文章来源：中华骨科杂志, 2021,41(21) : 1561-1568
作者：李志坤 刘强 邢丹 王锴 张立毅 林剑浩
目的
评价结构化健康教育及运动处方治疗对膝关节骨关节炎（knee osteoarthritis，KOA）的短期疗效。
方法
前瞻性队列研究，以问卷链接的形式向符合3年入组年限的162例KOA患者发放问卷，内容包括：膝关节损伤和骨关节炎评分（knee injury and osteoarthritis score，KOOS）、膝关节疼痛视觉模拟评分（visual analogue scale，VAS）、间歇性持续骨关节炎疼痛（intermittent and constant osteoarthritis pain，ICOAP）评分、自我效能评分。数据回收整理后，采用重复测量资料的混合线性模型来对比分析各项指标的基线与3、36个月的变化趋势，以评价结构化健康教育结合运动处方治疗KOA的短期疗效。
结果
数据回收整理得出有完整基线、3个月及36个月数据的109例，问卷随访完成率67.3%。运动治疗干预后36个月数据与基线数据对比临床指标变化趋势，KOOS疼痛评分由基线的（70.8±1.7）分改善至36个月的（79.7±1.8）分，差异有统计学意义（P <0.05）；KOOS症状评分由基线（66.8±2.0）分改善至36个月的（74.9±2.1）分，差异有统计学意义（P <0.05）；KOOS日常功能评分由基线（81.7±1.4）分改善至36个月（87.0±1.5）分，差异有统计学意义（P <0.05）；KOOS运动功能评分由基线（47.4±2.8）分改善至36个月的（55.0±2.9）分，差异有统计学意义（P <0.05）；KOOS生活质量评分由基线的（46.6±2.1）分改善至36个月时的（63.5±2.2）分，差异有统计学意义（P <0.05）。KOOS五项评分均有差异有统计学意义（F =14.548、8.102、11.394、5.687、25.942，均P <0.05）；其余指标：左膝VAS疼痛评分、右膝VAS疼痛评分、ICOAP评分、自我效能-疼痛评分、自我效能其他症状评分等均有显著改善（F =17.643、26.791、8.290、4.052、3.654，均P <0.05）。
结论
结构化健康宣教结合运动处方治疗中老年KOA患者对其膝关节疼痛、功能、自我效能等方面具有短期疗效。
膝关节骨关节炎（knee osteoarthritis，KOA）是60岁以上人群最常见肌骨疾病[ 1,2] ，且随着人口老龄化及肥胖的流行，KOA的发病率呈上升趋势。在年轻人和身体活跃的人群中，KOA的发病率也在上升[ 3,4] 。根据国内2020年研究报告显示我国KOA患者从1990年2 610万增至2017年6 120万；KOA的年龄标准化患病率从1990年的2.9%上升至2017年的3.1%；KOA引起的残疾年数从1990年的0.84亿增加到2017年的1.97亿，年龄标准化残疾年数从每10万人92.5增至每10万人98.8[ 5] 。同时KOA也是2017年我国第24位最常见的残疾年数病因，占全部残疾年数的1.08%[ 5] 。不仅如此，KOA的分布呈现明显的地域和城乡差异。一方面，在经济相对落后的西部和西南部，KOA患病率明显高于东部沿海地区[ 6] ；另一方面，在基层医疗相对欠发达的农村地区，KOA患病率明显高于城市地区[ 7] 。因此，我国存在着医疗发展水平与KOA患病率的错位分布。
