膝骨关节炎病人运动康复的研究进展

宋秉娜，胡 翔，彭子涵，黄长睿

武汉轻工大学医学与健康学院，湖北 430023

膝骨关节炎(knee osteoarthritis，KOA)是关节软骨退化的慢性关节疾病，表现为疼痛、关节活动受限等[1]。相关数据表明，我国KOA 患病率约为18%，其中65 岁以上人群患病率＞50%，KOA 在2020 年已成为全世界范围内第四大致残性疾病[2-3]。KOA 的发病率随年龄增长而增加，可以通过干预措施和健康行为预防和推迟疾病发展。国际骨关节炎研究协会(OARSI)指南强调了运动对KOA 病人的重要性[4]。缺乏运动会加剧关节疼痛程度和关节活动受限，出现肌肉萎缩无力，甚至可能残疾[5]。尽管运动在KOA 病人中的应用效果得到认可，但生活中仍有很多病人没有进行自我锻炼，其主要原因在于缺乏科学、可行的运动方案。现对KOA 病人运动康复研究进展进行综述，以期为今后构建更具普适性的KOA 运动康复方案提供参考。

1 KOA 病人运动处方

1.1 运动形式 由中华医学会骨科学分会关节外科学组发布的《骨关节炎诊疗指南(2018 年版)》[2]提出骨关节炎阶梯化治疗，运动治疗被推荐作为骨关节炎的基础治疗。KOA 病人的运动治疗包括有氧运动、肌力训练以及平衡训练。常见的有氧运动包括散步、慢跑、水上运动、骑自行车等。KOA 病人应依据自己的病情结合医生建议选择适合的运动方式，制定个体化运动方案。水上运动是借助水的温度、浮力和各个方向运动的阻力等，减轻膝关节负荷，激活更多肌肉，缓解KOA 病人疼痛的一种低强度有氧运动[6-7]，除上下肢锻炼外，还可以联合水上自行车进行运动[8]。肌力训练是锻炼肌肉随意收缩力量的一种运动[9]，通常建议KOA 病人在医生指导下选择适宜的肌力训练，推荐肌力训练方法有股四头肌等长收缩训练、直腿抬高加强股四头肌训练、臀部肌肉训练、静蹲训练和抗阻力训练[2]，其中，抗阻力训练最常见的方法是渐进性抗阻训练。澳大利亚运动和体育科学协会指南提出，渐进性抗阻训练可以改善儿童、青少年、绝经后女性和老年男性的骨骼健康[10]。平衡训练主要通过慢动作练习增加身体平衡性、膝关节稳定性，促进神经肌肉恢复，主要是为提高个人在对抗外界力量时预防跌倒的能力[11]。一般可以单独进行，也可以与抗阻力训练相结合[12]。此外，KOA 病人被推荐的运动训练方式还有打太极拳[13]和练习八段锦[14]。

1.2 运动强度 运动强度是运动处方内容中最主要的部分，是单位时间内运动的用力程度，也是运动处方定量化与科学化的核心，因此，应采取合适的监测指标判断运动强度[15-16]。目前，最常用且可靠的评估运动强度的变量主要有心率和Borg 主观疲劳程度分级（Ratings of Perceived Exertion，RPE）[17]评分。De Rooij等[18]将最高心率百分比、心率储备百分比、最大摄氧量作为评判运动强度的指标，应用50%～80%的最高心率强度让KOA 病人进行中等强度的有氧训练，明显改善了身体活动功能，即使在有共病的KOA 病人中进行训练也是安全的。也有研究和指南使用RPE 确定运动强度[19]，RPE 为11～14 分是适合KOA 病人进行有氧运动的强度。Kabiri 等[20]研究中有氧运动训练开始的强度是RPE 为11 分，8～12 次为1 组，当病人能够连续进行2 组重复训练时，强度会逐渐增加至13 分。Molyneux 等[21]研究中，有氧运动的训练强度RPE 为13分或14 分。肌力训练强度使用最大负荷重量（one repetition maximum,1RM）的百分比评估。KOA 病人下肢肌力训练强度应为8～12 次40%～60%1RM[18,22]。Messier 等[23]研究发现，对KOA 病人进行75%～90%1RM 的高强度力量训练与对KOA 病人进行30%～40% 1RM 的低强度力量训练相比，虽然没有加剧疾病进展，但也未减轻病人疼痛，故不推荐为KOA 病人进行高强度力量训练。

1.3 运动时间和频率 在KOA 病人不同运动研究中，其运动时间和频率不同，大多数研究为每周2～4次，每次20～60 min。Wang 等[24]研究中，KOA 病人进行太极拳训练，每周2 次，每次至少20 min，其中包括热身动作、太极训练、呼吸技巧和放松运动。Ye 等[25]研究中，KOA 病人进行八段锦运动，每周3 次，每次40 min，包括10 min 的热身运动和冷却训练、30 min 的八段锦训练，前1～4 周病人在医院参加训练，后5～12 周要求病人在家练习，并通过电话随访监督病人训练。Alghadir 等[26]研究中，KOA 病人进行每周3 次的步行训练，每次10～30 min，包括5 min 的热身运动和冷却训练，主要依据病人的疾病情况和运动水平决定。Cheung 等[27]研究主要采用瑜伽或有氧力量训练对KOA 病人进行训练，瑜伽训练每周4 次，每次30 min，主要包括坐姿、仰卧、俯卧和站立的姿势，此外还包括呼吸练习、放松与专注的训练。联合运动中，有氧运动每周4 次，每次15～30 min；力量训练每周2 次，每次30 min[27]。Corcoran 等[28]为KOA 病 人 制 定 的 综 合 训 练是一个每周3 次，每次约60 min 的循序渐进的小组锻炼计划，包括15 min 的力量训练，15～30 min 的有氧运动和15 min 的平衡训练。可见，在综合性训练中，有氧运动的频率一般高于力量训练，综合性训练的运动频率较一种训练形式少，运动时间较一种训练形式多。在运动处方的实施过程中应注意定期对病人进行康复评定，遵循个体化原则，根据病人身体功能、疾病进展和运动方式循序渐进地调整，保证运动康复效果。

