等速肌力训练对膝骨关节炎患者膝关节本体感觉的改善作用观察

吴祖贵，许学猛，刘文刚，卢岩岩，陈国材，郑乙，邱博凡

(1广州中医药大学，广州510405；2广东省第二中医院)

膝骨关节炎(KOA)是最常见的老年性骨关节病，也是导致膝关节疼痛、畸形和功能丧失的主要原因[1]。目前，针对该病的治疗方法很多，但由于该病的发病机制未完全明确，临床上尚缺乏既科学合理又疗效确切的治疗方法。现代医学研究表明，KOA患者常伴有关节本体感觉缺陷及关节周围肌力下降，并且二者之间相互影响，而本体感觉是影响KOA进展的重要因素[2]。有研究发现，本体感觉训练或全身振动训练可改善膝关节的本体感觉[3～5]，但由于过程较为复杂，运用较困难。目前发现肌力与本体感觉具有相关性[6]，但较少研究肌力变化对KOA患者关节本体感觉的影响。本研究拟采用等速肌力训练的方法提高肌力，联合关节位置觉及关节运动觉综合评估本体感觉，观察等速肌力训练对KOA患者膝关节本体感觉的影响，为快速高效恢复KOA患者的膝关节本体感觉及防治KOA提供理论依据和实践指导。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2018年2～7月广东省第二中医院骨关节科门诊及住院部收治的KOA患者进入研究。纳入标准：①符合美国风湿病学会修订的KOA诊断标准；②年龄40～75周岁，性别不限；③患膝Kellgren-Lawrence(KL)分级为Ⅰ～Ⅱ级；④单侧KOA；⑤身体基本状况良好，能耐受运动训练；⑥自愿签署知情同意书，并承诺坚持完成整个临床研究过程。排除标准：①合并髋关节或踝关节疾病；②合并其他基础疾病(高血压、冠心病、糖尿病等)较多，并且病情控制不佳、不能耐受等速肌力训练；③腰部疼痛且(或)伴有下肢痛；④关节活动范围<90°；⑤不能坚持完成整个临床研究。共纳入60例患者，随机分为观察组和对照组，每组30例。观察组中，男5例、女25例，年龄(61.45±2.56)岁，WOMAC评分(58.32±16.72)分，KOA部位为左侧12例、右侧18例；对照组中，男6例、女24例，年龄(61.86±2.49)岁，WOMAC评分(57.14±15.38)分，KOA部位为左侧14例、右侧16例。两组年龄、性别、WOMAC评分、KOA部位等资料差异无统计学意义，具有可比性。本研究经医院伦理委员会审核通过，所有患者自愿参加本研究，并自愿签署知情同意书。

1.2 治疗方法 对照组：针刀(汉章牌HZ系列)治疗，每周1次；针灸治疗(环球系列无菌针灸针)，常规取穴，每周1次；口服温阳通络胶囊(粤药制字Z20071345，规格为0.42 g)，每次2粒，3次/d。观察组：在对照组治疗基础上，行等速肌力训练。等速肌力训练方法：采用BIODEX system 4 pro为训练仪器，选用60°/s、90°/s、120°/s、150°/s、180°/s共5个角速度进行等速模式，向心—向心的训练方案，每个角速度屈伸训练10次为1组，每次训练2组；不同角速度训练间隔休息10 s，每组训练间隔休息1 min；在训练过程中训练者不断鼓励和引导患者采用最大力量和最快速度进行膝关节屈伸运动。每周训练3次，6周为1个疗程。

1.3 膝关节屈伸肌群肌力测试方法 采用BIODEX system 4 pro训练仪器，参考“1.2”等速肌力训练方法，选择等速测试(向心-向心)方案，角速度设置为60°/s。设置膝关节活动度及进行下肢称重以排除下肢重量对肌力的影响。测试膝关节屈伸肌群肌力，测试过程中嘱患者用最大力量进行屈伸运动，直至系统提示测试结束。测试结束后记录屈伸肌群的峰力矩(PT)，PT越大代表屈伸肌群肌力越大。

1.4 膝关节本体感觉测试方法

1.4.1 膝关节位置觉测试方法 采用BIODEX system 4 pro训练仪器进行测试，患者坐于仪器座椅上，以尼龙绳固定上半身，用膝关节动力臂固定患侧膝关节，然后选择本体感觉-主动角度重现测试方案。从膝关节屈曲60°位置开始被动达到膝关节屈曲30°的位置，停留10 s，嘱患者记住此位置，然后回到起始位置停留10 s后主动运动膝关节，患者自觉意识到达屈曲30°位置时立即按下停止按钮，保持膝关节位置不动，系统自动计算出目标角度和当前角度之间的差值即主动角度重现测试值(AAR)。以AAR评价膝关节位置觉，AAR越小代表位置觉越好。

1.4.2 膝关节运动觉测试方法 测试仪器、患者体位与膝关节位置觉测试相同，选择本体感觉-被动运动阈值测试方案。从膝关节屈曲60°位置开始，由测试者任意选取一个时间按下开始按钮，然后以2°/s的角速度被动运动下肢，当患者感觉到肢体运动或位置有变化时按下停止按钮，保持下肢不动，系统自动计算出当前角度和起始角度之间的差值即被动运动阈值测量值(TDPM)。以TDPM评价膝关节运动觉，TDPM越小代表运动觉越好。