目前，OA尚无有效的治愈方法。长期以来，OA的治疗策略主要局限于镇痛药物和外科手术，治疗带来的并发症是老年患者面临的巨大隐患。药物治疗以非甾体类消炎药为主，大量的临床随机对照研究均证实长期服用非甾体类消炎药会明显增加消化道出血、心血管事件和死亡风险等[ 8] 。人工关节置换术是治疗晚期OA严重疼痛和关节畸形的重要方法，但花费高且人工关节寿命有限，对经济状况欠佳或相对年轻患者并非理想的选择；此外，近期Beswick等[ 9] 报告近20%的OA患者接受关节置换术后仍有持续疼痛。且10年内进行翻修手术的比例高达12%[ 10] 。
对于KOA的治疗，欧美国家早在2001年就提出将运动疗法作为KOA治疗的首选[ 11] 。运动疗法是指通过科学的锻炼方法来增强肌肉、稳定关节、改善运动协调能力和控制能力，进而减轻患者疼痛和改善患肢关节功能，来缓解疼痛、延缓疾病进展、矫正畸形、改善或恢复关节功能、减少患者用药和提高患者生活质量。基于大量的临床研究证据支持，国内外临床指南一致推荐将运动疗法作为膝骨关节炎的首选保守治疗措施，处在KOA治疗金字塔的基础地位（表1）。国际骨关节炎研究协会（International Osteoarthritis Research Association，OARSI）在2019发布的关于膝骨关节非手术治疗方法指南中指出，生物力学干预、运动（陆基和水基）、自我管理和教育、力量训练和体重管理在内的几项保守治疗是适用于所有KOA患者的一线治疗方法[ 12] 。美国骨科医师协会2013年发布的指南对KOA的患者教育和运动处方作出了强烈推荐[ 13] ；2012年版美国风湿病学的骨关节炎诊疗指南也对有氧运动、水中训练和抗阻训练等运动处方做出了强烈推荐[ 14] ；中华医学会骨科学分会2018年最新发布的《骨关节炎诊治指南》对患者教育和运动处方也作出明确推荐[ 15] （表1）。
运动治疗副作用少，治疗效果肯定，其低风险、少副作用、金额低成本的优势，在KOA的预防及治疗过程处于一线地位且无可替代。自2016年运动治疗的理念引进国内，推行至今，治疗效果受到广大患者的一致肯定和好评，同时前期相应的临床研数据得出的结论也与国外的研究相一致。
本研究通过对连续入组的接受运动治疗膝骨关节炎患者的3个月和3年的随访资料，对比膝关节损伤和骨关节炎评分、疼痛评分及自我效能等指标在治疗前后的变化，目的在于：①是探索通过运动治疗干预膝骨关节炎后3年的临床指标数据变化；②观察结构化健康教育结合运动处方治疗在KOA的短期疗效变化趋势的影响；③为我国临床进一步推广运动治疗提供短期理论依据及数据支持。
材料与方法 一、研究类型
对结构化健康教育及运动处方治疗KOA患者短期疗效变化趋势运动治疗的前瞻性队列研究。
二、纳入与排除标准
纳入标准：①临床诊断KOA患者，符合《中华医学会2007年骨关节炎诊治指南》中的诊断标准；②6个月之内无手术治疗计划。
排除标准：①其他类型关节炎，如类风湿关节炎; ②关节畸形严重（内翻或外翻>30°，屈曲挛缩>30°）；③过度肥胖患者（体质指数>35 kg/m2 ）；④有其他严重影响躯体功能的合并症的患者，如脑梗、具备手术指征的腰椎病变、下肢血管病变等; ⑤有失代偿心功能不全者; ⑥严重心脑血管疾病、弱病质等不宜参加运动治疗者; ⑦依从性差者。
KOA诊断标准采用《中华医学会2007年骨关节炎诊治指南》：①近1个月内反复膝关节疼痛；②X线片（站立或负重位）示关节间隙变窄、软骨下骨硬化和（或）囊性变、关节缘骨赘形成；③关节液（至少2次）清亮、黏稠，白细胞计数<2 000个/ml；④中老年患者（≥40岁）；⑤晨僵≤ 30 min；⑥活动时有骨摩擦音（感）。综合临床、实验室及X线检查，符合1+2条或1+3+5+6条或1+4+5+6条，可诊断膝关节骨关节炎。
三、研究对象
