0.60(P＜0.001).The Pearson correlation coefficients of the sum of the coefficient of medium-to-high-frequency in postural sway and the reposition accuracy error mean of the unaffected/mild or affected/severe extremity were respectively 0.40 and 0.54(P＜0.05).ConclusionThe lower extremities static joint position sense test of the Tetrax balance-test-training system is well reliable,as wellas the dynamic joint position sense of the Functional Squat System.They can be used together to evaluate the lower extremities proprioception in the patients with knee osteoarthritis.

knee;osteoarthritis;proprioception;test-retest reliability

[本文著录格式]陈蔚,郭燕梅,瓮长水,等.膝骨关节炎患者下肢动静态位置觉的临床测试分析[J].中国康复理论与实践,2011,17(1):77—79.

解放军总医院科技创新基金(09KMM22)。

解放军总医院南楼临床部康复医学科,北京市 100853。作者简介:陈蔚(1977-),女,湖南常德市人,技师,主要研究方向:神经和骨科疾病的物理治疗。通讯作者:郭燕梅。

R684.3

A

1006-9771(2011)01-0077-03

2010-10-18

2010-11-29)