膝骨关节炎患者静态平衡能力的影响因素分析

2017-07-18王晓玲钟彩虹邓杏兰刘巧灵谢荣福

中国全科医学 2017年20期

王晓玲，陈峰，王勇，钟彩虹，邓杏兰，刘巧灵，谢荣福

·论著·

王晓玲1,2,3*，陈峰4,5*，王勇4,5，钟彩虹4,5，邓杏兰1，刘巧灵1，谢荣福1

目的探讨膝骨关节炎(KOA)患者病程、体质指数(BMI)、疼痛程度、骨关节炎指数(WOMAC)量表积分与静态平衡能力的相关性。方法选取2016年1—10月社区招募和福建中医药大学附属第三人民医院门诊就诊的KOA患者50例为研究对象。采用疼痛视觉模拟评分(VAS)评价膝关节疼痛程度，采用WOMAC量表评价膝关节功能，采用Pro-Kin 254P型平衡测试系统评价睁眼、闭眼静态平衡能力。结果 KOA患者病程与睁眼静态平衡指标前后方向标准偏差、横向标准偏差、前后方向平均运动速度、横向平均运动速度、运动椭圆面积、运动长度呈正相关(P<0.05)；BMI与闭眼静态平衡指标横向标准偏差、运动椭圆面积呈正相关(P<0.05)；VAS与睁眼静态平衡指标y轴平均压力中心呈正相关，与罗伯长度呈负相关(P<0.05)；WOMAC量表日常功能活动积分与闭眼静态平衡指标y轴平均压力中心呈正相关(P<0.05)。结论 KOA患者病程、BMI、疼痛程度、日常功能活动能力与静态平衡指标有关，患者静态平衡能力对视觉的依赖较大。

骨关节炎，膝；姿势平衡；人体质量指数；关节痛；关节功能

王晓玲，陈峰，王勇，等.膝骨关节炎患者静态平衡能力的影响因素分析[J].中国全科医学，2017，20(20)：2464-2468.[www.chinagp.net]

WANG X L,CHEN F,WANG Y,et al.Associated factors of static balance ability in patients with knee osteoarthritis[J].Chinese General Practice，2017，20(20)：2464-2468.

膝骨关节炎(knee osteoarthritis，KOA)是一种以关节软骨退变为主并伴有软骨下骨质增生疾病，临床主要表现为关节疼痛、僵硬，不同程度的功能障碍，平衡控制降低，跌倒风险增加，甚至致残等，严重影响中老年人的生活质量[1-4]。跌倒是平衡功能缺失所致的突然意外摔跌，是导致老年人损伤的最常见原因，发生率高，危害性大[5]。研究表明，跌倒是65岁以上老年人意外死亡的最主要原因，因跌倒损伤而住院的老年人病死率是非跌倒损伤者的5倍[6]。既往研究认为，病程、体质指数(BMI)是KOA患者疾病发展的重要因素[7-8]。KOA患者疼痛、功能下降会对维持平衡功能的本体感觉传入能力产生不良影响，从而导致平衡功能下降[9-10]，引起跌倒风险增加[11]。Pro-Kin 254P型平衡测试系统能够精确量化评定人体睁眼、闭眼的静态平衡能力，具有较好的信度和效度[12]。本研究探讨KOA患者发病特点、疼痛和日常活动受限与静态平衡下降的相关性，为降低中老年KOA患者跌倒风险提供依据。

1 对象与方法

1.1 病例纳入与排除标准纳入标准：(1)符合1995年美国风湿病协会修订的KOA诊断标准[13]，①近1个月内反复膝关节疼痛，②X线片(站立或负重位)示关节间隙狭窄、软骨下骨硬化和/或囊性变、关节缘骨赘形成，③关节液检查(至少2次)显示清亮、黏稠，白细胞计数(WBC)<2 000个/ml，④年龄≥40岁，⑤晨僵≤30 min，⑥活动时有骨摩擦感(音)，符合①+②，或①+③+⑤+⑥，或①+④+⑤+⑥，即可诊断；(2)年龄为40～75岁；(3)签署知情同意书，同意坚持全程治疗；(4)患侧膝关节Kellgren-Lawrence(KL)分级≥Ⅱ级；(5)疼痛视觉模拟评分(VAS)≥3分。排除标准：(1)合并扭挫伤或其他创伤；(2)下肢关节严重畸形、疼痛及其他影响正常步行的病变；(3)有手术或关节镜治疗史；(4)合并严重的内脏病变、其他严重代谢异常疾病及骨肿瘤等；(5)3周内接受免疫抑制剂、肾上腺皮质激素局部或全身治疗；(6)精神疾病、智力障碍及妊娠期、哺乳期妇女。

