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研究背景膝骨关节炎(Knee osteoarthritis,KOA)是下肢最常见的骨骼肌肉疾病之一,好发于老年女性,其发病原因复杂且尚无确切定论,近年来许多研究发现KOA发病机制同足部结构关系密切,某些足部姿势性或结构性的改变,比如足旋前、足旋后、扁平足、拇外翻(Hallux valgus,HV)等,会引起相应的踝关节、膝关节在排列上的变化。HV是老年女性中常见的足部疾病,严重时会导致足部的疼痛和畸形,可能会因为自身结构和生物力学的改变,对踝关节、膝关节产生影响。之前的研究多通过观察步态和足底压力的改变,探究KOA和足部疾病的相关性,缺乏关于相关肌肉弹性测量与膝关节功能关系的研究。研究目的本研究通过观察伴或不伴HV的KOA患者胫骨前肌(Tibialis anterior muscle,TA)和腓骨长肌(Peroneus longus muslce,PL)弹性模量的改变,同时结合X线、疼痛评估、拇外翻角(Hallux valgus angle,HVA)、内弓顶角、前弓角,探讨TA和PL的弹性与HV、KOA发生的关系。研究方法本研究为病例对照研究,招纳2019年7月-2019年12月至济南市中心医院疼痛科就诊的KOA患者共47例(其中27例为单侧KOA,20例为双侧KOA),以单个肢体为一个样本,共67个肢体,纳入条件为:年龄60-80岁的女性KOA患者,患侧伴或不伴HV;排除足膝手术史、炎性关节炎、神经性疾病、下肢血管病变及精神疾病。根据患侧肢体是否伴有HV,分为两组:HV+KOA组,共31个患肢(11例单侧,10例双侧);KOA组,共36个患肢(16例单侧,10例双侧)。并同时招纳15例20-30岁之间的健康女性作为健康对照组,每例均需排除膝关节疼痛、下肢疾病及手术史。需要拍摄患侧膝关节和患足的X线,记录患者的年龄、身体质量指数(Body Mass Index,BMI)、膝关节视觉模拟评分量表(Visual analogue scale,VAS)评分、膝关节疼痛持续时间、KOA及HV的患病年限、HVA、内弓顶角和前弓角。利用剪切波弹性成像(Shear wave elastography,SWE)技术对患肢及健康对照组双侧的TA及PL进行测量,分别测量在仰卧伸膝位放松状态下和最大自主等长收缩(Maximum voluntary isometric contraction,MVIC)时肌肉的弹性模量。所有计量数据的统计分析使用SPSS23.0软件,用均数±标准差表示计量数据,用例数和百分比表示分类变量。对于组间数据的比较,采用独立样本t检验。对于组内成对数据的比较,用配对t检验。Pearson相关分析用以分析数据间的相关性,P<0.05则被认为差异具有统计学意义。研究结果1.一般资料HV+KOA组和KOA组患者的年龄、BMI、KOA患病年限、膝关节疼痛发作持续时间无明显差异(P>0.05)。在HV+KOA组中,双侧患病患者的膝关节疼痛发作持续时间(18.00±5.48min)同单侧患病患者(13.64±5.52min)相比明显增加(P<0.05);双侧患病患者的KOA及HV患病年限、HVA、内弓顶角、前弓角与单侧患病患者相比均无明显差异(P>0.05)。2.VAS评分HV+KOA组的VAS评分同KOA组相比明显增高(7.89±0.75cm vs.7.40±0.95cm,P<0.05)。HV+KOA组中单侧患病的患者,其VAS评分(7.31±0.79cm)同KOA组单侧患病患者(6.88±1.03cm)相比无明显差异(P>0.05);HV+KOA组中双侧患病的患者,其VAS评分(8.21±0.50cm)同KOA组双侧患病的患者(7.82±0.63cm)相比明显增高(P<0.05)。在HV+KOA和KOA组中,双侧患病患者的VAS评分同单侧患病患者相比,均明显增高(P<0.05)。3.TA和PL弹性模量在仰卧伸膝位放松状态下的测得的TA弹性模量,HV+KOA组、KOA组、健康对照组之间均无明显差异(P>0.05)。而对于同体位MVIC时测得的TA弹性模量,HV+KOA 组(198.71±22.68kPa)均较 KOA 组(166.46±26.65kPa)和健康对照组(162.61±41.2kPa)显著增高(P<0.05),KOA组的弹性模量同健康对照组相比无明显差异(P>0.05)。HV+KOA组MVIC前后的TA弹性模量差值(167.74±19.68kPa)同 KOA 组相比(137.48±27.90kPa)明显增高(P<0.05)。在HV+KOA组和KOA组中,双侧患病患者在MVIC时的TA弹性模量(HV 组 206.85±19.83kPa;KOA 组 180.33±21.35kPa)均较单侧患病患者(HV组 183.90±20.55kPa;KOA 组 149.12±22.42kPa)显著增高(P<0.05)。HV+KOA组、KOA组及健康对照组在仰卧伸膝位放松状态下测得的PL弹性模量无明显差异(P>0.05)。健康对照组在同体位MVIC时测得的PL弹性模量(147.32±27.77kPa),同 HV+KOA 组(115.41±12.07kPa)及 KOA 组(124.20±13.27kPa)相比,均较两组显著增高(P<0.05),且KOA组的弹性模量较HV+KOA组明显增高(P<0.05)。KOA组PL在MVIC前后弹性模量差值(97.03±11.58kPa)同 HV+KOA 组相比(88.10±10.96kPa)明显增加(P<0.05)。4.HV+KOA组内的相关性分析在HV+KOA组中,TA在MVIC前后的弹性模量差值与同侧膝关节VAS评分(r=0.854,P<0.05)及 HVA(r=0.787,P<0.05)、内弓顶角(r=0.525,P<0.05)的大小呈正相关,同前弓角的大小(r=-0.570,P<0.05)呈负相关。PL在MVIC前后的弹性模量差值与TA的差值(r=0.500,P<0.05)、内弓顶角大小(r=0.396,P<0.05)呈正相关,与前弓角大小(r=-0.382,P<0.05)呈负相关。研究结论1.患侧伴有HV的老年女性KOA患者较不伴HV的患者膝关节疼痛更明显,双侧患病的老年女性KOA患者较单侧患病患者的膝关节疼痛程度更重。2.老年女性KOA患者的PL在MVIC时的弹性较健康人群明显减低,而患侧伴有HV的患者其PL在MVIC时的弹性较不伴HV的患者低。患侧伴有HV的老年女性KOA患者,其TA在MVIC时弹性较健康人群明显增高;不伴有HV的老年女性KOA患者,其TA弹性同健康人群无明显差异。双侧患病的老年女性KOA患者,其TA在MVIC时的弹性较单侧患病患者高。3.在老年女性KOA患者中,TA弹性的改变与膝关节疼痛程度、HV严重程度和足内侧纵弓降低的程度密切相关,PL弹性的改变与TA弹性的改变、足内侧纵弓降低的程度相关。