单位：中国骨与关节杂志

作者：钱琨，于辰曦，孙水

膝骨关节炎（KOA）是一种常见的慢性关节疾病，由于过度机械负荷、炎症、代谢和衰老等因素导致关节软骨和软骨下骨损伤、骨赘形成、滑膜增生等病理改变，引起患者出现疼痛、僵硬、关节活动受限和肌肉无力等症状。当前全球约有2.5亿人罹患KOA，我国KOA患病率约为8.1%，不同地区因经济发展和地理位置等因素有所差异。根据《中国骨关节炎诊疗指南》，KOA治疗主要根据患者病情设计阶梯化、个体化治疗方式，其中运动疗法作为基础治疗的一环发挥重要作用。

KOA运动处方（exercise prescription）是针对不同发病阶段患者特定目标而设计的个体化锻炼方案，从而保证运动的有效性和安全性。然而，个性化的运动处方在临床应用中推广仍面临许多困难，如患者长期依从性较差、运动反馈监测困难、缺少最佳运动剂量标准等。近年来，数字健康技术（DHT）与运动处方结合，可以显著提高运动处方的效果，改善KOA患者疼痛、身体功能和生活质量，因而被许多学者关注。笔者就不同DHT在KOA运动处方中的应用进行综述，以期为相关临床应用提供理论依据。

DHT是指通过电子设备、互联网和相关数字技术提供的健康服务，也被称为电子健康技术（electronic-health technologies）。在个性化运动处方应用中，常见的方式包括远程医疗（telemedicine）、可穿戴活动追踪器（WAT）和虚拟现实技术（VRT）。目前DHT多应用于轻度或中度KOA患者的运动处方，缺少对严重KOA患者临床应用的高质量探究。在欧美国家中，丹麦的GLA:D（goodlife with osteoarthritis in denmark）和挪威的AktivA（activewith osteoarthritis）项目是较为成功的运动处方实施模式，其中GLA:D项目已先后在加拿大、澳大利亚开展并得到广泛认可。康复师在GLA：D项目中需要通过数字在线平台进行培训以保证训练效果的一致性；在AktivA项目中，KOA患者可通过网站视频学习正确的训练动作并使用电子问卷进行后续随访。与传统运动处方的实施方式相比，DHT可使KOA患者接受运动处方时拥有更多时间和空间上的灵活性，获得更专业、全面的医疗指导，改善与医师团队之间的沟通并减少COVID-19大流行以来的感染风险。因此，DHT在KOA运动处方的应用上有很大潜在价值。

远程医疗是指通过信息及通信技术（ICT）为患者提供非现场的医疗保健服务。其优点在于可使医疗资源缺乏、财务受限和偏远地区的KOA患者得到规范化及个性化的运动处方治疗。当前远程医疗的服务模式根据康复师和患者交流的方式分为即时通讯和非即时通讯两种，电话及视频会议是前者的主要形式，而在线平台或应用程序是非即时通讯主流形式。远程医疗不仅是一种单独的医疗方式，同时也是传统医疗方式的有效补充。

疼痛和膝关节功能障碍是KOA患者主要的临床表现，同时也是影响KOA患者对运动处方长期依从性的重要因素。目前，由来自不同国家和地区的学者研发出了相应的应用程序来协助患者进行运动处方，有助于改善患者疼痛，如IBET、PainCOACH、iCBT、Join2move等。此外，有研究发现，通过远程医疗进行的运动干预可有效缓解KOA患者的疼痛及改善身体功能，与传统运动治疗在治疗效果上没有明显差异。

改善医患关系对提高患者依从性至关重要，而远程医疗通过改变患者与医疗团队沟通的方式提高患者与医疗团队的远程互动。Rini等使用Pain COACH的程序将高度互动的面对面疼痛应对技能培训（pain coping skill training）转化为自动化的互联网培训，随后通过随机对照试验证实这种方式可以进一步缓解患者疼痛。Bennell等也发现，增加患者远程和理疗师沟通有助于提高运动处方对KOA患者的疼痛和膝关节功能的疗效。由此可见，远程医疗在运动疗法上可以通过增加患者和医疗团队的沟通来提高运动疗法的有效性。

KOA患者的心理健康状态是影响个性化治疗效果的重要因素，大约1/5的KOA患者伴发抑郁症状，可导致对治疗建议的依从性降低和治疗方案的获益减少。随着远程医疗的发展，针对KOA患者的行为改变技术可得到更好的应用。在应用iCBT的临床试验中，O’moore等对KOA合并重度抑郁症老年患者进行运动疗法及定期精神状态的评估，当患者出现精神压力评分显著下降时进行临床心理医师的电话咨询，可以有效提升运动处方的效果。

此外，有学者指出通过远程医疗进行运动干预的方式在成本与效益方面具有优势，有助于降低KOA患者和医疗保障体系的经济负担。

WAT即在日常生活或运动中穿戴在身的便携式设备，在相关应用程序或软件的支持下为患者提供更为便捷科学的健康监测和运动反馈。目前常用的WAT主要包括智能手机、商业级别跟踪器和医疗级别跟踪器。WAT的主要原理是通过内置加速度计、传感器和定位系统等对患者的运动和生理参数、跌倒风险等提供数据支持，改变了传统的“被动”监测模式。在促进患者运动积极性、强化与治疗团队的联系反馈、改善患者身体功能和心理健康、减轻术后康复负担方面提供积极影响。

