Sound Affected
4.1 退化性膝關節炎女性與正常女性老年人 步態的差異
4.1 退化性膝關節炎女性與正常女性老年人 步態的差異
4.1.1 運動學
在過去已有許多文獻指出，罹患退化性膝關節炎的患者在走路時 膝關節的關節角度活動範圍會比正常人小(Messier, 1992；Kaufman, 2001；Cheing, 2001)。本研究中發現，退化性膝關節炎女性的膝關 節的關節角度活動範圍比正常女性老年人小6.6
°
(圖 3.1)，這差距與 Kaufman 等發表的結果差距6 是差不多的。而在°
Cheing 等(2001)針 對中國人所做的結果，得到的差距甚至到達8.8°
。由此可見，不管是 西方人的資料或是東方人的資料，罹患退化性膝關節炎病人在膝關節關節角度活動範圍上是會減少的。此外，本研究中還發現，罹患退化 性膝關節炎女性的健側，在走路時膝關節角度活動範圍也會小於正常 女性老年人(OA(sound)＜Normal：6.4
°
)，這結果也與 Cheing 等所做 出的結果接近 (OA(sound)＜Normal：5.3°
)。由此可知，罹患退化性 膝關節炎老人不僅患側的膝關節關節角度活動範圍會受到影響，連健 側的膝關節關節角度活動範圍也會受到影響，這或許可以說明退化性 膝關節炎患者後期雙側的膝關節大部份皆有退化現象，只是一側較輕 微，一側較嚴重(Schouten, 1992)。表 4.1 表示過去文獻與本研究中退化性膝關節炎的患者在水平 步行時膝關節的關節角度活動範圍與正常人之差異。
表 4.1 過去文獻與本研究退化性膝關節炎的患者在走路時膝關節的 關節角度活動範圍
Sound side Affected side Messier OA＜Normal 3
°
Kaufman OA＜Normal 6°
Cheing OA＜Normal 5.3°
OA＜Normal 8.8°
This study OA＜Normal 6.4°
OA＜Normal 6.6°
造成退化性膝關節炎患者走路膝關節關節角度活動範圍減少的 原因可能是因為膝關節的疼痛(Messier, 1992； Kaufman, 2001；
O’Reilly, 1998)。在承重反應期，膝關節要吸收由地面傳來的地面反 作用力，由於退化性膝關節炎患者之關節軟骨已經磨損，造成力量吸 收不佳，地面反作用力會直接施力在脛骨與股骨的接觸面，造成膝關 節 疼 痛。 退化性膝關節炎患者為避免這種接觸性疼痛 (contacted pain)，選擇了用較屈曲的膝關節來著地，故造成膝關節關節角度活 動範圍的減少。此外，膝關節的僵硬也是造成膝關節關節角度活動範 圍減少的原因之一(Messier, 1992)。此外，退化性膝關節炎患者會 利用健側減少膝關節關節角度活動範圍的代償作用來平衡患側所產 生的不正常步態(Messier, 1994；Cheing, 2001)。總之，罹患退化性 膝關節炎的患者在走路時會因為膝關節的疼痛或因為膝關節僵硬而 導致患側及健側的膝關節關節角度活動範圍減少，而這膝關節關節角 度活動範圍的減少可能會限制患者從事其它日常功能性活動，比如上 下樓梯(Kaufman, 2001)、跨越障礙物等。
4.1.2 動力學
在髖關節最大力矩的變化方面，退化性膝關節炎女性的髖關節屈 曲力矩及髖關節伸展力矩都要比正常女性老年人小(圖 3.2)。在本研 究中，退化性膝關節炎女性的髖關節最大屈曲力矩要比正常女性老年 人小，這結果與 Manetta 等(2002)發表的結果類似，不過 Manetta 並
