Forschungsartikel

Die vermittelnde Rolle funktioneller Einschränkungen zwischen wiederkehrenden Stürzen und Kniearthrose: Eine beobachtende Studie basierend auf CHARLS 2015

DOI:

10.3791/70456

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16. Juni 2026

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1International Department of Orthopedics, Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 2School of Orthopedics, Henan University of Chinese Medicine, 3School of Traditional Chinese Medicine, Hubei University of Chinese Medicine, 4General Medicine Department, Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Diese Querschnittsanalyse der beobachtenden Mediation legt nahe, dass funktionelle Einschränkungen teilweise den Zusammenhang zwischen wiederkehrenden Stürzen und Kniearthrose vermitteln und die Bedeutung von Sturzprävention und funktioneller Erhaltung bei mittelalten und älteren Erwachsenen unterstreicht.

Zusammenfassung

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Studien zu den Zusammenhängen zwischen funktionellen Einschränkungen, wiederkehrenden Stürzen und Kniearthrose sind weiterhin begrenzt. Diese Querschnittsbeobachtungsstudie untersuchte die Zusammenhänge zwischen wiederkehrenden Stürzen, funktionellen Einschränkungen und Kniearthrose und bewertete, ob funktionelle Einschränkungen die Beziehung zwischen wiederkehrenden Stürzen und Kniearthrose vermitteln. Nachdem Teilnehmer unter 45 Jahren und solche mit fehlenden Daten für Kernvariablen und Kovariaten ausgeschlossen wurden, wurden 2.278 Teilnehmer aus der CHARLS-Umfrage 2015 in die vollständige Fallanalyse eingeschlossen. Die Spearman-Korrelationsanalyse wurde verwendet, um die Korrelationen zwischen wiederkehrenden Stürzen, funktioneller Einschränkungswerte und Kniearthrose zu bewerten. Da Kniearthrose als binäres Ergebnis behandelt wurde, wurde multivariable logistische Regression eingesetzt, um ihren Zusammenhang mit wiederkehrenden Stürzen zu bewerten. Die Mediationsanalyse wurde im Rahmen eines Bootstrap-Mediationsrahmens durchgeführt, der auf einem linearen Mediatormodell und einem logistischen Ergebnismodell basierte, wobei wiederkehrende Fälle die unabhängige Variable, der funktionelle Einschränkungsscore als Mediator und Knieartrose die abhängige Variable waren. Wiederholte Stürze waren im adjustierten Modell signifikant mit höheren Wahrscheinlichkeiten für Kniearthrose assoziiert. Nachdem der funktionelle Einschränkungswert dem Modell hinzugefügt wurde, blieben wiederkehrende Stürze signifikant mit Kniearthrose assoziiert, und der funktionelle Einschränkungswert war ebenfalls signifikant mit Kniearthrose assoziiert. Die Bootstrap-Mediationsanalyse zeigte einen Gesamteffekt von 0,093 (95 % KI: 0,050–0,138), einen direkten Effekt von 0,079 (95 % KI: 0,037–0,123) und einen indirekten Effekt durch funktionale Einschränkungen von 0,014 (95 % KI: 0,006–0,023), was 14,92 % des Gesamteffekts ausmachte. Diese Ergebnisse stützen ein statistisch signifikantes Mediationsmuster, bei dem funktionelle Einschränkungen als Zwischenfaktor im Zusammenhang zwischen wiederkehrenden Stürzen und Kniearthrose dienen. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Integration der Sturzrisikobewertung und der Funktionsstatusbewertung in das Gesundheitsmanagement der Kniearthrose bei mittelalten und älteren Erwachsenen.

