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目的:通过观察不同运动方式对膝骨性关节炎患者脑白质纤维束的影响,探讨不同运动方式改善膝骨性关节炎疼痛的中枢机制。方法:对招募合格的140例膝骨性关节炎患者,随机分成太极拳组、八段锦组、功率车组、健康教育组四组。健康教育组进行健康教育讲座,健康教育讲座每周一次,每次60min,共12周。在健康教育的基础上,太极拳组进行八式太极拳运动;八段锦组进行"健身气功·八段锦"运动;功率车组进行功率车运动。运动干预周期每周5次,每次60min,共12周。干预前后疼痛采用膝关节损伤与骨关节评分(Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score,KOOS)量表评价;应用3.0T磁共振扫描仪采集DTI数据。并使用DTI-TBSS数据分析方法分别比较干预后太极拳与八段锦组、太极拳组与功率车组、太极拳组与健康教育组、八段锦组与功率车组、八段锦组与健康教育组、功率车组与健康教育组之间的各向异性分数(Fractional Anisotropy,FA)值的差异。同时,进一步分析运动干预后(太极拳运动、八段锦运动、功率车运动)有差异脑区FA值与干预后KOOS疼痛分数相关性。结果:1.干预前太极拳组、八段锦组、功率车组、健康教育组患者在性别、年龄等人口学资料、KOOS疼痛分数均无显著性差异(P>0.05)。2.KOOS疼痛评分:干预后,四组KOOS疼痛评分差异有统计学意义(P=0.003)。①干预后,与健康教育组比较,太极拳组的KOOS疼痛评分增高,差异具有统计学意义(P<0.05);②干预后,与健康教育组比较,八段锦组的KOOS疼痛评分增高,差异具有统计学意义(P<0.05);③干预后,与健康教育组比较,功率车组的KOOS疼痛评分增高,差异具有统计学意义(P<0.05);④干预后,太极拳组与八段锦组比较,KOOS疼痛评分差异无统计学意义(P>0.05);⑤干预后,太极拳组与功率车组比较,KOOS疼痛评分差异无统计学意义(P>0.05);⑥干预后,八段锦组与功率车组比较,KOOS疼痛评分差异无统计学意义(P>0.05)。3.TBSS分析结果:①干预后,与健康教育组比较,太极拳组的右侧扣带回、右侧上纵束、左侧皮质脊髓束FA值升高,左侧丘脑前辐射、右丘脑前辐射、右侧上纵束FA值降低;②干预后,与健康教育组比较,八段锦组的右侧额部肼胝体、右侧皮质脊髓束FA值升高,左侧丘脑前辐射、右侧丘脑前辐射、右枕额下束、左枕额下束、肼胝体体部FA值减低;③干预后,与健康教育组比较,功率车组的右侧上纵束、右枕额下束、右侧钩状束FA值升高,左侧丘脑前辐射、右侧丘脑前辐射、左枕额下束、胼胝体体部FA值减低;④干预后,与八段锦组比较,太极拳组的左上纵束、右上纵束FA值升高,右上纵束FA值减低;⑤干预后,与功率车组比较,太极拳组的右枕额下束FA值升高,右枕额下束、左下纵束FA值减低;⑥干预后,与功率车组比较,八段锦组的右侧上纵束FA值升高,左侧下纵束、右枕额下束、右侧丘脑前辐射FA值减低。4.相关性分析:运动干预后左侧皮质脊髓束FA值与运动干预后KOOS疼痛分数呈正相关(r=0.28,P=0.01)。结论:1.三个月的八式太极拳运动、八段锦运动和功率车运动均减轻膝骨性关节炎患者疼痛,是改善膝骨性关节炎患者有效的运动干预方式。2.八式太极拳运动、八段锦运动、功率车运动均能改变膝骨性关节炎患者脑白质纤维束结构,其改善疼痛可能与右侧扣带回、右侧额部胼胝体、右上纵束等有关。3.左侧皮质脊髓束纤维的改变可能是运动改善膝骨性关节炎的疼痛症状的机制之一。