懸吊下進階式閉鏈運動療法對膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者平衡能力的影響

黃若葭，武俊英，許志強，劉鴻宇

膝骨性關(guān)節(jié)炎（Knee osteoarthritis，以下簡稱KOA）多發(fā)于中、老年人，又稱膝退行性關(guān)節(jié)炎，其臨床表現(xiàn)主要為中、老年人在體育活動及日常生活中關(guān)節(jié)功能下降、活動受限。對于關(guān)節(jié)損傷患者來說，肌肉無力、骨與關(guān)節(jié)的損傷都會不同程度地影響身體體位的調(diào)整和承重［7］。此外，膝關(guān)節(jié)炎患者還存在有關(guān)節(jié)本體感覺的缺陷，KOA患者關(guān)節(jié)靈活性及軟組織柔韌性下降，可影響其平衡功能，使得關(guān)節(jié)本體感覺功能減弱，導致姿勢異常［10］。

懸吊運動療法（sling exercise therapy，以下簡稱SET）是近幾年來新興的一種運動療法，它是以持久改善肌肉骨骼疾病為目的，應用主動治療和訓練的一個總的概念集合［3］。它強調(diào)在不穩(wěn)定的地面上進行閉鏈運動，主要目的是為了達到對感覺運動器官的最佳誘發(fā)效果［8，15］，SET采用進階式訓練方法，訓練難度逐漸增大。懸吊訓練能夠增強肌力、肌耐力及關(guān)節(jié)活動度，提高關(guān)節(jié)的靈活性、協(xié)調(diào)性及平衡能力［12］。因此，本研究在常規(guī)物理治療和藥物治療KOA患者的基礎(chǔ)上輔以懸吊下進階式閉鏈運動訓練并觀察患者平衡能力及其治療效果。

1 對象與方法

1.1 研究對象與分組

共選取2010年5月到2012年8月間山西醫(yī)科大學第一醫(yī)院康復科收治的KOA患者40例，經(jīng)診斷，并符合美國風濕病協(xié)會（ACR）診斷標準（2001）［6］，病情穩(wěn)定。入組標準:1）過去的幾個月中膝關(guān)節(jié)大多疼痛；2）關(guān)節(jié)邊緣有骨贅增生；3）滑液分析為典型關(guān)節(jié)炎表現(xiàn)；4）發(fā)病期間早上關(guān)節(jié)僵硬≤30min；5）關(guān)節(jié)活動時有咿扎音。具有上述的1和2，或者1、3、5，或者1、4、5，可以診斷為 KOA，敏感性為94%，特異性為88%。排除標準:1）有髖、膝、踝外傷或手術(shù)史；2）兩腿長度相差超過1cm；3）因腰、髖引起的關(guān)節(jié)疼痛；4）繼發(fā)骨關(guān)節(jié)炎，如類風濕關(guān)節(jié)炎、感染性關(guān)節(jié)炎（炎癥、結(jié)核）、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎、全身代謝性或分泌疾病引起的關(guān)節(jié)炎、骨發(fā)育不全性關(guān)節(jié)炎；5）半月板和側(cè)副韌帶、交叉韌帶、髕腱及髂脛束病變；6）脛骨扭轉(zhuǎn)；7）脛骨粗隆骨軟骨??；8）髖部或腰椎的疼痛。本研究入選對象均要求:單側(cè)患病，有影像學診斷、且Kellgren不低于Ⅱ級，能獨立行走，膝關(guān)節(jié)活動度達到正常活動度的80%以上，肌力等級要求至少為Ⅲ級以上，無各種心血管疾病，入選患者均自愿接受實驗治療方案。若患者雙側(cè)均患病，則要求一側(cè)癥狀較輕。

從40例KOA患者中隨機挑選10例作為對照組，剩余30例患者為實驗組（康復訓練組），兩組患者在治療前，均對其性別、年齡、體重、身高、患肢側(cè)別以及患側(cè)痛閾負荷進行比較，差異無顯著性意義（P＞0.05），具有可比性（表1）。

