关节镜下治疗膝关节骨性关节炎功能评估及临床疗效预测的研究

论文摘要

目的:探讨关节镜下髌外侧支持带松解、清理术及术后康复对膝关节骨性关节炎的治疗作用;探讨膝关节骨性关节炎股四头肌和腘绳肌肌肉功能特点;探讨关节镜下髌外侧支持带松解、清理术和术后康复对股四头肌各肌束及腘绳肌肌肉功能的影响;基于BP神经网络建立膝关节骨性关节炎关节镜治疗临床疗效的预测模型。方法:膝骨性关节炎患者共50例,随机分为A、B两组,A组为“单纯关节镜下清理术”,B组为“关节镜下清理术+髌外侧减压术”,A组采用关节镜下骨性关节炎清理术,术中刨削明显增生、变性的滑膜及滑膜皱襞,根据半月板损伤、磨损情况,分别行半月板部分切除、大部分切除和全切除;搔刮表面毛糙、软化或者大部剥脱的软骨、刨削修整病损的软骨面;取出关节内游离体和剥脱的软骨。B组在A组手术的基础上行髌外侧支持带松解,使髌骨外侧倾斜可达30°以上,髌骨向内侧移动范围明显增加。两组术后按照相同的康复治疗计划进行康复训练,早期消肿、止痛、促进组织愈合;术后2天至2周保护修复区域,关节活动度训练;术后3周至3个月获得全范围关节活动度,强化肌力训练;晚期使肌力、关节活动度、本体感觉达到运动功能水平。两组患者均于术前、术后3个月和术后6个月接受膝关节功能评估、等速肌力测试和表面肌电测试。应用Matlab6.5神经网络工具箱建立BP神经网络模型,以膝关节OA患者术前病史、症状、体征、辅助检查及术中所见的关节内改变等变量作为输入端,以术后疗效情况作为输出端。50例接受关节镜治疗并进行随访的膝关节骨性关节炎患者分为两组,35例进行神经网络的训练,15例进行神经网络的测试。结果:1临床结果:A组术后3个月Lysholm量表评分、疼痛评分与术前相比明显改善,有统计学意义;术后6个月Lysholm量表评分、疼痛评分与术后3个月比较差异无统计学意义。B组术后3个月Lysholm量表评分、疼痛评分优于术前,差异有统计学意义;术后6个月Lysholm量表评分、疼痛评分优于术后3个月,差异有统计学意义。术后三个月B组膝关节Lysholm量表评分较A组下降,具有显著性差异。术后六个月B组患者膝关节Lysholm量表评分较A组患者增高,有显著性差异。两组患者术后3个月总疗效A组好于B组,差异具有统计学意义。两组患者术后6个月总疗效B组好于A组,差异具有统计学意义。2等速肌力测试结果:等速肌力测试的结果显示,膝关节OA患者健侧股四头肌在60°/s、120°/s时峰力矩较患侧高,有显著性差异,在180°/s无显著性差异。健侧股四头肌在60°/s、120°/s、180°/s相对峰力矩高于患侧,有显著差异。健侧股四头肌在60°/s、120°/s、180°/s时单次最佳做功高于患侧,有显著性差异。健侧股四头肌在60°/s、120°/s时平均功率高于患侧,有显著性差异。双侧腘绳肌峰力矩、最佳单次做功、平均功率均无显著性差异。健、患侧H/Q比值无显著性差异。股四头肌峰力矩和平均功率与骨性关节炎的疼痛指数呈中度正相关和Lysholom量表呈中度负相关。A组术后三个月股四头肌峰力矩较术前60°/s、120°/s提高,有显著差异,术后六个月较术后三个月无明显差异;B组术后三个月较术前无明显差异,术后六个月较术后三个月三个角速度都有明显差异;术后六个月B组在60°/s、120°/s、180°/s明显大于A组,有显著性差异。A组术后三个月股四头肌平均功率较术前60°/s、120°/s、180°/s提高,有显著差异,术后六个月较术后三个月无明显差异;B组术后三个月较术前无明显差异,术后六个月较术后三个月在60°/s、120°/s提高,有显著差异。术后六个月B组股四头肌平均功率在60°/s大于A组,有显著性差异。