研究对象为在北京大学人民医院（北京市西城区）诊断和治疗的符合入排标准的膝关节骨关节炎患者，依上述纳入及排除标准，自2016年5月以连续入组方式纳入运动治疗患者，截至2019年10月1日满足运动治疗36个月的KOA患者162例，其中男22例，女140例；年龄（64.0±8.0）岁（范围56~72岁）。
四、干预措施
（一）结构化健康教育
全部患者在基线时均完成2 h的结构化健康科普课程以及总共6周、每周2次、每次1.5 h的有医生或治疗师指导的6~8人组的团队运动训练。健康教育课程主要包括KOA的常见临床表现、膝关节的解剖结构、膝关节运动中的生物力学原理、骨关节炎的治疗方式、膝关节疼痛的自我管理和自我帮助措施等内容。通过教育的形式对患者的思想进行干预，以期达到正确认识疾病，确立正确的治疗理念，学会日常生活中正确的保护膝盖方式等。
（二）运动处方
运动治疗内容主体部分以神经肌肉系统训练联合抗阻训练作为主要的运动治疗干预方案，包括四个部分：①热身：颈、肩、腰椎、髋、膝、踝等各个大关节的活动；②神经肌肉力量训练：主要针对腰腹核心肌群的骨盆抬高运动、仰卧位卷腹摸膝训练以及座位大腿的屈伸、站立位髋关节内收外展、屈膝前后及左右的滑步训练；③功能训练包括椅子起坐、上下台阶训练；④冷身包括大腿，小腿的拉伸等。通过运动锻炼来增强患者的肌肉力量来，增加膝关节的稳定性，提高自身的运动控制能力。
五、评价指标
（一）患者基本情况
年龄、性别、受教育程度、家庭收入、患病时间、患侧膝关节、体重指数、Charlson合并症指数（Charlson comorbidity index）以及X线片中Kellgren-Lawrence（KL）分级。其中Charlson合并症指数是一种应用较广泛的合并症评分体系。它基于患者所患疾病数目及严重程度，对合并症进行量化，可用于预测疾病的死亡风险。该指数共涉及17类疾病，每类疾病被赋予1、2、3、6的权重，表示疾病的严重程度。患者所有合并症的权值和为合并症评分，评分越高，合并症越严重，未来死亡风险越高。
KL分级：0级，膝关节间隙正常，无骨赘。Ⅰ级，关节间隙可疑变窄，可能有骨赘。Ⅱ级，有明显的骨赘，关节间隙轻度变窄。Ⅲ级，中等量骨赘，关节间隙变窄较明确，软骨下骨骨质轻度硬化改变，范围较小。Ⅳ级，大量骨赘形成，可波及软骨面，关节间隙明显变窄，硬化改变极为明显，关节肥大及明显畸形。
（二）主要结局指标
膝关节损伤和骨关节炎评分（knee injury and osteoarthritis score，KOOS）：是一项国际公认的、可靠的膝关节骨关节炎患者自我报告治疗效果评价体系，由疼痛、症状、日常生活活动能力、运动及娱乐能力、膝关节相关生活质量5个维度。每个分量表的得分独立计算，分值越高代表膝关节功能越好。
（三）次要结局指标
①膝关节疼痛评分（visual analogue scale，VAS）：评分范围0~100分，0分代表没有疼痛，100分代表可想象的、最剧烈的疼痛。
②间歇性持续骨关节炎疼痛（intermittent and constant osteoarthritis pain，ICOAP）评分：是一种多维骨关节炎的评价措施，旨在综合评估膝关节骨性关节炎患者的疼痛体验，包括疼痛强度、频率和持续疼痛-对情绪、睡眠和生活质量的影响，独立于疼痛对身体功能的影响[ 4] ，所有项目均以5级响应等级来构建。
③自我效能评分：量表包括疼痛及其他症状自我效能两方面。每个条目以1~10分计分，其中1分表示毫无信心，10分表示完全有信心，得分越高说明自我效能水平越高。
六、随访
所有结局指标均以随访3年数据作为评价指标，同时与基线及3个月随访数据对比，观察其数值变化趋势来确定短期疗效走向。
七、统计学
