应用康复支具治疗膝骨性关节炎的研究进展

于子涵 马玉宝 谢 地 张甜甜 贾毓栋

目前，世界上有9.6%的男性及18%的女性患有不同程度的骨性关节炎(Osteoarthritis,OA)[1]。骨性关节炎中以膝关节的发病率居高[2]，其发病原因为关节组织损坏程度与关节自我修复能力失衡，导致了透明关节软骨、软骨下骨、韧带、关节囊、滑膜、关节周围肌肉的结构改变[3]。随着我国人口老龄化和肥胖问题的加剧，膝骨性关节炎(Knee Osteoarthritis,KOA)的发展速度逐渐加快[4]，患者普遍产生下肢疼痛、关节活动度受限等症状，进而严重影响患者的生活质量，因此KOA已经引起了社会的普遍重视。

膝骨性关节炎的治疗主要有手术治疗、药物治疗、非药物治疗三类，其中以药物治疗为主，近年来治疗方向逐步向非药物治疗转移。据部分研究表明，在长期治疗中非药物治疗可以减轻患者症状、延缓病程，最终防止膝关节功能衰退[5]；此外，权威机构如欧洲抗风湿联盟(European League Against Rheumatism,EULAR)和国际骨性关节炎研究学会(Osteoarthritis Research Society International,OARSI)等将非药物治疗列入了KOA的核心治疗方法[6,7]，因此非药物治疗愈受青睐。

非药物治疗包括康复支具、矫形鞋垫、运动、饮食和患者教育，本文论述的重点是康复支具，其主要通过纠正关节不稳定和改善机械对齐来改变施加在患病关节间隙上的机械应力，最终起到提升膝骨性关节炎患者生活质量的效果。临床上主要有三种用于膝骨性关节炎治疗的支具：休息式矫形器、膝保护套、卸荷护膝支具。本文查阅中国知网、万方医学、维普、Pubmed、Web Of Science数据库国内外有关膝骨性关节炎、康复支具、Osteoarthritis、Knee Osteoarthritis、Knee Brace、rest orthosis、knee sleeves和unloading-knee braces等相关资料，并对其进行分析整理。

1.康复支具的生物力学效应

针对康复支具生物力学效应的研究主要包括内收肌力矩分析和步态分析[8]。内收肌力矩可以间接测量股骨-胫骨内侧间隙的负荷，且力矩数值取决于膝关节的机械对齐和地面反作用力[9](见图1)，其变化意味着膝关节所承受载荷分布的变化。卸荷护膝支具应用的根本目的是减小膝关节内收肌力矩，从而降低内侧筋膜间的载荷。

(引自：Advances in insoles and shoes for knee osteoarthritis[9])图1 外部内收肌力矩是间接测量股骨-胫骨内侧间隔室负荷的一种方法

部分研究[8]发现，膝部康复支具在内翻或外翻方向都有很强的调整能力，可使膝关节外翻角度明显减少，膝关节内收角度增大，并且在使用卸荷外翻膝关节康复支具后内收肌力矩降低，这与前人研究结果一致[10～12]。以上研究表明，在膝关节内翻对齐的健康年轻人群和膝关节内侧骨性关节性的老年患者中，卸荷护膝支具更具有生物力学意义。Khosravi等[13]的研究结果同样显示，膝骨性关节炎患者膝关节的疼痛缓解和关节间隙承受的负荷减少呈正相关。Riskowski等[14]通过测量步行过程中髌骨角度和胫骨加速度这两个值，发现音频反馈可以自动纠正患者步态。部分研究也表明在没有支具且限制踝背屈时，控制膝外翻负荷率的能力得到了提高，同时膝部受伤风险和关节负荷率也出现了降低[15]。

2.膝关节支具的应用

我国康复治疗起步较晚，发展水平较低，因此国内针对利用膝关节支具治疗膝骨性关节炎的研究较少，而国外研究中普遍将膝关节支具视为非药物治疗的重要组成部分，其基本原理是通过减少膝关节受累间室的生物力学负荷、减轻患者失稳感觉，进而改善患者症状和功能，最终起到治疗膝骨性关节炎的作用[16]。