表1 本研究受試者基本情況一覽表Table 1 Baseline Characteristics of the Subjects

1.2 研究方法

1.2.1 對照組

根據(jù)自身情況接受常規(guī)物理治療和藥物治療，包括:非甾體類抗炎藥、常規(guī)中藥熱敷包、中頻治療、調(diào)制中頻干擾電治療、微波、超短波等治療。

1.2.2 實驗組

在接受常規(guī)物理治療和藥物治療的基礎(chǔ)上，共進行連續(xù)4周的SET進階運動訓練，以閉鏈運動為主，根據(jù)患者病情選擇動作初始難度階段，隨著患者水平的提高進入下一階段練習。在進行運動訓練之前先由PT治療師對患者進行被動活動，主要包括膝關(guān)節(jié)局部肌肉的放松，膝關(guān)節(jié)屈伸活動以及髕骨上、下、內(nèi)、外的活動。5天／周，1次／天，30min／次，每次的訓練強度以低強度有氧訓練為主，具體訓練強度依患者的自身實際情況進行調(diào)整。懸吊運動訓練具體方法如下:

1.腘繩肌肌力訓練。開始姿勢:患者仰臥位，雙手放于胸前，吊帶系于足跟處，吊帶垂直于床面距離的高度大約是30cm，寬帶使用彈性繩固定于骨盆處，然后通過足跟往下壓吊帶來抬高骨盆使身體保持在伸直的姿勢，同時，膝關(guān)節(jié)屈曲盡可能的把足跟往臀部方向靠近（圖1）。過程難度的增加:1）逐漸減少彈性繩的支持；2）在整個運動過程中保持髖關(guān)節(jié)伸展；3）使用平衡墊；4）通過向遠端移動懸吊點逐漸延長力臂。進階判斷標準:1）連續(xù)完成6～8次；2）膝關(guān)節(jié)屈曲度數(shù)大于90°；3）骨盆抬起并處于水平面；4）身體無旋轉(zhuǎn)或側(cè)屈；5）脊柱保持在正常的生理彎曲范圍內(nèi)。

2.股四頭肌肌力訓練。開始姿勢:患者俯臥位，前臂支撐，在腹部下放一個枕頭避免腰部脊柱過度前凸，雙腿置于窄帶中，寬帶使用彈性繩置于腹部處，此時肘部撐起，通過伸髖伸膝使身體抬高在一個伸直的姿勢（圖2）。過程難度的增加:1）減少彈性繩的支撐；2）整個過程中用手支撐；3）通過向遠端移動懸吊點逐漸延長力臂。進階判斷標準:1）連續(xù)完成6～8次；2）負重腿膝關(guān)節(jié)完全伸直；3）髖關(guān)節(jié)完全伸展；4）骨盆處于水平面上；5）身體無旋轉(zhuǎn)或側(cè)屈。

圖1 本研究被試腘繩肌肌力訓練示意圖Figure 1.Strength Training of Hamstring Muscle

圖2 本研究被試股四頭肌肌力訓練示意圖Figure 2.Strength Training of Quadriceps Femoris

3.臀中肌肌力訓練。開始姿勢:患者側(cè)臥位，將頭部用墊或枕稍稍墊起，手臂放于前胸，一寬帶置于雙腿的膝關(guān)節(jié)處，吊帶高度距床約30cm，寬帶使用彈性繩置于骨盆處，上方腿外展并使用彈性繩懸吊支持，下方腿下壓做髖外展抬高骨盆（圖3）。過程難度增加:1）逐漸減少彈性繩的支持；2）通過向遠端移動懸吊點逐漸延長力臂；3）下方手臂支撐上身。進階判斷標準:1）連續(xù)完成6～8次；2）身體被抬高并能夠保持伸直的姿勢；3）身體無旋轉(zhuǎn)，脊柱保持在一個正常的生理屈曲范圍。

圖3 本研究被試臀中肌肌力訓練示意圖Figure 3.Strength Training of Middle Gluteal Muscle

4.膝關(guān)節(jié)本體感覺訓練。開始位置:患者坐位，屈膝單腿踩在吊帶內(nèi)，離地約10cm，以膝為軸進行前后、左右、圓周軌跡運動（圖4）。過程難度的增加:1）使用彈性繩；2）站立位進行練習。進階判斷標準:1）身體處于正常立位狀態(tài)，無旋轉(zhuǎn)，脊柱保持在正常的生理彎曲范圍內(nèi)；2）雙眼平視前方仍能完成運動軌跡。