用STATA 15.1 SE（Stata公司，美国）软件对数据进行分析处理。年龄、患病时间、体质指数等连续型变量均使用均数±标准差表示。KOOS五项评分、VAS、ICOAP和自我效能评分等使用混合线性模型比较基线与3个月、3年随访的结果变化。本研究中对于治疗效果的评价是基于重复测量的纵向随访数据，故采用线性混合效应模型进行建模（STATA mixed命令），再计算观察指标（如KOOS评分等）的预测边际值并进行不同随访时点之间的比较（STATA margins命令），由此得出36个月和3个月对比基线是否有显著差异。检验水准α 值取双侧0.05。
结果 一、一般结果
3年随访符合要求者162人，数据收回109人，随访率为67.3%。受试者年龄为（64.0±8.0）岁，男女占比分别为13.8%和86.2%；教育程度大部分为大学学历占45.9%，年收入5~10万及10万以上者比例接近30%左右。患病时间为（83.2±89.8）个月，合并有两种及以上疾病者占比接近50%，双膝患病的比例为64.5%，体质指数为（25.2±3.6）kg/m2 。36个月基本信息随访数据与基线及3个月随访数据基本一致，具体数据见表2。
至问卷数据截止日期在基线资料中统计出有X线KL评估者137人，KL评分占比分别为0~1级者21.9%、2级29.9%、3~4级48.2%。
二、随访指标情况
研究显示3年随访评价指标：KOOS评分、VAS评分、ICOAP评分、自我效能评分，其变化值与基线对比差异有统计学意义（均P <0.05）。各指标具体描述如下；评分变化值数据见下表3。
（一）膝关节骨关节炎运动治疗效果评价
1．KOOS疼痛评分
KOOS疼痛评分由基线的（70.8±1.7）分（95%CI ：67.6，74.1）在3个月时提高到（76.4±1.7）分（95%CI ：73.0，79.7），较基线平均改善5.6分，差异有统计学意义（P <0.05），36个月时则为（79.7±1.8）分（95%CI ：76.2，83.1），较基线平均改善8.9分，差异有统计学意义（P <0.05，图1）。
图1 膝关节损伤和骨关节炎（KOOS）评分中的疼痛评分在基线、3个月、36个月的变化趋势示意图。提示KOOS疼痛评分在运动治疗后3个月随访时改善明显，3个月后到36个月有进一步改善，但效果不如3个月改善显著，总体趋势显示运动治疗对远期疼痛控制有效
2．KOOS症状评分
KOOS症状评分由基线的（66.8±2.0）分（95%CI ：62.8，70.7）在3个月时提高到（70.4±2.1）分（95%CI ：66.3，74.5），较基线平均改善3.6分，差异无统计学意义（P >0.05）；36个月时则为（74.9±2.1）分（95%CI ：70.7，79.1），较基线平均改善8.1分，差异有统计学意义（P <0.05，图2）。
图2 膝关节损伤和骨关节炎（KOOS）评分中的症状评分在基线、3个月、36个月的变化趋势示意图。提示KOOS症状评分在运动治疗后3个月随访时有改善但不显著，36个月随访时与基线比有显著改善，说明症状随随访时间的变化改善趋势更明显且改善效果能持续到36个月
3． KOOS日常功能评分
KOOS日常功能评分由基线的（81.7±1.4）分（95%CI ：79.0，84.4）在3个月时提高到（87.8±1.4）分（95%CI ：85.0，90.6），较基线平均改善6.1分，差异有统计学意义（P <0.05）；36个月时则为（87.0±1.5）分（95%CI ：84.1，89.8），较基线平均改善5.3分，差异有统计学意义（P <0.05）。
4．KOOS运动功能评分
