膝关节炎的病因诊断及运动疗法①

郝鑫 于滢 乔虎军

(1.哈尔滨体育学院 黑龙江哈尔滨 150008；2.苏州大学体育学院 江苏苏州 215021)

骨关节炎是全球最普遍的慢性关节疾病，目前没有有效的治疗方法，它可以影响多部位的小、中、大关节[1]，但膝关节是最常受影响的部位。全球46岁以上的成年人中约有16%的人具有膝关节炎的症状[2]。

膝关节炎是由创伤、扭伤等机械因素或遗传、发育、代谢所导致的软骨细胞、细胞外基质和软骨下骨的降解等生理变化所引起。其病理特征是软骨的局部丢失、邻近骨的重塑及相关的炎症反应。临床表现为膝关节疼痛、僵硬、关节活动受限，患者身体机能下降，严重降低了其生活质量[3]。

1 膝关节炎的发病原因

膝关节炎的发病原因很复杂，往往是多因素所致，年龄、种族、遗传、饮食及职业因素等都有可能导致膝关节炎的发生。

1.1 年龄

随着年龄的增长，患膝关节炎的概率会增加。虽然年龄增长并不是罹患膝关节炎的必然因素，但是随着年龄的增长，膝关节软骨变薄，老化的软骨细胞会发生特异性的功能改变，关节周围肌肉力量减弱，强度、体积减少，半月板完整性缺失及本体感受功能下降，这些都会影响关节功能从而导致膝关节炎的发生。一项调查研究指出，在受调查的女性中，以54.1岁为界限，年龄超过54.1岁的女性患膝关节炎的概率比年龄低于54.1岁的女性高出2.9%。在另一项衰老研究中指出，通过放射学数据显示，年龄的增长会增加身体各关节部位罹患关节炎的危险性[4]。

1.2 损伤

膝软骨挫伤、半月板损伤、韧带扭伤、滑膜损伤等其中一种或多种原因都会使膝关节受力不平衡，从而造成软骨慢性磨损引发膝关节炎。有报道指出，胫骨平台骨折后约有23%～44%的可能会引发创伤性膝关节炎，由于暴力原因导致的髌骨骨折也可能会并发创伤性膝关节炎。Sorense等人在10年间对髌骨骨折病人进行随访发现，大约70%的患者在术后出现髌骨关节炎[5]。Christopher T等人在报道中指出，大多数的髌骨半切患者在术后会出现髌骨关节炎的状况[6]。Jessica C等人在研究中发现，患有关节炎的患者中94.4%的人有过关节创伤的经历[7]。

1.3 肥胖

不合理饮食导致的肥胖和超重是很多疾病的潜在危险因素，在骨关节炎的研究中，肥胖和超重也是公认的潜在危险因素，特别是膝部的关节炎发病率最高。在一项大规模的研究中发现，BMI降低2kg/m2，患膝关节炎的概率会下降50%[8]。在一项护士健康调研中发现，在18岁前具有较高BMI的人，随着年龄的增长面临关节置换的可能性会增加。

1.4 其他原因

某些职业活动、过度的体育运动、不当的膳食、骨密度下降等与膝关节炎的发生也会呈现出正相关性。有研究指出，低血清25-羟维生素D受试者与中等血清25-羟维生素D受试者相比，患膝关节炎的概率高出3倍[9]。许多研究都表明，优秀长跑运动员患上膝关节与髋关节炎的概率较高。

2 膝关节炎的诊断

膝关节炎的早期并没有明显的表症，随着病程的积累会出现疼痛、关节肿大、关节功能受损等症状，如果能在病程早期诊断出相应病变并进行介入治疗，对于患者来说具有很重大的意义，目前临床医生和骨关节炎的研究者较公认的诊断方法是影像学的诊断，但是随着科技的进步出现很多新型诊断方法。

2.1 X光线照射

X光线照射是临床实践和研究中诊断膝关节炎的发生及预后的金标准，是最简单、最常用、最便宜的成像方式。X光线照射在观察膝关节间隙宽度中具有不可替代的作用。在膝关节炎的中晚期可以观察到关节软骨及软骨下骨硬化，骨赘、骨质的囊性变化，通过X光线照射还能观察到软骨剥脱及关节间隙内的游离体。但在评估关节软骨及周围组织形态中X光线照射存在一定局限性。

