膝骨关节炎患者膝屈伸肌群等速肌力及其与功能的相关性

王剑雄，周谋望，宫萍，付桂敏，李筱雯，杨延砚，丛卉，吴同绚

膝骨关节炎患者膝屈伸肌群等速肌力及其与功能的相关性

王剑雄1,2，周谋望1，宫萍1，付桂敏1，李筱雯1，杨延砚1，丛卉1，吴同绚1

目的观察膝关节骨关节炎(KOA)患者膝屈伸肌群等速肌力变化及其与膝关节功能的关系。方法23例双侧KOA患者及14名正常人进行膝屈伸肌等速肌力检查、五次坐-起试验(FTSST)、静态平衡测试、步态分析。KOA组还完成疼痛视觉模拟评分(VAS)及WOMAC骨关节炎指数评定。结果KOA组伸肌及屈肌峰力矩、峰力矩均值、平均功率、单次最佳做功及总功主患侧均小于对侧(P＜0.05)；峰力矩屈肌/伸肌(H/Q)百分比主患侧大于对侧(P＜0.05)。组间比较，伸肌所有观察指标、屈肌平均功率KOA组均小于正常对照组(P＜0.05)；峰力矩H/Q百分比KOA组大于正常对照组(P＜0.05)。KOA组伸肌等速肌力峰力矩与FTSST、步行速度、步行距离、跌倒指数、VAS评分、WOMAC-疼痛评分之间存在相关性(P＜0.05)，屈肌等速肌力峰力矩与FTSST、步态参数、跌倒指数、VAS评分、WOMAC评分之间无明显相关性(P＞0.05)。结论KOA患者伸肌及屈肌等速肌力主患侧较对侧减弱，伸肌等速肌力较正常人减弱，膝伸屈肌肌力变化不同步。KOA患者伸肌等速肌力峰力矩与膝关节疼痛、功能之间存在相关性。

膝骨关节炎；伸肌；屈肌；等速肌力；功能；疼痛

[本文著录格式]王剑雄，周谋望，宫萍，等.膝骨关节炎患者膝屈伸肌群等速肌力及其与功能的相关性[J].中国康复理论与实践,2014,20(12):1105-1108.

膝关节骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)是中老年人最常见的慢性、进展性、退行性关节疾病，它以关节软骨退变及骨质硬化、增生为主要特征，临床主要表现为发展性膝关节疼痛、肿胀、僵硬、活动受限，严重时导致关节畸形，甚至丧失关节功能，影响患者正常生活和工作。KOA患者因疼痛及日常生活活动困难，导致生活质量下降，受到越来越多的关注。下肢肌力减弱在KOA患者中常见。本研究观察KOA患者膝屈伸肌等速肌力变化及其与膝关节疼痛、功能的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料

研究病例来源于北京大学第三医院康复医学科门诊患者。符合美国风湿病协会1995年制定的KOA临床加放射学诊断标准：①近1个月大多数时间有膝关节疼痛；②X片示骨赘形成；③关节液检查符合骨关节炎；④年龄≥40岁；⑤晨僵≤30min；⑥有骨摩擦音。满足①+②，或①+③+⑤+⑥，或①+④+⑤+⑥者可诊断KOA。

纳入标准：①年龄≥45岁；②膝关节疼痛视觉模拟评分(Visual Analogue Scales,VAS)≥2.0；③意识清楚、日常生活活动自理，能配合完成检查。排除标准：①年龄≥70岁；②并发其他骨骼肌肉疾病，如发育异常、骨折术后、膝关节周围软组织损伤等；③并发其他影响下肢肌肉力量的骨科疾病及神经系统疾病，膝关节人工关节置换术后，明显膝内翻或膝外翻畸形，近4周进行系统化膝关节肌肉训练；④并发其他严重内科疾病或因其他因素导致不能完成测试。

正常对照招募年龄、性别与KOA患者匹配，无膝关节疼痛的中老年人。两组均签署知情同意书后参加研究。

共纳入双侧KOA患者23例，正常对照14人。KOA组与对照组年龄、性别构成比、身高、体重、体质量指数(Body Mass Index,BMI)均无显著性差异。见表1。

表1 KOA组与正常对照组一般资料统计

1.2 方法

研究对象入组后在同一天按以下流程进行评定和检查。①收集基本信息。②采用VAS评定KOA组膝关节疼痛。③完成西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数(Western Ontario and McMaster University Osteoarthritis Index,WOMAC)问卷。④完成五次坐起试验(Five Times Sit-to-Stand Test,FTSST)。⑤采用Tetrax平衡测试训练系统(以色列SUNLIGHT公司)进行静态平衡测试，记录跌倒指数。⑥利用Gait Trainer 3(美国BIODEX公司)进行步态分析，记录步速、步频、步行距离及跨步长。⑦利用Biodex多关节等速力量测试及训练系统4(美国BIODEX公司)完成膝屈伸肌等速肌力测试，测试方案如下：角度范围0～90°，测试速度60°/s，运动次数5次。记录峰力矩、峰力矩均值、平均功率、单次最佳做功及总功。

