膝关节是发生骨关节炎最常见的部位之一，作为流行的关节性疾病，膝骨关节炎（knee osteoarthritis, KOA）以慢性膝关节肿胀、疼痛、功能障碍为主要临床表现。研究表明KOA的全球患病率为16%，约占全球骨关节炎负担的85%，是全球范围内致残的主要原因之一^{[1, 2]}。在中国，调查研究近十年的KOA患者后发现不但KOA的年患病率显著上升，且发病率呈年轻化趋势^[3]。随着人类寿命的延长，肥胖和超重、共病、职业因素、体力活动、生物力学等危险因素的暴露率提高^[4]，KOA的发生率和严重度也在增加，增大了对个人、医疗保健系统和社会经济成本的负面影响，成为影响公民身心健康不容忽视的公共卫生问题。

       现代医学在KOA的治疗上多采用改变生活方式、口服药物及手术治疗的方法^[5]来缓解疼痛、改善功能，但现尚未有从根源上逆转膝关节病变的方法，且未有研究表明以上治疗方法可以长期发挥作用。中医康复在认识和治疗KOA上具有自己的体系和特色，针刺、艾灸、推拿、传统运动等中医康复疗法被广泛应用于KOA的治疗^{[6, 7]}，因其安全有效、对机体损伤小、不良反应风险低得到大众的认可和欢迎。虽然中医康复疗法已广泛应用于临床，但鲜有科学层面的依据证明它的有效性。随着影像学技术的发展，越来越多的研究倾向于KOA与大脑功能和结构的改变密切相关，中医康复疗法可以通过调节KOA患者脑网络功能连接发挥作用。因此，我们总结针灸、传统运动等中医康复疗法干预KOA脑网络研究现状，为中医康复缓解KOA的有效性提供合理性及科学性依据，为防治膝关节病变和缓解KOA患者的痛苦寻求新思路。

1 KOA脑网络机制的研究进展

1.1 KOA脑结构网络的改变

       KOA患者的疼痛症状与大脑结构异常改变密切相关。随着年龄的增长，大脑皮质的厚度是逐渐变薄的，且皮质变薄的过程在慢性疼痛人群中更为明显^[8]。因此相较于健康人，膝痛患者皮质变薄程度更显著，且大脑双侧区域性皮质厚度与疼痛持续时间呈负相关^[9]。慢性疼痛是KOA的显著特征，研究证明慢性疼痛常存在脑灰质体积和密度改变，KOA疼痛患者也有明显的区域性大脑灰质体积的减小，包括双侧眶额叶皮质、右侧前额叶皮质、中央前和中央后皮层；其密度的降低主要存在于海马、中央旁小叶、颞下皮质区域、脑岛和大脑前扣带回皮层中部^{[10, 11]}。

1.2 KOA脑功能网络的改变

       KOA患者会出现不同脑区功能连接的异常改变。如王欣等^[12]研究发现KOA患者运动感觉皮质及楔前叶与右侧丘脑的有效连接存在异常，这与KOA疼痛感知密切相关。通过对疼痛性膝关节炎患者右前岛叶功能连接的研究发现，右前岛叶与默认网络的功能连接降低，证实了持续性疼痛可能导致中央执行网络、默认网络、突显网络等网络间的功能连接出现异常，会引起广泛的网络破坏^[13]。Lan等^[14]同样认为KOA患者会出现默认网络低频振幅的减弱，而双侧杏仁核和小脑后叶低频振幅会增加。研究发现膝关节炎的全局连通性和网络拓扑性质没有改变，但节点中心性出现全局重组，如初级感觉区、运动区和海马旁区非神经网络被激活，显示出高的连接性，脑岛等区域则失去其中心地位，皮质内γ-氨基丁酸能的紊乱被认为与KOA脑网络改变密切相关，有研究证实前扣带皮质γ-氨基丁酸为疼痛严重程度的潜在标志物，γ-氨基丁酸水平与慢性KOA疼痛强度呈负相关^{[15, 16]}。还有研究认为外侧前额叶神经网络是参与KOA患者疼痛感知的主要部位，KOA患者的慢性疼痛导致右背外侧前额叶皮质显著激活，然而其增高与疼痛基质如前额叶皮质、次级躯体感觉皮质和丘脑的激活无明显相关性^[17]。而且KOA患者复杂运动任务的表现较差与运动皮层更多的前位激活有关^[18]。

       KOA反映在脑区并非纯粹的、单一的脑网络改变，而是结构的重塑和功能网络综合变化，因其复杂性导致现阶段对于KOA脑机制研究并未完全清晰，随着影像学技术的发展，期望以后的研究可更为精细地检测出KOA患者脑机制异常变化。

