文獻探討

第一章 緒論

隨著年齡的增長，人們會伴隨著一些慢性疾病的產生。而退化性的骨性關節 炎(Osteoarthritis，OA)就是最常見的疾病之一。退化性關節炎是關節軟骨受到破 壞，所以又有人視退化性關節炎是一種”磨損及撕裂”(wear and tear)或是”退化 性”(degenerative)的情況。退化性關節炎可以發生在全身的各個關節，特別是承 受身體重量的關節(weight bearing joint)，其中又以下肢膝關節(knee joint)為最常 發生退化的關節(Davis, 1988；Messier, 1992；Manetta, 2002)。發生退化性膝關節 炎的病人常有膝關節疼痛、膝關節僵硬、膝關節活動度減少、下肢肌肉萎縮、走 路速度較慢等徵狀發生。這些徵狀明顯的會影響病人走路的步態、跨越障礙物、

上下樓梯、從坐到站等日常功能性的活動。這些的限制會影響到病人們從事功能 性活動的獨立性，進而影響他們的生活品質或其照顧者的負擔(Messier, 1992；

Fisher, 1997；Kaufman, 2001)。

退化性膝關節炎的病人因為下肢肌肉骨骼系統發生改變，可能造成退化性膝 關節炎病人在平地走路與跨越障礙物時會與一般人不同。過去已有多位學者探討 退化性膝關節炎的病人與正常年輕人或是正常老年人在走路時的步態差異，不過 卻很少有關於東方人步態分析的研究。再者過去並無文獻探討退化性膝關節炎病 人在跨越障礙物時的動作特徵，以及退化性膝關節炎病人利用健側(sound side) 跨越障礙物和患側(affected side)跨越障礙物時的動作差異。藉由生物力學上的觀 點來量化分析退化性膝關節炎患者在跨越障礙物時的動作特徵，並找出退化性膝 關節炎患者與正常人之間動作特徵的差異是一相當重要的課題，同時利用這些量 化的資料能提供臨床治療人員在評估與診療退化性膝關節炎患者時一個更有效 的參考工具。

在過去二年的研究中，我們已針對膝關節炎患者與正常人由坐到站（sit to stand）關節運動的差異，以及站立平衡時重心的量化，而近年來，跨越障礙物 的動作被廣泛運用來評估受試者下肢功能及平衡等問題。因此，我們將針對膝關 節炎患者與正常人在跨越不同高度之障礙物再加以詳細評估。同時，並探討各種 治療方式（物理治療、藥物治療、關節液注射）對膝關節炎患者在執行這些動作 時的改善情形。另外，由於女性因膝關節炎不適而求助於門診醫療的比例遠高於 男性患者，造成男性膝關節炎患者的資料較不易取得，因此，本研究將針對女性 患者及正常女性作一比較。

1.1 文獻探討

1.1.1 退化性膝關節炎

隨著高齡化社會的來臨，一些退化性疾病也會隨著增加。而退化性膝關節炎

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就是最常見的退化性疾病之一。退化性膝關節炎是屬於非發炎性的關節炎，所以 並無法以一般的抽血檢查得知，通常要診斷患者是否有罹患退化性膝關節炎，都 以 X-光的檢查為主。在 X-光的攝影下，會看見原來骨與骨之間的黑色部份(原 軟骨所在位置，在 X-光中不呈現)逐漸變窄，同時原來平滑的硬骨表面也逐漸粗 糙，甚致有骨刺的形成。嚴重時幾乎看不見兩者之間的空隙，關節甚至已經變形。

退化性膝關節炎的成因，一般皆認為是由於膝關節軟骨受到過度的磨損而產生 的，正常的膝關節軟骨是由軟骨細胞(chondrocyte)及軟骨母細胞(chondroblast) 及細胞基質(matrix)所組成。成熟的軟骨組織並無血管供應營養，其養份及代謝 皆經由擴散作用與滑囊液(synovial fluid)來達到物質的交換。正常關節軟骨組織 的 組 成 成 份 以 水 分 最 多 ， 其 次 是 第 二 型 膠 原 蛋 白 (collagen) ， 和 醣 蛋 白 (proteoglycan)，軟骨細胞可分泌第二型膠原蛋白和醣蛋白。軟骨是由於膠原蛋 白和醣蛋白聚集後規則排列緊密的聯在一起，再加上水分讓關節軟骨有一定的彈 性與黏稠性(viscoelasticity)，而使得它具相當的壓縮功能，所以能夠承擔一部分 的壓力。因此當軟骨本身出了問題後，就無法承受壓力與實行減壓的功能，然後 導致關節軟骨發生一連串的變化，最後造成關節面被磨損，也就形成了退化性膝 關節炎(Solomon, 2001)。

1.1.2 危險因子

目前對導致膝關節退化的危險因子並不很清楚，以下列舉幾項比較有相關的 因素來做討論。

(1) 年齡：退化性膝關節炎，顧名思義，應該跟年紀脫離不了關係。隨著年 齡的增長，軟骨細胞會肥大且增厚（hypertrophy），導致滑囊液養份供應不足，

軟骨隨之變性，第二型膠原蛋白被第一型的膠原蛋白所取代。透明軟骨轉性為纖 維軟骨，造成關節軟骨能承受壓力機轉的能力降低，相對地使骨骼承受壓力增 加，逐漸的關節面被磨損，關節腔減少，骨骼承受壓力的機會日益增加，進而產 生了臨床上退化的症狀。Messier 等(1994)也指出退化性膝關節炎跟年齡是有相 關的，尤其是表現在步態上。

