髌股关节痛病因及康复治疗研究进展

董邱，查振刚

(暨南大学附属第一医院骨关节与运动医学中心，广州 510630)

髌股关节痛(patellofemoral pain，PFP)是指发生在髌周或髌后的弥漫性疼痛，负重状态下的屈膝活动(下蹲、爬楼梯、跑步或跳跃等)会诱发或加剧疼痛[1]。近年来，随着“健康中国”建设的持续推进和“全民健身”热潮的不断高涨，跑步作为一项健身运动得到日益普及，马拉松成为大众积极参与的重要锻炼方式[2]。跑步可以改善心肺功能、提升身体素质，但在运动过程中肌肉骨骼损伤的风险增加，其中PFP最常见。有调查研究显示，我国青壮年人群的PFP患病率高达20%[3]。目前尚缺乏明确的PFP诊断标准，PFP诊断仅在排除其他膝关节相关病变后，根据病史和体格检查得出[4]。PFP是较难治的肌肉骨骼疾病之一，缺乏有效的治疗手段，药物治疗仅可短期缓解疼痛，随着病情进展可发展为髌股关节炎，最终不可避免地需要行手术治疗。PFP给患者造成巨大的经济和心理负担，若未及时有效治疗，还存在致残可能。因此，指导PFP患者进行长期康复锻炼对于减少相关并发症发生尤为重要。现就PFP的病因及康复治疗研究进展予以综述。

1 PFP的病因

1.1髌骨运动轨迹异常 髌股关节之间的应力与髌骨运动轨迹密切相关，髌骨在股骨滑车沟中的运动轨迹越正，髌股关节接触面积越大，应力分散越均匀，髌股关节面承受的应力越小。髌骨运动轨迹异常时，髌骨表面与股骨滑车沟的接触面积减小，髌股关节面承受的应力相应增加，当应力超过髌股关节所承受的最大范围时就会产生PFP[5]。Wilson等[6]使用皮肤标记和电光运动捕捉系统检查年轻PFP患者站立和下蹲时的髌骨轨迹发现，与健康对照组相比，PFP患者髌骨明显向外侧偏移、旋转，且存在外侧倾斜增加的趋势，在负重时下蹲，髌骨轨迹不良表现最明显。一项纳入40项研究的系统评价指出，PFP患者磁共振成像显示髌骨侧向移位、髌骨倾斜角均增加，提示髌骨轨迹指标异常与PFP相关[7]。另有研究发现，髌骨倾斜越大，疼痛越严重，且髌骨轨迹异常会导致髌股关节炎进展[8]。外侧移位与外侧髌股关节炎的发展密切相关，而内侧移位则会加速内侧髌股关节炎进展。目前大多数研究是观察性研究，髌骨运动轨迹异常与PFP之间的因果关系仍需进一步研究。

1.2肌肉功能异常

1.2.1肌力异常 股四头肌无力是PFP的独立危险因素[9]。PFP患者普遍存在股内侧肌激活减弱或抑制的现象，其中股四头肌中股内侧肌无力的影响最大[10]。理论上，股四头肌肌力的不平衡进一步导致髌骨运动轨迹异常、髌股关节压力升高和PFP的发生[11]。Pal等[12]利用高分辨率磁共振成像数据建立PFP患者上下楼梯的有限元模型，发现髌股关节之间的应力对股内侧肌肌力变化最敏感，但股内侧肌无力导致PFP的具体机制仍不明确。

此外，髋关节的肌肉力量异常也与PFP的发生发展相关。Boling等[13]对新兵进行的前瞻性队列研究表明，较大的髋关节外旋力与PFP的发生有关。然而，Finnoff等[14]对高中跑步运动员的前瞻性研究显示，髋关节较大的外展力量和较小的外旋力量与髌股关节痛的发生有关。而Thijs等[15]则认为，髋关节肌力与PFP发生的风险无直接关系。值得注意的是，Ramskov等[16]对业余跑者进行的前瞻性研究发现，跑步里程50 km以下时，髋关节力量与PFP的发生发展无明确相关性，但跑步里程超过50 km 时，较强的髋关节外展力量可降低PFP的发生率。未来仍需高质量研究进一步探索髋关节肌力与PFP之间的具体关系。