有证据表明，使用WAT的运动干预可有效提升成年人参与运动和锻炼积极性。在一项由18～69岁人群参与的随机对照试验中，Martin等发现使用Fitbug Orb自动进行身体运动追踪及鼓励信息推送可以有效地提升参与者的日常活动总时间及有氧运动时间。Lyons等将可穿戴活动监测设备、平板电脑与电话咨询相结合，显著减少了超重中老年人的久坐行为并提高了运动量。在KOA患者中，运动量不足现象更为明显，约90%的KOA患者达不到每周中等到剧烈运动时间150min的指南要求。Li等在一项针对KOA患者的延迟对照随机实验中结合WAT的运动疗法可有效提升KOA患者运动时长。

在运动处方实施初期，患者的运动频率会增加，但随着运动处方结束，运动频率会恢复到干预前水平。因此，维持患者的运动频率并建立良好的运动习惯是运动处方面临的困难和挑战。与传统激励方式相比WAT可允许使用者进行客观的运动频率监测并得到相应的反馈，同时可与治疗团队共享监测数据进而实施个性化反馈改善运动处方，最终实现提高运动处方疗效并减少运动监测成本。与短期干预效果相比，WAT可在较长的时间范围内提高老年人的运动频率。对于接受完整运动处方的KOA患者，短期内通过WAT提升运动频率可以改善患者局部疼痛症状并改善精神状况。但由于KOA病程时间较长以及相关研究缺乏，长期应用WAT是否改善患者局部症状以及养成运动习惯仍需要进一步研究。

肥胖是KOA致病的高危因素之一，现有研究将可穿戴设备与相关行为改变技术相结合且在肥胖群体中取得不错成效，但在已患病的KOA患者中缺少相关支持。Patel等通过一项为期36周的随机对照试验发现：将可穿戴设备与游戏化干预相结合可有效促进肥胖人群参与体育活动且竞争类游戏化干预措施效果最为明显。Black等通过研究发现与仅提供运动指南相比，在运动中使用可穿戴设备或将行为支持的电子邮件与可穿戴设备相结合有助于提高肥胖女性每周步行时间。

广义VRT定义包括增强现实（augmented reality）技术、混合现实（mixed reality）技术和在显示器上计算机生成的角色，狭义VRT定义是指通过计算机生成并由人类头部运动轨迹引导的沉浸式世界。VRT技术可使患者通过视觉、听觉、触觉以及动作感知获得沉浸式的人机交互体验，具有参与性强、互动性高的特点；与运动疗法结合后可在改以及动作感知获得沉浸式的人机交互体验，具有参与性强、互动性高的特点；与运动疗法结合后可在改善患者平衡、减轻运动疼痛方面提供重要支持。

结合VRT技术可以提高运动处方的安全性。有分析表明，VRT训练有助于改善老年人的平衡。Sadura Sieklucka等通过随机对照实验也得出类似结论，认为与传统平衡训练相比，在训练中使用VRT相关设备更有助于改善KOA患者的平衡状态。此外，Del等研究表明，VRT与运动相结合可保持跌倒高风险人群的步行活动量同时降低了跌倒风险。在一项多中心的前瞻性随机对照试验中，Mirelman等通过反馈步态以及模拟跌倒环境的方式对高跌倒风险群体进行训练，认为在训练后的6个月内，使用VRT进行运动干预的参与者跌倒率显著降低。

VRT在管理运动疼痛方面有望提供额外帮助。在一项包括73例KOA患者的前瞻性随机对照试验中，Özlü等指出在保守治疗中引入VRT辅助更有助于改善KOA患者的疼痛症状和膝关节功能。Sarkar等发现VR冥想干预可使得KOA患者膝关节慢性疼痛减轻并对KOA患者的心理健康有积极影响。此外，Jones等招募30例35～79岁慢性肌肉骨骼疼痛患者（平均为16年）并提供名为“COOL!”的虚拟现实程序进行治疗，结果发现参与者的疼痛水平在治疗前后平均降低33%，在治疗过程中平均下降了60%。由于该试验随访时间较短且缺少对照组，因此实际临床意义仍需更多证据支持。

目前，DHT在KOA运动处方的应用逐渐受到广泛关注，但仍存在以下问题。

1.相较于收入和受教育程度较高的KOA患者来说，社会经济地位低的患者电子健康素养较低，可能倾向于较少使用互联网或其它手段获取健康信息，相关益处也随之受到影响，因此“数字鸿沟”的现象值得关注。

2.并非所有KOA患者都适合通过远程医疗进行运动干预，如纪律性较差或对自己缺少信心的患者。此外，患者个人隐私的数据安全以及如何应对突发状况也应受到重视。

3.WAT中的加速度计可从频率、强度、时间和类型四个维度监测运动状态，但不能以相同的精度测量所有运动是其当前的主要限制。此外，受KOA患者运动模式不同和步行速度差异影响，加速度计的数据处理方法不能推广到所有群体；有学者发现使用WAT的依从性与人格表型相关，性格内向且不善社交的患者依从性相对较差。在临床实践中，技术复杂性、价格差异、数据质量问题等也会使患者对WAT的长期依从性下降如何提高WAT的保留率是亟待解决的问题。

4.与其它技术相比，VRT需要较多医疗保健专业人员提供相关支持，在推广方面有较大障碍。此外，如何改善视听障碍等弱势人群的使用方式、限制其在治疗过程中被过度使用也需要引起关注。

随着近几年国内外DHT逐渐受到重视，对于其理论和实践的研究取得较大进步，已有高质量证据证明DHT支持下的运动处方对于KOA患者的临床益处。但将DHT应用于KOA患者的个性化运动处方尚处于起步阶段，未来对不同患者群体的运动设计和运动监测需要更大样本量实验和随访，以确保对DHT的有效部分进行充足报道。此外，对DHT的研究应制订相关评估框架，以更好地为KOA患者的运动提供有效指导和干预。

参考文献：略

来源：钱琨，于辰曦，孙水.数字健康技术在膝骨关节炎运动处方中的应用.中国骨与关节杂志2024,13(1): 57-62

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