奥塔戈运动对关节置换术患者跌倒干预效果的Meta 分析

孔翎宇 朱新蕊 王立端 张雯 李千千 贾凡 王巍

骨性关节炎是一种以关节软骨退行性改变、软骨面损伤和骨质增生为主要特征的慢性关节疾病，下肢骨性关节炎的出现会严重影响中老年患者的生活质量和运动功能[1-4]。关节置换术（total joint arthroplasty，TJA）是目前临床治疗严重骨性关节炎最常使用且最有效的方法之一，可以减轻患者疼痛，提高其关节功能与生活质量[5-8]。但TJA 术后可能会引发关节不稳、关节僵硬等并发症[9]，使TJA 患者无法安全且主动地参与日常生活，最终造成生理储备下降和意外事件发生风险上升的恶性循环。跌倒恐惧（fear of falling，FOF）特指人体在活动时因害怕跌倒而造成的活动信心减退和跌倒效能下降的一种异常心理状态，主要由平衡障碍、肌肉无力和缺少社交行为导致，约有42.2%的TJA 患者在术后的首次活动时出现严重的FOF[10-13]。FOF 还会增加日常活动跌倒的风险，TJA 术后5 年，患者发生的跌倒风险会从26.2%逐渐增加至30.8%[14-15]。寻找合适的干预措施以消除TJA 患者的FOF 是当前的研究热点，虽然已有学者论证各类干预方法对关节置换术后患者跌倒效能的提升效果，但考虑到功能恢复是一项漫长的任务，传统的干预方式已经无法满足患者需求，应寻找一种系统且有效的干预措施[16-17]。

奥塔戈运动（otago exercise program, OEP）是由新西兰奥塔戈医学院的Campbell 等人设计而成。不同于常规的单一锻炼项目，OEP 是一种多模式训练，内容主要由两部分组成，第一部分重点强化肌力与平衡力，第二部分则通过日常步行的模拟训练提高受试者运动水平。训练手册中对每个训练动作均有规范化指导，且对运动时间、强度和频率有明确要求，相较于传统训练更利于普及[18]。既往研究证实，OEP 是一种低成本且非常有效的预防人体跌倒的干预手段，可以消除老年人的FOF，增强社区老年人参与户外活动的信心与运动依从性，降低运动时的跌倒风险[19]。OEP 同样可以有效提高脑卒中患者跌倒效能与平衡功能，改善日常生活活动能力和生活质量[20]。整体来看，虽然OEP 的设计初衷是预防社区老年人跌倒，但应用于同样存在高跌倒风险的人群也可取得积极效果。由于TJA 患者存在较高的跌倒风险，近年来有大量研究人员设计更多试验探究 OEP 对TJA 患者跌倒效能、平衡能力、关节功能和日常生活活动能力的影响，但受单项研究的样本量限制[21]，OEP 对TJA 患者术后跌倒的干预效果仍需循证医学层面的论证。本研究对现阶段已经发表的OEP 应于TJA 患者的随机对照试验（randomized controlled trials，RCTs）进行分析与评价，明确 OEP干预效果，为加速TJA 患者的康复提供更多参考。

1 资料与方法

1.1 文献检索策略

运用计算机检索中国知网、万方数据库、维普数据库和中国生物医学文献数据库等中文数据库，以及PubMed、Cochrane Library、Web of Science、Embase 等英文数据库。检索方式为主题词与自由词结合。中文检索词为奥塔戈、奥塔戈运动、奥塔戈运动、关节置换、骨关节炎等；英文检索词为Otago exercise、Otago exercise program、arthroplasty、joint replacement、osteoarthritis 等。检索时限设定为建库至2022 年4 月1 日，同时追溯纳入文献的参考文献，并通过搜索引擎检索互联网上的相关文献和灰色文献扩大检索范围，以确保检索的完整性。