2 中医康复疗法干预KOA脑网络机制研究

2.1 传统运动训练

       中医传统运动训练与现代医学所提倡的改变生活方式中的运动疗法不谋而合。Liu等^[19]为分析不同运动方式对KOA患者脑功能连接的调节作用，将所纳入的KOA受试者分为太极拳组、八段锦组、固定骑行组和健康教育组，三个运动组患者接受每周5天指定的干预，共持续12周，每次持续1小时，利用结构MRI对干预后的四组进行分析，结果表明三个运动组右中脑导水管周围灰质与眶内侧前额叶皮层的反应性皮质功能均降低，反应性皮质功能的降低与膝关节疼痛的改善有关；且三个运动组的受试者眶内侧前额叶皮质的灰质体积显著增加；太极组和八段锦组的左腹侧被盖区和眶内侧前额叶皮质之间的反应性皮质功能也显著降低。Liu等^[20]还对这四组干预后的背外侧前额叶皮质进行研究，发现太极组的背外侧前额叶皮层辅助运动区灰质体积增加显著，八段锦组与对照组相比也有明显增加的趋势，此结果表明，包括传统运动疗法在内的不同运动可以调节KOA患者背外侧前额叶皮层辅助运动区通路。王增平^[21]研究认为KOA患者大脑结构的变化与包括中央前后回、丘脑、边缘系统、额叶等在内的疼痛调节的脑区相关，而太极拳训练可以增加小脑外侧、左侧额中回脑区体积；八段锦训练能增强双侧丘脑、右侧尾状核脑区体积。且有研究发现，与仅接受健康教育的KOA患者相比，接受太极拳或八段锦等运动疗法的KOA患者的脑白质纤维束结构会改变，患者疼痛减轻^[22]。因此认为传统运动干预可以调节脑网络，缓解KOA临床症状。有研究表明运动训练被证实确实可以减轻KOA疼痛，提高生活质量，且症状的改善至少可维持2～6个月；若提高改善的持续时间，需要为患者提供合适的运动方式及适当的运动量，并需要患者长期、有计划的配合及能够规范地训练^[23]。

2.2 针刺

       多项研究证明针刺对于KOA患者大脑功能和结构有着明确的调节作用。研究证明针刺可能通过恢复关键疼痛脑区连接性的平衡，调节情绪控制中枢发挥作用^{[24, 25]}。如针刺可能通过调节右侧额顶叶网络和内侧前额叶皮层之间的功能连接、调节执行控制网络、下行疼痛调节系统之间的功能连接来调节KOA患者的降痛调节系统，达到治疗膝关节骨性关节炎疼痛的效果^[26]。有研究者认为KOA患者双侧脑岛与前扣带回、中扣带回等脑区功能连接存在异常，利用功能MRI技术，以脑岛前腹侧区、前背侧区、中部和后部为种子点对比KOA患者针刺组和塞来昔布组双侧脑岛功能连接，针刺组在综合考虑了穴位使用的频次、归经及所归属的部位后，选择了犊鼻、膝眼，阳陵泉、阴陵泉作为针刺处方，结果显示两组均可调节相关脑区功能连接，但针刺组调节作用更明显^[27]。也有研究者做了相似试验，结果发现KOA患者默认网络功能活动存在异常，如左右侧额中回、额下回等功能活动明显增加，双侧枕中回、枕上回等脑区功能活动明显下降。在以阳陵泉和阴陵泉作为主穴进行针刺后，恢复了KOA患者默认网络脑区功能活动平衡，提高了中央前回、扣带回、距状回的低频振幅信号，降低了内侧前额叶皮质的低频振幅信号^[28]。曲冰等^[29]以内外膝眼作为主穴治疗KOA，通过对比KOA患者针刺前后静息态图像发现，针刺后恢复了异常改变的低频振幅信号，异常减弱脑区如中央前回、扣带回等信号增加，异常增强脑区如前额叶等信号降低，这与上面的研究结果基本一致。也有研究人员发现与假针刺组相比，针刺真穴能够增加大脑后部内侧前额叶的皮层厚度，抑制其皮层厚度的衰减，并且增加相关功能连接来达到治疗KOA疼痛的效果^[30]。但是，大多数试验样本量较少，针刺组穴各异，加上受试者年龄、性别、疼痛持续时间等因素混杂，对阐释针刺治疗KOA临床效应的中枢机制具有一定的局限性。

