浅谈髌股疼痛综合征康复干预方式的研究进展及优化策略*

苗兴文，孔翎宇，陈 曦，易瑾希，张 雯，李千千，高汉义，2

（1.潍坊医学院，山东潍坊 261053；2.潍坊医学院附属医院，山东潍坊 261031）

髌股疼痛综合征（patellofemoral pain syndrome,PFPS）是影响膝关节功能的常见疾病，发病率高达13%～20%，女性发病率为男性2～4倍，表现为膝关节前方与髌骨后方弥漫性疼痛，多数患者进行上下楼梯、下蹲、跑步等运动后出现疼痛加剧，部分患者自诉膝关节不稳或闻及关节内捻发音，临床也常用髌骨软化症、前膝疼痛或跑步膝等术语描述此类症状[1-3]。PFPS 会加剧骨关节炎发生概率,对患者日常生活产生严重影响[4]。目前PFPS 的治疗方式分为手术和保守治疗两类，手术治疗主要针对解剖结构损伤较重且保守治疗无效的患者，通过局限性软骨切除钻孔术、髌骨重排术和膝关节置换等途径达成治疗目标；保守治疗包括药物注射与康复干预，其中康复干预可借助运动训练、物理因子、辅具等多种方式达成治疗目标，对短期缓解PFPS 症状和长期改善关节功能有积极意义，本文结合近年相关文献对PFPS的康复干预方式进行总结并做如下综述。

1 PFPS发病机制

PFPS 与髌股关节（patellofemoral joint,PFJ）内剪切力和压缩力等生物力学因素异常改变密切相关[5]。PFJ 主要由髌骨后表面和股骨滑车构成，与髌韧带、股四头肌、髌周支持带等共同组成膝关节伸展结构（extensor mechanism,EM）。作为EM 的主要组成部分，PFJ通过增加膝关节屈伸轴的力臂长度和股四头肌的力矩强化膝关节伸展运动，膝关节正常屈伸时，髌骨基本维持于股骨滑车上不发生明显偏移，左右位移距离约为3mm[6-7]。PFJ软骨负责承载关节运动时产生的大量负荷，厚度约为6～7mm[6]，正常人步行时PFJ 接触力峰值为体重的0.5～1.5 倍；膝关节深度屈曲时PFJ承担的负荷可达体重的2～3倍；上楼梯时负荷增加3.3 倍[8-9]。实现上述功能要求PFJ 周围组织结构在力量与紧张程度上保持相对平衡，但解剖结构改变、周围肌力失衡、组织张力异常等危险因素会导致髌骨外侧位移程度增加、活动轨迹偏移，使髌骨与股骨滑车的接触面积缩小、单位面积负荷上升，诱发软骨退变，并引发PFJ 损伤与PFPS 相关症状[10-12]。因此调整PFJ周围力量，强化关节稳定性是PFPS康复干预的重点任务。

2 PFPS运动康复干预

2.1 股四头肌功能训练

PFPS 患者伸膝肌力下降且屈伸肌力失衡超出正常范围，在康复训练中应重点加强伸膝肌，即股四头肌的功能训练。其中股内侧肌（vastus medialis oblique,VMO）与股外侧肌（vastus lateralis,VL）末端斜向插入髌骨并于PFJ 两侧产生侧拉力，VMO 无力将导致VL与关节外侧力量相对增加，诱发髌骨运动轨迹外移。针对性强化VMO 会产生稳固的内侧拉力，防止髌骨错位并缓解PFJ 周围应力负荷，是股四头肌训练的主要对象。训练方式选择上，等长收缩对VMO肌肉形态与柔韧性的改善效果最佳，Khoshkhoo等[13]对21名患者开展为期6周的股四头肌靶向训练，患者完成股四头肌等长收缩并维持10s，重复该动作直至出现疲劳。超声探查患者VMO 插入长度平均延长2.69mm，插入角度上升5.24°。训练姿势选择上，Singh等[14]对比不同姿势下VMO与VL的肌电积分（integrated electromyography,iEMG）后证明，患者在接受髋外旋位膝关节伸展训练（short arc quad with externally rotated hip position,SAQER）时VMO 的iEMG 明显高于VL，提示VMO 活性较VL显著增强，提示采用SAQER 作为训练姿势对VMO功能改善有更大帮助。此外股四头肌牵伸可降低膝关节周围软组织紧张度，减轻关节内应力，提高下肢运动功能与髌骨灵活性[15]，Mason 等[16]要求患者完成单次持续15s 的股四头肌拉伸，每个动作重复10次，1周后关节内部负荷上升时引发疼痛的概率呈下降趋势。将肌力训练的正性肌力作用与牵拉训练的放松效应进行有机结合形成的收缩-放松（contract relax,CR）训练是近年来PFPS 股四头肌强化的新方式。CR 训练基于肌肉能量技术（muscle energy technology，MET），兼具疼痛缓解与功能强化作用，具有提高患者关节内压力增高时痛阈的特殊作用。Valenza 等[17]在患者下肢伸展的过程中给予30%最大阻力，患者持续等长收缩6s，然后下肢放松4s，随后在新的关节活动范围内重复此项训练，共计3min，治疗结束后患者膝关节活动范围增大，治疗效果可得到长期维持。