1.2 研究对象选取2016年1—10月社区招募和福建中医药大学附属第三人民医院门诊就诊的KOA患者50例为研究对象，其中男12例，女38例；平均年龄(59.9±6.7)岁；患侧为右侧20例，左侧30例。本研究获得福建中医药大学附属人民医院伦理学审查。

1.3 方法

1.3.1 VAS 使用一条长10 cm的游动标尺，一面标有10个刻度，两端分别为“0”和“10”，0分表示无痛，10分代表难以忍受的最剧烈疼痛。患者面对无刻度一面，标出最能代表疼痛程度的位置，表示最近1周内膝关节疼痛程度，得分越高，疼痛越严重。测试由专业康复治疗师评定。

1.3.2 膝关节功能采用骨关节炎指数(WOMAC)量表评价膝关节功能，该量表是国际公认的骨关节炎评价量表，主要包括疼痛(20分)、僵硬(8分)和日常功能活动(68分)3个方面，积分为0～96分，总积分越高，说明骨关节功能障碍越严重。本研究由康复治疗师采用WOMAC量表V3.1普通话版，5方格评分法进行评定。

1.3.3 静态平衡评定采用平衡反馈训练仪(Pro-Kin 254P型平衡测试系统，意大利Tecnobody公司)，将系统自带的4个锁块置于平衡板下方并固定，选取静态平衡评估模块进行站立位静止稳定性测试。患者脱鞋站在平衡板上，左右对称站立于测力台中心，双足第二脚趾正对平衡板A2、A8线，足跟并拢于A1、A5线，双侧足弓最高点位于A3、A7轴线上；双上肢自然垂于身体两侧，挺胸抬头平视前方，患者要尽最大努力保持直立稳定姿势，睁、闭眼各测试3次，记录睁眼、闭眼平衡指标，包括x轴平均压力中心〔C.O.P(x)〕、y轴平均压力中心〔C.O.P(y)〕、前后方向标准偏差(SD of ap)、横向标准偏差(SD of la)、前后方向平均运动速度(AS of ap)、横向平均运动速度(AS of la)、运动椭圆面积(Area)、运动长度(Length)、罗伯面积(闭眼运动椭圆面积/睁眼运动椭圆面积×100，Romberg area)和罗伯长度(闭眼运动长度/睁眼运动长度×100 ，Romberg length)，取平均值。

2 结果

2.1 一般情况KOA患者BMI为(24.5±2.6)kg/m2；病程(8.8±7.7)年；VAS(5.8±1.3)分；WOMAC量表总积分(33.2±18.3)分，其中疼痛(7.9±4.3)分，僵硬(3.5±1.9)分，日常功能活动(21.9±13.4)分。

2.2 病程、BMI与静态平衡指标的相关性KOA患者病程与睁眼静态平衡指标SDofap、SDofla、ASofap、ASofla、Area、Length呈正相关(P<0.05)；BMI与闭眼静态平衡指标SDofla、Area呈正相关(P<0.05，见表1)。

2.3VAS与静态平衡指标的相关性KOA患者VAS与睁眼静态平衡指标C.O.P(y)呈正相关，与Romberglength呈负相关(P<0.05，见表2)。

2.4WOMAC量表积分与静态平衡指标的相关性KOA患者日常功能活动积分与闭眼静态平衡指标C.O.P(y)呈正相关(P<0.05，见表3)。

3 讨论

人体在静止站立时尽量保持不动，但实际上始终围绕自身的平衡点不断晃动，这是自我意识无法控制的，称为生理性姿势动摇,能够反映人体自控反射能力[14]。站立位姿势稳定性是反映人体平衡能力的重要指标，已被国内外研究者广泛使用[15-16]。日常生活中的站立、行走及各种动作均依赖于有效的平衡保障。平衡是指人体在稳定极限范围内保持身体重心(centerofgravity,COG)在支撑基底面上的能力，维持人体平衡是相当复杂的神经肌肉控制过程。人体姿势平衡的维持依赖于中枢神经系统对视觉、本体感觉和前庭觉信息的整合协调及对运动效应器的控制。膝关节本体感觉由位于膝关节周围的肌肉、肌腱、关节囊、韧带、半月板、关节软骨和皮肤的感受器发生的传入信号整合而成，信号在不同中枢处理以后,通过反射回应和肌张力调节回路传出活动。人体平衡有赖于中枢神经控制下的感觉系统和运动系统的共同参与、相互协作，任何环节出现异常均易导致跌倒的发生[5]。KOA患者由于下肢肌力减退、本体感觉减弱、关节活动范围减少等原因而加剧平衡障碍，易于跌倒[17-18]。

