应用PNF技术改善本体感觉治疗原发性膝骨性关节炎的临床研究

陶文静　郭海英

[摘要] 目的 通过应用神经肌肉本体促进技术（proprioceptive neuromuscular facilitation，PNF）治疗膝骨性关节炎，探讨患者本体感觉的改善对膝骨性关节炎症状的治疗作用。 方法 自2017年4月～2018年4月，以60例原发性KOA患者为研究对象，设计单一肌力训练（对照组）和PNF训练（试验组）两种运动处方，观察训练前后Lysholm膝关节功能评分标准（Lysholm knee score scale，LKSS）、疼痛VAS评分（Visual analogue scale，VAS）、股四头肌和腘绳肌肌肉功能（峰力矩、相对峰力矩）和膝关节本体感觉评定的变化，观察本体感觉及肌肉功能的变化对膝关节功能改善的影响。 结果 两组间治疗前关节功能、疼痛程度、股四头肌峰力矩及相对峰力矩、腘绳肌峰力矩及相对峰力矩、本体感觉均未见显著性差异（P>0.05），治疗后试验组关节功能优于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05）;治疗后试验组疼痛程度低于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05）;治疗后试验组股四头肌峰力矩、相对峰力矩高于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05）;治疗前及治疗后腘绳肌相对峰力矩未见显著性差异（P>0.05）;治疗后试验组本体感觉优于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05）。经过spearman相关分析，关节功能变化与本体感觉变化呈正相关，随着本体感觉变化越大，关节功能变化越大（P<0.05）。试验组通过PNF训练，不仅本体感觉增强，关节功能评分也随之增高。 结论 PNF训练可以有效刺激膝关节本体信息向中枢部位的传导。这些神经肌肉反馈的信息在大脑皮层储存加工后，下行反馈增强本体感受器的灵敏度，对KOA患者进行PNF训练很有必要，而且本试验采用的训练方法不受场地和器材的限制，方便实施。

[关键词] 膝骨性关节炎;神经肌肉本体促进技术;本体感觉;运动训练;康复

[中图分类号] R684.3          [文献标识码] B          [文章编号] 1673-9701（2018）34-0095-05

膝關节骨性关节炎（knee osteoarthritis，KOA）是一种慢性、退行性关节病变，主要特点是膝关节软骨退变和骨赘形成，临床表现为活动中的疼痛、晨僵及局部肿胀等，治疗过程漫长、致残率及复发率居高。流行病调查显示中国60岁以上者膝骨关节炎发病率高达42.8%，其中女性明显多于男性[1]。这种非特异性炎症最终导致关节畸形、运动能力丧失，是一种严重影响老年人生活质量的常见疾病。

随着康复医学的发展，运动训练在膝关节相关疾病中的应用越来越广，近年有研究发现KOA患者早期行关节周围肌群力量可以有效缓解疼痛[2]，利用运动疗法进行下肢等长、短弧、闭链、多点等长等训练以增强膝关节肌力、耐力和本体感觉的综合练习，被证实在膝关节韧带重建术后、置换术后及微创治疗术后均能改善关节功能、促进膝关节静力性和动力性稳定[3]，本体感觉和膝骨性关节炎发病过程、严重程度的相关性也受到重视[4]。但本体感觉功能变化与膝关节功能改善的相关性未见报道，因此，为观察改善本体感觉对膝关节功能的影响，本研究以原发性KOA患者为研究对象，设计单一股四头肌功能训练和神经肌肉本体促进技术（proprioceptive neuromuscular facilitation，PNF）训练下肢两种运动处方，观察本体感觉及肌肉功能的变化对膝关节功能改善的影响，为临床应用PNF技术治疗KOA患者提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

自2017年4月～2018年4月，选择符合KOA诊断标准的住院及门诊患者60例，按就诊顺序依次分为试验组、对照组，各30例。两组一般资料见表1，其中年龄、性别、身高、体重比较无显著性差异（P>0.05）。

纳入标准：①符合中华医学会骨科分会制定的《骨关节炎诊治指南》（2007版）中的KOA诊断标准。②年龄50～80岁，男女不限。③双侧发病患者选用较重的单侧作为研究对象。④未接受膝关节手术、微创及关节腔注射治疗。⑤膝关节正侧位片示Kellgren-Lawrenc分级为Ⅱ～Ⅲ级;⑥知情同意。