A组术后三个月股四头肌最佳单次做功较术前60°/s、120°/s、180°/s提高,有显著差异,术后六个月较术后三个月无明显差异;B组术后三个月较术前无明显差异,术后六个月在60°/s高于术后三个月,有显著性差异。术后六个月B组在60°/s、120°/s高于A组,有显著差异。A、B组腘绳肌峰力矩、单次最佳做功和平均功率术前、术后三个月、术后六个月均无显著差异。A、B两组组H/Q比值术后三个月较术前无显著差异,术后六个月较术后三个月无显著差异。3表面肌电分析结果膝关节OA患者健、患侧的表面肌电研究显示患侧VL在90100°、100110°、120130°时小于健侧;RF在110120°、120130°时小于健侧;VMO在110120°、140150°和150160°时小于健侧;BF在150160°时大于健侧,均有统计学意义。健侧VMO/VL比值在60°/s、180°/s高于患侧,有统计学意义;在120°/s健、患侧无显著性差异。健侧VMO比VL早激活约5.5ms左右,而患侧VMO与VL早激活1.4ms左右,两者有显著性差异。A、B两组最大等长收缩时表面肌电平均振幅在术前、术后三个月和术后六个月都没有显著变化。在等速运动状态下表面肌电经标准化处理后术后三个月A组VL在60°/s时较B组高,有显著差异;RF在60°/s、120°/s较B组高,有显著差异;A、B两组VMO、ST、BF相比均无明显差异。术后六个月两组无明显差异。A组术前、术后三个月、术后六个月VMO/VL比值无明显变化;B组术后三个月VMO/VL比值较术前60°/s、120°/s、180°/s提高,有显著性差异,术后六个月较术后三个月无明显差别。术后三个月、术后六个月VMO、VL激发时间B组VMO较VL首先激活较A组有显著差异。4基于BP神经网络建立膝关节骨性关节炎关节镜治疗临床疗效的预测模型。50例样本随机分为两部分,35例为训练样本,15例为测试样本。用训练好的网络对测试集的15例样本进行预测,实际值和预测值间的差别无统计学意义表明网络有较好的预测效果,网络训练没有发生过度拟合现象,具有较好的泛化性能。结论:①关节镜下清理+髌外侧减压术对于入选的膝关节骨性关节炎患者具有良好的临床治疗效果,为OA患者康复训练、肌力恢复与膝关节功能改善提供了有利的条件;②关节镜下清理+髌外侧减压术后患者的肌力恢复经历了代偿期和功能恢复期;③等速肌力测试结果表明:膝关节OA患者关节镜清理术后经康复治疗伸、屈肌峰力矩、单次最佳做功及平均功率明显提高,尤其以股四头肌提高最为显著,术前H/Q比值基本处于正常范围,术后H/Q值比术前降低,应考虑加强屈膝肌力的训练,使屈伸肌力量比进一步协调;④表面肌电测试结果表明VMO/VL比值和VMO、VL激发时间髌外侧支持带减压患者较未减压的患者有明显变化,说明髌外侧支持带减压后经康复训练明显改善VMO和VL的协调性,进而改善髌骨运动轨迹和髌股关节的力学分布情况;⑤术后康复治疗对提高股四头肌和腘绳肌肌力和膝关节功能恢复具有重要的临床意义;⑥BP神经网络具有强大的模拟与预测功能,可以从复杂的信息中提取系统的输出与输入间的相互关系,本研究利用BP神经网络方法建立了膝关节OA患者关节镜治疗临床疗效的预测模型,为膝关节OA关节镜治疗的预后判断提供了一种有效方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一部分 关节镜下髌外侧支持带松解、清理术治疗膝关节骨性关节 炎临床疗效及股四头肌和腘绳肌肌肉功能评估的研究
• 1 前言
• 2 研究对象
• 2.1 诊断标准
• 2.2 病例选择
• 2.2.1 病例纳入标准
• 2.2.2 病例排除标准
• 3 研究方法
• 3.1 分组方法
• 3.2 手术方法
• 3.3 术后康复计划
• 3.4 等速肌力和表面肌电测试