2 结果

2.1 两组治疗前后PT比较 观察组治疗6周后膝关节伸肌和屈肌PT较治疗前提高，且高于对照组治疗后(P均<0.05)。详见表1。

2.2 两组治疗前后膝关节AAR、TDPM比较 观察组治疗6周后膝关节AAR、TDPM低于治疗前，且低于对照组治疗后(P均<0.01)。详见表2。

表1 观察组与对照组治疗前后PT比较

注：与同组治疗前相比，*P<0.01；与对照组治疗后相比，#P<0.05，##P<0.01。

表2 观察组与对照组治疗前后AAR、TDPM比较

注：与同组治疗前相比，*P<0.01；与对照组治疗后相比，△P<0.01。

3 讨论

KOA是一种退行性疾病，目前尚无特效治疗方法，主要治疗原则是缓解关节疼痛、改善关节功能，但长期服用止痛药物会带来诸多不良反应，并且影响关节功能的恢复。国内外大量研究表明，KOA患者伴有膝关节本体感觉减退[7，8]，而膝关节本体感觉在膝关节稳定性、平衡的维持及运动姿势的控制方面具有重要作用[9，10]。KOA患者本体感觉下降将导致关节稳定性下降，关节运动缺乏控制及步态异常，从而加速关节软骨退变。因此，快速恢复KOA患者膝关节的本体感觉对KOA的防治与康复具有重要作用。

本体感觉是一种关节、肌肉、肌腱等运动器官在运动或静止时所产生的一种特殊的感觉，又称为深感觉。Freeman等[11]根据本体感受器的类型、分布及功能特点将其分为5类：Ⅰ型是Ruffini′s末梢，主要分布于关节囊和韧带；Ⅱ型是pacini′s小体，主要分布于关节囊；Ⅲ型是高尔基腱器，主要分布于肌腱；Ⅳ型是游离神经末梢(无髓鞘)，主要分布于韧带及相关肌肉；Ⅴ型是肌梭，主要分布于肌肉。膝关节本体感觉主要是由分布于关节软骨、半月板、关节囊、肌肉、肌腱、韧带、滑膜及皮肤的本体感受器收集的传入信号经过整合而成[12]。本研究创新性地运用等速肌力测试与训练系统对膝关节周围肌力进行训练，对训练前后膝关节的位置觉及运动觉等本体感觉进行评估。

既往研究发现，KOA患者的膝关节周围肌力比未发展为KOA的健康人群呈现显著下降趋势，且肌力下降与KOA患者的膝关节功能、本体感觉及疼痛程度密切相关[13]。本研究采用等速技术对患者进行等速肌力训练。等速技术被公认为是提高肌力的最佳训练技术。由于等速运动时的顺应性阻力能提高运动单元的募集率，可快速高效提高肌肉力量。肌力的提高可增加关节稳定性，减少对分布于关节内部肌腱、韧带、半月板、软骨等处本体感受器的损伤，从而促进KOA患者膝关节本体感觉的恢复。Sanchez-Ramirez等[13]研究发现，肌力下降可导致KOA患者关节本体感觉的减退。Hazneci等[14]研究认为,等速肌力强化训练可改善髌骨疼痛综合征患者的关节位置觉。本研究结果显示，观察组治疗6周后膝关节AAR、TDPM低于治疗前，且低于对照组治疗后，表明观察组本体感觉恢复效果较对照组显著。

有学者[15]认为，增加膝关节周围肌力可在一定程度上作为本体感觉下降的一种替代因素。关于提升肌力改善本体感觉的作用机制尚无相关的具体研究。推测可能有以下几种机制：①肌力较弱的患者可能肌肉含量相对较少，本体感受器也相对较少，速肌力训练能在一定程度上使肌纤维增粗，增加分布在肌纤维上的本体感受器，促进本体感受器的恢复。②肌肉力量较弱的患者关节负荷显著增加，会加重分布于软骨、半月板及交叉韧带等处的本体感受器损伤，等速肌力训练可显著提升膝关节周围肌肉的力量，减轻关节内及关节周围本体感受器损伤，从而增加本体感觉的募集和传输，促进本体感觉的恢复。③在膝关节活动过程中，肌肉力量较弱的患者使用最大力量相对较多，易降低肌梭等本体感受器的敏感性，导致本体感觉输入受损[16]，通过等速肌力训练使肌力提升后可相对减少患者使用最大力量，减少对肌梭等本体感受器的刺激。④有学者[17]发现，患一侧KOA的患者往往存在双侧对称性本体感觉功能缺陷，推测可能与另一侧膝关节超负荷工作有关；Ozer等[18]研究证实，本体感觉的输出受到膝关节疼痛的影响，且膝关节疼痛会损害肌肉力量及本体感觉的准确性；国内外大量研究表明，提高KOA患者肌肉力量可显著减轻KOA患者的疼痛程度[19，20]。疼痛对本体感觉产生影响，可能是由于在疼痛反应过程中，机体产生较多如P物质、神经肽Y等化学物质，这些物质会刺激本体感受器，干扰本体感觉的募集和传入。

综上所述，提高KOA患者膝关节周围肌肉力量可促进关节本体感觉信号的传递，促进关节本体感觉的恢复，增加关节稳定性，促进KOA的全面康复。因此，在防治KOA的过程中，应更加重视提高肌力及恢复膝关节本体感觉。同时，本研究也存在不足之处：本研究纳入样本量偏少，同时受等速肌力训练仪器的影响，未来仍需要进行大样本研究；如何制订快速高效恢复本体感觉的具体训练方案，也值得进一步深入研究。