Einleitung

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Kniearthrose (KOA) ist eine häufige degenerative Gelenkerkrankung, die sich meist als Knieschmerzen, eingeschränkte Mobilität und Gelenksteifheit 1,2,3 äußert. Mit dem längeren Verlauf der Erkrankung erleben Patienten häufig eine Funktionsstörung des Kniegelenks, und in schweren Fällen verlieren sie sogar die Fähigkeit, tägliche Aktivitätenauszuführen 4,5. Kniearthrose hat weltweit eine hohe epidemiologische Belastung und ist besonders häufig bei älteren Menschen 6,7,8. Schätzungen zufolge haben etwa 13 % der Personen ab 60 Jahren Kniearthrose, deren Prävalenz mitdem Alter von 9 Jahren deutlich zunimmt. Kniearthrose stellt eine erhebliche Belastung für Einzelpersonen, Familien und die Gesellschaft dar10,11. Auf gesellschaftlicher Ebene erhöht die Knieartrose nicht nur den Verbrauch von Gesundheitsressourcen, sondern senkt auch die Arbeitsproduktivität erheblich, wodurch die sozioökonomische Belastung steigt 12,13,14. Mechanistisch ist Kniearthrose eine multifaktorielle Erkrankung, die biologische, biomechanische, entzündliche, metabolische und posttraumatische Bahnen umfasst, einschließlich altersbedingter Degeneration sowie verletzungsbedingter Gelenkinstabilität oder abnormer Belastung. Daher ist es notwendig, relevante Studien zur Kniearthrose durchzuführen, um die damit verbundenen Faktoren zu klären, insbesondere modifizierbare Faktoren in Bezug auf Mobilität, Gelenkbelastung und funktionellen Abbau.

Wiederholende Stürze haben in den letzten Jahren zunehmend Forschungsaufmerksamkeit erhalten und sind bei der älteren Bevölkerunghäufig: 15, 16, 17. Stürze erhöhen nicht nur das Verletzungsrisiko bei älteren Erwachsenen, was zu Erkrankungen wie Brüchen oder Kopfverletzungen führen kann, sondern kann auch langfristige funktionelle Beeinträchtigungen bei älteren Menschen verursachen, was zu funktionellen Einschränkungen und einer verminderten Lebensqualität führt und auch zur Entwicklung von Kniearthrose 18,19,20 führen kann. Studien haben gezeigt, dass jedes Jahr bei etwa 25 % der älteren Erwachsenen Stürze auftreten. Darüber hinaus steigen mit zunehmendem Alter der Bevölkerung die Häufigkeit von Fällen und die daraus resultierenden sozioökonomischen Kosten weiter. Das stellt nicht nur die Erschwinglichkeit der Familien auf die Probe, sondern setzt das öffentliche Gesundheitssystem auch unter enormen Druck24,25. Im pathologischen Kontext der Kniearthrose sind wiederkehrende Stürze nicht nur wegen akuter Verletzungen relevant, sondern auch, weil sturzbedingte Schmerzen, Gelenkverletzungen, Ganginstabilität und Sturzangst die Aktivitätsbeteiligung verringern und die Belastungsmuster der unteren Gliedmaßen verändernkönnen 26,27. Daher ist es zu einem dringenden Thema geworden, wie man die Häufigkeit von Stürzen reduziert, insbesondere um wiederkehrende Stürze bei älteren Menschen zu vermeiden.

Funktionelle Einschränkungen stehen oft im Zusammenhang mit chronischer Gelenkbelastung, eingeschränkter Bewegung und veränderten Bewegungsmustern. Funktionelle Einschränkungen des Kniegelenks bei älteren Menschen können die Belastungskapazität des Kniegelenks direkt beeinflussen, wobei langfristige abnormale Belastungen und degenerative Veränderungen im Gelenk die Entwicklung von Kniearthroseauslösen 28,29,30. Funktionelle Einschränkungen können die gesundheitliche Belastung durch Kniearthrose zusätzlich beeinflussen, indem sie die Unterstützung der periartikulären Muskeln verringern, die dynamische Kniestabilität beeinträchtigen und kompensatorische Gangmuster fördern; Diese Veränderungen können die mechanische Belastung von Knorpel, Meniskus, subchondralem Knochen und periartikulärem Weichgewebe erhöhen. Darüber hinaus haben Studien gezeigt, dass langfristige wiederkehrende Stürze nicht nur direkt zu körperlichen Verletzungen führen, sondern auch funktionelle Einschränkungen verschlimmern können, was wiederum die Lebensqualität beeinträchtigt und zur Entwicklung von Kniearthroseführen kann. Daher können funktionelle Einschränkungen eine wichtige vermittelnde Rolle in der Beziehung zwischen wiederkehrenden Stürzen und Kniearthrose spielen und als funktionelle Brücke zwischen sturzbedingtem Mobilitätsrückgang und kniebedingter Arthrosebedingten Gesundheitsbelastung dienen.

