本体感觉和平衡训练对全膝关节置换后膝关节功能恢复影响的Meta分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.1217

中国组织工程研究 ›› 2019, Vol. 23 ›› Issue (16): 2601-2607.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.1217

• 骨与关节循证医学 evidence-based medicine of the bone and joint • 上一篇下一篇

本体感觉和平衡训练对全膝关节置换后膝关节功能恢复影响的Meta分析

卢岩岩^1，2，许学猛²，刘文刚²，杜建平²，陈国材^1，2，陈国茜^1，2，邱博凡^1，2，郑乙^1，2，吴祖贵^1，2

¹广州中医药大学第五临床医学院，广东省广州市 510095；²广东省第二中医院，广东省广州市 510095

出版日期:2019-06-08 发布日期:2019-06-08
通讯作者: 许学猛，硕士，主任中医师，博士生导师，广东省第二中医院骨伤科，广东省广州市 510095
作者简介:卢岩岩，男，1989年生，河南省辉县市人，汉族，广州中医药大学在读博士，主要从事退行性骨关节疾病防治的基础和临床研究。
基金资助:
广东省省级工业与信息化发展专项资金(粤财工[2016]69号)，项目负责人：许学猛|广东省名中医传承工作室建设项目(粤中医办函[2017]17号)，项目负责人：许学猛|广东省中医药局科研项目(20183001)，项目负责人：刘文刚

Effect of proprioceptive and balance training on rehabilitation of knee joint after total knee arthroplasty: a meta-analysis

Lu Yanyan^{1, 2}, Xu Xuemeng², Liu Wengang², Du Jianping², Chen Guocai^{1, 2}, Chen Guoqian^{1, 2}, Qiu Bofan^{1, 2}, Zheng Yi^{1, 2}, Wu Zugui^{1, 2}

¹the Fifth Clinical Medical College of Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510095, Guangdong Province, China; ²Guangdong Second Traditional Chinese Medicine Hospital, Guangzhou 510095, Guangdong Province, China

Online:2019-06-08 Published:2019-06-08
Contact: Xu Xuemeng, Master, Chief physician, Doctoral supervisor, Guangdong Second Traditional Chinese Medicine Hospital, Guangzhou 510095, Guangdong Province, China
About author:Lu Yanyan, Doctoral candidate, the Fifth Clinical Medical College of Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510095, Guangdong Province, China; Guangdong Second Traditional Chinese Medicine Hospital, Guangzhou 510095, Guangdong Province, China
Supported by:
the Guangdong Provincial Industrial and Information Development Project, No. [2016]69 (to XXM)| Guangdong Provincial Famous Chinese Medicine Heritage Studio Construction Project, No. [2017]17 (to XXM)| the Scientific Research Project of Traditional Chinese Medicine Bureau of Guangdong Province, No. 20183001 (to LWG)

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：

本体感受器：人体膝关节周围肌腱、韧带、关节囊、半月板等组织结构中存在丰富的本体感受器，中枢神经系统接收来自本体感受器感知的关节运动觉、位置觉、震动觉，并通过传出神经来调动肢体运动系统，借此调整身体的姿势、维持运动的灵活性，防止摔倒。

本体感觉训练：手术造成的本体感受器受损将明显影响术后膝关节本体感觉和平衡能力。针对本体感觉进行相关专业的训练，叫做本体感觉训练，包括平衡板训练、步态灵活性训练、角速度回归训练等。

摘要

背景：近年来有关本体感觉和平衡训练对全膝关节置换后膝关节康复影响方面的临床报道越来越多，其在改善术后平衡和姿势控制能力、降低跌倒风险方面的疗效得到肯定，但由于各研究水平、质量不一，其有效性尚缺乏循证学依据。

目的：系统评价本体感觉和平衡训练对全膝关节置换后早期膝关节的影响。

方法：计算机检索中国知网(CNKI)、中国生物医学文献数据库(CBM)、维普(VIP)、万方数据库(Wanfang Data)、PubMed、web of science、Cochrane Library、Embase等数据库资源，检索关于本体感觉和平衡训练对全膝关节置换后膝关节影响的临床随机对照试验。应用RevMan 5.3软件进行Meta分析。