表1 KOA患者病程、BMI与静态平衡指标的相关性(r值)

注：C.O.P(x)=x轴平均压力中心,C.O.P(y)=y轴平均压力中心,SD of ap=前后方向标准偏差,SD of la=横向标准偏差,AS of ap=前后方向平均运动速度,AS of la=横向平均运动速度,Area=运动椭圆面积,Length=运动长度,Romberg area=罗伯面积,Romberg length=罗伯长度，BMI=体质指数；aP<0.05

表2 KOA患者VAS与静态平衡指标的相关性(r值)

注：VAS=视觉模拟评分；aP<0.05

表3 KOA患者WOMAC量表积分与静态平衡指标的相关性(r值)

Table 3 Correlations of the parameters of static balance ability with the total score and scores of subscales of WOMAC in KOA patients in both eyes-open and eyes-closed conditions

指标闭眼睁眼C.O.P(x)C.O.P(y)SDofapSDoflaASofapASoflaAreaLengthC.O.P(x)C.O.P(y)SDofapSDoflaASofapASoflaAreaLengthRombergareaRomberglength疼痛0.1090.1000.1040.1120.0400.0250.027-0.0100.0880.0810.0010.033-0.0890.030-0.014-0.0120.081-0.003僵硬0.0590.0180.0500.0720.1200.0990.0050.1070.1040.0540.1190.2060.1020.2180.1350.155-0.0740.013日常功能活动-0.0560.279a0.0840.1940.0920.1110.0580.0560.0360.199-0.0300.0400.0090.137-0.0150.0920.121-0.017总积分-0.0100.2330.0910.1760.0900.0960.0490.0500.0570.174-0.0090.059-0.0030.130<0.0010.0810.100-0.013

注：aP<0.05

Pro-Kin 254P型平衡测试系统主要由压力传感器、计算机和软件组成，压力传感器可以感知平衡板重心变化并将信号转化成数据输入计算机中，实现静态平衡的量化精确评定。人体在静态或缓慢移动的状态下，C.O.P可近似等于COG[19]。标准偏差(包括前后方向、横向)指各个时间的数值偏离中心位置的离散程度，数值越大表示离散程度越大；平均运动速度(包括前后方向、横向)是指压力中心的移动速度，速度越大则越不稳定。标准偏差、平均运动速度不仅能够反映患者平衡功能，而且是预测老年人跌倒的重要指标。Area指压力中心运动轨迹所包绕的面积，Length指压力中心运动轨迹的长度，两者能够反映COG摆动程度，表示本体感觉性姿势控制功能，数值越小提示静态平衡能力越好；Romberg area、Romberg length能够反映平衡维持过程对视觉的依赖程度。与性别、年龄和BMI相匹配的对照相比，KOA患者存在平衡缺陷，跌倒风险更高[16-19]。本体感觉功能随年龄增大而减弱，视觉是维持老年人平衡功能的重要因素之一。本研究结果显示，KOA患者病程、BMI与静态平衡指标呈正相关，尤其睁眼静态平衡，表明KOA患者静态平衡对视觉的依赖性较高，病程越长，BMI越高，静态平衡能力越差，存在更高的跌倒风险。研究认为，肥胖可明显加重负重关节所承受的生物机械负荷，从而导致关节疼痛、功能障碍[20]。

KOA患者的主要临床表现为疼痛和功能障碍，严重影响生活质量。已有研究证实，KOA患者股四头肌肌力较健康者下降22%～36%[21]，WOMAC量表积分的疼痛、功能障碍等积分与膝关节矢状面屈伸肌群等速峰力矩呈负相关[22]。肌力下降引起身体功能障碍，日常活动减少又加重肌力下降，进而造成关节稳定性下降,下肢负重力线改变，临床症状加重。WOMAC量表主要包括行走、上下楼梯、坐起、进出汽车等动作，这些功能活动以伸肌参与为主。本研究结果显示，KOA患者VAS与睁眼静态平衡指标C.O.P(y)呈正相关，与Romberg length呈负相关；WOMAC量表日常功能积分与闭眼静态平衡指标C.O.P(y)呈正相关。C.O.P(y)分布可能与负责膝关节矢状面稳定性的股四头肌等伸肌肌力下降有关，其对站立、行走和日常活动功能至关重要。KOA患者静态平衡越差，则患者的疼痛、功能受限越明显，可能与矢状面的伸肌肌力降低有关；视觉越差者静态平衡能力降低，关节疼痛越重。下肢肌力减弱、本体感觉减退等均为影响机体稳定性的主要因素。随着病情进展和功能受限，膝关节腔及关节周围组织感受器数量减少，导致患者膝关节本体感觉减退，影响患者机体平衡[23]。已有研究认为，与同年龄段健康组相比，KOA患者静态姿势侧向和前后向摆动增加，而膝关节疼痛的严重程度可能是其中原因之一[21]。