1.2.2肌肉柔韧性降低 下肢柔韧性下降也会导致髌骨活动轨迹异常。White等[17]对比PFP患者和正常人群被动伸膝状态下的下肢肌张力，发现PFP患者的下肢肌张力明显高于正常人群，但这并不能证实肌肉柔韧性与PFP的因果关系。随后，Whyte等[18]探究了负重活动中髌股关节应力与下肢肌肉柔韧性之间的关系发现，膝关节周围肌肉紧张会导致髌股关节接触面积减小、髌股关节应力增加，从而导致PFP的发生发展，尤其在膝关节屈曲60°时，上述变化更明显。一项体外研究发现，腘绳肌紧张会使髌骨屈曲、外倾、外移分别平均增加约1°、0.5°和0.2 mm，在膝关节屈伸活动过程中髌骨外侧总应力增加约5%，导致髌骨运动轨迹异常[19]。近年来，提高下肢柔韧性的训练方案越来越多地被列入PFP患者的康复计划，且取得了一定的效果[20-21]。

1.3足部结构异常 足部结构异常导致的动态外翻与PFP发病息息相关。动态外翻是指膝关节由于过度外翻、内外旋或两者兼有而导致站立时足部向内塌陷，使髌骨侧向偏移力量增加，最终导致髌骨轨迹不良[22]。现有文献表明，足部结构异常会增加PFP患者的胫骨内旋，导致动态外翻。Barton等[23]观察PFP患者的前足特征发现，PFP患者的前足外展程度大于健康对照人群。随后，Mølgaard等[24]对丹麦一所高中的所有学生的观察研究发现，PFP患者舟骨下垂、漂移和足背屈幅度更大，表明中足结构异常是导致PFP的一个重要因素。Luz等[25]对跑步运动员的观察发现，后足的过度外翻畸形可能与PFP症状的持续有关。因此，扁平足运动员易出现过度足旋前，继而胫骨通过向内旋转进行代偿，从而影响髌骨关节轨迹，故易发生PFP。

1.4心理因素 近年来，PFP患者的疼痛和膝关节功能障碍与心理因素之间的关联逐渐引起重视。Priore等[26]研究发现，PFP患者多数伴发焦虑、抑郁、运动恐惧症以及疼痛灾难化等心理疾病，且37%的患者剧烈疼痛为疼痛灾害化表现，而56%的功能障碍由抑郁引发。一项系统评价表明，PFP的症状严重程度与焦虑、抑郁、疼痛灾难化以及运动恐惧症等相关心理因素呈线性关系[27]。此外，Maclachlan等[28]发现，PFP重症组的抑郁、疼痛灾难化评分显著高于轻症组和健康对照组。但PFP与心理因素之间的辩证关系仍需要进一步研究。

2 PFP的康复治疗进展

2.1运动疗法 国际PFP研究协会专家共识指出，运动疗法不仅可在短期内减轻PFP患者的疼痛，还可改善其中长期关节功能[29]。运动疗法的主要针对目标包括核心肌肉、髋关节肌肉和膝关节肌肉，但具体运动处方仍存在争议。①最佳的运动频率仍不明确。目前大多数处方指导PFP患者进行4～6周的功能锻炼，每周2～4次。Chevidikunnan等[30]对PFP患者进行持续4周(每周3次)的核心肌肉强化训练发现，PFP患者的症状和功能明显改善。同时，Hamstra-Wright等[31]指导PFP患者进行为期6周(每周3次)的髋、膝强化训练发现，与康复前相比，患者康复后的症状、功能、核心力量均显著改善，且2年内的复发率仅为5%，但随着运动频率增加的康复效果仍有待进一步研究。②运动方式的选择仍存在争议。国际指南明确提出，髋膝关节联合锻炼的效果优于单独的膝关节锻炼[29]。但Hott等[32]对进行髋关节锻炼、膝关节锻炼和自由运动青年PFP患者的随访(3个月)发现，三组患者的症状和功能均较运动前有所改善，但三组的改善程度比较差异无统计学意义。一项Meta分析显示，从近端肌肉开始运动康复锻炼可以更大限度地减轻PFP患者的疼痛、改善其跑步过程中的髌骨运动轨迹[33]。因此，运动疗法应以腹直肌等核心肌肉、髋关节外展和外旋的肌肉、股四头肌、腘绳肌等为目标，但具体运动处方的选择仍需进一步验证，同时应充分考虑个体化差异。

2.2步态再训练 步态再训练主要适用于因长期跑步而罹患PFP的患者。国际PFP研究协会专家共识指出，跑步运动员在冠状面、矢状面和水平面上的步态异常均常导致髌骨轨迹不良、髌股关节应力增加，最终引起髌股关节痛[34]。因此，纠正跑步运动员的步态对防治PFP极为重要。Roper等[35]研究发现，指导PFP患者将跑步姿势由后足着地改为前足着地，即可明显提升髋、膝关节活动度，并改善膝关节疼痛症状。Bramah等[36]指导PFP患者在跑步时提高10%的步频，随访观察显示，其每周跑步量、最长无痛跑步距离显著增加，PFP跑者的疼痛和功能明显改善。此外，Dos Santos等[37]对影响PFP跑者下肢生物力学和临床症状的不同步态再训练方式(前足着地、增加10%的步频以及躯干前倾)的研究发现，三种训练均可改善PFP跑者的疼痛和功能。但不正确跑步姿势对肌肉骨骼系统的伤害较大，有意识的步态训练可有效降低髌股关节应力，并防治PFP。