2.1 减轻患者的短期膝关节疼痛 目前研究中表明疼痛与膝骨性关节炎的病程进展有关[17]，对此研究者进行了有益的探索，Raja等[18]发现膝关节康复支具在减轻疼痛、关节僵硬和控制药物用量方面表现出良好疗效，并改善了膝骨性关节炎患者的本体感觉、平衡能力、Kellgren/Lawrence分级和身体功能评分的表现。Lee等[19]通过中短期随访发现，膝关节支具不仅减轻了膝关节内侧OA的疼痛和残疾，并改善了患者膝关节的本体感觉、股四头肌力量、步态对称性，减少了股骨-胫骨内侧间隙的压缩负荷，最终提升了患者的生活质量。以上研究表明康复支具可以使膝骨性关节炎患者短期内的疼痛得到显著缓解，并且针对普通患者群体，膝关节康复支具的经济成本也相对较小，让其应用上更具有普适性。

2.2 减轻患者的不稳定感觉 针对膝骨性关节炎患者膝关节失稳情况的研究，部分研究者如Neelapala等[20]发现，超过60%的膝骨性关节炎患者具有不同程度的失稳，并且失稳加速了膝关节功能的恶化。部分研究者认为膝骨性关节炎患者本体感觉机制发生改变、肌肉力量下降、本体感觉变差和高度疼痛，进而导致了失稳现象的发生[21～23]，为减轻甚至治愈膝骨性关节炎患者失稳感，部分学者通过研究发现，临床治疗上使用膝关节康复支具可以改善患者本体感觉，并为患者提供力学上的支持，从而成功减轻了失稳感[22]。

2.3 适应证、禁忌证和并发症 膝关节康复支具的适应证包括膝骨性关节炎引起的不同程度的疼痛、肿胀、需要延迟行矫正截骨术或膝关节置换的患者。在支具的具体选择上，存在内侧副韧带、其他内侧、前内侧结构损伤或松弛的内侧间室膝骨性关节炎患者不宜使用外翻支具；存在外侧副韧带、其他外侧、后外侧结构损伤或松弛的外侧间室膝骨性关节炎患者不宜使用内翻支具。膝关节康复支具应用的禁忌证包括显著的胫股关节双间室膝骨性关节炎改变、严重的膝关节不稳，但髌股关节受累不应当视为禁忌证[24]。使用膝关节支具也可能出现并发症，如皮肤损害[25]、蜂窝织炎、过敏[26]、膝关节肿胀[27]、下肢静脉血栓等[27,28]，虽然目前对并发症的研究报道不充分，但为保证患者身体不遭受二次伤害，治疗者仍需对康复支具在临床上的应用加以重视。

3.支具治疗膝骨性关节炎的疗效观察

对于膝骨性关节炎患者，有三种类型的外部康复支具可以选择，分别是休息式矫形器、膝保护套和卸荷护膝支具。

3.1 休息式矫形器的疗效观察 休息式矫形器主要应用于关节固定，排除任何动态、矫正或功能影响[29]，整体主要由坚硬的复合体和铸造液构成，然而这种装置仅对于膝关节积液骨性关节炎的短期固定有意义[30]，但对需要长期固定的患者，休息式矫形器的作用仍需要采用临床中得到证明的有效试验方法作为对照组进行验证[31]。

3.2 膝保护套装置的有效性 膝保护套(knee sleeves，未见有关的中文论著将其命名，常译为膝保护套、膝袖、膝套)是一种弹性的非粘连保护套，可单独使用，也可与使髌骨对齐或前部股骨-胫骨稳定的装置联合使用[32]。部分研究者发现膝保护套可以提高膝骨性关节炎患者在静态或动态条件下的平衡能力，进而防止膝骨性关节炎患者跌倒，增加自身安全感[33](见表1)。部分研究也发现，佩戴膝保护套可以通过限制髌骨排列不良来减轻髌股关节骨性关节炎，以防治髌股关节骨性关节炎[34～36]。然而，部分研究者有不同意见，如Sharif等[37]对使用膝保护套的患者进行了膝关节量表(WOMAC评分)评估，发现患者膝关节僵硬得到了改善，但身体残疾评分没有改善，因此部分研究人员认为使用膝保护套的效果不如休息式矫形器和卸荷护膝支具的效果。