结果与结论：①共纳入12篇文献，688例患者；②Meta分析结果显示，本体感觉和平衡训练组在起立-行走计时测试(WMD= -1.94，95%CI：-3.47至-0.41，P=0.01)、Berg平衡量表(WMD= 6.48，95%CI：4.49-8.48，P < 0.000 01)、单腿站立平衡试验(WMD=2.47，95%CI：2.07-2.87，P < 0.000 01)、Biodex稳定系统指数(WMD=-0.42，95%CI：-0.68至-0.15，P=0.002)、美国纽约特种外科医院膝关节功能评分(WMD=3.65，95%CI：1.72-5.58，P=0.000 2)、美国纽约特种外科医院膝关节稳定性评分(WMD=1.35，95%CI：0.71-2.00，P < 0.000 1)、欧洲五维健康量表评分(WMD=7.83，95%CI：1.11-14.54，P=0.02)方面优于常规治疗组；③而在角度复位差(WMD=-3.23，95%CI：-7.55-1.10，P=0.14)、美国纽约特种外科医院膝关节疼痛(WMD=2.22，95%CI：-0.43-4.86，P=0.10)、屈曲畸形(WMD=0.40，95%CI：-0.69-1.49，P=0.47)、关节活动度(WMD=1.06，95%CI：-0.86-2.98，P=0.28)、肌力(WMD=1.27，95%CI：- 0.03-2.57，P=0.05)评分改善方面2组间差异无显著性意义；④基于有限的临床文献研究，此Meta分析认为，与常规训练相比，本体感觉和平衡训练可以有效改善全膝关节置换后早期患者平衡能力、膝关节功能和生存质量，在疼痛、屈曲畸形、关节活动度、肌力改善方面的结果需慎重解读，未来仍需要更大样本、更远期随访的高质量随机对照试验来进一步证实其疗效。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
ORCID: 0000-0001-5570-4169(卢岩岩)

关键词: 本体感觉训练, 平衡训练, 全膝关节置换, 膝关节, Meta分析

Abstract:

BACKGROUND: The effects of proprioceptive and balance training in the rehabilitation of patients after total knee arthroplasty have been studied much, which have been shown to improve the postoperative balance and posture controlling abilities and reduce risk for falls. However, there is a lack of evidence-based medicine due to differences in research level and quality.

OBJECTIVE: To systematically evaluate the effects of proprioceptive and balance training on early rehabilitation after total knee arthroplasty.

METHODS: Databases of CNKI, CBM, VIP, WanFang, PubMed, web of science, Cochrane Library and Embase were searched for randomized controlled trials concerning the effects of proprioceptive and balance training on knee joint after arthroplasty. Meta-analysis was completed with Review Manager 5.3 software.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) Twelve articles involving 688 patients were included. (2) The results of meta-analysis showed that the proprioceptive and balance training group had a significant improvement in timed up and go (WMD=-1.94, 95%CI: -3.47 to -0.41, P=0.01), Berg balance scale (WMD=6.48, 95%CI: 4.49-8.48, P < 0.000 01), single-leg stand balance (WMD=2.47, 95%CI: 2.07-2.87, P < 0.000 01), Biodex stability system (WMD=-0.42, 95%CI: -0.68 to -0.15, P=0.002), Hospital for Special Surgery function score (WMD=3.65, 95%CI: 1.72-5.58, P=0.000 2), Hospital for Special Surgery stability score (WMD=1.35, 95%CI: 0.71-2.00, P < 0.000 1), and EQ-5D-VAS (WMD=7.83, 95%CI: 1.11-14.54, P=0.02), compared with the conventional control group. (3) There was no significant difference between two groups in the angel reduction error (WMD=-3.23, 95%CI: -7.55-1.10, P=0.14), Hospital for Special Surgery pain score (WMD=2.22, 95%CI: -0.43-4.86, P=0.10), flexion deformity score (WMD=0.40, 95%CI: -0.69-1.49, P=0.47), range of motion (WMD=1.06, 95%CI: -0.86-2.98, P=0.28), or muscle strength (WMD=1.27, 95%CI: -0.03-2.57, P=0.05). (4) According to the results of this analysis, proprioceptive and balance training can effectively improve balance capacity, knee joint function and the quality of life for patients after total knee arthroplasty. While the results of pain, flexion deformity, range of motion of joint and muscle strength need to be interpreted carefully, which need to be confirmed through large sample size and high quality long-term follow-up studies.

Key words: proprioceptive training, balance training, total knee arthroplasty, knee joint, meta-analysis

中图分类号:

R459.9

卢岩岩，许学猛，刘文刚，杜建平，陈国材，陈国茜，邱博凡，郑乙，吴祖贵. 本体感觉和平衡训练对全膝关节置换后膝关节功能恢复影响的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(16): 2601-2607.