排除标准：①患有可能影响本体感觉的神经肌肉系统疾病，如脑卒中[5]、帕金森病等;②患严重高血压、心脏病等不能耐受治疗训练;③并发其他关节炎或骨科疾病。

1.2 研究方法

1.2.1 试验组  试验组接受同一高年资治疗师指导下的PNF训练。训练具体内容包括以膝关节为轴心的下肢基本模式D1屈曲、D1伸展、D2屈曲、D2伸展。每日1次，每次40 min，每周5 d，共训练4周。训练取站立位，患者充分暴露与治疗师接触的下肢皮肤，接受疼痛耐受范围内的最大阻力施加。注意保证治疗环境的安静，在患者和治疗师正前方放置姿势镜。

下肢D1屈曲：髋屈曲、内收、外旋;膝屈伸;踝背屈、内翻，趾伸。功能活动如用足内侧踢足球。下肢D1伸展：髋后伸、外展、内旋;膝屈伸;踝跖屈、外翻、趾屈。功能活动如穿裤子时将腿伸入裤中。下肢D2屈曲：髋屈曲、外展、外旋;膝屈曲;踝背屈、外翻、趾伸。功能活动如蛙泳中的蹬腿。下肢D2伸展：髋后伸、内收、外旋;膝屈伸;踝跖屈、内翻、趾屈。功能活动如行走时足跟离地。

1.2.2 对照组  对照组接受股四头肌力量和稳定性训练，考虑患者多伴有膝关节静息性疼痛和运动后疼痛加重的症状，主要采取等长收缩和小角度的等张收缩[6]。运动处方如下：①等长收缩：患者取仰卧位膝伸0°，治疗师在患者右侧，手掌轻按在患侧髌骨上，嘱患者收缩大腿肌肉，治疗师手掌下应明确感受到髌骨滑动感。每组30次，每次收缩5 s，放松5 s，每天2次治疗各3组，主要提升股四头肌的力量。②等张收缩：运动起始角度选用屈膝30°，这个角度下髌骨尚未滑入股骨髁间沟，髌股关节面间的压力不高，可减少对疼痛的激惹。治疗师以沙袋垫在患侧腘窝下，维持膝关节屈曲30°，患者做伸膝、背伸踝关节动作，每组30个，每天2组。

1.2.3 物理因子治療  试验组和对照组均接受物理因子治疗，包括患侧膝关节红外线治疗（ZQ-108B，广州龙之杰科技有限公司），照射高度15～20 cm，强度2～3级，每次20 min，每日2次;磁疗（LGT-2600B，广州龙之杰科技有限公司），双磁头対置膝关节两侧，每次20 min，每日2次。

1.3 康复评定

两组均接受治疗前、治疗结束后两次评估。评估内容包括Lysholm膝关节功能评分标准（Lysholm knee score scale，LKSS），疼痛VAS评分（Visual analogue scale，VAS），股四头肌和腘绳肌肌肉功能（峰力矩、相对峰力矩）和膝关节本体感觉评定。

1.3.1 Lysholm膝关节功能评分  评估量表包括跛行、支持、交锁、不稳定、肿胀、上楼、下蹲、疼痛八个方面，通过数字式的评分和患者活动级别的联系，对于患者功能障碍的程度做出清楚的划分。Lysholm评分最早是评估膝关节相关韧带和半月板损伤后症状，简单明了，询问方式简便，占用患者时间短，不具有创伤性，易于被患者所接受。Lysholm评分不仅能评价患者最为重要的日常活动的功能感知，而且对于患者不同强度的运动功能等级也能做出初步评估[7]。

1.3.2 疼痛VAS评定  使用一条长10 cm的直尺，单面标有10个刻度，0分表示无痛，10分表示难以忍受的剧烈疼痛。评估时将无刻度的一面展示予患者，自主标出最能代表一周内患侧膝关节疼痛程度，对应处分数越高表示疼痛越严重[8]。评估过程由同一康复治疗师参与。

1.3.3 股四头肌和腘绳肌功能评定  使用等速肌力训练测试系统测试膝关节股四头肌和腘绳肌的峰力矩。每位患者均在测试系统上进行3 min的膝关节屈伸运动作为热身，休息1 min后开始测试，运动速度60°/s，膝关节活动范围30°～90°，记录3次重复最大收缩的峰力矩（单位：N·m）及峰力矩体质量比的平均值作为肌肉功能的评估指标[9]。评估过程由同一康复治疗师参与。