(2) 性別：退化性膝關節炎跟性別也有很大關係。根據 Davis 等學者在 1991 發表的文獻指出，年齡介於 45 歲到 54 歲的男性罹患退化性膝關節炎的發生率是

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2 ，女性是3.6%；年齡介於 55 歲到 64 歲的男性罹患退化性膝關節炎的發 生率是4.0%，女性是7.2%；年齡介於 65 歲到 74 歲的男性罹患退化性膝關節 炎的發生率是8.4%，女性是17.9%。由此可發現，在年齡超過 65 歲以上的老 年人中，女性罹患退化性膝關節炎比例是男性的兩倍。在 2001 年 Zhang 等學者 針對居住在北京市區，年齡層大於 60 歲的老年人所做的退化性膝關節炎的調查 也發現，在中國人女性發生退化性膝關節炎的比例是男性的 1.45 倍。也就是說 不管是東方人或是西方人，女性發生退化性膝關節炎的機會是要比男性高的。此 外，在過去大部份的學者都認為西方人罹患退化性膝關節炎的比例要比東方人來

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的高，或許是過去西方社會對退化性膝關節炎這方面的研究比東方社會來的透 徹，所以一些統計資料也比東方人來的齊全，才會有這種臆測。不過這還只是在 推論階段而已，真正的原因還需進一步的研究才可得知。

(3) 肥胖：肥胖也是造成退化性膝關節炎的危險因子之一。已有許多的研究 及臨床證據顯示體型較肥胖的人罹患退化性膝關節炎的機會要比正常人來的 高。Felson 等(1997)就提到肥胖與退化性膝關節炎的關係是呈現正相關的。也就 是說，愈肥胖的人，其罹患退化性膝關節炎的機會愈大。Messier 等學者(2000) 研究發現，退化性膝關節炎病人如果減輕體重，再配合適當的運動，將有助於改 善病人膝關節疼痛的現象，同時在膝關節及踝關節的關節活動角度及角速度也會 隨之增加。如果就以生物力學的觀點來看，正常的膝關節，承載重量的合力線剛 好通過關節中點，而力量均勻分佈至整個關節面，肥胖會增加對下肢承重關節的 負荷，導致膝關節的荷重增加，使得承載重量的合力離開膝關節中點，使局部關 節面承受超常之壓力因而逐漸演變成退化性膝關節炎。所以控制體重將能使罹患 退化性膝關節炎的機會降低。

(4) 膝關節損傷或過度使用：膝關節曾經受過傷，如膝關節骨折、半月板破 裂、十字韌帶斷掉造成的膝關節不穩定的病人；或膝關節過度使用者，如足球員、

短跑員等，由於這些人可能因為膝關節已經出現異常或長期對膝關節的負荷過 重，也容易導致膝關節發生退化的現象。Kujala 等(1995)就提出足球員容易罹患 退化性膝關節炎的原因是因為過度使用膝關節及膝關節易受傷導致膝關節不穩 定所造成，而舉重選手易罹患退化性膝關節炎是因為膝關節長期負荷過重的重物 所導致。

(5) 骨質密度：骨質密度(bone mineral density)越高的部位，越易得到退化 性關節炎。Hulet 等(2002)研究發現，膝關節內翻變形的患者膝關節內側的骨質 密度較外側來的高，故一般罹患退化性膝關節炎的病患大都是膝關節內側較膝關 節外側要來的嚴重。

(6) 家族史：Williams 等(1993)在一篇回顧退化性關節炎與遺傳關係的文獻 中提出，遺傳是造成退化性關節炎的明顯致病因素之一。

除了以上這些因素是目前比較被探討造成退化性膝關節炎的危險因子之 外，還有研究報告(CDC,1996)指出，退化性膝關節炎的盛行率可能跟種族或地 區的特異而有所差異。例如，在亞洲或是太平洋週邊島嶼及西班牙裔的人種跟高 加索裔的人種相比較之下，亞州裔或是西班牙裔的人種較不容易罹患關節炎。然 而過去很多有關退化性膝關節炎研究的文獻大都是以西方的人種為主，鮮少有文 獻以東方人種做相關的探討。不過根據 Davis 等(1991)與 Zhang 等(2001)研究結 果來看，西方人在罹患退化性膝關節炎的比例是比東方人高一些。Davis 等的研 究中指出，55 歲以上的西方老年人，女性罹患退化性膝關節炎的比例是男性的 1.8 倍。Zhang 等的研究指出，60 歲以上的中國老年人，女性罹患退化性膝關節 炎的比例是男性的 1.45 倍。由於造成退化性膝關節炎的危險因子還不是很清 楚，以上所列舉的只是一般文獻中較常探討的危險因子，日後希望能有更多學者

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對退化性膝關節炎的危險因子能有更深入的研究，早日對退化性膝關節炎這種疾 病有更透徹的了解。

1.1.3 臨床症狀

病人在罹患退化性膝關節炎後，會造成病人在身體功能上的一些改變，以下 就針對退化性膝關節炎病人的症狀做探討。

(1) 疼痛：病人在罹患退化性膝關節炎後最常發生也最常抱怨的就是膝關節 的疼痛，有的學者指出這是由於關節面持續受到外力磨損而產生的的一種修補過 程，只是這種修補過程做會造成骨贅的形成，導致膝蓋關節的腫大、變形，週邊

(1) 疼痛：病人在罹患退化性膝關節炎後最常發生也最常抱怨的就是膝關節 的疼痛，有的學者指出這是由於關節面持續受到外力磨損而產生的的一種修補過 程，只是這種修補過程做會造成骨贅的形成，導致膝蓋關節的腫大、變形，週邊