Lu Yanyan, Xu Xuemeng, Liu Wengang, Du Jianping, Chen Guocai, Chen Guoqian, Qiu Bofan, Zheng Yi, Wu Zugui. Effect of proprioceptive and balance training on rehabilitation of knee joint after total knee arthroplasty: a meta-analysis [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2019, 23(16): 2601-2607.

图/表（结果） 5

2.1 文献检索结果 截止至2018-08-15，共检索相关文献537篇，经排除重复文献、阅读题目和摘要、阅读全文后，最终共纳入12篇。具体筛选流程见图1。

2.2 纳入研究的基本特征和质量评价 此次研究共纳入12篇文献，其中7篇英文文献^[10-16]，5篇中文文献^[17-21]，共688例患者。结局指标包括美国纽约特种外科医院膝关节评分、起立-行走计时测试、Berg平衡量表、单腿站立平衡试验、Biodex稳定系统指数、欧洲五维健康量表评分等。入选文献的基本资料见表1。

所纳入文献中，1篇为区组随机化分组^[10]，5篇运用了简单随机化分组(包括硬币法、随机数字表法等)^[11-14^，^16]，3篇只有“随机”2字^[15^，^17-18]，2篇文献没有提及随机分组^[19-20]，1篇运用了错误的分组方法(入院日期奇偶数)^[21]。7篇文献描述了分配隐藏方法(包括信封法、中心随机化法等)^[10-16]，6篇文献描述了盲法^[10-14^，^16]，7篇文献描述了随访、失访、剔除情况^[10-16]，1篇未对预先设定的单腿站立平衡试验进行报道^[11]，2篇对结局指标报道不充分^[12^，^21]。所纳入文献的方法学质量评价见图2。

2.3 Meta分析结果

2.3.1 平衡和本体感觉有8篇文献对治疗后平衡和本体感觉进行了报道^[10-15^，¹⁸^，^20]，结局指标包括起立-行走计时测试、Berg平衡量表、单腿站立平衡试验、Biodex稳定系统指数、角度复位差。有5篇文献报道了起立-行走计时测试^[10-13^，^21]，各研究间存在明显异质性(P=0.04，I²=59%)，采用随机效应模型进行分析，结果显示试验组起立-行走测试时间较对照组更短(WMD=-1.94，95%CI：-3.47至-0.41，P=0.01)。有3篇文献报道了Berg平衡量表^[13^，¹⁸^，^21]，各研究间无明显异质性(P=0.41，I²=0%)，采用固定效应模型进行分析，结果显示试验组Berg平衡量表得分较对照组更高(WMD=6.48，95%CI：4.49-8.48，P < 0.000 01)。有2篇文献报道了单腿站立平衡试验^[12^，^14]，各研究间无明显异质性(P=0.43，I²=0%)，采用固定效应模型进行分析，结果显示试验组单腿站立时间更长，稳定性更好(WMD=2.47，95%CI：2.07-2.87，P < 0.000 01)。有2篇文献报道了Biodex稳定系统指数^[11^，^15]，各研究间无明显异质性(P=0.28，I²=20%)，采用固定效应模型进行分析，结果显示试验组稳定指数较对照组更小(WMD=-0.42，95%CI：-0.68至-0.15，P=0.002)，提示稳定性更好。有2篇文献报道了角度复位差^[11^，^20]，各研究间存在明显异质性(P=0.04，I²=77%)，采用随机效应模型进行分析，结果显示2组间比较差异无显著性意义(WMD=-3.23，95%CI：-7.55-1.10，P=0.14)。平

衡与本体感觉Meta分析结果见图3。

2.3.2 美国纽约特种外科医院膝关节评分有3篇文献对术后美国纽约特种外科医院膝关节评分进行了报道^[17^，¹⁹^，^21]，各研究间无明显异质性(P=0.20，I²=22%)，采用固定效应模型进行分析，结果显示试验组美国纽约特种外科医院膝关节评分优于对照组(WMD=1.35，95%CI：0.71-2.00，P < 0.000 1)。各分项结果显示，在疼痛方面，2组间比较差异无显著性意义(WMD=2.22，95%CI：-0.43-4.86，P=0.10)；在功能方面，试验组优于对照组(WMD=3.65，95%CI：1.72-5.58，P=0.000 2)；在关节活动度方面，2组间比较差异无显著性意义(WMD=1.06，95%CI：-0.86-2.98，P=0.28)；在肌力方面，2组间比较差异无显著性意义(WMD=1.27，95%CI：-0.03-2.57，P=0.05)；在屈曲畸形方面，2组间比较差异无显著性意义(WMD=0.40，95%CI：-0.69-1.49，P=0.47)；在稳定性方面，试验组优于对照组(WMD=1.35，95%CI：0.71-2.00，P < 0.000 1)。美国纽约特种外科医院膝关节评分Meta分析结果见图4。