综上所述，KOA患者病程、BMI、疼痛程度、日常功能活动能力与静态平衡指标有关，患者静态平衡能力对视觉的依赖较大，存在较高的跌倒风险。这可能由于KOA患者伸肌肌力降低、视力减弱、本体感觉受损、神经肌肉控制能力下降等原因所致，其深层机制有待于进一步探讨，可从扩大样本、排除前庭功能影响等方面开展后续研究。

作者贡献：王晓玲进行文章的构思与设计，进行结果的分析与解释，撰写论文及论文修订，对文章整体负责，监督管理；王晓玲、陈峰进行研究的实施与可行性分析；陈峰负责文章的质量控制及审校；王勇、钟彩虹进行数据收集；邓杏兰、谢荣福进行数据整理；王晓玲、刘巧灵进行统计学处理。

本文无利益冲突。

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(本文编辑：吴立波)

Associated Factors of Static Balance Ability in Patients with Knee Osteoarthritis

WANGXiao-ling1,2,3*,CHENFeng4,5*,WANGYong4,5,ZHONGCai-hong4,5,DENGXing-lan1,LIUQiao-ling1,XIERong-fu1

1.SchoolofRehabilitationMedicine,FujianUniversityofTraditionalChineseMedicine,Fuzhou350122,China2.FujianProvincialInstituteofRehabilitationIndustry,Fuzhou350122,China3.FujianKeyLaboratoryofRehabilitationTechnology,Fuzhou350122,China4.FujianSportsScienceResearchInstitute,Fuzhou350003,China5.KeyLaboratoryofMotorFunctionAssessment，GeneralAdministrationofSportofChina,Fuzhou350003,China

*Correspondingauthors：WANGXiao-Ling，Associateprofessor；E-mail：535286728@qq.com

CHENFeng，Researcher；E-mail：cncf666@126.com

Objective To investigate the correlation of course of knee osteoarthritis(KOA),body mass index(BMI),degree of pain,scores of Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index(WOMAC) with the static balance ability in patients with KOA.Methods From January to October 2016,50 participants were recruited for this study,including KOA community residents and KOA outpatients of the Third People′s Hospital Affiliated to Fujian University of Traditional Chinese Medicine.The status of knee pain was assessed by Visual Analogue Scale(VAS),knee joint function was assessed by WOMAC,and static balance ability in both eyes-open and eyes-closed conditions was assessed by Pro-Kin 254P system.Results The course of KOA was found to be positively correlated with the values of balance parameters of SD of ap，SD of la，AS of ap，AS of la，Area，Length in eyes-open condition(P<0.05).BMI was positively associated with the values of static balance parameters of the SD of la，Area under eyes-closed condition(P<0.05).VAS scores were positively correlated with the static balance parameter of C.O.P(y)(P<0.05),but negatively correlated with Romberg length(P<0.05) under eyes-open condition.There was a positive correlation between static balance parameter of C.O.P(y) and WOMAC function subscale scores under eyes-closed condition(P<0.05).Conclusion The poor static balance ability in KOA patients is associated with prolonged course of KOA,increased BMI and pain,reduced function ability,and the patient′s static balance ability has a greater reliance on vision.

Osteoarthritis,knee；Postural balance；Body mass index；Arthralgia；Knee joint function

福建省自然科学基金资助项目(2016J01383)；福建省2016年国家级大学生创新创业训练计划项目(201610393028)；福建中医药大学2014年重点学科专项校管课题(X2014075-学科)；2014年福建省公益类科研院所自主选题研究项目(2014R1030-2)

R 684.3

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.06.y13

2016-12-14；

2017-05-09)

1.350122福建省福州市，福建中医药大学康复医学院

2.350122福建省福州市，福建省康复产业研究院

3.350122福建省福州市，福建省康复技术重点实验室

4.350003福建省福州市，福建省体育科学研究所

5.350003福建省福州市，国家体育总局运动机能评定重点实验室

*通信作者：王晓玲，副教授；E-mail：535286728@qq.com