Daher sollte diese Studie untersuchen, ob funktionelle Einschränkungen den Zusammenhang zwischen wiederkehrenden Stürzen und Kniearthrose bei chinesischen Erwachsenen mittleren Alters und älteren Menschen vermitteln, um Belege für Sturzprävention und funktionelle Erhaltung im Gesundheitsmanagement im Zusammenhang mit Kniearthrose zu liefern.

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Protokoll

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Daten
Die CHARLS-Datenbank basiert auf einer Umfrage zu Gesundheits-, Wirtschafts- und Sozialaktivitäten in China33. Alle CHARLS erhielten ethische Zustimmung vom Institutional Review Board (IRB) der Peking-Universität. Die IRB-Genehmigungsnummer für die Haupthaushaltsbefragung (einschließlich Anthropometrie) war IRB0000105211015. In der aktuellen Studie wandten die Autoren die Umfrage von 2015 an. Die Stichprobe bestand aus 21.095 Teilnehmern. Teilnehmer im Alter von ≤45 Jahren oder mit fehlenden Altersinformationen wurden ausgeschlossen. Teilnehmer mit fehlenden Daten für die drei Kernvariablen – wiederholte Stürze, funktionelle Einschränkungswerte und Kniearthrose – wurden anschließend ausgeschlossen. Schließlich wurden Teilnehmer mit fehlenden kovariaten Daten weiter ausgeschlossen, um einen vollständigen analytischen Datensatz zu erstellen. Alle für diese Studie verwendeten Materialien und Werkzeuge sind in der Materialtabelle aufgeführt.

Wichtige Variablenindikatoren

Wiederkehrende Fälle
Ein Sturz war ein von einem Teilnehmer selbst gemeldetes Ergebnis34, das anhand der Frage bewertet wurde: "Haben Sie seit Ihrem letzten Besuch Stürze erlebt?" Die Teilnehmer gaben binäre Antworten, die entweder "ja" oder "nein" anzeigten. In der vorliegenden Analyse wurden Teilnehmer, die mit "ja" antworteten, als mit wiederkehrenden Stürzen klassifiziert, und diejenigen, die mit "nein" antworteten, als keine wiederkehrenden Stürze.

Kniearthrose
Das Ergebnis der symptomatischen Kniearthrose wurde bestimmt, wenn der Teilnehmer auf die erste der folgenden Fragen mit "Ja" und auf die zweite Frage35 "Knie" antwortete: "Haben Sie häufig Körperschmerzen?" und "An welcher Körperstelle spüren Sie Schmerzen?" Bitte listen Sie alle Körperteile auf, in denen Sie gerade Schmerzen verspüren." Daher wurde die Kniearthrose in dieser Studie mithilfe selbstberichteter Knieschmerzinformationen aus CHARLS 2015 operationalisiert. Diese Definition wurde verwendet, weil aufgrund des Datenerhebungsdesigns von CHARLS 2015 die radiographische Begutachtung und vom Arzt diagnostizierte Kniearthrose im für diese Analyse verwendeten Datensatz nicht verfügbar waren.

Funktionale Einschränkungen
Funktionale Einschränkungen wurden anhand von Tätigkeiten des täglichen Lebens (ADL) und instrumentellen Aktivitäten des täglichen Lebens (IADL) aus CHARLS 2015,36, bewertet. ADL-Punkte umfassten Schwierigkeiten beim Anziehen, Baden, Essen, Ein- und Aussteigen, Toilettengang sowie beim Kontrollieren von Wasserlassen und Defäkation. IADL-Punkte umfassten Schwierigkeiten bei Hausarbeit, Kochen, Einkaufen, Geldmanagement und Medikamenteneinnahme. Jeder Punkt wurde auf einer Vier-Punkte-Skala von 1 bewertet, was keine Schwierigkeit anzeigt, bis 4, was die Unfähigkeit zur Ausführung der Aktivität anzeigt. Die 11 ADL- und IADL-Aufgaben wurden zusammengefasst, um einen funktionalen Limitationswert von 11 bis 44 zu erzeugen. Höhere Werte deuteten auf schwerwiegendere funktionelle Einschränkungen hin. Der funktionelle Einschränkungsscore wurde in der Mediationsanalyse als kontinuierlicher Mediator behandelt. Außerdem wurden ADL- und IADL-Behinderungen als binäre Kovariate konstruiert. Die ADL-Behinderung wurde als vorhanden kodiert, wenn der Teilnehmer angab, mindestens eine ADL-Aktivität nicht ausführen zu können. Die IADL-Behinderung wurde als vorhanden kodiert, wenn der Teilnehmer angab, mindestens eine IADL-Aktivität nicht ausführen zu können. Diese beiden binären Variablen wurden als Kovariaten in die Regressionsmodelle aufgenommen, während der summierte funktionale Limitationswert als Vermittler verwendet wurde.