2.3.3 欧洲五维健康量表评分有2篇文献对欧洲五维健康量表评分进行了报道^[10^，^16]，各研究间无明显异质性(P=0.40，I²=0%)，采用固定效应模型进行分析，结果显示试验组欧洲五维健康量表评分高于对照组(WMD=7.83，95%CI：1.11-14.54，P=0.02)。欧洲五维健康量表评分的Meta分析结果见图5。

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引言

材料方法

1.1 文献来源及检索策略 ①计算机检索中国知网(CNKI)、中国生物医学文献数据库(CBM)、维普(VIP)、万方数据库(Wanfang Data)等中文数据库以及PubMed、web of science、Cochrane Library、Embase等英文数据库，并扩大检索范围到相关研究的参考文献；②根据数据库的不同，采用主题词、关键词和自由词相结合的形式进行检索。中文检索词包括“本体感觉训练”“平衡训练”“神经肌肉训练”“膝关节置换”；英文检索词包括“proprioception training”“balance training”“sensorimotor training”“neuromuscular training”“total knee arthroplasty”等。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准：①临床随机对照试验；②对照组进行常规康复训练或无特殊干预，试验组在对照组基础上增加本体感觉/平衡/神经肌肉训练；③结局指标包括：美国纽约特种外科医院膝关节评分、起立-行走计时测试^[6]、Berg平衡量表^[7]、单腿站立平衡试验^[8]、Biodex稳定系统指数、角度复位差。

排除标准：①非临床随机对照研究；②重复发表的文献；③诊断、干预手段不符合标准；④不能获得全文；⑤重要资料缺失、数据无法提取的文献。

1.3 文献筛选与数据提取 由2名研究者分别根据纳入、排除标准独立对文献进行筛选和数据提取。意见不一致时讨论解决。

1.4 文献质量评价 根据Cochrane handbook 5.1.0中提供的风险偏倚评估工具对纳入的文献进行质量评价^[9]。

1.5 统计学分析 采用RevMan 5.3软件对纳入文献的数据进行Meta分析。连续性变量运用加权均数差(WMD)或标准均数差(SMD)进行表示，并计算各合并效应量的大小及其95%置信区间(CI)。采用I²检验进行异质性分析，当各研究间存在异质性时(P < 0.1，I² > 50%)采用随机效应模型，反之，则采用固定效应模型。采用漏斗图来评估发表偏倚。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

讨论

自全膝关节置换诞生以来，该手术在治疗终末期膝骨关节炎方面已经取得了巨大的成功，为全球范围内数以万计的膝骨关节炎患者解除了痛苦^[22]。术后康复情况是影响全膝关节置换手术效果的重要因素^[23]，以往尽早减轻疼痛、增强肌力、恢复关节活动度等方面是康复医生关注的重点^[24-26]，但仍有相当一部分患者术后出现膝关节不稳、跌倒风险增加，严重影响了其生活质量，这提示除了上述方面外，仍有一些因素影响了全膝关节置换术后膝关节的稳定性。随着康复医学的发展，许多学者发现，术后本体感觉及平衡能力的缺陷也是影响患者术后功能不可忽视的因素^[27]。

众所周知，人体膝关节周围肌腱、韧带、关节囊、半月板等组织结构中存在丰富的本体感受器，中枢神经系统接收来自本体感受器感知的关节运动觉、位置觉、震动觉，并通过传出神经来调动肢体运动系统，借此调整身体的姿势、维持运动的灵活性，防止摔倒。可以说，本体感受器数目和功能的完整对于维持身体平衡至关重要，膝骨关节炎患者由于膝关节本体感受器受损，明显影响了其平衡能力和膝关节稳定性^[28]。而全膝关节置换术后，由于术中不可避免地造成关节软骨、半月板、交叉韧带的缺失及部分关节囊、周围韧带等的损伤，从而造成其本体感觉和平衡能力进一步下降。针对本体感觉和平衡功能进行相关专业的训练，叫做本体感觉和平衡训练。此次研究纳入文献中，冯彦等^[18]研究发现，在常规训练基础上增加平衡板训练、重心转移训练可以明显改善全膝关节置换术后患者睁闭眼平衡能力、Berg平衡指数，在平衡相关指标的改善上优于一般训练组；张哲等^[19]发现，步态灵活性训练可以通过不断调整患者重心，有效训练患者前后、左右各个方向上的平衡能力及运动控制能力；吴婉霞等^[21]则通过功率自行车训练，设定不同的方案改变患者发力速度和阻力，同时结合下肢耐力训练、膝关节负重训练、Mtd反馈平衡训练，发现试验组与对照组相比膝关节肌力和稳定性有明显改善。此外，角速度回归训练、闭链运动、变速跑、“S”形跑等训练方式均被证实可不同程度地改善残留膝关节本体感受器功能、神经-肌肉控制能力、动静态平衡能力以恢复受损的本体感觉和平衡功能，维持关节的稳定性。Pohl等^[29]认为，本体感觉和平衡训练对于全膝关节置换术后膝关节功能康复有十分重要的意义，理应得到更多的重视。