1.3 统计学分析

采用SPSS 19.0进行统计分析。其中KOA组与对照组的年龄、身高、体重、BMI、FTSST、步态参数、跌倒指数、峰力矩、峰力矩均值、平均功率结果均符合正态分布，采用独立样本t检验；KOA组主患侧与对侧、正常对照组优势侧与非优势侧峰力矩、峰力矩均值、平均功率结果采用配对t检验。单次最佳做功及总功采用协方差分析矫正运动角度的影响。KOA组与正常对照组性别构成比采用Fisher精确检验。等速肌力峰力矩与VAS、FTSST、WOMAC评分、步态参数、跌倒指数的相关性采用Pearson相关分析。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 功能评定

KOA组主患侧VAS评分平均(5.0±1.7)，均≥2.0；WOMAC总分(20.4±11.7)，WOMAC疼痛(4.8±2.3)，WOMAC僵硬(2.1±1.4)，WOMAC功能(13.5±9.4)，总体属轻中度疼痛、僵硬及功能受限。KOA组FTSST时间显著长于对照组(P＜0.001)。跌倒指数两组间无显著性差异。KOA组跨步长小于对照组(P＜0.05)，步态分析其余指标均无显著性差异。见表2。

表2 两组功能评定结果比较

2.2 等速力量测试

KOA组伸膝肌群(股四头肌为主)、屈膝肌群(腘绳肌为主)所有观察指标主患侧小于对侧(P＜0.05)，峰力矩屈肌/伸肌比(hamstring/quadriceps,H/Q)主患侧明显大于对侧(P＜0.01)。见表3、表4。

对照组伸膝、屈膝肌群峰力矩、峰力矩均值、平均功率、单次最佳做功、总功、峰力矩H/Q两侧均无显著性差异。取对照组双侧平均值作为测定值进行组间比较。KOA组主患侧伸膝肌群各指标均明显小于对照组(P＜0.01)；屈膝肌群平均功率小于对照组(P＜0.05)；峰力矩H/Q明显大于对照组(P＜0.01)。见表5、表6。

表3 KOA组两侧等速力量比较

表4 KOA组两侧等速做功比较

表5 KOA组主患侧与对照组等速力量比较

表6 KOA组主患侧与对照组等速做功比较

2.3 相关性分析

KOA组伸膝肌群峰力矩与FTSST、跌倒指数、VAS、WOMAC疼痛呈中度负相关，与步行速度及步行距离呈中度正相关；屈膝肌群峰力矩与FTSST、步态参数、跌倒指数、VAS、WOMAC评分无明显相关性。见表7。

表7 等速肌力峰力矩与功能评定的相关性

3 讨论

本研究显示，KOA患者主患侧伸膝肌群及屈膝肌群等速肌力峰力矩、运动效率、做功能力较对侧减弱，说明症状较重的一侧相对于对侧存在明显肌力下降。李放等的研究选择单侧KOA患者，发现患侧膝屈伸肌绝大多数等速肌力指标小于健侧[1]，与本研究结果相似。KOA患者主患侧伸膝肌群等速肌力峰力矩、运动效率、做功能力明显小于正常人，其中峰力矩较正常人下降34.9%。既往众多研究也发现，KOA患者伸膝肌群较正常人下降10%～60%[2-5]。

KOA患者主患侧屈膝肌群只有运动效率组间有显著性差异，且主患侧峰力矩H/Q明显大于对侧及正常对照组，说明KOA患者伸屈肌肌力变化不同步，伸膝肌群肌力变化较屈膝肌群更显著，KOA对伸膝肌群的影响重于屈膝肌群。

Hall等发现，KOA患者屈膝肌群等速肌力虽然低于正常人，但没有统计学意义[6]。也有研究发现KOA患者膝伸屈肌群均存在不同程度下降[7-9]。Tan等发现KOA患者屈膝肌群肌力显著低于正常对照组[10]。屈膝肌群肌力变化各研究结果不尽一致，可能与KOA患者病程、疾病严重程度等有关，总体上屈膝肌群不如伸膝肌群肌力下降得显著。

李放等通过电生理检查比较单侧KOA患者健患侧差异，发现两侧股神经最大电刺激诱发电位峰-峰值、潜伏期无显著性差异，而患侧髌腱反射诱发电位峰-峰值显著低于健侧；健患侧坐骨神经最大电刺激诱发电位峰-峰值、潜伏期、股二头肌腱反射诱发电位峰-峰值均无显著性差异[11]。提示从脊髓水平反射角度分析，KOA患者伸膝肌存在抑制而屈膝肌无明显抑制，即KOA对屈伸膝肌运动神经元的抑制有一定选择性，对伸膝肌群的影响重于屈膝肌群。