Kovariaten
Zu den Kovariaten gehörten Geschlecht, Alter, Alkoholstatus, Rauchstatus, Body-Mass-Index-Kategorie, Nachtschlafdauer, Depressionsstatus, Kognitionswert, ADL-Behinderung und IADL-Behinderung. Das Geschlecht wurde als männlich oder weiblich kategorisiert. Das Alter wurde als kontinuierliche Variable analysiert. Der Trinkstatus wurde als ja kodiert, wenn die Teilnehmer angaben, alkoholische Getränke getrunken zu haben, entweder mehr als einmal im Monat oder weniger als einmal pro Monat, und nein, wenn sie keinen Alkoholkonsum angaben. Der Rauchstatus wurde als ja kodiert, wenn die Teilnehmer eine Rauchvorgeschichte angaben, und ansonsten nicht. Der Body-Mass-Index wurde als untergewichtig, normal, übergewichtig oder fettleibig eingeteilt. Die Nachtschlafdauer wurde mit <6 oder ≥6 Stunden eingestuft.

Der Depressionsstatus wurde mit der 10-Item-Skala der depressiven Symptome aus CHARLS 201537 bewertet. Die Beiträge fragten, ob die Teilnehmer in der vergangenen Woche von Dingen gestört wurden, die sie sonst nicht störten, ob sie Schwierigkeiten hatten, sich schwer zu konzentrieren, sich depressiv fühlten, alles als Anstrengung beanspruchten, hoffnungsvoll für die Zukunft waren, Angst hatten, unruhig schliefen, glücklich waren, sich einsam fühlten oder nicht in Gang kamen. Jeder Punkt wurde ursprünglich auf einer Vier-Punkte-Frequenzskala von 1 bis 4 bewertet. Für die acht negativ formulierten Punkte wurden die Antworten in Werte von 0 bis 3 umgewandelt, indem 1 von der ursprünglichen Antwort subtrahiert wurde. Die beiden positiv formulierten Punkte, hoffnungsvoll für die Zukunft und glücklich, wurden umgekehrt bewertet. Der gesamte Depressionswert lag zwischen 0 und 30, wobei höhere Werte auf schwerere depressive Symptome hindeuteten. Die Teilnehmer wurden in Depressionswerte <10 und ≥10 Gruppen eingeteilt, wobei ein Wert ≥10 auf eine höhere depressive Symptomlast hindeutet.

Der Kognitionsscore wurde anhand kognitionsbezogener Items aus CHARLS 201538 berechnet. Diese Punkte umfassten die korrekte Identifikation von Jahr, Monat, Datum, Wochentag und Jahreszeit; fünf serielle Subtraktionsaufgaben; und eine Figurenzeichenaufgabe. Bei der seriellen Subtraktionsaufgabe wurden die Teilnehmer gebeten, 7 von 100 in aufeinanderfolgenden Schritten abzuziehen, und korrekte Antworten auf die fünf Schritte wurden separat bewertet. Korrekte Antworten wurden mit 1 und falsche Antworten mit 0 bewertet. Der gesamte Kognitionswert wurde berechnet, indem alle Item-Punkte zusammengezählt wurden, mit einem möglichen Bereich von 0 bis 11. Höhere Werte deuteten auf eine bessere kognitive Leistung hin.