1.2 文献筛除标准

1.2.1 文献纳入条件 ①研究对象，即将接受或已经接受TJA的患者（之前没有出现过适应证词汇），且神志清醒，无任何意识障碍或认知障碍。②研究类型为符合RCTs 设计要求的文章。③干预措施，对照组为常规康复干预，包括下肢肌力训练、步行训练；观察组在常规康复干预的基础上增添OEP干预。④结局指标，主要指标为跌倒效能，采用改良版跌倒效能量表（Modified Falls Efficacy Scale，MFES）评估。次要指标为平衡功能，采用Berg 平衡量表（Berg Balance Scale, BBS）或简易平衡评定系统测试量表（mini-Balance Evaluation Systems Test，mini-BESTest）评估。⑤关节功能，采用TJA相关量表评估。⑥日常生活自理能力，采用日常生活活动能力量表（Activity of Daily Living Scale，ADL）或改良Barthel 指数（Modified Barthel Index，MBI）评估。

1.2.2 文献排除条件 ①重复发表的同一篇文献；②无法获取全文的文献；③数据报告不全且联系作者未得到回复的文献。

1.3 文献筛选和数据提取

由2 名独立评价人员对所有RCTs 的题目和摘要进行审查和评价，根据文献纳入标准进行讨论，达成共识后，最终确定文献是否纳入。如果出现分歧，则与第 3 位评价人员进行讨论确定。提取纳入文献的基本资料，包括作者姓名、样本量、观察组及对照组的干预措施、干预时点、干预时长与结局指标等。

1.4 文献质量评价

由2 名独立评价人员使用Cochrane Hand-book 5.1.0 提供的风险偏倚评估工具对获取的文献行偏倚风险评价，评估涵盖以下内容：①随机序列的产生方式与患者分组是否隐匿；②参与者和干预者是否实施盲法；③评价者是否实施盲法；④结果数据是否完整；⑤是否选择性报告研究结果；⑥其他偏倚。评分分为“低度偏倚风险”“不清楚”和“高度偏倚风险”3 个等级。原始研究完全满足上述标准，提示发生各种偏倚可能最小，为A 级；部分满足上述质量标准，提示发生偏倚可能性中度，为B 级；如果上述条件完全不满足，提示发生偏倚的可能性高，为C 级。2 名评价人员在质量评价过程中出现争议时，第3 位研究员协助参与讨论并形成统一意见。

1.5 数据分析方法

通过ReviewManager 5.3 软件对纳入的文献进行Meta 分析。计量资料采用加权均数差（mean difference, MD）或标准化均数差（standard mean difference, SMD）分析，若文献使用相同测量工具或计量单位一致则采用MD；若采用不同测量工具则采用SMD。所有研究的效应量以95%置信区间（confidence interval，CI）表示。通过χ2检验确定各研究间异质性，当P＞0.1，I2＜50% 时表示异质性可接受，选用固定效应模型；当P＜0.1，I2≥50%时表示异质性过大，选用随机效应模型，并对异质性来源进行分析，通过亚组分析及敏感性分析等方式减少异质性。

2 结果

2.1 纳入文献的一般情况

初步检索出170 篇中英文文献。 剔除重复文献，经文献标题和摘要筛选，进一步查找和阅读全文，根据纳入和排除标准，最终纳入12 篇 RCTs，其中11 篇中文，1 篇英文。文献筛选流程及结果见图1。

图1 文献筛选流程图

表1 纳入文献的基本特征

图2 纳入文献的方法学偏倚风险评估

2.2 纳入文献的基本特征

纳入文献的基本特征见表 1。

2.3 纳入文献的质量评价

RCTs 偏倚风险评价结果见图 2。所有文献在盲法及分配隐藏上均存在缺失，12 篇 RCTs 质量等级评价结果均为 B 级。

2.4 Meta 分析结果

2.4.1 跌倒效能 共有7 篇文献[21-24,26-27,30]报道了患者接受干预后的跌倒效能，共纳入711 例患者，其中观察组 355 例，对照组356 例，均使用MFES评价跌倒效能。由于纳入文献的异质性具有统计学意义（P=0.02，I2=59%），故采用随机效应模型进行分析。分析结果表明，观察组在提高跌倒效能方面优于对照组（MD=6.44，95%CI：4.23～8.66，Z=5.71），差异有统计学意义（P＜0.00001），见图3。