表1 使用膝保护套对膝骨性关节炎患者有效性的观察

3.3 卸荷护膝支具的效果观察 卸荷护膝支具结构包括外部杆、铰链、带子三部分，临床使用上需要根据装置的外翻或内翻位置，在股骨-胫骨的内侧或外侧室内固定，以减少传递到膝关节表面的压缩载荷。部分权威机构如EULAR等，通过比较佩戴卸荷护膝支具或外翻支具的患者和未戴护膝或支具的患者，评估了卸荷护膝支具对膝骨性关节炎患者的效果[38]，此类评估方法也得到了学界的广泛认可[24,39]。Kirkley等[38]研究发现，佩戴卸荷护膝支具的患者，其膝关节的疼痛和功能都得到了显著改善。此外，外翻支具治疗比单纯膝关节康复支具治疗更有效。OARSI推荐患有膝骨性关节炎和膝关节轻中度内翻或外翻不稳定的患者使用卸荷护膝支具，以减轻疼痛，提高稳定性，降低跌倒的风险[7]。Philippe等[40]通过随机对照试验发现，相较于常规护理，佩戴卸荷护膝支具联合常规护理的患者疼痛显著减轻。部分研究者对内翻组和外翻组的患者进行试验，发现内翻组中严重骨性关节炎、继发性骨性关节炎患者和年龄在60岁以下的患者使用卸荷护膝支具的效果更好，最近一项试验结果表明[39]，卸荷护膝支具适用于具有不同类型的膝关节间隙的膝骨性关节炎患者。

Beaudreuil等[29]、Kirkley等[38]通过研究发现，卸荷护膝支具可以减轻疼痛，进而改善膝骨性关节炎患者的生活质量[29]。Croce等[41]通过随机临床试验发现，与未佩戴康复支具的受试者相比，使用新型气动卸荷护膝支具的膝关节内收肌力矩峰值减少26.0%。Lehnertová等[27]研究发现，使用支具的3个月后，患肢肢体在制动阶段的最大垂直作用力明显增加，且患肢步态站立阶段持续时间得到了显著延长。Hsieh等[42]通过临床试验发现，膝骨性关节炎患者通过佩戴卸荷护膝取得了与物理治疗同样的效果。

部分研究表明[43]发现，膝关节内翻骨性关节炎患者使用可自我调节的定制支具治疗后，患者膝关节疼痛和僵硬明显减轻。这些结果表明，通过定制可调支具，使膝关节内翻骨性关节炎患者膝关节功能改善和僵硬度降低。Arazpour等[44]的随机对照试验也得出了同样的结论。

但针对卸荷护膝支是否具有有效性的判断，应与具有时效性和安全性的研究结果综合权衡。部分研究者如Beaudreuil等[29]发现在6个月至3年的随访周期内，患者康复支具治疗依从性为41%～93%。Lehnertova等[27]发现在为期3个月佩戴卸荷护膝支具试验中，有50%停止使用支具的原因是没有任何效果且有副作用(两次膝盖肿胀，一次静脉血栓栓塞事故)。

4.小结与展望

综上所述，目前针对使用康复支具进行膝骨性关节炎治疗的研究较少，而针对三类康复支具的临床治疗有效性的观察发现休息式矫形器有效性没有得到充分的证明；部分利用膝保护套辅助治疗膝骨性关节炎的研究表明，其可以减轻膝骨性关节炎所产生的疼痛，并且对于髌骨骨性关节炎，佩戴髌骨周围装置或带有绷带的膝保护套治疗效果更加显著；卸荷护膝支具可以减轻内侧或外侧膝骨性关节炎的疼痛和残疾，尤其针对由膝关节内部间隙改变，导致的膝骨性关节炎病症(例如股骨内侧胫骨联合和股骨内侧髌骨骨性关节炎)，最好使用卸荷护膝支具进行治疗。在所有临床情况下，膝保护套都可以用来减轻疼痛和残疾。对于膝骨性关节炎风险较高的年轻患者，根据患者的生物力学状况可以使用卸荷护膝支具。

患者是否能适应特定类型的膝关节康复支具，需要治疗者对患者情况深入考虑，并提出有针对性的解决方案，这也是当前使用康复支具治疗膝关节疾病需要特别注意的方面。膝关节康复支具在运动生物力学方面的有效性在目前研究中得到了充分验证，但在实际治疗中是否可以长时间使用康复支具，并进一步取得良好的疗效，仍然有待于进行确凿的临床研究证明。

针对康复支具的临床效果研究目前还没有成体系性的研究成果。对膝骨性关节炎的有效治疗方法仍需要患者前期进行非药物治疗和药物治疗，并且取得部分疗效，在此基础上配合膝关节康复支具使用，进行体系化的治疗，以期达到良好的疗效。后续针对膝骨性关节炎患者的康复支具应用研究上，仍需配合高质量的临床试验及各种其他治疗方式，以便对早期临床干预治疗进行有效指导，从而有效提高患者的生活质量。