1.3.4 膝关节本体感觉评定  本体感觉评估使用等速肌力测试训练系统（Isomed 2000，德国，南京康威龙医疗设备有限公司），以患者感受到运动的角度和初始角度的绝对差值作为评价本体感觉的指标[10]。评估前进行3 min的无负荷功率自行车运动，通过被动牵拉股四头肌、腘绳肌，提高关节运动觉测试评估的准确性。膝关节初始角度为30°，患者佩戴眼罩、耳塞排除视觉和听觉干扰，常规绑带固定骨盆及患侧下肢。下肢运动方向选择用随机数字排列法选择屈/伸，运动速度2°/s，患者控制开关，当感受到膝关节被带动时按下开关。由同一治疗师参与重复测试3次，取3次绝对差的平均值作为评价指标。

1.4 统计学方法

采用SPSS22.0进行统计分析。计量资料采用均数±标准差（x±s）进行描述。计数资料采用[n（%）]进行描述。组间计量资料差异性分析采用独立样本t检验。正态数据相关性采用pearson相关进行分析。非正态数据采用spearman相关进行分析。P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

除试验组有1例患者因关节游离体卡压、诱发严重疼痛，不能配合完成PNF全程训练，余均完成训练方案。

2.1 两组治疗前后Lysholm膝关节功能评分、疼痛评分、股四头肌功能、腘绳肌功能及本体感觉功能比较

经过独立样本t检验，两组间治疗前关节功能、疼痛程度、股四头肌峰力矩及相对峰力矩、腘绳肌峰力矩及相对峰力矩、本体感觉均未见显著性差异（P>0.05），治疗后试验组关节功能优于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05）;治疗后试验组疼痛程度低于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05）;治疗后试验组股四头肌峰力矩、相对峰力矩高于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05）;治疗前及治疗后腘绳肌相对峰力矩未见显著性差异（P>0.05）;治疗后试验组本体感觉优于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05）。见表2。

2.2 试验组关节功能、疼痛评分、股四头肌肌肉功能、腘绳肌功能与本体感觉变化的关系

经过spearman相关分析，关节功能变化与本体感觉变化呈正相关（P<0.05）;疼痛变化与本体感觉变化无显著性关联（P>0.05）。股四头肌峰力矩变化及相对峰力矩变化与本体感觉变化无显著性关联（P>0.05）。腘绳肌峰力矩变化、腘绳肌相对峰力矩变化与本体感觉变化无显著性关联（P>0.05）。见表3。

3 讨论

现代医学认为与KOA发病相关的因素包括年龄、性别、体重、遗传、生物力学、细胞因子、免疫等。近年来，针对该病病因的研究细化到软骨细胞凋亡机制、关节内负荷传导紊乱、骨内压升高改变骨内血流动力学改变等方面，但针对疾病本身迄今为止并未有单一确切有效的治疗方法。针对KOA的传统治疗通常因软骨破坏的分期而不同，在疾病初期可采用保守治疗，如中药口服及外用，口服镇疼药或特异性治疗药物如氨基葡萄糖等;中期如出现游离体或骨赘增生时，常伴发滑膜炎，出现积液和肿胀，常采取微创手术治疗，比如关节镜下清扫、微骨折修复术、自体软骨移植等;晚期关节严重变形，下肢力线受影响，可考虑做人工膝关节置换。针对膝关节运动肌群的训练治疗有一定的效果，但也有新的问题，比较突出的是KOA肌力功能训练往往达不到单纯膝关节静力性稳定结构时的效果[11]。膝关节的稳定性由关节囊、韧带、肌肉及其本体感觉神经反馈共同维持[12]。膝关节本体感觉的减退将导致稳定性下降、关节运动失去控制及步态异常等[13]。研究证实，本体感觉训练产生的应激有助于脊髓反射的发展，能够更快、更有效地促进关节保持稳定;本体感觉训练可以增加反应速度和效率，更好地对运动中产生的关节应力作出反应，帮助维持关节的稳定性，提高平衡功能[14]。本研究在KOA的常规治疗基础上，加用PNF技术重点针对患者的本体感觉训练，以期发现KOA运动训练改善膝关节功能的新思路。