图3 观察组和对照组患者跌倒效能比较的森林图

2.4.2 平衡功能 共有4 篇文献[24,29-31]报道了患者接受干预后的平衡功能，共纳入345 例，其中观察组173 例，对照组172 例，3 篇文献[28,29,31]使用BBS 评价平衡功能，1 篇文献[24]使用mini-BESTest评价平衡功能。由于纳入文献的异质性不具有统计学意义（P=0.12，I2=49%），故采用固定效应模型进行分析。分析结果表明观察组在提高平衡功能方面优于对照组（SMD=0.74，95%CI：0.52～0.96，Z=6.64），差异有统计学意义（P＜0.00001），见图4。

图4 观察组和对照组患者平衡功能比较的森林图

2.4.3 关节功能 共有7 篇文献[22,27-32]报道了患者接受干预后的关节功能，共纳入772 例，其中 观察组386 例，对照组386 例，4 篇文献[22,27-30]采用纽约特种外科医院膝关节评分评估关节功能，2 篇文献[31-32]采用Harris 髋关节功能评分评估关节功能，1 篇文献[29]采用Lysholm 膝关节功能评分评估关节功能。由于纳入文献的异质性具有统计学意义（P＜0.00001，I2=94%），故采用随机效应模型进行分析；由于评估量表不一致，故采用SMD 进行合并。分析结果表明，观察组在提高关节功能方面优于对照组（SMD=1.56，95%CI：0.89～2.23，Z=4.58），差异有统计学意义（P＜0.00001），见图5。

图5 观察组和对照组患者关节功能比较的森林图

2.4.4 日常生活活动能力 共有6 篇文献[21-22,25,28,30,32]报道了患者接受干预后的日常生活活动能力，共纳入600 例，其中观察组301 例，对照组299 例，其中5 篇文献[21-22,25,30,32]采用MBI 评估日常生活活动能力，1 篇文献[28]采用ADL 评估日常生活活动能力。由于纳入文献的异质性具有统计学意义（P＜0.00001，I2=87%），故采用随机效应模型进行分析；由于评估量表不一致，故采用SMD 进行合并。分析结果表明，观察组在提高日常生活活动能力方面优于对照组（SMD=0.83，95%CI：0.34～1.33，Z=3.31），差异有统计学意义（P=0.0009），见图6。

图6 观察组和对照组患者日常生活自理能力比较的森林图

2.4.5 亚组分析 以跌倒效能为指标，按照干预时间进行亚组分析，采用随机效应模型合并效应量并进行可靠性评价。术前干预共有424 例，其中观察组211 例，对照组213 例，分析结果表明，观察组在提高跌倒效能方面优于对照组（MD=4.92，95%CI：3.32～6.53，Z=6.00），差异有统计学意义（P＜0.00001）；术后干预共有287 例，其中观察组144 例，对照组143 例，分析结果表明，观察组在提高跌倒效能方面优于对照组（MD=9.34，95%CI：4.57～14.11，Z=3.83），差异同样具有统计学意义（P=0.0001）。见图7。

图7 术前干预与术后干预的亚组比较

2.4.6 敏感性分析 将两组 TJA 患者的跌倒效能作为研究对象，采用逐一去除其中 1 项后重新合并效应量分析的方法对结果进行敏感性分析。 Meta 分析结果显示，依次剔除其中 1 项文献后，跌倒效能的差异均具有统计学意义（P＜0.00001），其中合并效应量为MD，得到的MD 均较为稳定，说明各篇文献之间的同质性较强且 Meta 分析结果比较稳定，见表2。