圖4 本研究被試膝關(guān)節(jié)本體感覺訓練示意圖Figure 4.Knee Proprioception Training

1.3 評價指標測定

分別于康復治療前、治療4周后對患者的平衡功能進行測定。采用意大利Tecnobody動態(tài)平衡功能測試儀，分別記錄訓練前、后患者在B體位（站立位，單腿負重50%）下動態(tài)軌跡測定時的平衡數(shù)據(jù)。項目包括治療前、治療4周后患者前、后軸穩(wěn)定指數(shù)、左右軸穩(wěn)定指數(shù)、A2-A6軸穩(wěn)定指數(shù)、A4-A8軸穩(wěn)定指數(shù)、圓周軸穩(wěn)定指數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本研究通過Microsoft Excel軟件對實驗的數(shù)據(jù)進行錄入和初步整理；使用SPSS 15.0統(tǒng)計軟件包進行統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差（）表示，差異性比較采用t檢驗，以P＜0.05具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 實驗前患者健、患側(cè)平衡能力比較

通過對兩組患者在實驗前健與患側(cè)的各項平衡穩(wěn)定指數(shù)進行比較，結(jié)果均具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），由此說明個體健、患側(cè)之間的平衡功能均存在差異（表2）。

表2 本研究實驗前兩組患者健、患側(cè)平衡能力比較一覽表Table 2 Comparison on Two Groups of Patients with the Two Side Balance Stability Index before the Experiment

2.2 實驗前、后對照組與實驗組平衡能力比較

通過對兩組患者4周治療前、后健、患側(cè)的各項平衡穩(wěn)定指數(shù)差（健側(cè)各項穩(wěn)定指數(shù)-患側(cè)各項穩(wěn)定指數(shù)）與對照組相對應的各項平衡穩(wěn)定指數(shù)差進行比較，結(jié)果顯示，兩組在4周治療前相對應的穩(wěn)定指數(shù)差均無統(tǒng)計學差異（P＞0.05），由此說明，4周治療前實驗組與對照組的健、患側(cè)之間的平衡功能差異沒有很大的懸殊；兩組在4周治療后相對應的穩(wěn)定指數(shù)差均具有統(tǒng)計學差異（P＜0.05），由此說明，4周的運動訓練對患者的平衡功能產(chǎn)生了一定的影響（表3）。

表3 本研究實驗前、后兩組間健、患側(cè)平衡穩(wěn)定指數(shù)差一覽表Table 3 The Health of the Injured Side Balance Stability Index Difference between Two Groups before and after Experiment

2.3 實驗前、后各組健、患側(cè)平衡能力分析

通過對治療前、后各組健、患側(cè)平衡能力進行比較，4周治療前、后指標統(tǒng)計結(jié)果顯示:1）對照組健側(cè)穩(wěn)定指數(shù)中前后軸、A2-A6軸的穩(wěn)定指數(shù)有統(tǒng)計學差異（P＜0.05）；實驗組健側(cè)各項穩(wěn)定指數(shù)均具有統(tǒng)計學差異（P＜0.05）。2）對照組患側(cè)穩(wěn)定指數(shù)中只有前后軸的穩(wěn)定指數(shù)具有統(tǒng)計學差異（P＜0.05）；實驗組患側(cè)的各項穩(wěn)定指數(shù)顯示均具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。以上結(jié)果可說明，常規(guī)的物理治療對KOA患者的平衡功能影響并不大，而運動訓練的介入對患者的平衡能力產(chǎn)生很大影響（表4、表5）。

表4 本研究實驗前、后各組健側(cè)各項平衡穩(wěn)定指數(shù)一覽表Table 4 The Uninjured Side Balance Stability Index before and after the Experiment

表5 本研究實驗前、后各組患側(cè)各項平衡穩(wěn)定指數(shù)一覽表Table 5 The Injured Side Balance Stability Index before and after the Experiment

