肌电生物反馈配合抗阻训练对老年膝骨关节炎患者康复的影响

唐凤娟 王 娇

1.四川大学华西医院康复医学中心/华西护理学院，四川成都 610041；2.康复医学四川省重点实验室，四川成都 610041

作为老年人群的常见、多发疾病，膝骨关节炎（knee osteoarthritis，KOA）可导致患者膝关节活动受限、疼痛，甚至畸形，对患者的生活质量造成严重的影响[1]。现阶段，临床对于KOA 的治疗尚无特效药物，其中物理、运动疗法被认为是膝关节的有益治疗措施[2]。抗阻训练是缓解KOA 常见的运动疗法，研究报道已证实，其可增强患者的肌肉力量，改善身体功能，减轻KOA 患者的疼痛[3]。但不同的抗阻训练强度、频率和结合的康复训练方法对KOA 的干预效果尚不明确[4]。肌电生物反馈属于物理因子疗法，通过将传感器获得肌肉电信号转变为可感知的视听信号并反馈给患者，激发患者主动训练欲望，患者根据信号进行身体锻炼及调控，产生持久的正反馈机制，从而达到干预目的[5-6]。基于肌电生物反馈的干预机制，临床考虑肌电生物反馈配合抗阻训练或可在KOA 的干预中获益。基于此，本研究将重点观察肌电生物反馈配合抗阻训练对老年KOA 患者的效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019 年7 月至2021 年1 月四川大学华西医院收治的100 例老年KOA 患者作为研究对象，采用随机数字表法将其分为观察组与对照组，各50 例。纳入标准：①符合KOA 的诊断标准[7]；②具有阅读理解能力；③单膝患病。排除标准：①合并严重骨质疏松；②有精神病史；③膝关节严重畸形；④膝关节局部皮肤破损或溃疡；⑤合并恶性肿瘤；⑥既往膝关节手术史；⑦伴有全身、局部感染；⑧合并严重心脑血管疾病；⑨接受富血小板血浆疗法等。患者及家属均知晓本研究方案，并签署知情同意书。其中对照组男26 例，女24 例；病程2～9 年，平均（4.64±1.21）年；年 龄60～81 岁，平均（68.64±3.68）岁；Kellgren-Lawrence 分级：Ⅱ级29 例，Ⅲ级21 例；合并高血压14 例，合并糖尿病9 例。观察组男28 例，女22 例；病程2～8 年，平均（4.56±1.15）年；年龄61～82 岁，平均（68.80±4.03）岁；Kellgren-Lawrence 分级：Ⅱ级27 例，Ⅲ23 例；合并高血压16 例，合并糖尿病11 例。两组一般资料比较，差异无统计学意义（P ＞0.05），具有可比性。本研究经医院医学伦理委员会审核[2018 年审（407）号]。

1.2 研究方法

两组均使用相同的药物治疗。对照组采用常规康复治疗+抗阻训练，观察组采用常规康复治疗+肌电生物反馈配合抗阻训练。两组均连续治疗21 d。

1.2.1 常规康复治疗方法 包括超短波疗法、关节活动度训练、运动疗法（包括股四头肌等长收缩训练和直腿抬高训练）及日常生活活动能力指导，1 次/d，5 d/周，其中超短波疗法治疗15 次后停止。

1.2.2 抗阻训练方法 包括弹力带练习和无器械练习，其中弹力带练习包括弓步下压、侧立提拉、站姿抬腿、站姿后踢腿4 个动作，每个动作完成4 组，10～12 次/组，组间休息30 s。无器械练习：患者靠墙静立蹲马步，在有保护的前提下身体靠墙下蹲，完成3 组，每组坚持约30 s，组间休息30 s；仰卧抬腿，10 次/组，共3 组，组间休息30 s。每天训练1 h，4 次/周。