Statistische Analyse
Zunächst wurde ein vollständiger analytischer Datensatz erstellt, indem Teilnehmer unter 45 Jahren sowie Personen mit fehlenden Daten für wiederkehrende Stürze, funktionelle Begrenzungswerte, Kniearthrose oder Kovariaten in den Regressionsmodellen ausgeschlossen wurden. Die Eigenschaften der Studienpopulation wurden als Mittelwerte und Standardabweichungen für kontinuierliche Variablen sowie Häufigkeiten und Prozentsätze für kategoriale Variablen zusammengefasst. Die Ausgangsmerkmale wurden zwischen weiblichen und männlichen Teilnehmern mit dem Student's t-Test für kontinuierliche Variablen und Chi-Quadrat-Tests für kategoriale Variablen verglichen. Die Spearman-Korrelationsanalyse wurde durchgeführt, um die Korrelationen zwischen wiederkehrenden Stürzen, funktioneller Einschränkungswertzahl und Kniearthrose zu untersuchen.

Da Kniearthrose als binäres Ergebnis behandelt wurde, wurde multivariable logistische Regression eingesetzt, um den Zusammenhang zwischen wiederkehrenden Stürzen und Kniearthrose zu untersuchen. Der Functional Limitation Score wurde als kontinuierlicher Mediator behandelt; Daher wurde lineare Regression verwendet, um die Verbindung zwischen wiederkehrenden Stürzen und dem funktionalen Limitationswert zu bewerten. Modell 1 schloss wiederkehrende Stürze als wichtigste unabhängige Variable ein und korrigierte Geschlecht, Alter, Trinkstatus, Rauchstatus, Body-Mass-Index-Kategorie, Nachtschlafdauer, Depressionsstatus, Kognitionswert, ADL-Behinderung und IADL-Behinderung. Modell 2 enthielt dieselben Kovariaten wie Modell 1 und zusätzlich den Funktionsbegrenzungswert.

Die Mediationsanalyse wurde mit einem Bootstrap-Mediationsrahmen durchgeführt, der auf einem linearen Mediatormodell und einem logistischen Ergebnismodell basiert. In diesem Modell wurden wiederkehrende Stürze als unabhängige Variable definiert, der funktionelle Einschränkungsscore als Mediator und Kniearthrose als abhängige Variable. Die Mediationsanalyse schätzte den indirekten Effekt, den direkten Effekt, den Gesamteffekt und den vermittelten Anteil. Pfad a stellte die Verbindung zwischen wiederkehrenden Stürzen und funktioneller Einschränkungswertzahl dar, und Pfad B stellte die Assoziation zwischen funktioneller Begrenzungswertung und Kniearthrose nach Anpassung für wiederkehrende Stürze und Kovariaten dar. Der direkte Effekt stellte den Zusammenhang zwischen wiederkehrenden Stürzen und Kniearthrose dar, nachdem der funktionelle Einschränkungswert im Modell einbezogen worden war.

Bootstrap-Resampling mit 5.000 Simulationen wurde verwendet, um die gesamten, direkten und indirekten Effekte sowie deren 95%-Konfidenzintervalle zu schätzen. Die Autoren verwendeten 5.000 Bootstrap-Simulationen, um die Stabilität der Konfidenzintervallschätzung für den indirekten Effekt zu verbessern, der oft nicht normal verteilt ist. Der Mediationseffekt wurde als statistisch signifikant angesehen, wenn das 95%-Bootstrap-Konfidenzintervall keine Null enthielt. Die statistische Signifikanz wurde als ein zweiseitiger p-Wert definiert <0,0539.

Alle statistischen Analysen wurden mit R-Softwareversion 4.4.1 unter Windows 10 x64 durchgeführt. Die wichtigsten verwendeten R-Pakete umfassten tidyverse Version 2.0.0, dplyr Version 1.1.4, tableone Version 0.13.2, psych Version 2.5.6, Mediation Version 4.5.1 und ggplot2 Version 3.4.4. Datenextraktion und Variablenkonstruktion wurden mit vordefinierten R-Skripten gemäß der CHARLS 2015 Variablendictionary- und Fragebogendokumentation durchgeführt. Die Reproduzierbarkeit wurde durch die Verwendung vorgegebener Skripte und die Aufzeichnung der R-Sitzungsinformationen gewährleistet. Statistische Analysen wurden von den Studienautoren durchgeführt, und die analytischen Ergebnisse wurden mit den generierten Tabellen und Zahlen verglichen. Darüber hinaus wurden der statistische Workflow, die Modellauswahl und die wichtigsten analytischen Ergebnisse von einem Professor mit Fachwissen für statistische Methodik der Universität des Autors überprüft, um die Angemessenheit und Zuverlässigkeit der Analysen weiter sicherzustellen.