综上所述，股四头肌训练既是运动康复干预的基础也是解决PFPS症状的直接途径，训练施行简单且易于操作，患者在接受专业指导后即可完成。但当前股四头肌训练缺少VMO的靶向性，本文对最佳训练动作与训练姿势进行了分析，训练的其他内容仍待进一步研究。

2.2 核心肌群强化训练

核心稳定性下降与患者支撑相膝关节屈曲力矩峰值增加、PFJ 内压力上升密切相关，因此忽视核心肌群仅围绕大腿肌群及膝关节展开治疗无法取得最佳效果[18-19]。核心肌群中髋关节肌群负责维持下肢力线，保持运动时躯干和骨盆的稳定，Ismai等[20]在6周训练中对PFPS患者髋关节外展、外旋功能进行强化，患者的动态平衡得到改善。髋膝关节联合训练涉及多个关节同时运动与肌群间的协调控制，使功能改善更为显著，Barton 等[21]令受试者先接受12 周的髋关节肌群渐进抗阻训练，后期训练中增添了膝关节屈伸强化练习，PFPS 患者在治疗结束时下肢运动功能得到大幅度改善。此外腹部核心的激活收缩可预先增强腰背稳定性，为下肢功能性活动做准备。Harput 等[22]增设腹部强化训练（abdominal enhancement,AE），患者在俯卧位与站立位中保持腹肌收缩，对比单腿抬高、单腿靠墙下蹲和前弓步时的肌电图后发现，AE对VMO激活的影响范围为2.5%～5%，一定程度上提高了VMO 兴奋性。神经肌肉训练技术（neuromuscular training，NMT）将力量训练、平衡训练以及本体感觉训练进行整合，相较于单纯的强化训练更能有效地刺激深层核心，提高患者对深层肌肉的控制能力，为PFPS患者的下肢功能与躯干平衡提供更多帮助。神经肌肉训练部位同时涵盖髋关节与腹部肌群，Motealleh 等[23]设计的训练内容包含桥式运动中双膝夹球等不稳定的控制动作，4周治疗结束后患者的关节功能得分提高。徐亮等[24]让患者在Bobath 球创造的不稳定平面上完成核心训练，动作不仅包含双桥运动、单桥运动，还有包含下肢训练的反桥运动，单次训练40min，每天1 次，每周3 天。6 周后患者的Lysholm 膝关节评分与膝屈伸最大峰力矩显著增加，提示患者膝关节功能与膝肌群力量强化。

由此可见，核心肌群的强化训练在PFPS 康复干预中不可或缺，可有效增强股四头肌训练效果与下肢功能，但部分动作难度较大，患者独立完成可能会发生动作错误与训练强度超标，因此患者需治疗人员的监督指导下完成。

2.3 运动模式训练

调整患者的运动模式是近年来PFPS 康复干预的特殊部分，运动模式如前足着地（forefoot strike,FFS）、后足着地（rearfoot strike,RFS）会影响髌股关节应力（patellofemoral joint reaction force,PFJRF）与髌股关节压力（patellofemoral joint stress,PFJS），FFS可充分发挥足弓的缓冲作用以减轻PFJ 运动负荷，Willson 等[10]证实采用FFS运动的患者PFJRF 与PFJS 峰值减少10%，每公里PFJRF 和PFJS 总值分别减少13%和12%；Wang等[25]分析运动模式从RFS过渡至FFS 后，在速度不变的情况下，受试者膝关节伸展力矩降低13.8%。步速提升10%（10%step rate increase,SR10%）和身体前倾（forward trunk lean,FTL）两种运动模式亦可作为PFPS 运动模式的选择，但FFS 对股四头肌的激活效应更为显著，Dos Santos 等[26]令患者任选一种模式训练，采用FFS 运动的患者在初期训练结束后膝前疼痛量表（Anterior Knee Pain Scale,AKPS）得分有更为明显的提高，因此FFS应作为运动模式训练的首选。

