摘要:几乎四分之一的 40 岁以上成年人患有疼痛的骨关节炎,这种疾病已成为致残的主要原因之一。这种疾病会逐渐磨损关节的软骨,目前尚无修复方法。目前的治疗通常侧重于药物止痛,最终进行关节置换。
只需简单改变一下行走方式,就能帮助膝骨关节炎患者减轻疼痛,保护关节。研究人员发现,个性化步态再训练的效果堪比药物治疗,这为一种新的治疗方法打开了大门。
犹他州工程学教授领导的一项新研究表明,步态训练可以减轻疼痛并减缓软骨损伤。
几乎四分之一的 40 岁以上成年人患有疼痛的骨关节炎,这种疾病已成为致残的主要原因之一。这种疾病会逐渐磨损关节的软骨,目前尚无修复方法。目前的治疗通常侧重于药物止痛,最终进行关节置换。
犹他大学、纽约大学和斯坦福大学的科学家们现在提出了一种有希望的替代方法:步态再训练。
在一项为期一年的随机对照试验中,行走时调整足部角度的受试者报告称,疼痛缓解程度与药物治疗相当。重要的是,与接受安慰剂治疗的受试者相比,这些受试者的膝盖软骨退化速度也较慢。
研究开始时,参与者接受了基线核磁共振成像(MRI)检查,并在力敏跑步机上行走,同时运动捕捉摄像机记录他们的行走力学。图片来源:犹他州运动生物工程实验室
该研究发表在《柳叶刀风湿病学》杂志上,由犹他州约翰和玛西娅·普莱斯工程学院的斯科特·乌尔里希(Scott Uhlrich)共同领导,该研究来自第一项安慰剂对照研究,旨在证明生物力学干预对骨关节炎的有效性。
“我们知道,对于骨关节炎患者来说,膝盖负荷过大会加速病情进展,而改变足部角度可以减轻膝盖负荷,”机械工程助理教授乌尔里希说道:“因此,生物力学干预的想法并不新鲜,但目前还没有随机、安慰剂对照的研究表明其有效性。”
在美国国立卫生研究院和其他联邦机构的支持下,研究人员重点关注了膝关节内侧间室(小腿内侧)患有轻度至中度骨关节炎的患者,该间室比外侧间室承受更大的重量。这种类型的骨关节炎最为常见,但减轻膝关节内侧压力的最佳足部角度因人而异,取决于患者的自然步态以及在采用新的步行方式时足部角度的变化。
“之前的试验对所有受试者都采用了相同的干预措施,结果导致有些人的关节负荷没有减轻,甚至有所增加,”乌尔里希说道:“我们采用了个性化的方法来选择每个人新的步行模式,这提高了受试者膝盖负荷的减轻程度,很可能促成了我们所观察到的对疼痛和软骨的积极影响。”
研究人员利用运动捕捉摄像机追踪了参与者行走时脚趾向内或向外的程度。随后,研究人员计算出参与者膝盖的负荷,并设定相应的足部角度变化量,以减轻每个人的负荷。在每周的步态训练访问中,参与者每走一步,小腿都会受到振动,从而教会他们以设定的足部角度精确行走。
在前两次治疗中,参与者接受了基线核磁共振成像(MRI)检查,并在压力感应跑步机上练习行走,同时运动捕捉摄像机追踪他们的动作。这些评估揭示了向内或向外转动足部是否更有效地减轻膝盖负荷,以及 5° 或 10° 的调整是否最合适。
这项个体化评估还排除了那些无法通过调整足部角度来减轻膝关节压力的参与者。早期研究纳入了这类个体,或许可以解释为什么这些试验在疼痛减轻方面得出了不确定的结果。
初始摄入阶段结束后,68 名参与者被分成两组。其中一半被安排在假治疗组,旨在测量安慰剂效应。这些参与者被要求以与其自然步态相同的足部角度行走。相比之下,干预组的参与者则被要求进行足部角度调整,以最有效地减轻膝盖压力。
随后,两组受试者均参加了六次每周一次的实验室训练课程。训练期间,受试者胫骨处安装的装置会发出轻微振动,提供生物反馈,引导他们在跑步机上行走时保持规定的足部角度。训练结束后,受试者被要求每天至少练习 20 分钟新的步态,直至形成习惯。定期的随访确认受试者严格遵循指定的步态,通常在一度以内。
一年后,所有参与者都自我报告了膝盖疼痛的经历,并进行了第二次核磁共振成像检查,以定量评估膝盖软骨的损伤。
首席研究员斯科特·乌尔里希测量了参与者的步态。研究开始时,参与者接受了基线核磁共振成像(MRI)检查,并在力敏跑步机上行走,同时动作捕捉摄像机记录了他们的行走力学。图片来源:犹他州运动生物工程实验室
“报告显示,与安慰剂组相比,疼痛减轻的程度介于布洛芬等非处方药和奥施康定等麻醉药的预期效果之间,”乌尔里希说:“通过核磁共振成像,我们还发现干预组软骨健康指标的退化速度有所减缓,这非常令人兴奋。”
除了量化的有效性指标外,研究参与者对该方法和结果都表现出极大的热情。一位参与者说道:“我不用吃药,也不用戴设备……它现在就是我身体的一部分,会伴随我度过余生,这让我非常兴奋。”
参与者长期坚持干预的能力是其潜在优势之一。
“尤其对于 30 多岁、40 多岁或 50 多岁的人来说,骨关节炎可能意味着他们要经历数十年的疼痛管理,之后才会被建议进行关节置换,”乌尔里希说道:“这项干预措施或许可以帮助填补这一巨大的治疗空白。”
在这项干预措施能够应用于临床之前,需要简化步态再训练的流程。用于制定原始足部角度处方的动作捕捉技术既昂贵又耗时;研究人员设想,这项干预措施最终将在物理治疗诊所得到应用,人们可以在附近散步时进行再训练。
“我们和其他机构已经开发出一种技术,可以利用移动传感器(例如智能手机视频和‘智能鞋’)在临床环境中实现个性化干预,并进行有效实施,”乌尔里希说道。在这项干预措施能够广泛普及之前,还需要对该方法进行进一步的研究。
该研究获美国国家科学基金会、美国国立卫生研究院、美国退伍军人事务部资助。
参考文献:“针对内侧间室膝骨关节炎的个性化步态再训练:一项随机对照试验”,作者:Scott D Uhlrich、Valentina Mazzoli、Amy Silder、Andrea K Finlay、Feliks Kogan、Garry E Gold、Scott L Delp、Gary S Beaupre 和 Julie A Kolesar,2025年8月12日,《柳叶刀风湿病学》。DOI:10.1016/S2665-9913(25)00151-1
来源:练出小蛮腰