KOOS运动功能评分由基线的（47.4±2.8）分（95%CI ：41.9，52.9）在3个月时提高到52.1±2.9（95%CI ：46.4，57.7），较基线平均改善4.7分，差异有统计学意义（P <0.05）；36个月时则为（55.0±2.9）分（95%CI ：49.3，60.7），较基线平均改善7.6分，差异有统计学意义（P <0.05）。
5．KOOS生活质量评分
KOOS生活质量评分由基线的（46.6±2.1）分（95%CI ：42.5，50.7）在3个月时提高到（54.4±2.2）分（95%CI ：50.1，58.7），较基线平均改善7.8分，差异有统计学意义（P <0.05）；36个月时则为（63.5±2.2）分（95%CI ：59.1，67.9），较基线平均改善16.9分，差异有统计学意义（P <0.05）。
运动治疗后KOOS疼痛、KOOS症状、KOOS日常功能、KOOS生活质量等五项36个月随访变化值及3个月随访数据的差异均具有统计学意义（均P <0.05）。
（二）膝关节骨关节炎运动治疗疼痛评价
1．VAS评分
左膝VAS评分由基线的（41.3±2.1）分（95%CI ：37.3，45.3）在3个月时提高到（25.5±2.3）分（95%CI ：20.9，30.0），较基线平均改善15.8分，差异有统计学意义（P <0.05）；36个月时则为（31.6±2.2）分（95%CI ：27.3，35.9），较基线平均改善9.7分，差异有统计学意义（P <0.05）。
右膝VAS评分由基线的（44.9±2.0）分（95%CI ：41.0，48.8）在3个月时提高到（28.7±2.2）分（95%CI ：24.3，33.1），较基线平均改善16.2分，差异有统计学意义（P <0.05）；36个月时则为（32.8±2.1）分（95%CI ：28.6，37.0），较基线平均改善12.1分，差异有统计学意义（P <0.05）。
2．ICOAP评分
ICOAP评分由基线的（16.7±0.9）分（95%CI ：14.9，18.5）在3个月时提高到（12.6±1.0）分（95%CI ：10.7，14.6），较基线平均改善4.1分，差异有统计学意义（P <0.05）；36个月时则为（13.5±1.1）分（95%CI ：11.4，15.7），较基线平均改善3.2分，差异有统计学意义（P <0.05）。
3．自我效能评分
自我效能-疼痛评分由基线的（7.1±0.2）分（95%CI ：6.6，7.6）在3个月时提高到（7.6±0.2）分（95%CI ：7.1，8.1），较基线平均改善0.5分，差异无统计学意义（P >0.05），36个月则为（7.8±0.2）分（95%CI ：7.5，8.3），较基线平均改善0.7分，差异有统计学意义（P <0.05）。
自我效能其他症状评分由基线的（7.4±0.2）分（95%CI ：7.0，7.9）在3个月时提高到（7.9±0.2）分（95%CI ：7.5~8.4），较基线平均改善0.5分，差异有统计学意义（P <0.05）；36个月则为（8.0±0.2）分（95%CI ：7.5，8.4），较基线平均改善0.6分，差异有统计学意义（P <0.05）。
讨论 一、运动治疗KOA的短期效果
本研究通过对患者进行了长达36个月的随访而揭示了结构化健康教育及运动处方治疗对KOA患者有短期疗效。虽然指南把患者教育和运动推荐为膝关节骨关节炎的一线治疗[ 16] ，但以往大多数研究的随访时间仅为6~12个月，因此运动治疗KOA是否有效尚无明确证据支持。此外，膝关节疼痛和功能的短期改善可能会随着时间的推移而下降[ 17] 。一项高质量的随机对照研究发现疗效可以持续到2.5年[ 18] 。本研究中的各项指标在3个月随访时均有显著改善。此外，KOOS症状、KOOS生活质量和VAS评分在3年随访时相比3个月有进一步改善。但是，其余指标均无统计学差异，这表明随着时间的推移，运动治疗疗效在逐步下降，但是仍然优于基线水平。与过往国外研究对比，本研究显示运动疗法的效果可维持更长时间，达到至少3年。同时，基线KL分级数据显示本运动疗法对所有KL患者都有显著改善作用。