2 运动康复对KOA 病人的疗效

2.1 缓解疼痛 KOA 病人的疼痛与关节软骨退变、细胞因子的激活、关节神经支配的结构改变等有关[29-30]。运动训练可提高膝关节屈伸肌群肌力，促进血液循环，更好地保护膝关节软骨、韧带和骨骼，从而有助于缓解KOA 病人疼痛[31]。Vincent 等[32]在研究中将88 例KOA 病人随机分为同心阻力训练组、离心阻力训练组和对照组，对照组不接受运动干预，同心阻力训练组、离心阻力训练组分别进行两种不同类型的阻力训练，为期16 周，每周2 次，干预后接受6 min 步行试验、爬楼梯试验、步态测试和疼痛评分量表评估，结果显示，两种类型的阻力训练均能缓解病人疼痛，但同心阻力训练在减轻病人疼痛和持久性方面较离心阻力训练效果好，与Devita 等[33]研究结果一致。另外，一项荟萃分析结果验证了力量训练对KOA 病人疼痛改善的有效性[34]。

2.2 增强躯体功能 关节活动受限是KOA 病人常见的临床表现。已有研究表明，晚期KOA 病人会存在关节活动范围降低伴随残疾发生率增高[2,35]。Lai 等[36]研究显示，KOA 病人进行为期8 周的下蹲训练，包括10 min 的关节运动与肌肉拉伸、膝盖分别弯曲至30°与60°的下蹲训练，干预后其膝关节屈曲运动感觉较运动前有所增高，但膝关节伸展改善效果不显著。可能与膝关节内重要的本体感觉受体——肌梭有关。Ye 等[37]研究将纳入的56 例病人随机分为干预组和对照组，对照组维持正常的生活方式，不进行额外的体育锻炼，干预组进行12 周的八段锦训练，结果显示干预组的KOA 病人躯体功能明显改善。此外，一项荟萃分析结果显示，中国传统运动（太极拳、八段锦、气功等）短期内对KOA 病人的躯体功能具有改善作用，但还需更多干预时间更长的研究验证[38]。

2.3 改善情绪 KOA 病人疼痛与焦虑、抑郁显著相关，是导致其功能下降和生活质量降低的重要因素[39-40]。Sahin 等[41]研究将两种不同的水上运动训练应用在KOA 病人中，一组仅进行下肢训练，另一组进行上肢和躯干运动，每周5 次，3 周后评估病人的6 min 步行试验、焦虑抑郁量表，结果显示，下肢水中训练在改善运动能力和抑郁水平方面可能比上肢和躯干运动更有效，与相关研究结果[42]一致。

2.4 提高生活质量 疼痛、关节活动受限等都会导致KOA 病人生活质量降低。Yilmaz 等[43]研究比较由骨科医生提供的家庭运动手册和物理治疗师指导的家庭运动对KOA 病人生活质量的影响，干预时间共6 周，每天进行训练，每次30～45 min，通过健康调查简表（SF-36）评价病人生活质量，发现两种方式指导运动均可改善病人生活质量。Jönsson 等[44]研究对膝关节和髋关节骨关节炎病人进行为期3 个月、每周2 次的教育和监督锻炼，明显减轻了病人疼痛，提高了病人生活质量和自我效能，并在12 个月的跟踪随访中持续改善，但并没有改变身体活动水平，其原因可能与检测身体活动水平的方式有关。

2.5 体重管理 肥胖是KOA 疾病进展的影响因素，大多数研究使用体重或体质指数(BMI)等测量指标判断肥胖。Messier 等[45]研究纳入BMI 为27～41 kg/m2的老年KOA 病人，将454 例病人随机分为运动组、饮食减肥组和运动联合饮食减肥组，干预18 个月后所有病人体重均明显下降，膝关节压力减轻。2019 年该研究者再次进行运动联合饮食减肥干预的研究，进一步验证其对KOA 病人的体重有明显改善效果，同时，显著降低了下肢所有关节负荷，提高了步行速度、节奏和步长，对延缓疾病进展具有一定作用[46]。

3 小结与展望

KOA 病人进行运动康复可以明显缓解疼痛，预防疾病恶化，对疾病的症状与功能有一定改善作用，病人心理不良状态与身体症状也有所减轻，生活质量提高，特别是对症状较轻的病人效果较好。国内外很多学者对此进行了一定研究，也证实了运动康复的重要性。但目前我国关于单一运动形式的临床研究较少，且不具有普适性。KOA 病人运动处方的最佳治疗参数也有待进一步研究。同时，运动锻炼对KOA 病人疼痛和功能的改善一般维持时间为8～16 周，在16 周后的确切疗效存在争议，因此鼓励开展干预周期较长和干预强度合理的研究，以辅助制定标准的运动康复方案。