1.2.3 肌电生物反馈方法 采用德国Myo Trac 肌电生物反馈康复仪，刺激股内侧肌、股外侧肌及股直肌，3 个电极分别置于髌骨内侧缘上5 cm、髂前上棘与髌骨上缘连线中点及患膝髌骨外侧缘上方15 cm，刺激频率50 Hz，时间5 s，脉宽200 μs，间歇10 s，自动触发刺激模式，以患者耐受为度，康复仪作用下刺激股四头肌收缩，辅助患者完成登梯训练。具体方法：非治疗侧承重，治疗侧下肢放于10 cm 高踏板上，处于不承重状态，维持10 s，患者上台阶10 次，取3 次最高肌电值，3 次均值作为基线。当听到“work”口令时，患者治疗侧承重，上台阶动作，超过基线水平，仪器电刺激患者1 次，帮助患者达到基线，以最高点为下次治疗基线，仪器“rest”口令后，停止电流刺激，患者下台阶动作，反复训练，20 min/次，1 次/d，5 d/周，共干预21 d。

1.3 评价指标

干预前后采用视觉模拟评分法（visual analogue scale，VAS）[8]评估两组无负重站立5 min 的膝关节疼痛程度：0 分为无痛，10 分为剧烈疼痛，分数越高患者的膝关节疼痛越严重。采用Lysholm 膝关节评分[9]评估两组膝关节功能，包括肿胀度、疼痛、跛行、支撑、绞锁、不稳定、上楼、下蹲共8 个部分，总分100 分，患者的膝关节功能越好分数越高。采用西安大略和麦克马斯特大学（Western Ontario and McMaster University，WOMAC）骨关节炎指数量表评分[10]评估两组膝关节炎严重程度，包括疼痛、僵硬、日常活动度3 个维度，共24 个项目，采用1～4 分4 级评分法，共96 分，分数越高患者的KOA 越严重。等速肌力参数：干预前后采用美国Biodex Medical Systems 公司生产的4S 型等速肌力测试训练系统评估两组膝关节伸膝运动参数包括峰力矩（peak torque，PT）、总做功量（total work done，TW）、疲劳指数（work fatigue，WF）。统计两组干预期间不良事件发生情况，包括疼痛加重、红肿及皮下出血。

1.4 统计学方法

采用SPSS 25.0 对所得数据进行统计学分析，经Shapiro-Wilk 正态性检验为正态分布的计量资料采用均数±标准差（±s）表示，比较采用t 检验；计数资料采用例数和百分率表示，比较采用χ2检验。以P ＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组干预前后疼痛程度、膝关节功能、KOA 严重程度比较

干预前，两组VAS、Lysholm 膝关节、WOMAC 骨关节炎指数量表评分比较，差异无统计学意义（P ＞0.05）。干预后，两组Lysholm 膝关节评分高于干预前高，且观察组高于对照组（P ＜0.05）。干预后，两组VAS、WOMAC 骨关节炎指数量表评分低于干预前，且观察组低于对照组（P ＜0.05）。见表1。

表1 两组干预前后疼痛程度、膝关节功能、KOA 严重程度比较（分，±s）

表1 两组干预前后疼痛程度、膝关节功能、KOA 严重程度比较（分，±s）

注 KOA：膝骨关节炎；VAS：视觉模拟评分法；WOMAC：西安大略和麦克马斯特大学

2.2 两组干预前后伸膝PT、TW、WF 参数比较

干预前，两组伸膝PT、TW、WF 参数比较，差异无统计学意义（P ＞0.05）。干预后，两组伸膝PT、TW、WF 均高于干预前，且观察组高于对照组（P ＜0.05）。见表2。

表2 两组干预前后伸膝PT、TW、WF 参数比较（±s）

表2 两组干预前后伸膝PT、TW、WF 参数比较（±s）

注 PT：峰力矩；TW：总做功量；WF：疲劳指数

2.3 两组不良事件发生情况比较

两组干预期间不良事件总发生率比较，差异无统计学意义（P ＞0.05）。见表3。

表3 两组不良事件发生情况比较[例（%）]