此外，提供正确的感觉输入可加速患者运动模式的重建，感觉输入可经视觉与听觉反馈两种途径实现，Kernozek等[27]在常规训练中添加视觉反馈，患者可通过肌肉骨骼模型观察自身的运动方向与PFJRF 数值。训练结束后患者在缺少视觉反馈下额外完成5 个训练动作，结果显示PFJ 负荷下降了14.4%；Bonacci 等[28]设置的运动模式训练占常规训练的20%，训练的前5 周通过节拍器产生的节拍为患者提供听觉反馈，第6 周患者脱离节拍器提示独立完成相应运动，患者的AKPS得分有显著改善。

综上所述，运动模式训练与常规训练结合后能大幅强化患者的下肢功能，但运动模式训练与股四头肌训练、核心训练相比治疗周期较长，要求患者长时间保持正确的运动模式。而感觉反馈对设备又有一定要求，因此整体开展较为困难，使得目前国内常规康复干预易缺失该部分内容，未纳入患者治疗方案。

3 PFPS物理因子干预

物理因子干预将声、光、电、磁等作用于目标部位以缓解肢体疼痛与运动障碍，电刺激兼具抑制疼痛与提升组织兴奋性的双重作用，其中神经肌肉电刺激（neuromuscular electrical stimulation,NMES）、经皮神经电刺激（transcuataneous electrical nerve stimulation,TENS）通过对脊髓输入兴奋性信号覆盖PFJ 传入的抑制性信号，充分提高股四头肌兴奋性，对重建PFJ 两侧平衡、提高患者下肢运动功能有重要帮助。Talbot[29]等将130 名PFPS 患者随机分为4组，除对照组仅接受常规治疗外，三个实验组分别额外接受NMES、TENS以及二者联合治疗，9周的治疗后，实验组患者的6min 步行试验的结果均优于对照组，膝关节的伸展力量与对照组相比有较大程度的改善，其中NMES 组和NMES/TENS 组患者的膝关节屈曲力度有着明显提高。

传统的物理因子干预仅围绕关节静息状态下的症状进行抑制，如何针对性抑制关节内负荷上升时的相关症状是近年来物理因子疗法的研究重点，Glaviano 等[30]将透皮电刺激神经疗法（patterned electrical neuromuscular stimulation,PENS）纳入治疗计划，通过分析患者单腿深蹲和侧向下台阶时的下肢肌电图振幅、肌肉激活时间百分比、肌群激活起始时间、干预前后疼痛变化判断治疗效果。15min 后，肌电图显示下肢肌肉激活时间百分比得到显著提高，其中臀中肌的激活率增加100%。Kaya 等[31]在常规治疗的基础上添加高压脉冲电刺激（high voltage pulsed galvanic stimulation,HVPGS）干预，患者在HVPGS 刺激下进行四头肌等长训练，每次20min，每周5次，持续6周，结果证明患者接受HVPGS 干预后，上下楼时的疼痛缓解程度明显优于对照组，因此PENS 和HVPGS 可作为抑制PFJ 内部负荷上升时相关症状的靶向治疗手段。

由此可见，物理因子疗法在缓解患者急性期疼痛、慢性期肌肉抑制上有很大帮助，联合运动疗法所获得的治疗效果具备长效性，研究人员未来需对物理因子疗法的最佳参数如刺激频率、刺激时长进行界定，使患者获得最佳的康复治疗效果。

4 PFPS辅具干预

PFPS 患者使用的辅具可分为矫形器与肌内效贴布两类，二者有着不同的治疗作用。矫形器从运动学与生物力学层面有效地解决PFPS 引发的相关问题，可减少患者运动时下肢关节的异常活动，Hart等[32]对患者使用矫形器后水平行走、上下楼梯期间的步态参数进行分析，显示患者踝关节内外翻趋势得到明显控制。矫形器也可通过牵张效应增加关节内间隙，减少关节软骨间接触应力，Roostayi 等[33]测量患者佩戴矫形器后的髌骨股骨关节空间宽度（patellofemoral joint space width,PFJSW）与髌股骨关节面积（patellofemoral joint area,PFJA），结果显示膝关节0°～30°屈曲时PFJA显著增加，PFJSW 除膝关节屈曲30°时变化较小，剩余范围内均有明显增加，患者的KPS评分明显升高。定制化康复辅具是当前PFPS 辅具的应用趋势，可基于患者肌肉兴奋性与关节内压力变化特点进行针对性调整，充分缓冲下肢运动时传递至PFJ 的负荷，Sinclair 等[34]结合生物力学数据和量表评分对矫形器进行调整，4周的跑步测试后PFPS 患者的疼痛症状、心理状态和PFJ 负荷三方面均有显著改善。

