45Hz高频振动训练干预老年膝骨关节炎患者的效果及对下肢肌肉耐力与骨密度的影响

曹 小 琳

(郑州市骨科医院 郑州 450000)

膝骨关节炎(KOA)是一种退行性骨关节疾病，是因关节滑膜退变而引起的关节病变，常发于老年人群[1]。发病时多伴随活动受限、剧烈疼痛和肌肉耐力下降，严重者出现膝关节畸形和肢体功能障碍[2]。因而如何提高老年患者下肢肌肉耐力，提高患者生活质量是关注重点。临床治疗KOA以缓解患者关节疼痛、提高下肢功能为主。越来越多的研究证实振动训练可通过产生的冲击性振动刺激相关肌群，使参与运动的单位肌群持续高频率放电，以提高神经肌肉系统的兴奋性，从而增强患者下肢肌力[3]。此类研究从不同频率和不同振幅等多角度探讨了振动训练的效果所在[4]，但因研究对象的不同结论也不相同，使不同年龄段人群对振动训练的频率选择仍存在一定争议。鉴于此，我院特选取45Hz高频振动训练对老年KOA患者的临床作用进行研究，旨在分析其对老年KOA患者下肢肌肉耐力、下肢骨密度和关节症状的影响，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取我科2018年7月～2020年9月期间治疗的老年KOA患者为研究对象， 纳入标准：(1)经影像学检查后确诊为KOA[5]；(2)年龄均为60岁以上；(3)可完成研究中安排训练内容；(4)患者或家属均签订知情同意书；(5)研究经医院伦理委员会批准后实施。排除标准：(1)因其他疾病导致的膝关节畸形；(2)既往有下肢关节手术史；(3)合并有肾结石、心律不齐、携带心脏起搏器、近期接受外科手术等患者；(4)近期接受过系统性力量训练。将完全符合纳入标准和排除标准的125例老年KOA患者按抽签法分为对照组和观察组。对照组62例中男25例，女37例；年龄60～71岁，平均年龄(65.35±3.47)岁；平均体质量(21.36±2.05)kg/m2。观察组63例中男29例，女34例；年龄60～73岁，平均年龄(64.88±3.13)岁；平均体质量(21.69±2.24)kg/m2。两组患者性别、年龄和体质量对比无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2 方法

除服用药物、注射玻璃酸钠等基础治疗外，两组患者均使用德国IsoMed 2000振动训练仪依次进行训练，对照组患者实施30Hz振动训练，观察组患者选择45Hz振动训练，振幅均设置为2mm，所有患者均在振动仪上进行提踵、半蹲、深蹲三项运动，每项运动完成8次为1组，共3组，每组休息30s。每周进行4次，每次训练约25min。两组均训练16周。整个训练过程有专业负责人员进行监督和指导，保证训练安全性。

1.3 观察指标与判定方法

(1)下肢肌肉耐力：采用Biodex System 4s等速肌力测试仪分别对两组患者训练前后踝、膝、髋关节进行(180°/s、25 次)屈、伸耐力测试。采取最后5次与最初5次总做工的比值，比值越接近1表示患者下肢肌肉耐力越好。(2)关节症状：两组均于训练前后利用西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数(WOMAC)评价患者关节症状。该量表身体功能(17项)、僵硬(2项)和疼痛(5项)，每项分为0～4分，0分表示关节没有问题，1分表示存在轻微问题，2分表示问题中等，3分表示问题较为严重，4分表示问题非常严重。(3)下肢骨密度：通过Dexa Pro-1双能X射线骨密度仪测试两组患者训练前后优势侧大转子、股骨颈、Ward三角区骨密度，连续5次无折返扫描，取平均值。(4)安全性：分别记录两组患者在训练期间出现的不良反应。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 两组下肢肌肉耐力对比

训练后，观察组患者踝、髋、膝关节屈肌和伸肌耐力均高于对照组(P<0.05)，见表1。

表1 两组训练前后下肢肌肉耐力比较

续表1 两组训练前后下肢肌肉耐力比较

2.2 两组下肢骨密度和关节症状对比

训练后，观察组患者股骨颈、大转子和Ward三角区骨密度均高于对照组，WOMAC总分较对照组低(P<0.05)，见表2。

表2 两组训练前后下肢骨密度和WOMAC评分比较

2.3 两组安全性对比

训练期间，两组患者出现不良反应总发生率比较无统计学意义(P>0.05)，见表3。

表3 两组不良反应对比[n(%)]

3 讨论

膝骨关节炎是多发病，因年龄、环境、体质等多发因素致使老年人成为该病的高发人群。而膝骨关节炎具有一定的隐匿性，因而导致多数患者在发病初期并未发现，延误治疗效果。多数患者在发病后会出现关节畸形和挛缩，同时伴有肌力下降和活动困难。而老年KOA患者肌力下降时骨骼呈现负代谢平衡，使骨吸收大于骨形成，骨组织量减少，造成骨密度降低[6]。为提高老年KOA患者骨密度，增强下肢肌力，改善关节症状，临床多考虑采用振动训练，以较小的运动负荷获得较大效果，提高患者肌肉力量[7]。但老年KOA患者实施振动训练的频率仍需探索。

研究结果显示，训练后，观察组股骨颈、大转子及Ward三角区骨密度较对照组高，踝、髋、膝关节伸肌和屈肌耐力较对照组高(P<0.05)，提示45Hz高频振动训练对提高老年KOA患者的下肢肌肉耐力、改善下肢骨密度效果更显著。可能与45Hz高频振动训练使患者机体受到的强度和刺激更大有关。振动训练产生的负荷由频率、振幅和附加负荷组成，频率可决定肌肉所能承受的加速度力[8]，在同振幅(2mm)和同附加负荷(患者体质量)的条件下，45Hz较30Hz而言，可使患者肌肉肌群所受刺激增加，而神经脉冲的频率也有所增加，从而募集更多运动单位参与运动，并通过振动使运动单位得到活化，完善各肌腱和关节收缩功能，在经过多次高频刺激后提高下肢肌肉耐力；同时45Hz带来的振动可增加患者的紧张反射，从而改善肌肉性能，提高肌肉耐力[9]。不仅如此，振动频率还和骨密度提高效果呈正比。45Hz高频振动可在合适范围内对患者肌肉进行最大化收缩，此收缩模式可加速患者下肢血液循环，刺激肢体充血，使骨骼血灌注量增加[10]，从而提高骨密度。

训练后，观察组WOMAC评分低于对照组(P<0.05)，提示45Hz高频振动训练可改善患者关节症状。下肢肌肉耐力不足会导致关节不稳定，增加患者运动过程中的疼痛感，限制部分身体功能[11]。振动训练本身可提高患者接受振动部位疼痛阈值，以降低患者感知到的疼痛度，提高身体功能。在振动训练基础上增加的45Hz高频率，充分刺激了肌纤维的收缩功能[12]，缓解了高阈值肌纤维疲劳，减轻了患者疼痛感和僵硬度，使身体功能逐步恢复，进而减轻关节症状。观察组不良反应发生率高于对照组，但两组比较无统计学意义(P>0.05)，可能原因为：45Hz振动训练频率较高，老年患者自身体质较弱，因而对患者产生影响较为明显，但不良反应的发生仍在安全范围内。

综上所述，45Hz高频振动训练可增加老年KOA患者骨密度，提高患者下肢肌肉耐力，减轻关节症状，且不会增加不良反应的发生。本研究不足之处在于：未对患者训练前后的运动能力进行研究，可能会使研究结果有部分偏差。