本體感觉又称深感觉，是指肌肉、肌腱、骨等运动器官本身在运动和静止时产生的感觉，通过存在于肌肉、肌腱、关节囊、韧带等部位的感受器发出“信号”，传导至大脑皮层、脊髓。关节本体感觉主要包括：关节位置的静态感知能力;关节运动的动态感知能力;反射回应和肌张力调节回路的传出活动能力。从解剖结构上分析，骨骼肌内包含的本体感受器包括肌梭和腱梭，感知身体各部位的空间位置、姿势和运动状态;在关节囊内、韧带、骨膜及束间间隔等结缔组织中的本体感受器包括鲁菲尼末梢、环层小体、高尔基腱器末梢和游离神经末梢，主要感知关节的静态位置、角度、运动速度、韧带张力、疼痛刺激等[15]。这些功能对维持膝关节内外平衡和动静力稳定结构具有重要的作用。本研究中，采用测定被动运动感觉阈的方法作为本体感觉的评估，测定过程中采用慢速（2°/s）的膝关节被动运动，可以最大限度刺激关节感受器，弱化肌肉感受器的作用，主要刺激鲁菲尼小体或高尔基腱器[16]，从而反映膝关节的动态感知能力。

研究结果表明，治疗后试验组在LKSS评分及VAS评分均优于对照组，表明PNF技术对关节功能改善和疼痛缓解的作用优于股四头肌肌力训练。另外，治疗后试验组股四头肌峰力矩及相对峰力矩功能优于对照组，显示PNF的训练对于股四头肌肌肉作功量的提升优于单一的等长及小角度等张肌力训练。而两组腘绳肌峰力矩及相对峰力矩功能在治疗前后均未见明显差异。控制膝关节运动的肌肉主要是股四头肌和腘绳肌，KOA患者往往存在不同程度的腘绳肌与股四头肌峰力矩比值失衡，这种比率的失衡往往会诱发关节生物力学的失衡，从而带来疼痛、关节活动障碍等一系列的问题[17]。对照组治疗过程中强调股四头肌的功能训练，忽略腘绳肌的运动训练，而试验组的开链抗阻运动可以有效调动膝关节运动的主动肌和拮抗肌，促进股四头肌和腘绳肌功能平衡。

治疗后试验组的本体感觉明显优于对照组，且本体感觉的改善和膝关节功能呈正相关。训练中通过让患者应对治疗师给予开链运动的无痛范围内的阻力，可以有效刺激膝关节本体信息向中枢部位的传导。这些神经肌肉反馈的信息在大脑皮层储存加工后，下行反馈增强本体感受器的灵敏度，这些都是本体感觉得以改善的原因[18]。试验组训练过程中，患者通过应对治疗师手法施加的阻力，向中枢神经传入大量皮肤感受和本体感觉信息，并通过观察对置姿势镜中的训练过程，加强视觉通路的传导，这些都帮助建立了正确的运动和感觉模式，并反射性地激活屈伸肌群，从而增强膝关节的稳定性。

PNF技术最初用于各种神经肌肉瘫痪患者的治疗，经过不断发展和完善，已成为多种神经肌肉系统疾病的有效康复治疗手段，疗法涉及骨科康复、神经科康复、小儿脑瘫等多个领域。本研究中的PNF训练方式，主要是以肌力协调与平衡功能结合的方式，并应用姿势镜来强调视觉反馈通路在关节位置觉调整中的作用，提高关节本体感受器对负荷信息和压力传导的敏感性，从而增强中枢神经系统对关节运动协调性的调控。试验组通过PNF训练，不仅本体感觉增强，关节功能评分也随之增高。因此，对KOA患者进行PNF训练很有必要，而且本试验采用的训练方法不受场地和器材的限制，方便实施。针对试验组的远期效果，我们另外设计了以不同系数弹力带自行抗阻的PNF训练操，简便易学。

综上所述，本体感觉是肢体正常运动的基础，对维持站立和行走的姿势有重要的调节作用。在红外线、磁疗等常规物理因子治疗的基础上，增加以PNF技术增强本体感觉的训练，对KOA患者的关节功能恢复有一定作用，值得临床推广。不足之处，本研究中的本体感觉评估以运动阈值作为参考标准，缺少位置觉的评估;试验治疗时间偏短，无电镜下对滑膜等本体感觉受体富集区的观察，以待远期完善。

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（收稿日期：2018-07-04）