3 讨论

现阶段，临床对于KOA 的治疗以止痛药物为主，可有效缓解患者的疼痛程度，但长期服用药物存在一定的不良反应，同时患者的病情易反复，临床应用存在一定的局限性[11]。研究指出，膝关节的屈伸肌群肌力是其稳定的决定因素，改善肌力可增加膝关节稳定性，减轻对关节的冲击负荷，利于维持膝关节功能，减少KOA 的发生[12]。对此，在KOA 的康复治疗中应增强膝关节的屈伸肌力。

作为常见的运动疗法，抗阻训练通过弹力带及靠墙静立马步蹲两种组合方式，分别属于等长和等张型训练，有效提高关节肌力，增加关节稳定性，减轻疼痛、僵硬等症状，促进KOA 患者的日常生活活动能力恢复[13-14]。但因老年KOA 患者的病情特点及耐受程度并不相同，导致抗阻训练的组合、强度、频次不易掌握，所获得的干预效果并不理想[15]。肌电生物反馈巧妙地结合生物反馈和肌电信号，当采集达到或超过基线时的肌电信号，仪器会提示并指导患者进行正常收缩肌肉，调动患者的积极性，配合康复训练[16-17]。且有研究指出，肌电生物反馈可有效改善KOA 患者的膝关节运动和平衡能力[18]。由此，提示肌电生物反馈配合抗阻训练或可在老年KOA 患者的干预中获益。本研究发现，肌电生物反馈配合抗阻训练可有效减轻老年KOA 患者的疼痛程度，缓解症状，改善膝关节功能。分析可能原因：肌电生物反馈刺激患者辅助收缩股四头肌，并促使患者进行登梯训练，需要更大的伸膝力矩，可有效增强肌力，缓解疼痛程度[19]。在老年KOA 患者疼痛程度缓解后，可承受接近正常屈伸力矩，机体可采用接近正常的控制策略，有效改善患者的下肢力学传导，改善膝关节对轴向负荷的承受能力，减轻疼痛程度，减轻KOA 症状，继而促进患者的膝关节功能恢复[20-21]。

因长时间的膝关节疼痛，且KOA 患者坐姿较为固定，患者股四头肌处于低负荷持续收缩状态，促使股四头肌缺血、缺氧，易引起肌肉疲劳[22]。临床上常采用等速肌力参数PT、TW 分析评价目标肌力的大小，同时PT、TW 可反映整体肌群的肌力和做功能力，而测试过程中后1/3 做功量与前1/3 做功量的比值为WF，可有效体现肌肉的疲劳程度，比值越接近提示耐力越好[23]。因此，分析老年KOA 患者的等速肌力参数可间接评估临床干预效果。本研究发现，肌电生物反馈配合抗阻训练可有效增强老年KOA 患者的抗疲劳能力及膝关节屈伸肌力。究其原因：老年KOA 患者在肌电生物反馈的刺激下反复向心和离心收缩，发挥出“肌肉泵”的效应，同时对肌肉组织内血管系统反复挤压，促进炎症物质局部代谢排出[24]。肌肉放松时的抽吸效应，可促进血液循环，促进肌肉的供血、供氧恢复，增强老年KOA 患者的抗疲劳能力，提高患者伸膝PT、TW、WF 参数[25]。此外，本研究还观察了两组干预期间不良事件发生情况，结果显示两组治疗期间不良事件发生率比较，差异无统计学意义（P ＞0.05），提示老年KOA 患者采用肌电生物反馈配合抗阻训练并未增加不良事件发生风险，有一定的安全性。

综上所述，肌电生物反馈配合抗阻训练可有效减轻老年KOA 患者的疼痛程度，增强抗疲劳能力，改善膝关节功能，具有临床应用价值，值得进一步推广。