再発転倒と膝変形性関節症の機能的制限の媒介役割:CHARLS 2015に基づく観察研究

サマリー

この横断観察的媒介分析は、機能的制限が再発性転倒と膝変形性関節症の関連を部分的に媒介していることを示唆し、中高年層における転倒予防と機能維持の重要性を強調しています。

要約

機能制限、再発転倒、膝の変形性関節症との関係に関する研究は限られています。この横断観察研究は、再発転倒、機能制限、膝変形性関節症との関連を検証し、機能制限が再発転倒と膝変形性関節症の関係を媒介しているかどうかを評価しました。45歳未満の参加者やコア変数および共変量のデータ不足を除いた後、CHARLS 2015調査の2,278名の参加者が完全症例分析に含まれました。スピアマン相関解析を用いて、再発転倒、機能制限スコア、膝変形性関節症の相関関係を評価しました。膝の変形性関節症は二項的なアウトカムとして扱われていたため、多変数ロジスティック回帰法を用いて再発性転倒との関連性を評価しました。調停解析は、線形メディエーターモデルおよびロジスティックアウトカムモデルに基づくブートストラップ調停フレームワーク内で行われ、再発性転倒を独立変数、機能制限スコアをメディエーター、膝変形性関節症を従属変数とした。調整モデルでは、再発転倒が膝の変形性関節症の発生確率と有意に高い関連を示しました。機能制限スコアを追加した後も、再発する転倒は膝の変形性関節症と有意に関連しており、機能制限スコアは膝の変形性関節症とも有意に関連していました。ブートストラップ媒介解析では、総効果は0.093(95%信頼区間:0.050–0.138)、直接効果は0.079(95%信頼区間:0.037–0.123)、機能制限による間接効果は0.014(95%信頼区間:0.006–0.023)で、総効果の14.92%を占めました。これらの発見は、機能的制限が再発性転倒と膝の変形性関節症の関連の中間因子として機能する統計的に有意な媒介パターンを支持しています。これらの結果は、中高年層の膝変形性関節症の健康管理に転倒リスク評価と機能的状態評価を統合する重要性を強調しています。

概要

膝変形性関節症(KOA)は、一般的な変性関節疾患であり、通常は膝の痛み、可動域の制限、関節のこわばりとして現れます。病気の進行が長引くと、患者は膝関節の機能障害を経験し、重症の場合は日常生活^{の活動さえ}できなくなること^{もあります。}膝関節症は世界的に疫学的負担が高く、特に高齢者に多く見^{られます。}60歳以上の人の約13%が膝変形性関節症を患っていると推定されており、その有病率は⁹歳になるにつれて著しく増加する傾向があります。膝の変形性関節症は個人、家族、社会に大きな負担をかけます^10,11。社会レベルでは、膝の変形性関節症は医療資源の消費を増やすだけでなく、労働生産性を大幅に低下させ、その結果社会経済的負担を増加^{させます。}機構的には、膝変形性関節症は生物学的、生体力学的、炎症性、代謝性、外傷後経路を含む多因子性疾患であり、加成に伴う変性や外傷に伴う関節不安定性や異常な負荷も含まれます。したがって、膝の変形性関節症に関する関連研究を行い、特に可動性、関節負荷、機能低下に関連する修正可能な要因を明らかにする必要があります。

近年、再発性転倒は研究の注目を集めており、高齢者(^15、16、17)に多く見られます。転倒は高齢者のけがのリスクを高め、骨折や頭部外傷などの状態を引き起こすだけでなく、長期的な機能障害を引き起こし、機能制限や生活の質の低下を引き起こし、膝の変形性関節症の発症にもつながり^ます。研究によると、毎年約25%の高齢者が転倒を経験していることが示^{されています。}さらに、人口の高齢化に伴い、人口減少の発生率とそれに伴う社会経済的コストも増加し続けています。これは家族の経済的負担を試すだけでなく、公衆^{衛生システムにも}大きな負担をかけ^{ています。}膝の変形性関節症の病理学的文脈において、繰り返しの転倒は急性の損傷だけでなく、転倒による痛み、関節損傷、歩行の不安定さ、転倒への恐怖が活動参加を減らし、下肢の負荷パターンを変化させることがあるためも関連性があります^(26,27)。したがって、特に高齢者の再発転倒を防ぐために転倒の発生率をどう減らすかは緊急の課題となっています。