2.3髌骨贴 《中国髌股关节炎诊疗指南(2020年版)》[38]指出，髌骨贴可有效矫正髌骨不良位置、减轻髌股关节压力并缓解疼痛症状。McConnell[39]于1986年推出了经典髌骨贴，通过贴于髌骨前部的专门胶带从外侧向内侧拉动髌骨，使髌骨在滑车沟内产生机械性重排，以减轻PFP患者的疼痛，并改善其功能。随后Kase[40]以经典髌骨贴为原型设计出Kinesio髌骨贴，通过改善股内侧肌肌力缓解股外侧肌、腘绳肌以及髂胫束等肌肉的紧张，进而矫正髌骨不良运动轨迹。一项纳入11项研究的系统评价发现，上述两种髌骨贴均对PFP患者的疼痛和生活质量有积极影响，但Kinesio髌骨贴在缓解疼痛、改善不良髌骨轨迹的同时，还可以增加肌肉柔韧性[41]。

国内外专家共识和实践指南均推荐髌骨贴用于PFP患者的治疗[34,42]。但其具体作用机制尚不清楚，且髌骨贴的随访时间较短，其长期使用的安全性、有效性尚不确定。然而，髌骨贴可与其他康复方案同时进行，且使用髌骨贴过程中不会阻碍训练和比赛，因此可以尝试将其应用于PFP运动员的康复训练。

2.4足部矫形器和特殊鞋垫 足部结构异常会导致动态外翻，最终导致PFP的发生[23-25]。因此，旨在纠正足部结构异常的足部矫形器和特殊鞋垫应运而生。Matthews等[43]将PFP患者随机分为足部矫形器组和髋关节肌肉锻炼组，随访12周发现两组康复效果无明显差异。一项纳入11项临床研究的系统评价表明，足部矫形器可快速持久地缓解PFP患者的疼痛、改善其髌骨运动轨迹，但对下肢运动学和肌肉激活有轻微影响，且矫形器的生物力学效应与疼痛之间的关系仍不清楚[44]。另有研究显示，与穿着平底鞋的PFP患者相比，足部矫形器治疗6周PFP患者的疼痛症状改善，但随访1年后，两组的康复效果比较差异无统计学意义，且足部矫形器组的不良反应更多，如摩擦、水泡[45]。与单纯膝关节运动疗法相比，足部矫形器联合足部靶向运动法的效果更好[46]。由此可见，部分存在足外翻、旋前肌增高等足部畸形的PFP患者，采用足部矫形器和特殊鞋垫治疗可能获益更大，且应同时联合其他康复疗法。

2.5电刺激疗法 理论上电刺激疗法可以替代运动疗法达到增加肌肉收缩、降低疼痛的效果。因此，电刺激疗法常作为PFP患者康复训练的一种补充。目前，电刺激疗法主要包括神经肌肉电刺激和经皮神经电刺激，且疗效确定。研究表明，神经肌肉电刺激15 min即可改善PFP患者活动过程中的臀中肌激活，并缓解患者的疼痛症状[47]。Son等[48]研究发现，经皮电刺激不仅可有效减轻受试者的膝关节疼痛，还可改善疼痛引起的步态异常。但两种电刺激疗法的疗效差异目前尚不清楚。Talbot等[49]发现，运动疗法联合电刺激疗法可显著改善膝关节活动度，但不同电刺激的治疗效果比较差异无统计学意义。目前关于电刺激疗法治疗PFP的临床研究大多为随访周期短的小样本试验，电刺激疗法在PFP康复治疗中的确切作用尚未证实[50]，未来仍需要进一步研究分析。

3 小 结

目前，对PFP的认识仍不充分，其发生发展受到多重因素的影响，如髌骨轨迹、肌肉功能、足部结构以及心理因素等。随着对PFP研究的不断深入，逐渐形成了以增强核心肌群和下肢肌群力量为核心的运动训练，通过调整步态、步频等进行步态再训练，并通过使用髌骨贴、矫形器具、电刺激等辅助方法进行一系列康复治疗。目前PFP诊疗尚未取得突破性进展，困扰并影响PFP患者生活的疼痛症状仍未得到有效治疗。未来应开展更多关于PFP发病机制的基础研究，进行更多高质量的临床试验，以总结针对PFP的有效防治措施，同时应加强科普工作，提高运动爱好者及基层医务人员对PFP的认知。