退化性膝關節炎在中老年族群上是很常見的肌肉骨骼系統疾病,在大於55歲的成年人中,有四分之一以上的人抱怨膝蓋疼痛,而這群人中又有一半以上有X光影像上的膝關節退化,在MRI影像上也有軟骨損傷出現;雖說退化性關節炎的發生率很高,不過其病因目前依然未知。

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上圖為膝關節的MRI影像,可以看到右側箭頭所指的位置是內側膝關節軟骨,變得較外側軟骨薄。

有研究證據指出,許多退化性膝關節的特徵皆與膝關節的機械性承重(mechanical loading)有關;

正常人在承重時,膝關節會承受大約2.5-3倍的體重重量,走路時,地面傳來的反作用力會經由腳跟外側,向上傳至膝關節內側,因此,膝關節內側受到的壓力原本就比外側

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正常人膝關節承重時,膝關節內側原本就承受較大的壓力,在步行時,地面的反作用力會由腳跟外側傳至膝關節內側(Neumann, 2013)

 

由此可想,每走一步就是對膝關節內側施壓,但是不要擔心,我們還有膝關節外側的組織來幫忙吸收這個不平衡的張力,就是外側附韌帶以及髂脛束

正常人對於這個不對稱的壓力並不會對膝關節產生太大的問題,但是在某些人身上,就會出現內側關節軟骨過度磨損,造成退化性關節炎,

當內側關節軟骨磨損變薄,膝關節就會產生變形,也就是膝內翻,但確切原因目前依然未知。

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 膝關節的外側的髂脛束及外側副韌帶會吸收膝關節承重時所產生的內翻力矩。(Neumann, 2013)

那足部與膝關節又有什麼關係呢?

目前已有研究顯示,扁平足內側退化性膝關節炎兩者有相關性

在2012年,澳洲 Levinger 等學者的研究中,測量了正常與內側退化性膝關節患者,兩組間的足部運動學(foot kinematics)有些差異,他們認為因為內側膝關節退化後的出現內翻變形,承重下,可能是為了使足底能貼地,足部會使用旋前的方式(Levinger et al., 2012);

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由上圖可以看到膝內翻變形與扁平足同時出現

(圖片來源: https://www.kintec.net/blog/knee-osteoarthritis-degenerative-arthritis/)

不過也有學者認為膝關節退化,是因為扁平足膝關節造成的旋轉量過大,在膝關節軟骨產生過多的壓力及剪力;在2011年, Gross 等學者的研究,探討扁平足與膝疼痛、膝內側軟骨損傷(medial TF cartilage damage)之關聯,發現扁平足的程度與膝蓋疼痛、內側關節磨損是呈線性關係增加,但發現,扁平足中有內側脛骨股骨關節軟骨磨損的受試者中,並不只有膝內翻的個案;因此,此實驗結果並不支持膝內翻後,足部利用旋前來代償貼地的這個推測(Gross et al., 2011)。

足旋前與膝關節損傷.jpg


(Gross et al., 2011)

結語

目前雖然無法確定退化性膝關節炎與扁平足的因果關係,但可以確定的是,過度旋前足會造成膝關節產生過多的旋轉,且增加關節壓力;研究及臨床顯示使用足部特殊角度在退化性關節炎上,對於疼痛減低以及膝關節受力減少都有減少,因此改變下肢的生物力學,可以減少內側膝關節壓力。

 

 

 

參考資料

Gross, K. D., Felson, D. T., Niu, J., Hunter, D. J., Guermazi, A., Roemer, F. W., . . . Hannan, M. T. (2011). Association of flat feet with knee pain and cartilage damage in older adults. Arthritis Care Res (Hoboken), 63(7), 937-944. doi:10.1002/acr.20431

Levinger, P., Menz, H. B., Morrow, A. D., Feller, J. A., Bartlett, J. R., & Bergman, N. R. (2012). Foot kinematics in people with medial compartment knee osteoarthritis. Rheumatology (Oxford), 51(12), 2191-2198. doi:10.1093/rheumatology/kes222

Neumann, D. A. (2013). Kinesiology of the Musculoskeletal System - E-Book: Foundations for Rehabilitation: Elsevier Health Sciences.

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