沒有解釋這個結果。退化性膝關節炎女性的髖關節屈曲力矩比正常女 性老年人小可能是因為肌肉萎縮造成的情形。罹患退化性膝關節炎的 患者通常會有股四頭肌(quadriceps)及大腿後肌(hamstrings)萎縮的 現象發生(Tan, 1995；O’Reilly, 1997；Fisher, 1997；Cheing, 2001)。
由於股直肌有幫忙做髖關節屈曲的作用，當股直肌肌力減少甚至萎縮 時，髖關節的屈曲力矩就會相對的減少。此外，在本研究中還發現退 化性膝關節炎女性的髖關節最大伸展力矩也要比正常女性老年人小 (圖 3.2)，這結果也與 Manetta 等(2002)發表的結果類似，但是卻與 Messier 等(1994)發表的結果不同。Messier 等表示，退化性膝關節炎 病人藉由增加髖關節的角速度來代償膝關節角速度的減少，因此退化 性膝關節炎病人髖關節的伸展力矩要比正常人來的大。Messier 等指 出這是“Quadriceps avoidance”的現象。但是在 Manetta 等發表的結 果卻是退化性膝關節炎患者的髖關節最大伸展力矩比正常人小，
Manetta 等解釋說因為退化性膝關節炎患者在走路速度上已經比正常 人慢，所以並沒有出現髖關節角速度增加的代償現象，所以並沒有
“Quadriceps avoidance”的現象產生。反而是因為走路速度減慢，造 成髖關節的伸展力矩也隨之變慢。在本研究中雖然沒有探討到走路速 度，不過就以退化性膝關節炎女性的髖關節最大伸展力矩比正常女性 老年人小的結果，是與 Manetta 等發表的結果類似。
而在膝關節最大力矩方面，退化性膝關節炎女性的膝關節屈曲力 矩及膝關節伸展力矩都要比正常女性老年人小(圖 3.3)。在過去的文 獻中，雖然沒有提到退化性膝關節炎患者的膝關節屈曲力矩比正常人 小，但是卻有多位學者提到大腿後肌的肌力會比正常人小。由於大腿 後肌的肌力變小，造成退化性膝關節炎患者的膝關節屈曲力矩變小。
此外，Hurwitz 等(2000)指出，當退化性膝關節炎患者膝關節疼痛上 升的時候，患者的膝關節屈曲力矩會變小；相反的，當退化性膝關節 炎患者膝關節疼痛下降的時候，患者的膝關節屈曲力矩會變大。所以 疼痛也可能是膝關節屈曲力矩變小的原因之一。Kaufman 等指出罹患 退化性膝關節炎的病人在走路、上下樓梯時為避免膝關節的疼痛，會 減少膝關節的伸展力矩，藉由降低膝關節的承重來達到減低疼痛的效 果。此結果也與本研究類似。本研究發現，退化性膝關節炎女性的膝 關節伸展力矩會比正常女性老年人小(圖 3.3)。此外，股四頭肌的肌 力減少也是膝關節伸展力矩比正常人低的原因。
在本研究中，退化性膝關節炎女性健側的髖關節和膝關節的屈曲 力矩及伸展力矩與正常女性老年人相比較是沒有差異的(圖 3.2 和圖 3.3)。但是與患側比較都比患側的力矩大，這表示健側的肌力還未受 到影響。雖然健側在膝關節的關節角度變化上已經有代償現象發生，
但是在關節力矩上還未受到影響。這可能也是因為本研究中的退化性
膝關節炎患者的膝關節退化程度還不嚴重，只有 grade II，還算是輕 微的(mild)膝關節炎患者。這也可以解釋為何在本研究中退化性膝關 節炎女性患側的膝關節內收力矩與正常女性老年人比較，並沒有達到 顯著的差異。因為膝關節嚴重者，膝關節內側面會變形成 O 型腿。