表2 OEP 对跌倒效能影响的敏感性分析

3 讨论

TJA 患者术后的功能恢复需要一定时间，临床工作者应对TJA 患者继续给予指导和持续跟进随访工作，以便了解其关节功能和康复效果[33]，同时协助其克服FOF，预防跌倒等恶性事件的发生，最大限度地恢复关节功能，使其尽早回归正常的社会生活。但近期一项Meta 分析发现，常规康复策略所带来的临床干预效果非常有限，无法有效改善TJA患者的预后[34]，仍需要临床工作者寻找特定的干预方式。OEP 作为一项专门用于预防老年人跌倒的运动项目，其干预效果得到了广泛认可，一些学者将OEP 用于预防TJA 患者跌倒，并将跌倒效能、平衡能力、关节功能和日常生活活动能力的变化情况作为分析指标。本研究基于以上四个指标，从循证医学层面为OEP 干预TJA 患者的可靠程度提供更多证据。

3.1 OEP 对TJA 患者跌倒效能的改善效果

跌倒效能强调日常生活中人体避免跌倒的自我感知力，是衡量跌倒风险与FOF 的一种特殊指标[35-36]。跌倒效能高的人群对自身运动时的安全性与稳定性有着更大的把握，FOF 也相应较低。跌倒效能较低的人群则不易控制自身稳定性，有较高的FOF，容易发生跌倒损伤。本研究通过纳入7 篇RCTs 评价OEP 对跌倒效能的干预效果，结果显示与常规康复训练方法相比，OEP 在提高TJA 患者跌倒效能方面具有优势。该结果与既往研究发现一致，刘恒等[37]对TJA 患者进行为期1 个月的OEP 干预并于患者出院后的第 2、4 周电话随访，发现观察组相较于对照组，其跌倒效能得到了更为有效的改善。于彤等[38]认为OEP 可能通过增加本体感受器的敏感度，强化人体肌肉运动的分析能力和判断运动时间的精确度，进而实现跌倒效能的改善。因此科学且系统的OEP 干预，在降低TJA 患者的FOF上存在更多优势。本研究进一步发现无论是采取OEP 术前干预还是术后干预，均可以有效提高TJA患者的跌倒效能，但亚组比较时存在较高的异质性（I2=66.1%）。考虑到TJA 患者在术后需要一定时间的卧床休息[28]，且TJA 产生一系列的并发症，如关节疼痛、肿胀、关节功能障碍会使他们无法及时参与治疗，此外TJA 术后的禁忌证也会使OEP 的部分干预项目无法正常开展（如“8”字走部分）[26]，而术前干预则不存在此类问题，这可能是亚组比较时异质性的主要来源。此外，有研究证实TJA 患者更容易在术前出现FOF，术后发生FOF 的概率约为44.1%，仅为术前发生FOF 概率的一半[39]，考虑到术前与术后干预均可以有效提高跌倒效能，因此让TJA 患者术前便接受OEP 干预可能更好地避免FOF的发生，使TJA 患者更多地获得OEP 干预所带来的积极影响。

3.2 OEP 对TJA 患者平衡功能的改善效果

平衡功能障碍是TJA 患者的常见问题，由于TJA 会切除关节处的部分韧带和软骨，使患者的本体感觉功能和控制能力下降，进而诱发平衡障碍[40]。本研究证实，OEP 相较于常规干预对提高TJA 患者平衡能力的效果更佳。这一发现既往的研究结果一致，李莺等[36]对 56 例存在平衡障碍的脑卒中患者进行为期 16 周的OEP 干预后发现，观察组的平衡能力提高程度高于对照组；顾颖等[41]研究同样发现，存在FOF 的老年人在接受为期24 周的OEP 干预后，BBS 评分较常规训练的对照组有所提高。但柏敏等[42]发现，为期3 个月的OEP 干预无法提高社区老年人的平衡能力，与本研究的结果存在一定出入。一方面，本研究评估平衡功能纳入的4 篇RCTs 均为术后干预，2 篇干预时间为6 个月，2 篇干预时间为3个月，干预时间长短不同可能是造成结果不一致的原因之一。另一方面，两项研究评估的人群不同，TJA 患者和社区老年人在健康情况上存在差异，因此获得OEP 干预效果的速度不一致，这可能也是导致结果差异的原因之一。Ng 等[43]进行文献回顾后发现，TJA 术后3 个月是患者康复的关键时期，且患者的生活质量和功能结局在术后6 个月时改善最大。因此总体来看，为提高TJA 患者的平衡功能，TJA 术后采取OEP 干预的时长应至少达到3 个月。