3 討論

本研究對KOA患者及其平衡能力和運動療法關(guān)系進行了探索，發(fā)現(xiàn)KOA能夠?qū)е禄颊咂胶饽芰Φ南陆?，而有效的運動訓練對患者平衡能力能夠產(chǎn)生積極影響。研究采用懸吊進階式閉鏈運動訓練療法，使患者在不穩(wěn)定的環(huán)境下進行運動訓練以改善患者平衡能力。實驗研究方法從生物力學角度，按照階梯遞進原則由易到難，制定并規(guī)范訓練等級。經(jīng)過4周實驗，兩組患者的平衡能力均有所改善，其中接受SET患者的平衡能力與接受常規(guī)治療患者的平衡能力相比，前者改善較為明顯。

3.1 人體平衡能力的影響因素

人體平衡的維持依賴3個環(huán)節(jié)，感覺系統(tǒng)的信息輸入、中樞神經(jīng)的信息整合以及運動控制［14］，若某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題則會影響平衡的維持，其中，感覺系統(tǒng)由視覺、前庭以及本體感覺3個要素組成。對于KOA患者而言，導致其平衡能力下降主要是感覺系統(tǒng)以及運動控制能力的減弱。感覺系統(tǒng)主要是指本體感覺，依據(jù)本體感覺劃分的3個等級，KOA患者主要是一級缺失，也就是肌肉、肌腱、韌帶及關(guān)節(jié)的位置感覺、運動感覺、負重感覺的缺失。因此，本研究采用意大利Tecnobody動態(tài)平衡功能測試儀對患者在前后軸、左右軸、A2-A6軸、A4-A8軸8個方向以及圓周軌跡的描跡能力進行測定，以此反應患者平衡能力，也是對患者位置覺及其運動感覺的反映，由此可以提示出患者感知肢體與關(guān)節(jié)位置移動的表現(xiàn)。

從生物力學角度看，膝關(guān)節(jié)能夠承受很大的力和力矩，主要原因是它位于股骨和脛骨這兩個人體最長的杠桿臂之間。KOA對患者產(chǎn)生的最大影響就是造成了不同程度的功能障礙，如姿勢異常、走路搖擺、步行距離減少，這些均受到膝關(guān)節(jié)平衡能力的影響。Toivanen等［17］經(jīng)22年臨床觀察發(fā)現(xiàn)，重體力勞動是導致KOA發(fā)病的重要要影響因素。Segal等［16］應用計算機模擬法，根據(jù) MRI圖像計算關(guān)節(jié)軟骨接觸應力，發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)軟骨超負荷與KOA發(fā)病密切相關(guān)。本研究數(shù)據(jù)的采集，以患者站立位時，單腿各自負重自體50%重量的姿勢下測定患者動態(tài)平衡軌跡，以此反映KOA患者健側(cè)與患側(cè)平衡能力是否一致。結(jié)果顯示，實驗前兩組患者健、患側(cè)在前后軸、左右軸、A2-A6軸、A4-A8軸以及圓周軌跡5個指標均存在差異（P＜0.05），說明個體健、患側(cè)動態(tài)平衡能力均不同，也就是說，病灶的產(chǎn)生對患者主動運動的穩(wěn)定性、關(guān)節(jié)位置的控制、重心的控制均產(chǎn)生一定的影響。