機能的制限は、慢性的な関節負荷、制限された動き、変わった動きパターンに関連していることが多いです。高齢者の膝関節の機能的制限は膝関節の荷重能力に直接影響を与える可能性があり、長期的な異常な負荷や関節の変性変化が膝の変形性関節症の発症を引き起こす原因となります28,29,30。機能的制限は、関節周囲筋のサポートを減らし、膝の動的安定性を損ない、代償的な歩行パターンを促進することで、膝の変形性関節症関連の健康負担にさらに影響を与える可能性があります。これらの変化は軟骨、半月板、軟骨下骨、関節周囲軟組織への機械的ストレスを増加させる可能性があります。さらに、長期間の転倒は身体的な怪我を直接招くだけでなく、機能制限を悪化させることもあり、それが生活の質に影響を与え、膝の変形性関節症の発症につながる可能性があることが研究で示されています^31,32。したがって、機能的制限は再発性転倒と膝変形性関節症の関係において重要な媒介役を果たす可能性があり、転倒による可動性低下と膝変形性関節症関連の健康負担との機能的な架け橋として機能する可能性があります。

したがって、本研究は機能的制限が中高年の中国人成人における再発転倒と膝変形性関節症の関連性を媒介しているかどうかを調査し、膝変形性関節症関連の健康管理における転倒予防と機能維持の証拠を提供することを目指しました。

プロトコル

データ
CHARLSデータベースは、中国³³における健康、経済、社会活動の調査に基づいています。すべてのCHARLSは北京大学の倫理審査委員会(IRB)から倫理的承認を受けています。主要な世帯調査(人体計測を含む)のIRB承認数はIRB0000105211015でした。本研究では、著者らは2015年の調査を適用しました。サンプルは21,095人の参加者で構成されていました。年齢情報が欠如している年齢≤の参加者は除外しました。再発性転倒、機能制限スコア、膝変形性関節症の3つの主要変数のデータが欠損している参加者は除外しました。最後に、共変量データが欠損している参加者をさらに除外し、完全症例解析データセットを構築しました。この研究で使用されるすべての材料と道具は 材料表に記載されています。

主要変数指標

繰り返される落下
転倒は参加者の自己申告アウトカム³⁴で、「前回の受診以降に転倒を経験したか?」という基準で評価されました。参加者は「はい」か「いいえ」のいずれかを示す二択の回答を出しました。本分析では、「はい」と答えた参加者は再発転倒とされ、「いいえ」と答えた者は再発転倒がないと分類されました。

膝の変形性関節症
症状を伴う膝変形性関節症の結果は、参加者が次の質問のうち最初の質問に「はい」、2番目の質問³⁵ に「膝」と答えた場合に決定されました。「体の痛みに悩まされることはよくありますか?」および「体のどの部分に痛みを感じますか?今痛みを感じている体のすべての部位を挙げてください。」したがって、本研究における膝の変形性関節症は、CHARLS 2015年の自己申告された膝の痛み情報を用いて操作化されました。この定義が用いられたのは、CHARLS 2015のデータ収集設計により、本分析に使用されたデータセットには放射線検査や医師による変形性関節症の診断が提供されなかったためです。

機能的制約
機能的制限は、日常生活活動(ADL)および日常生活の道具活動(IADL)項目を用いて評価されました。CHARLS 2015年³⁶頁。日常生活の課題には、着替え、入浴、食事、ベッドの出入り、トイレ、排尿や排便のコントロールの困難が含まれていました。IADLの項目には、家事、料理、買い物、金銭管理、薬の服用の困難が含まれていました。各項目は4点満点で採点され、難易度なしを示す1から、実行できない4点までが評価されました。11問のADLとIADLの項目を合計して、11から44の範囲の機能制限スコアを算出しました。スコアが高いほど、より重度の機能的制限を示します。機能制限スコアは、媒介分析において連続的なメディエーターとして扱われました。さらに、ADL障害とIADL障害は二項共変量として構成されました。ADL障害は、参加者が少なくとも1つのADL活動を行えないと報告した場合、存在しているとコード付けされました。参加者が少なくとも1つのIADL活動を行えないと報告した場合、IADL障害は存在しているとコード化されました。これら2つの二項変数は回帰モデルの共変量として含まれ、機能制限スコアの合計が媒介子として用いられました。