3.3 OEP 对TJA 患者关节功能的改善效果

关节功能评估通常包含活动功能、肌肉力量、疼痛、稳定性、活动度以及屈曲畸形等多个维度指标。本研究证实，OEP 相较于常规干预对提高TJA患者关节功能的效果更佳。这一结果与既往研究发现一致，Mat 等[44]研究发现，骨性关节炎患者接受OEP 干预后，关节的病理性改变得到充分抑制，并没有发生进一步恶化，提示OEP 可以有效维持关节结构正常。OEP 对关节功能的改善效果可能与肌肉功能增强有关。有研究发现，TJA 患者于术后2 个月完成体位转移时，手术腿的负荷要高于术前水平，并在术后1 年持续增加。关节承担负荷需要有良好的肌肉支持，但关节周围肌肉功能减退将使手术腿无法有效应承担相应负荷，约1/3 的TJA 患者手术前便存在肌肉质量减少的情况，会导致关节不稳及慢性损伤等问题，影响关节的正常功能[45-46]。OEP中包含了针对下肢肌力开展的锻炼如膝关节屈曲与伸展抗阻训练、髋关节外展抗阻训练等。这些训练可以在预防关节周围肌肉萎缩的同时强化肌力，增强关节整体稳定性，是TJA 患者关节功能得到充分改善的原因之一。但考虑到该结果存在较高的异质性，对于该项指标的评价应谨慎对待。

3.4 OEP 对TJA 患者日常生活活动能力的改善效果

日常生活活动指个人为了满足日常生活的需要每天所进行的必要活动，包括进食、洗漱、穿衣等，功能性移动包括转移、行走、上下楼梯等。TJA 术后1 年，超过20%的患者在完成日常生活活动任务期间经常出现害怕跌倒的情况，其中上下楼梯、从坐位站起和在社区周围行走是最难完成的任务，甚至有10%的患者由于恐惧而无法完成日常生活活动[47]。邱兰等[48]研究发现，TJA 患者术后3 个月穿脱裤、袜、鞋等生活自理能力的恢复情况均不理想。由于TJA 患者需要较长时间康复，且康复早期的日常生活活动通常会引起关节疼痛，患者出于对关节的保护以及对并发症的恐惧而不敢下床活动，使其生活自理能力出现短暂下降[28,49]。本研究发现，OEP 相较于常规干预，可提高TJA 患者的日常生活活动能力。由于OEP 干预后强化了TJA 患者的跌倒效能、平衡功能以及关节功能，可以极大地增强患者完成相关任务的信心，积极主动地参与日常活动，因此日常生活活动能力得到了更为有效的提高。

4 结论

OEP 可以有效改善TJA 患者的跌倒效能，降低跌倒风险与FOF，同时强化平衡功能以及关节功能，还可以改善患者的日常生活活动能力。本研究是首个围绕OEP 对TJA 患者跌倒干预效果开展的 Meta分析，但仍有一些局限性，如纳入文献质量均为中等，缺乏高质量文献，部分指标纳入的文献数量较少，纳入研究的干预时长以及TJA 患者的手术部位存在一定差异等。因此上述结论仍需高质量临床研究的进一步佐证。