• 3.4.1 测试仪器
• 3.4.2 测试方法
• 3.4.3 测试指标
• 3.5 临床测试指标
• 3.6 临床疗效评定标准
• 3.7 统计方法
• 4 研究结果
• 4.1 临床评价结果
• 4.1.1 一般资料
• 4.1.2 Lysholm 评分表评分和疼痛量表结果
• 4.1.3 总体疗效
• 4.2 股四头肌和腘绳肌术前、术后康复三个月和术后康复六个月等速肌力评估结 果
• 4.2.1 膝关节 OA 患者术前股四头肌和腘绳肌肌肉功能等速肌力评估
• 4.2.2 股四头肌肌力与膝关节OA 的相关研究
• 4.2.3 A、B 两组患侧术前、术后康复三个月、术后康复六个月等速肌力评估结果
• 4.3 股四头肌和腘绳肌术前、术后康复三个月和术后康复六个月表面肌电评估结 果
• 4.3.1 术前健侧、患侧表面肌电的对比研究
• 4.3.2 A、B 两组患侧股四头肌、腘绳肌表面肌电术前、术后康复三个月、术后康 复六个月的对比研究
• 5 讨论
• 5.1 术后康复的临床疗效评估结果分析
• 5.2 膝关节 OA 患者健侧、患侧股四头肌和腘绳肌肌肉功能评估分析
• 5.3 术后康复三个月、术后康复六个月 A、B 两组患侧股四头肌、腘绳肌肌肉功 能评估分析
• 5.4 通过康复提高股四头肌肌力在膝关节 OA 治疗中的作用
• 6 结论
• 第二部分 基于 BP 神经网络的关节镜下清理术治疗膝关节骨性关节炎临床疗效的预测研究
• 1 前言
• 2 研究对象
• 2.1 诊断标准
• 2.2 病例选择
• 2.2.1 病例纳入标准
• 2.2.2 病例排除标准
• 3 研究方法
• 3.1 手术方法
• 3.2 术后康复计划
• 3.3 临床测试指标
• 3.4 统计方法
• 3.5 研究应用软件
• 4 膝关节骨性关节炎关节镜清理术术后疗效预测的 BP 神经网络模型建立
• 4.1 BP网络的设计
• 4.1.1 网络的层数
• 4.1.2 输入层的神经元数
• 4.1.3 隐含层的神经元数
• 4.1.4 输出层的神经元数
• 4.1.5 传输函数的选择
• 4.2 BP 网络的训练
• 4.2.1 样本数据的采集和预处理
• 4.2.2 训练参数设定
• 4.2.3 训练结果
• 4.3.BP 网络的测试
• 4.4 测试结果与实际值的比较
• 5 讨论
• 6 结论
• 参考文献
• 全文总结
• 文献综述 膝骨性关节炎治疗的研究进展
• 1 膝关节OA 的药物治疗
• 1.1 乙酰丙胺类解热镇痛抗炎药
• 1.2 传统非甾体抗炎药
• 1.3 皮质类固醇
• 1.4 基质金属蛋白酶抑制剂
• 1.5 一氧化氮合成酶（NOS）抑制剂
• 1.6 抗氧化剂
• 1.7 硫酸氨基葡萄糖
• 1.8 透明质酸
• 1.9 硫酸软骨素
• 2 OA 中细胞因子、生长因子的调控与药物治疗
• 2.1 白细胞介素-1
• 2.2 肿瘤坏死因子
• 2.3 白细胞介素-6
• 2.4 一氧化氮（NO）与一氧化氮合酶（NOS）
• 2.5 转移生长因子
• 2.6 胰岛素样生长因子-1
• 3 OA 基因治疗
• 4 膝关节OA 的手术治疗
• 4.1 关节镜下关节清理术治疗膝关节OA
• 4.1.1 关节镜下冲洗术
• 4.1.2 关节镜清理术
• 4.1.3 影响关节镜治疗效果因素的分析
• 4.2 膝关节骨性关节炎截骨术
• 4.3 膝关节人工关节置换术
• 5 膝关节 OA 的康复治疗
• 5.1 关节功能评定
• 5.2 康复治疗目标
• 5.3 康复治疗方法
• 5.4 矫形器的应用
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的论文和科研工作
• 英文缩略词表