二、患者教育的必要性
患者教育有利于患者建立正确的'知信行'模式，形成良好的自我管理模式。KOA患者自我管理的重要性在国际上得到越来越多的重视，我国KOA患者急需一套由临床专业人士指导下的专门针对膝骨关节炎患者的自我管理方案，包括健康教育、体重控制、关节保护、培养科学的锻炼习惯以及合理的治疗选择，从而提高患者对疾病的认知，进而提高对治疗的积极性、依从性。此外，临床研究证据支持把KOA作为一个'全人条件'[ 19] ，避免单一治疗，膝关节健康受不同生物-心理-社会因素的影响，调节膝关节炎症过程和膝关节组织的敏感性，以及导致疼痛和残疾的行为反应之间的相互影响。这种全方位考虑KOA疾病观点，可以加强非手术治疗膝关节骨性关节炎的临床效果。
三、患者教育和运动治疗KOA需要推广和普及
中国的骨关节炎疾病负担处于世界首位[ 20] ，随着人口老龄化的到来会更趋严重。大量证据支持运动作为肌肉骨骼疾病等慢性疾病的一线治疗[ 21,22] ，运动治疗，不仅可以早期预防KOA疾病的进展，延缓手术时间，同时也能缓解疼痛，改善患者功能，起到治疗的作用。运动治疗在减轻疼痛，改善功能和生活质量方面是可行和有效的，能减少疼痛药物的摄入量[ 23] ，对身体的其他内脏器官无损害作用。运动治疗KOA医疗花费成本较低，且患者经过专业人员培训后，能对KOA有一个全面的了解，一定程度改变就医模式，促进患者从医助向自助模式转变，降低门诊就诊率，节省医疗资源跟医疗成本。结构化健康教育，在提高KOA患者的自我效能方面有着其他治疗方式无可替代的优势，自我效能的功能主要是调节和控制患者行为，通过自身行为调控对个体健康产生影响。患者自我效能是骨关节炎患者采取和坚持各种健康行为，控制自身疾病必不可少的一个重要因素[ 24] 。自我效能的提高在一定程度上支持了运动治疗的短期疗效，形成治疗通路上的良性循环。综上所述，面对国内广大的KOA患者，运动治疗有着巨大的患者需求，同时其疗效可靠，低成本，无副作用的优势，更能为广大患者所接受，同时运动治疗对身体心肺功能以及情绪等方面也有一定的好处。所以，推广运动治疗不仅符合患者利益，降低医疗成本，更是对国家大健康理念的实践，值得被广泛推广使用。
四、失访病例原因总结
本研究采用的是以手机短信链接和微信链接的方式进行随访，失访病例原因，一方面是老年患者手机操作不太熟练导致信息收录不全而失访，另一方面是，随访时间间隔太远，小部分患者手机号码有变更，导致联系不上。另外是及其个别的患者因随访问卷繁琐，而拒绝配合。同时随着时间的推移，患者的黏附性有所下降，这也导致了部分患者在回答问卷的时候不是很完整，从而导致无效数据的存在。
本研究的局限性：①本研究为单纯前瞻性随访研究，未设置对照组，有待今后开展进一步的随机对照研究；②样本量相对较小，存在失随访，因此不能排除失随访偏倚；③躯体功能测试以及膝关节影像学MRI缺乏随访数据，因此缺乏客观测量的数据支持；同时运动治疗对膝关节内部微环境影响，以及关节软骨的改变缺乏随访数据研究，因而运动治疗的短期疗效对膝关节的软骨情况对改变尚不能明确；④运动治疗对不同KL分级作用效果无具体数据解释分析，需要做进一步的研究。
综上所述，结构化健康教育结合运动处方治疗对膝关节骨炎是有短期疗效的。我国KOA疾病负担沉重，应在社区及基层医院更为广泛而深入地推行患者教育和运动疗法。
参考文献（略）