肌内效贴布常用作治疗肌骨损伤的辅助手段，在PFPS的实际应用中存在争议，当前研究证实肌内效贴布不能解决解剖层面的相关问题，患者的髌股适合角、外侧髌股角与髌骨排列顺序在治疗后无明显改善[35]。部分学者认为肌内效贴布的针对性使用可提高VMO 的激活度，Begum 等[36]在VMO 训练的基础上增加肌内效贴布干预，2周后患者的下肢功能指数与关节活动范围相较于单纯VMO 训练有一定程度增加，因此肌内效贴布可在一定程度上间接改善PFJ 功能，但整体效果依赖于患者的配套训练，具体的治疗机制仍待进一步研究证实。

5 PFPS心理康复干预

PFPS 引发的心理变化易被治疗人员忽视，患者相较于一般人更容易出现焦虑和抑郁症状，产生痛觉异常与躯体感觉异常。正确的健康宣教可帮助PFPS 患者摆脱心理障碍，顺序认知与物理方法（sequential cognitive and physical approach,SCOPA）与单纯的健康宣教不同，SCOPA 围绕社会心理因素进行针对性干预，纠正患者对疾病的误解，教导患者减少完成可能导致PFPS 相关症状的运动，Selhorst等[37]使用SCOPA 对患者进行干预，患者的运动功能于主观疼痛感有明显改善。此外治疗人员在康复干预中不仅要指导患者正确完成训练动作，也应培养患者的运动管理意识，Rathleff等[38]采取分层递进的方式让PFPS 患者明确当前训练目标与训练强度，结果表明相较于监督训练，治疗人员实施以运动调节和负荷管理为重点的治疗策略更容易激发患者参与治疗的积极，有助于维持院外治疗效果。

6 PFPS康复干预的优化策略

基于上述内容，目前PFPS 患者康复干预的方式不应局限于某种特定方式，应对患者进行综合干预，建立完善的优化策略：①围绕肌肉开展的运动训练是PFPS 康复的重中之重，应贯穿治疗始终，训练内容应同时涵盖股四头肌与核心肌群强化训练，强度根据训练进度与患者的身体情况进行适度调整；②训练后期应从单纯的肌力强化过渡至神经肌肉控制训练，并配合针对性的运动模式训练，纠正患者日常运动时的错误成分，减少PFPS 的复发率；③根据患者的症状，由轻到重依次增添肌内效贴布、物理因子疗法与关节矫形器三种干预方式，但仅作为辅助治疗，不能完全取代运动康复；④健康宣教应作为患者院外治疗的基础，不再局限于灌输坚持训练的意识，应着重培养患者形成正确的运动观念与运动负荷管理理念，帮助患者正确认识PFPS，提高相关治疗的依从性。

7 总结

随着国内外PFPS 康复干预的研究不断增加，各种干预方式的优缺点在不断阐明：运动康复成本低廉且利于开展，维持一定训练周期后即可获得治疗效果，但正如前文所述，运动康复对部分肌群的实际改善情况缺少客观评价，部分进阶训练需要专人开展；物理因子疗法对缓解慢性疼痛等其他临床症状非常有效，但在肌肉激活层面的干预效果仍存在争议，因此物理因子疗法能否基于PFPS 发病机制完成针对性治疗仍待观察；辅具干预对膝关节活动范围严重受限的患者而言是一个很好的选择，短时间即可改善患者的下肢功能，但适配辅具的成本较高，且不利于患者对疾病形成正确认识，因此长期治疗效果有限；心理干预可帮助PFPS患者摆脱运动时的心理障碍，对增加老年人训练量非常有帮助，但目前临床研究较少，仍待深入挖掘。总体来看，目前多数研究仍将单一干预方式作为评估对象，如何将这些干预方式有机结合，充分发挥其优势，使治疗效果最大化将是未来的研究重点，这将帮助临床工作者建立完备的PFPS康复干预策略。