3.2 肌力訓練與感覺運動功能訓練對KOA患者平衡能力的影響

對于KOA患者的平衡能力的改善，下肢肌肉訓練以及感覺運動功能訓練是重要內(nèi)容。本研究結(jié)果顯示，通過對兩組患者4周實驗前，健、患側(cè)的平衡能力指數(shù)差進行比較可知，實驗前兩組患者平衡能力均處于同一水平，并無差異（P＞0.05），4周實驗后兩組健、患側(cè)在前后軸、左右軸、A2-A6軸、A4-A8軸以及圓周軌跡5個指標的平衡能力指數(shù)差產(chǎn)生差異（P＜0.05），也就是說，運動訓練對KOA患者的平衡能力能夠產(chǎn)生一定的影響。范慶花、玄勇等［1，11］研究后發(fā)現(xiàn)，KOA 患者下肢肌力經(jīng)過 運 動訓練有很大的增強，同時，還可以改善膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。首先，股四頭肌和股后肌群在膝關(guān)節(jié)做曲、伸運動時兩者是拮抗肌，而在行走時，它們則起協(xié)同作用共同穩(wěn)定膝關(guān)節(jié)。其次，膝關(guān)節(jié)在完成日?；顒又惺冀K處于負重狀態(tài)，若膝關(guān)節(jié)周圍肌肉組織處于良好工作狀態(tài)時可以吸收其大量負荷，因此，下肢肌力的下降直接影響膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，并加大膝關(guān)節(jié)負重［5］。此外，有研究表明KOA患者還存在有不同程度的本體感覺缺陷，這減弱了對關(guān)節(jié)空間位置及運動感覺的能力［9］。KOA患者肌肉力量以及本體感覺異常，對于姿勢控制能力降低，這必然使其平衡能力下降。對于選用何種訓練方法，目前，SET被認為是改善肌肉骨骼問題的有效方法。Tsauo等［18］研究結(jié)果顯示，與常規(guī)的物理治療相比，SET對于促進患者本體感覺以及運動功能的恢復更具有優(yōu)勢，同時，本研究也證實這一點。SET不僅能夠有效增強KOA患者肌力，而且為患者創(chuàng)造一個不穩(wěn)定的運動訓練環(huán)境時，患者在此環(huán)境下其本體感覺、運動控制以及局部穩(wěn)定肌等會受到強烈刺激，因此，能夠?qū)Ω杏X運動器官達到很好的誘發(fā)效果。

3.3 KOA與人體平衡能力關(guān)系

有研究者認為，“從生物力學的角度來說，弱鏈是指人體生物力學運動鏈上的薄弱環(huán)節(jié)，肢體的運動是在由多個關(guān)節(jié)構(gòu)成的運動鏈上的傳遞”［16］，運動系統(tǒng)最主要的功能之一就是維持平衡，除平衡器官外，肌肉中的本體感受器、肌腱、筋膜以及骨關(guān)節(jié)均起重要的作用。身體是在穩(wěn)態(tài)和動態(tài)中直接達到平衡，對于骨骼肌肉系統(tǒng)的疾病治療，往往著眼于局部病灶產(chǎn)生處，忽視了整體的結(jié)構(gòu)性和功能性，必然會導致此強彼弱的趨勢。從人體骨骼肌肉系統(tǒng)整體的角度看，人體正常的完成各種活動，依靠人體一個核心結(jié)構(gòu)——動力鏈，由肌肉鏈和關(guān)節(jié)鏈構(gòu)成［2］，若某一環(huán)節(jié)的關(guān)節(jié)和肌肉出現(xiàn)問題，則會發(fā)生薄弱環(huán)節(jié)，產(chǎn)生“弱鏈”，進而阻礙動力鏈傳遞，引起身體不平衡并使運動失衡。運動中的“弱鏈”是許多機體功能障礙以及運動損傷產(chǎn)生的誘因，當身體某一環(huán)節(jié)薄弱時，會導致身體其他部位更大的壓力，同時，身體受損傷的部位本身就是一個“弱鏈”，而損傷的發(fā)生與主、被動肌肉力量不平衡以及身體位置失衡關(guān)系密切［4］。KOA患者始終處于關(guān)節(jié)受損、活動度下降、肌力減弱以及本體感覺減退的惡性循環(huán)之中，這一薄弱環(huán)節(jié)的產(chǎn)生對于人整體平衡功能的影響也是必然的。