2.3 艾灸

       艾灸疗法可通过调节与KOA相关的不同脑区的功能活动发挥作用，灸法同样可以加速KOA疼痛的缓解和炎症的消散^{[31, 32]}。在利用功能MRI观察艾灸左侧督脉治疗左侧KOA前后静息脑功能变化的研究中发现，与艾灸前相比艾灸后左右大脑、右额外核、左侧小脑和白质的低频振幅明显增强，而中央前回、额叶、枕叶的低频振幅显著减弱，并且艾灸后反应最强的部位是在大脑：左、右大脑低频振幅值明显高于艾灸前，局部一致性值明显低于艾灸前；研究还发现艾灸对KOA患者大脑功能的调节不仅限于单一脑区，而是通过对多个脑区网络功能活动进行调节发挥作用^{[33, 34]}，表明艾灸对于脑区的作用可能呈现非特异性。“针所不为，灸之所宜”，艾灸不必侵入人体，相对于针刺更便捷、更易被接受，探究艾灸治疗KOA的作用机理存在巨大的潜在价值和发展空间。

2.4 推拿

       有研究者对所选取的KOA疼痛受试者进行推拿治疗，推拿周期为两周，每周干预3次，选取KOA疼痛程度最重的单侧患膝进行推拿干预，方案选取孙呈祥教授所创立的九步八分法，在干预前、第一次及第六次干预后行结构及功能MRI扫描，结果表明单次推拿和多次干预后的大脑改变区域存在差别，单次推拿后大脑右半球扣带回、额中回、中央前回、额内侧回的信号增强，推拿六次后，大脑左半球的梭状回和颞中回的信号增强，降低疼痛对于脑网络的干扰^[35]，故推测推拿可调整KOA疼痛相关脑功能网络的变化。目前对于推拿治疗KOA的研究较少，我们之前的研究^[36]探讨了针刺和推拿同一穴位脑区变化的差异，发现针刺作用力更强，而推拿作用面更广，因此在临床上要根据患者不同情况采用多样性治疗手段。

       从以上中医康复手段对KOA患者脑网络机制的相关研究中可以发现，中医康复疗法在转变KOA患者皮层变薄、灰质体积缩小、功能异常连接、节点异常激活等方面的有效性，证明了中医康复疗法的科学性。

3 总结与展望

       综上所述，KOA会导致大脑发生异常改变，而中医康复手段确能调节KOA脑网络，这些细微的变化通过MRI技术呈现。众多其他的研究也利用MRI技术发现中医康复不仅仅有益于KOA，如太极拳、八段锦被证实可以提高普通老年人的颅内容量，预防认知功能下降^{[37, 38]}；团体训练可以改善小脑功能，提高平衡能力^{[39, 40]}。除普通老年人外，失眠、认知障碍、情绪障碍等的患者同样可以受益于传统运动的对大脑的调控^[41]。相比于传统运动，针灸对于脑区的调控范围更广泛，包括认知网络、运动网络、默认网络和边缘系统等在内均有影响，这与针灸的穴位、手法等不同相关^[42]。现阶段中医康复相关研究越来越多，通过深度结合影像学技术，或许可以找到更多可利用中医康复治疗疾病的证据。

       利用MRI可以在膝部找到KOA发生过程中的预测生物标志物^[43]，我们推测或许在更早之前，大脑就出现了细微改变。中医提倡“治未病”，在临床上借用脑区MRI图像推测是否存在KOA或其病变程度，及时“未病先防、已病防变”，在KOA症状出现前或进展时，捕捉病变脑区，采用适当的中医康复疗法，控制疾病发展。

       虽然中医康复疗法是缓解疼痛症状和促进功能恢复的有力手段，但尚无法从根本上解决KOA，且其作用的发挥需要医者的监督和患者较高的依从性，需要医患双方高配合度。总结既往研究发现，临床试验的样本量多有不足，试验质量未规范化控制，可能导致结果存在一定误差。但中医康复具有安全性高、对机体损伤小、经济成本低等优点，或许在解决医患协作问题后，可成为能够长期缓解症状的优选手段。我们也可以期待随着脑成像技术的不断发展，能够在KOA的早期阶段从脑成像中发现线索，及时干预，或可以在脑成像的指导下进行中医康复治疗，因此，对于中医康复疗法干预膝骨性关节炎的脑网络机制研究还有很大的探索空间，有待于进一步研究发掘。相信随着临床研究的深入，之后会出现专门针对KOA治疗的有效方法，真正地实现KOA的可预防、可掌控，甚至是可治愈。