膝骨性关节炎经筋辨证的步态分析研究
作者：王常海, 李峰 张蓉 施延昭
【摘要】 目的探讨膝骨性关节炎患者不同经筋证型的步态特征。方法选取不同经筋证型的19例膝骨性关节炎(KOA)患者共30个患膝，运用足底压力测量系统测试步角、足跟部冲量、旋内旋外值及地面最大垂直反力出现时间占支撑期总时间的百分比。结果在步角和足跟部冲量上，少阳经筋病变膝和三阴经筋病变膝均大于正常(P<0.05)，足阳明经筋病变膝正常;阳明经筋病变膝在支撑中期旋外均值大于正常(P<0.05)，少阳经筋病变膝在推离期旋内均值大于正常(P<0.05)，而三阴经筋病变膝在推离期旋外均值大于正常(P<0.05);阳明经筋病变膝地面最大垂直反力出现时间显著推迟(P<0.05);而少阳经筋病变膝和三阴经筋病变膝与正常值相比无统计学差异(P>0.20)。结论KOA患者不同经筋证型在步角、足跟部冲量、旋内旋外值、地面最大垂直反力出现时间等步态指标上各有不同，可以作为KOA患者经筋辨证的客观依据。
【关键词】 膝骨性关节炎; 步态分析
膝关节骨性关节炎(Knee osteoarthritis,KOA)是一种常见的慢性关节疾病,其主要病变是膝关节软骨的退行性变和继发性骨质增生。虽然其病变部位发生在关节软骨，但膝关节周围力的失衡，导致关节内应力分布不均，则是关节软骨破坏的重要的原发病因，这在我们以前的研究中已做过详细论述[1,2]。这种力的失衡，来源于膝关节周围肌肉群、肌腱、韧带、筋膜、滑膜等的病变，属于中医所说的经筋病变的范畴，经筋理论在膝关节骨性关节炎发病机制及治疗中发挥着重要作用[3]，近年来的临床实践也不断验证着该观点[4,5]，说明这非我们的一家之言。
对于经筋病变的诊查，传统方法是运用《灵枢·卫气》中“必先按而在久应于手”的触诊检查方法，探查膝部经筋不对称的“筋结点”。这种依靠中医师个人经验的诊查方法，往往难以推广。本研究组多年来致力于应用现代生物力学技术的步态分析工具，研究膝骨性关节炎的经筋辨证，取得了可喜成果。在我们前期研究中，我们发现KOA患者在支撑期各阶段时间分布和地面垂直反力上存在着异常[6]，这是所有KOA患者共有的步态特征。为进一步研究膝骨性关节炎不同经筋证型的步态特征，本课题开展了如下研究工作。现报道如下。
1 对象与设备
1.1 研究对象共选取19例膝骨性关节炎患者，患者来源为北京中医药大学附属东直门医院、东方医院针灸科、按摩科和老年科200601～200609门诊病人,均符合1995年美国风湿病诊断及治疗标准委员会的膝关节骨关节炎诊断标准[7],并排除骨结核、骨肿瘤、明显的踝足部疼痛性疾患、严重心脑血管疾病及精神病患者。其中男5例，女14例;双侧患病11例，单侧患病8例，共30个患病膝关节;经X线检查，均为胫股关节内侧室OA，明显的骨赘均出现在胫骨上端和胫骨髁间突。年龄44～62岁，平均(54.79±5.09)岁;病程3个月～3年，平均(1.82±1.02)年;按照Kellgren & Lawrence的X线分级标准，Ⅰ级10例，Ⅱ级9例。经专业医师触诊检查，以阳明经筋病变为主的患膝18个，三阴经筋、少阳经筋病变为主的患膝均6个。
由于病程长、病情重的患膝多为几条经筋联合病变，分析起来很复杂，为使问题简化，提高研究的可行性，该研究选取早期患者，患膝为单一经筋病变为主。虽然将问题简化，但不失一般性，尤其有利于早期诊断的研究。
1.2 研究设备采用Rsscan公司的Footscan7 型足底压力测量系统,包括0.5 m平板及相应跑道、USB接口、分析软件以及笔记本电脑。测力平板为40 cm×50 cm,每平方厘米有4个0.5 cm×0.7 cm的压电晶体力传感器,平板共内置4 096个传感器。平板由USB数据线与计算机的USB接口直接相连。采样频率为300 Hz。
2 方法
2.1 研究方法将KOA患者随机编号,由测试人员指导每人先进行熟悉练习,之后赤足自然常速走过Footscan 7型足底压力测量平板,每人左右足各走3次,最后交由专业分析人员,将3次测量求平均值,给出分析结果。整个过程,研究者、测试人员和受试者以及分析人员之间做到互盲。
2.2 指标选取