在本体感觉和平衡功能方面，Huber等^[10]在比较了神经肌肉训练组和常规训练组在基线、膝关节置换术后3个月水平上的椅子起坐试验后发现，2组间改善程度差异无显著性意义。Liao等^[12]则将113名膝关节置换术后患者分为2组，试验组(58例)接受平衡训练和常规训练，对照组(55例)只接受常规训练，共8周，发现前者在10 m步行时间测试、起立-行走计时测试、单腿站立平衡试验、30 s起坐测试等改善上均优于后者。此次Meta分析所纳入的指标起立-行走计时测试、Berg平衡量表、单腿站立平衡试验，Biodex稳定系统评分等，可以从各方面综合反应下肢的动静态平衡能力、姿势控制能力、活动功能，结果显示试验组在以上指标的改善上优于常规对照组。而关节角度复位差这一指标的结果则显示，2组间存在较大的异质性(P=0.04， I²=77%)，2组间比较无明显差异。异质性的来源可能是结果测量上存在变异，经过深入阅读，所纳入的2篇文献均报道了试验组改善明显优于对照组，造成该分析结果的原因可能与纳入文献较少有关。

在美国纽约特种外科医院膝关节评分方面结果显示，试验组在功能和稳定性改善上优于对照组，但在疼痛、屈曲畸形、关节活动度、肌力上2组间比较差异无显著性意义。一般来讲，全膝关节置换的主要目标之一是解除患者的疼痛，然而据报道，术后1年仍然残留疼痛的患者比例占到将近30%^[30]。物理疗法通常被认为可以纠正内源性疼痛抑制系统功能失调，Moutzouri等^[11]的结果显示，本体感觉训练组疼痛改善优于常规训练组，而张哲等^[19]的研究结果则显示，试验组和对照组相比，疼痛改善程度上无明显差异。解读此次Meta分析结果，可能的原因是疼痛是多条件控制因素，随着外周和中枢神经系统痛觉感知阈的降低，术前疼痛往往也会对术后疼痛程度造成影响。而本体感觉和平衡训练并不是疼痛针对性训练，因此不能进一步缓解疼痛。另一方面，疼痛的程度也会影响屈曲畸形和关节活动度评分，而非针对性肌力训练对肌力的改善程度也很有限。在健康量表评分方面，有研究显示，步行速度的减慢、姿势控制能力的下降等本体感觉减弱情况将严重影响患者的生活质量，而此次Meta结果显示试验组欧洲五维健康量表评分改善优于常规治疗组，这提示本体感觉和平衡训练有助于提升患者的生活质量。

此次Meta分析具有一定的临床参考价值，其在国内首次揭示了针对性的本体感觉和平衡训练可以有效改善全膝关节置换术后患者的平衡能力、关节稳定性、膝关节功能和生活质量，该训练模式可以作为传统全膝关节置换术后康复方案有效补充。而对于关节角度复位差、美国纽约特种外科医院膝关节评分疼痛、屈曲畸形、关节活动度、肌力分项方面的结果，此次研究建议慎重解读，未来仍需要纳入更大样本量随机对照试验来补充证据。

同时，此次Meta分析也存在一定的不足之处：首先，由于纳入文献术后随访时间的不一致，此次研究只关注了该训练对术后早期的影响，缺乏对中远期疗效的深入研究；其次，纳入文献中一部分研究是术前干预，一部分是术后干预，有报道显示两者皆可以提高患者术后本体感觉和平衡能力，但由于此次研究所纳入文献数量较少，无法对术前和术后训练所产生的疗效进行亚组分析；最后，虽然本体感觉和平衡训练方式多种多样，但各文献所采用的训练方式并不完全一致，何种训练所产生作用的效果更好值得深入思考。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

本体感觉和平衡训练对全膝关节置换后膝关节功能恢复影响的Meta分析

Effect of proprioceptive and balance training on rehabilitation of knee joint after total knee arthroplasty: a meta-analysis

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