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Ergebnisse

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Merkmale der Teilnehmer
Die Studienpopulation wurde durch den in Abbildung 1 gezeigten Screening-Prozess ausgewählt. Insgesamt wurden zunächst 21.095 Teilnehmer der CHARLS-Umfrage 2015 gescreent. Nach Ausschluss von 1.934 Teilnehmern im Alter von ≤45 Jahren oder mit fehlenden Altersangabe blieben 19.161 Teilnehmer. Darunter wurden 6.572 Teilnehmer aufgrund fehlender Daten zu wiederkehrenden Stürzen, funktioneller Begrenzungswertzahl oder ...

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Diskussion

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Diese Studie untersuchte die vermittelnde Rolle funktioneller Einschränkungen im Zusammenhang zwischen wiederkehrenden Stürzen und Kniearthrose bei chinesischen Erwachsenen mittleren Alters und älteren Alters. Die Ergebnisse zeigten, dass wiederkehrende Stürze mit Kniearthrose assoziiert waren und dass funktionelle Einschränkungen diese Verbindung teilweise vermittelten. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass der funktionelle Rückgang nicht nur eine Folge von Stürzen oder Kniesymptomen...

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Offenlegungen

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Die Autoren berichten von keinem Interessenkonflikt in dieser Arbeit.

Danksagungen

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Die Autoren danken dem Team der China Health and Retirement Longitudinal Study (CHARLS) und allen Teilnehmern für die Bereitstellung der öffentlich verfügbaren Daten, die in dieser Studie verwendet wurden.

Finanzierung:
Diese Arbeit wurde durch das Allgemeine Programm 2025 für die Verwaltung traditioneller chinesischer Medizin in Sichuan, Projekt Nr. 25MSZX135, unterstützt; das Generalprogramm 2025 der Stadtgesundheitskommission Chengdu, Projekt Nr. 2025305; das Xinglin Scholar Independent Exploration Special Project 2025 der Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, Projekt Nr. 330026199; und das Henan Students' Innovation Training Program, Projekt Nr. 202510471007.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
China Health and Retirement Longitudinal Study 2015 survey dataChina Health and Retirement Longitudinal Study, Peking UniversityNicht zutreffendÖffentlich verfügbares Umfragedatenset, das für die Sekundäranalyse verwendet wird. Registrierte Forscher können über die offizielle CHARLS-Website auf die Daten zugreifen.
Dplyr R PackageCRANVersion 1.1.4Verwendet für Datenbereinigung, Filterung, Neucodierung und Variablenkonstruktion.
Ggplot2 R PackageCRANVersion 3.4.4Verwendet für Visualisierung und Figurenvorbereitung.
Mediation R PackageCRANVersion 4.5.1Verwendet zur Durchführung einer Bootstrap-Mediationsanalyse basierend auf einem linearen Mediatormodell und einem logistischen Ergebnismodell.
Psych R PackageCRANVersion 2.5.6Verwendet für deskriptive Statistiken und skalenbezogene Datenhandhabung.
R softwareR Foundation for Statistical ComputingVersion 4.4.1Verwendet für Datenverarbeitung, Variablenkonstruktion, statistische Analyse, Regressionsmodellierung, Mediationsanalyse und Generierung von Tabellen/Figuren.
Tableone R PackageCRANVersion 0.13.2Verwendet zur Zusammenfassung der Baseline-Charakteristika der Studienpopulation.
Tidyverse R PackageCRANVersion 2.0.0Verwendet für Datenorganisation und Datenverwaltung.

Referenzen

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Knee OsteoarthritisRecurrent FallsFunctional LimitationsMediation AnalysisLogistic RegressionSpearman CorrelationFall Risk AssessmentFunctional Status EvaluationMiddle Aged AdultsCHARLS Survey

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