2.2.1 步角足的长轴与前进方向之间的夹角。平均为6.7～6.8°，大于15°则为异常[8]。
2.2.2 足跟部冲量在整个支撑期，足跟部冲量不应大于总冲量的20%。
2.2.3 旋内旋外均值本研究仪器将足底分为10个区域，即大脚趾T1、其余4个脚趾T2～5、第1跖骨M1、第2跖骨M2、第3跖骨M3、第4跖骨M4、第5跖骨M5、足中部MF、足后跟内侧HM和足后跟外侧HL。RSscan程序将M1+M2+HM的压力与M3+M4+M5+HL的压力相比较，用特定的算法计算出旋内旋外值。旋外为正，旋内为负。观察旋内旋外值的分期，是按足跟触地(heelcontact)、支撑中期(midstance)和推离期(propulsion)3个阶段来划分的。见图1。本研究观察支撑中期和蹬离期旋内旋外值。旋外均值超过25°、旋内均值绝对值超过10°为异常。 数据导入EXCEL中，再求各阶段均值。所谓旋外，即是M1+M2+HM压力大于M3+M4+M5+HL压力，表现在图中为曲线向上凸;旋内则相反。图1 旋内旋外值分期
2.2.4 地面最大垂直反力出现时间占支撑期总时间的百分比地面垂直反力图见图2，即观察T1(或T3)。由前期研究[6]，正常值为33%。 图2 足底地面垂直反力曲线图
2.3 统计学分析步角、足跟部冲量、旋内旋外均值、地面最大垂直反力出现时间占支撑期总时间的百分比等各值均采用±s法来表示，采用t检验进行统计学分析，P<0.05为差异具有统计学意义。统计软件为SAS8.0。
3 结果
3.1 步角和足跟部冲量结果见表1。由于样本数量少，先进行数据的正态性检验。经SAS软件分析，数据符合正态性分布。之后进行单样本t检验。
经统计，阳明经筋病变膝的步角小于15°(P<0.05)，足跟部冲量小于20%(P<0.05)，说明在这两个指标上，阳明经筋病变膝正常;而三阴经筋与少阳经筋病变膝均大于正常(P<0.05),说明三阴经筋与少阳经筋病变膝在步角和足跟部冲量上存在异常。见表1。表1 步角(度)和足跟部冲量
3.2 旋内旋外均值结果见表2。经统计，阳明经筋病变膝在支撑中期旋外均值大于正常(P<0.05);少阳经筋病变膝在推离期旋内均值大于正常(P<0.05);而三阴经筋病变膝在推离期旋外均值大于正常(P<0.05)。表2 支撑中期和推离期旋内旋外均值
3.3 地面最大垂直反力出现时间占支撑期总时间的百分比结果见表3。与正常值比较，阳明经筋病变膝(*)地面最大垂直反力出现时间显著推迟(P<0.05);而少阳经筋病变膝和三阴经筋病变膝(**)与正常值相比无统计学差异(P>0.20)。表3 地面最大垂直反力出现时间占支撑期总时间的百分比
4 讨论与结论
步角的大小反映行走时侧向的稳定性，由膝关节周围内外旋肌群来控制。少阳经筋病变膝和三阴经筋病变膝的步角均大于正常，这可能因为内外旋肌群动作的不协调或者内外侧支持带病变所致，至于是姿势抑或步角的异常导致了三阴经筋或少阳经筋的病变，还是上述经筋的病变导致了步角的异常，尚不能做出结论，这需要做大样本的前瞻性研究。
阳明经筋病变膝的步角与正常值相比未见统计学异常，但这并不能说明阳明经筋病变膝行走时稳定性好。事实上，阳明经筋病变膝的症状相对更重，活动性更差，但或许是因为患者由于疼痛而采取被动姿势，以及由此带来的膝周组织的黏连、挛缩，阳明经筋病变膝的主要矛盾体现在前后的稳定性差上，在侧向则未能明确检测出不稳定性。
髌骨关节面以纵行嵴分为内、外两部分，再由横嵴等分为上、中、下3区，加上髌骨内缘的小关节面，共分为7区，见图3。这是由于髌骨绕股骨滑车转动时彼此适应而形成的。伸膝30°时，下区与股骨滑车相接触;60°时，中区接触;90°时上区接触;120°或以上时主要是髌骨内侧小关节面与股骨髁相接触。伸膝角度不同则有不同的髌股接触面。当伸膝0°时，它几乎受纳了髌骨上2/3的关节面。髌股关节接触面积，从伸直位到屈曲90°，随屈膝角度增加而增加;屈膝超过90°以后，再屈曲时，则随屈膝角度增加而接触面积减少。当屈膝90°时，髌股关节接触面积最大约为5 cm2。膝屈曲时，髌骨在股骨滑车上的移行轨迹，由外上向内下滑动;反之则呈相反方向。轨迹长约7 cm(见图4)。