共変量
共変量には、性別、年齢、飲酒状況、喫煙状況、体格指数カテゴリー、夜間睡眠時間、うつ状態、認知スコア、ADL障害、IADL障害が含まれていました。性別は男性と女性に分類されていました。年齢は連続変数として分析されました。飲酒状態は、参加者が月に1回以上または1回未満のアルコール飲料を飲んでいると報告した場合は「はい」とコードされ、飲酒を報告しない場合は「いいえ」とされました。喫煙歴を報告した場合は「はい」とコード化され、そうでなければ「はい」とされました。体格指数は、低体重、正常、過体重、または肥満に分類されました。夜間睡眠時間は<6時間または≥6時間と分類されました。

うつ状態はCHARLS 2015年³⁷の10項目のうつ症状尺度を用いて評価されました。これらの項目は、過去1週間で参加者が普段は気にしないことに悩まされたこと、集中力が難しかったこと、うつを感じたこと、すべてが努力していると感じたこと、未来に希望を感じたこと、不安を感じたこと、落ち着かない睡眠を感じたこと、幸せを感じたこと、孤独を感じたこと、または動き出せなかったことなどを尋ねました。各項目は当初、1から4までの4点の頻度スケールで採点されていました。否定的な表現の8項目については、元の回答から1を引いて0から3のスコアに変換されました。未来に希望を感じ、幸福を感じるという肯定的な表現の2つの項目は逆スコアで評価されました。うつ病の総スコアは0から30の範囲で、スコアが高いほどより重度のうつ症状を示しました。参加者はうつ病スコア<10と≥10のグループに分類され、≥10はうつ症状負担が高いことを示しています。

認知スコアはCHARLS 2015年³⁸頁の認知関連項目を用いて算出されました。これらの項目には、年、月、日付、曜日、季節の正確な識別が含まれていました。5つの連続減算課題;そしてフィギュアデッサンの課題も。連続減算課題では、参加者は100のステップで7を連続して引き、5つのステップの正解は別々に採点されました。正解は1点、不正解は0点と評価されました。総認知スコアはすべての項目スコアを合計して計算され、範囲は0から11までの範囲が考えられます。高いスコアほど認知機能が向上したことが示されました。

統計解析
まず、45歳未満の参加者と、回帰モデルに含まれる再発転倒、機能制限スコア、膝変形性関節症、または共変量に関する欠損データを除外して完全症例解析データセットを構築しました。研究対象集団の特徴は、連続変数の平均と標準偏差、カテゴリー変数の頻度とパーセンテージとしてまとめられました。連続変数については学生のt検定、カテゴリ変数についてはカイ二乗検定を用いて、女性と男性の基準特性を比較しました。スピアマン相関解析を用いて、再発転倒、機能制限スコア、膝の変形性関節症との相関を調べました。

膝の変形性関節症は二項アウトカムとして扱われていたため、多変数ロジスティック回帰法を用いて再発転倒と膝の変形性関節症との関連を調べました。機能制限スコアは連続的なメディエーターとして扱われ、したがって、再発的な転倒と機能制限スコアとの関連を評価するために線形回帰を用いました。モデル1では、反復転倒を主な独立変数として含み、性別、年齢、飲酒状況、喫煙状況、体格指数カテゴリー、夜間睡眠時間、うつ状態、認知スコア、ADL障害、IADL障害を調整しました。モデル2はモデル1と同じ共変量を含み、機能制限スコアも含めていました。

メディエーション分析は、線形メディエーターモデルとロジスティックアウトカムモデルに基づくブートストラップメディエーションフレームワークを用いて実施されました。このモデルでは、再発的な転倒を独立変数、機能制限スコアを媒介因子、膝の変形性関節症を従属変数として定義しました。媒介分析では間接効果、直接効果、総効果、媒介された割合を推定しました。経路aは再発転倒と機能制限スコアの関連を示し、経路bは再発転倒と共変量の調整後の機能制限スコアと膝の変形性関節症との関連を示しました。直接的な影響は、機能制限スコアを含めた後の再発転倒と膝の変形性関節症との関連を示しました。