2.2 核磁共振成像

磁共振成像（MRI）由于诊断成本较高，在膝关节炎临床常规诊断中的应用并不广泛。但是在膝关节炎的研究中MRI具有关键性的作用。MRI能够清晰地呈现关节组织如关节软骨、韧带、滑膜、半月板等的结构，还可以显示出关节内的积液及游离体。MRI可以同时监测关节腔内多组织的变化，因此在膝关节炎的早期可以通过MRI诊断并进行介入治疗。此外通过MRI的成像还可以将关节间隙的宽度和骨赘的大小结合起来判断膝关节炎的表型[10]。

2.3 超声成像

近些年，超声成像在评判不同骨骼肌肉疾病的病理中应用比较广泛。其不但没有电离辐射的危害还能呈现同一关节的多平面形态。通过超声成像可以观察到在膝关节软骨出现清晰度下降及软骨与滑膜界面的锐度下降等早期症状。利用超声成像还能通过关节囊与软骨附着处的高回声信号推断早期膝关节炎的软骨下骨病变[11]。

2.4 其他方法

同位素扫描通过预测关节间隙变化及软骨下骨活跃程度确定软骨的损失，为膝关节炎的早期诊断提供依据，但是费用较贵。关节音技术可检测出32.5%的关节X线检测为阴性的患者及7.5%无捻发音的关节炎患者[12]，还有基因技术、血管造影及四环素荧光标记等已被应用于临床诊断。

3 膝关节炎的运动疗法

运动疗法是为减少各种因素引起的骨骼肌肉损伤或功能障碍而专门设计的运动方案或计划[13]。在运动过程中，患者可以徒手也可以利用器械进行运动。膝骨关节炎常见的运动方式有有氧运动、力量训练、水中运动等。

3.1 有氧运动

有氧运动是在氧气充足的环境下进行的运动形式。强度适中的有氧运动可以减缓膝关节炎的病程进展。Assis在研究指出，膝关节炎大鼠经过4周的跑台运动后，关节内白细胞介素-1β及基质金属蛋白酶13含量下降[14]。Baur的研究表明，膝关节炎大鼠经60%～70%的最大摄氧量的跑台运动后可以减少软骨内蛋白多糖的流失，提高软骨弹性[15]。有氧运动能否对膝节炎具有治疗作用仍有争议，但大多集中在频率、时间及强度的选择上，因而针对患有膝关节炎的患者进行有氧运动的治疗应根据患者的病情、身体素质综合考虑。

3.2 力量训练

力量训练具有提高肌肉力量以维持关节平衡，提高周围组织的生物学功能的作用，常见的有静力性和抗阻性训练。抗阻训练是改善肌肉力量最有效的干预方法。研究表明，在进行中到高强度的抗阻运动项目时，膝关节炎患者的股四头肌和腘绳肌力量会增加6%～46%[16]。Bennell对221名患者的研究中指出，经过30个月的等速肌肉训练后发现患者的膝关节间隙狭窄的发生率降低了26%[17]。

3.3 水中运动

水中运动可以改善肌肉力量，增加关节活动度和功能，同时减少疼痛、水肿和关节积液。

由于水的阻力，在运动中心率和摄氧量大大增加，使受试者在较慢的速度下消耗相同的能量，水的浮力可以减轻膝关节的重力负荷，减轻摩擦引起的疼痛。Bartels等的一项研究显示，1192名患有膝关节和/或髋关节骨关节炎患者进行水中运动后会轻微改善疼痛及残疾程度，并在完成治疗后立即略微提高生活质量。但他的另一项研究发现，水中运动对髋关节和/或膝OA患者会有一些短期的有益影响，但并不具有长期影响[18]。

4 结语

膝关节炎是膝部关节的衰竭性疾病，是影响中老年活动及使其身体疼痛最常见的疾病。膝关节炎的病因是多因子的，因此研究膝关节炎的病因及诊断方法有助于人们高效识别骨关节炎的症状并从源头上分析骨关节炎的发生。运动干预是最经济易行的延缓膝关节炎的方法，在某种程度上还可以预防膝关节炎的发生，针对膝关节炎患者的个体特征制订运动方案对患者的病情具有有利的作用。