3.4 非穩(wěn)定環(huán)境下的懸吊訓練對人體神經(jīng)-肌肉系統(tǒng)控制的影響

懸吊訓練是在為人體創(chuàng)造的不穩(wěn)定環(huán)境下進行訓練，以激發(fā)運動軀干肌肉舒縮而產(chǎn)生訓練效果的方法［13］。在這種不穩(wěn)定的環(huán)境下，人體各部分骨骼肌肉始終處于不斷調(diào)節(jié)中來進行姿勢控制。姿勢控制屬運動控制范疇，兩個重要因素是身體的穩(wěn)定性與定向性，其中，姿勢的穩(wěn)定性也就是平衡。人體對姿勢的控制主要依賴于神經(jīng)-肌肉系統(tǒng)的相互作用，在懸吊訓練中完成特定的訓練動作，處于這種非穩(wěn)定條件下軀體各個部位需要多次重復的進行肌肉收縮與放松、身體在平衡與不平衡之間快速轉(zhuǎn)化以及骨關(guān)節(jié)不斷的調(diào)整。此時，各部位肌肉、關(guān)節(jié)中的感受器不斷受到相應的肌肉長度、速度、張力以及關(guān)節(jié)速度、壓力等的刺激，并由感覺傳導通路傳至中樞神經(jīng)系統(tǒng)進行整合，運動神經(jīng)元則會產(chǎn)生相適應的肌肉收縮及關(guān)節(jié)變化來維持身體平衡。機體時刻處于各部位肌肉、關(guān)節(jié)不同緊張度的控制和調(diào)節(jié)中，能夠形成神經(jīng)對肌肉的準確支配能力，提高神經(jīng)對肌肉的募集能力，最終改善軀體由失衡到控制平衡的能力。因此，在不穩(wěn)定的懸吊環(huán)境下完成有效的姿勢控制需要骨骼肌肉系統(tǒng)控制身體的空間位置和中樞神經(jīng)系統(tǒng)對不穩(wěn)定環(huán)境下感覺信息提供的身體相關(guān)信息進行整合再作用于運動感覺器官，以此反復，改善神經(jīng)-肌肉系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性和姿勢控制的精確性。

3.5 進階式閉鏈運動對患者平衡能力的影響

SET對于解決骨骼肌肉疾患的效果早已被證實，但鮮見關(guān)于懸吊下動作的使用和訓練階梯等級的規(guī)范化研究。本研究則根據(jù)懸吊階梯遞進原則，對訓練進階標準進行細化和歸納，為患者不同時期的訓練安排提供參考。懸吊訓練中，開鏈運動和閉鏈運動均是常用方法。閉鏈運動較開鏈運動相比，對其肢體遠端進行固定，增加了遠端承重，著重于對關(guān)節(jié)肌肉的功能性鍛煉，激活軀體原動肌、協(xié)調(diào)肌以及拮抗肌共同維持動態(tài)穩(wěn)定。同時，使用懸吊系統(tǒng)，對于同一動作不同難度運用漸進式階梯訓練系統(tǒng)，通過改變懸吊點以及懸吊繩角度的方式來逐漸增大訓練強度，這是直接影響動作難易程度的關(guān)鍵。通過閉鏈的運動模式，并強調(diào)低負荷、漸進抗阻式的訓練方法，以此增強患者的運動感覺控制能力以及穩(wěn)定肌肌力，這與傳統(tǒng)的力量訓練相比有了本質(zhì)的區(qū)別。本研究結(jié)果顯示，4周實驗后，兩組患者健、患側(cè)平衡能力指數(shù)差由實驗前的同一水平到產(chǎn)生了差異（P＜0.05）；接受了4周的常規(guī)物理治療的患者健側(cè)僅在前后軸、A2-A6軸位產(chǎn)生變化，患側(cè)在前后軸產(chǎn)生了變化；接受運動訓練的患者健、患側(cè)在前后軸、左右軸、A2-A6軸、A4-A8軸以及圓周軌跡5個指標均產(chǎn)生了顯著變化（P＜0.05）。對于懸吊下進階式閉鏈運動，運動負荷大小、懸吊繩對人體拉力方向以及力矩的不同，對人體產(chǎn)生的效應有別。需要強調(diào)的是，訓練過程中要根據(jù)患者情況來調(diào)整動作難易度，在適當?shù)碾y度下要求動作標準、姿勢正確、減少代償。

4 結(jié)論

1.膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性以及整體姿勢控制能力的改善與有效的運動訓練密不可分。

2.懸吊進階式閉鏈運動療法能夠明顯改善KOA患者的平衡能力，改善人體神經(jīng)-肌肉系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性和姿勢控制的精確性，對KOA患者的康復及維持日?；顒泳哂蟹e極意義。

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