5,000回のシミュレーションを用いたブートストラップ再サンプリングを用いて、総効果、直接効果、間接効果およびそれらの95%信頼区間を推定しました。著者らは、間接効果の信頼区間推定の安定性を向上させるために5,000回のブートストラップシミュレーションを用い、しばしば正規分布でない効果を挙げました。95%ブートストラップ信頼区間にゼロが含まれなかった場合、この媒介効果は統計的に有意とみなされました。統計的有意性は両側 p値< 0.05³⁹として定義されました。

すべての統計解析はWindows 10 x64上のRソフトウェアバージョン4.4.1を使用して実施されました。主なRパッケージには、tidyverse バージョン 2.0.0、dplyr バージョン 1.1.4、tableone バージョン 0.13.2、psych バージョン 2.5.6、mediation バージョン 4.5.1、ggplot2 バージョン 3.4.4 があります。データ抽出と変数作成は、CHARLS 2015の変数辞書および質問票の文書に基づき、あらかじめ指定されたRスクリプトを用いて行われました。再現性は、あらかじめ指定されたスクリプトを使用し、Rセッション情報を記録することで確保されました。研究著者によって統計解析が行われ、分析結果は生成された表や図と照合されました。さらに、統計ワークフロー、モデル選択、主要な分析成果は、著者の大学の統計的方法論に精通した教授によってレビューされ、分析の適切性と信頼性がさらに確保されました。

結果

参加者の特徴
研究対象集団は 図1に示されたスクリーニングプロセスを通じて選定されました。CHARLS 2015調査の合計21,095名の参加者が最初にスクリーニングされました。45歳または年齢情報が欠落している1,93≤4名を除外した後、19,161名が残りました。そのうち6,572名は再発転倒、機能制限スコア、または膝の変形性関節症に関するデータ不足により除外され、10,311人は共変量データ不足によりさらに除外されました。最終的な完全症例分析サンプルには2,278名の参加者が含まれていました。研究サンプルの基本的特徴は 表1に示されています。最終参加者のうち、女性が1,759人、男性が519人でした。平均年齢は全体58.6歳、女性は57.9歳、男性は61.0歳で、性差(p < 0.001)が顕著でした。女性と比べて、男性の飲酒と喫煙の割合が高かった。BMIカテゴリーは性別によっても有意に異なっていました(p...

ディスカッション

本研究は、中高年の中国人成人における再発的な転倒と膝の変形性関節症との関連における機能的制限の媒介的役割を調査しました。結果は、再発的な転倒が膝の変形性関節症と関連し、機能的制限がこの関連を部分的に媒介していることを示しました。これらの発見は、機能低下が転倒や膝の症状に伴う結果だけでなく、転倒歴と膝の変形性関節症関連負担を結びつける重要な中間状態であることを示しています。

本研究で観察された媒介パターンは、再発する転倒に関連する機能悪化の観点から解釈できます。転倒はしばしば、痛み、軟部組織損傷、姿勢の自信喪失、転倒への恐怖^、動くことの回避など、身体的および行動的な変化の連続を伴^います。これらの変化は、歩行時間や日常活動参加の減少、下肢の体力低下、バランスコントロールの低下、日常生活活動のパフォーマンス低下と関連しています

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
China Health and Retirement Longitudinal Study 2015 survey data	中国健康と退職の縦断研究2015年調査データ	適用なし	二次分析に使用される公開されている調査データセット。登録された研究者はCHARLSの公式ウェブサイトを通じてデータにアクセスできます。
Dplyr R Package	CRAN	バージョン1.1.4	データクリーニング、フィルタリング、リコーディング、変数構築に使用。
Ggplot2 R Package	CRAN	バージョン3.4.4	可視化と図の準備に使用。
Mediation R Package	CRAN	バージョン4.5.1	線形仲介モデルとロジスティック結果モデルに基づくブートストラップ仲介分析を実行するために使用。
Psych R Package	CRAN	バージョン2.5.6	記述統計と尺度関連データ処理に使用。
R software	R Foundation for Statistical Computing	バージョン4.4.1	データ処理、変数構築、統計分析、回帰モデリング、仲介分析、図表生成に使用。
Tableone R Package	CRAN	バージョン0.13.2	研究対象のベースライン特性を要約するために使用。
Tidyverse R Package	CRAN	バージョン2.0.0	データ整理とデータ管理に使用。