本组患者总体上功能属于轻中度受限。相关性分析显示，只有伸膝肌群峰力矩与KOA患者FTSST、步态、跌倒指数、VAS、WOMAC评分之间存在相关性。吴毅等发现，KOA患者伸膝肌群及屈膝肌群峰力矩与膝关节疼痛、下肢功能(包括行走、上下楼、站起坐下、下蹲)均有很强的正相关关系(r=0.54～0.75)[12]，屈肌结果与本研究结果不一致，可能与入组患者疾病严重程度及样本量不同有关。Berger等发现，WOMAC总分越高，KOA患者伸膝肌群肌力越弱[13]。王国新等发现，单侧KOA患者VAS越高，患侧伸膝肌群等速肌力峰力矩及总功较健侧下降越明显[14]。均与本研究结果相似，说明伸膝肌群对其功能影响更大。

疼痛是影响KOA患者日常生活活动及生活质量的重要因素，转移是日常生活活动的重要内容之一。本研究中，坐起、步行、静态平衡是完成转移所需的基本功能。本研究提示，为缓解KOA患者膝关节疼痛，改善功能，应该重视伸膝肌群肌力训练，这也是各种KOA治疗指南一致推荐的治疗方法[15]，且力量训练恰恰是人们锻炼的薄弱环节[16]，今后应该加强进一步力量训练的推广及宣教。

综上所述，KOA患者主患侧膝屈伸肌等速肌力较对侧减弱。KOA患者主患侧伸膝肌群等速肌力较正常对照组减弱，而屈膝肌群肌力变化不明显，膝伸屈肌肌力变化不同步。KOA患者伸膝肌群等速肌力峰力矩与FTSST、步态、静态平衡、VAS、WOMAC评分之间存在明显相关性。在指导KOA患者康复训练时，应该强调伸膝肌群力量训练。

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Isokinetic Strength of Knee Flexors and Extensors and Relationship with Functions in Patients with Knee Osteoarthritis

WANG Jian-xiong,ZHOU Mou-wang,GONG Ping,FU Gui-min,LI Xiao-wen,YANG Yan-yan,CONG Hui,WU Tong-xuan.Department of Rehabilitation Medicine,Peking University Third Hospital,Beijing 100191,China

ObjectiveTo investigate the isokinetic strength of knee extensors and flexors in patients with knee osteoarthritis(KOA),and to establish the correlation between the isokinetic strength and function in patients with KOA.Methods23 patients with bilateral KOA and 14 matched normal controls finished the isokinetic test of knee extensors and flexors,the Five Times Sit-to-Stand Test(FTSST),Gait analysis,and Balance test.The KOA patients were evaluated with Visual Analog Scale(VAS)for pain and Western Ontario and McMaster University Osteoarthritis Index(WOMAC).ResultsIt was less of the peak torque,average peak torque,average power,max rep total work,total work of knee extensors and flexors in the mainly involved limbs than the contralateral limbs(P＜0.05),and more of the hamstring/quadriceps peak torque(H/Q)percentage(P＜0.05)in the patients.It was less of all the observed indicators of knee extensors and average power of knee flexors in the patients than in the normal controls(P＜0.05),and was more of the H/Q percentage(P＜0.05).The peak torque of knee extensors correlated with the results of FTSST,walking speed,walking distance,falling index,VAS,and WOMAC-pain(P＜0.05),but the peak torque of knee flexors did not(P＞0.05).ConclusionIt is weak of the isokinetic strength of knee extensors and flexors in patients with KOA in the mainly involved limb,as well as the isokinetic strength of knee extensors compared with the normal controls.The changes in the extensors and flexors are not equivalent.The peak torque of knee extensors significantly correlated with the pain and functions of the knee.

knee osteoarthritis;extensors;flexors;isokinetic muscle strength;function;pain

10.3969/j.issn.1006-9771.2014.12.002

R684.3

A

1006-9771(2014)12-1105-04

2014-08-25

2014-10-13)

1.北京大学第三医院康复医学科，北京市100191；2.泸州医学院附属医院康复科，四川泸州市646000。作者简介：王剑雄(1987-)，女，四川达州市人，博士，讲师，主要研究方向：骨科康复、脊髓损伤康复。通讯作者：周谋望(1960-)，男，硕士，主任医师，博士生导师，主要研究方向：骨科康复、运动损伤康复、脊髓损伤康复及膀胱功能重建、骨质疏松症治疗及疼痛治疗。E-mail:zhoumouwang@163.com。