此時患者在走路時的膝關節內收力矩就會變大，在 Kaufman 等的研 究結果就提到，退化性膝關節炎患者的內收力矩會比正常人大。但在 本研究中由於患者膝關節退化程度還處於輕微的情況，所以並無內收 力矩比正常人大的現象。
4.2 跨越不同高度障礙物下肢關節角度活動 範圍
在跨越不同障礙物高度方面，退化性膝關節炎女性與正常女性老 年人在矢狀面的下肢關節屈曲角度活動範圍會隨著障礙物高度的增 加而增加(圖 3.4、圖 3.5 及圖 3.6)。也就是說，當障礙物高度增加 時，下肢關節需要較多的屈曲角度來跨越障礙物，以避免踢到障礙 物。這結果與 Patla 等(1993)所提出的結果類似。Patla 等還提出當障 礙物高度增加時，跨越前腳在跨越障礙物會使用較多的髖關節及膝關 節的屈曲角度，而跨越後腳則會使用較多的膝關節及踝關節的屈曲角
度來跨越障礙物。在本研究中，也發現跨越前腳會使用較多的髖關節 及膝關節的屈曲角度，但是在跨越後腳卻沒有類似的結果。
在冠狀面的下肢關節角度活動範圍方面，退化性膝關節炎女性以 患側當跨越前腳時，會比正常女性老年人有較多的髖關節外展-內收 角度活動範圍，不管是障礙物 10 公分或是 20 公分(圖 3.7 及圖 3.9)。
但是以健側為跨越前腳時卻沒有類似的現象發生(圖 3.8 及圖 3.10)。
此外，當跨越障礙物的高度增加(障礙物 20 公分)時，此時患側會有 更明顯的髖關節外展-內收角度活動範圍(圖 3.11)，但是健側卻沒有 類似的現象，障礙物 10 公分時也沒有類似的現象。由於過去並無研 究去探討退化性膝關節炎患者跨越障礙物時下肢的關節角度變化，本 研究推測退化性膝關節炎患者以患側為跨越前腳時，之所以會利用類 似“hip circumduction”的代償方式來跨越障礙物，是因為膝關節退 化的原因而造成患者必須利用較多的髖關節外展角度來完成跨越障 礙物這個動作。但是為什麼以患側為跨越前腳時會用較多的髖關節外 展的代償動作來完成跨越動作，以健側為跨越前腳卻沒有類似的現象 呢？以下有幾種可能的解釋。第一是為了減少膝關節接觸地面時產生 的疼痛。由於在跨越障礙物時，下肢關節會以比平時走路時較多的屈 曲角度來完成跨越動作，障礙物越高時腳抬的越高，地面的反作用力 就越大，膝關節所承受的力量就越多，就越容易產生接觸性疼痛。此
時當患側為跨越前腳跨越障礙物時，患側為了避免過度的膝關節伸展 接觸地面而產生的接觸性疼痛，就改以較多的髖關節的外展角度的代 償動作來減少膝關節的屈曲角度。所以當以健側為跨越前腳跨越障礙 物時，這種代償現象就會消失。第二是因為肌肉萎縮無力。由於跨越 障礙物需要髖關節及膝關節大量的屈曲角度，此時股四頭肌及大腿後 肌扮演了非常重要的角色。但由於退化性膝關節炎患者這兩種肌肉的 萎縮，造成患者以患側為跨越前腳時，無法用直接跨越的方式來完 成，只能改變方式，利用髖關節較多的外展角度來完成跨越的動作。
第三是膝關節的關節角速度降低。Messier 等(1992)研究結果顯示退化 性膝關節炎患者的膝關節角速度較同年齡層的正常老年人小，而患者 以患側為跨越前腳在跨越障礙物時，由於膝關節的關節角速度較小，
第三是膝關節的關節角速度降低。Messier 等(1992)研究結果顯示退化 性膝關節炎患者的膝關節角速度較同年齡層的正常老年人小，而患者 以患側為跨越前腳在跨越障礙物時，由於膝關節的關節角速度較小，