李益平，張穎

?

不同角度股四頭肌等速肌力訓練對全膝關節(jié)置換術后膝關節(jié)功能的影響

李益平1，張穎2△

摘要：目的研究不同角度股四頭肌等速肌力訓練對全膝關節(jié)置換術后膝關節(jié)功能的影響，為全膝關節(jié)置換術后康復方案的選擇提供依據(jù)。方法全膝關節(jié)置換術患者73例，隨機分為3組，0°～30°組25例、31°～60°組24例和61°～90°組24例，進行2個月的股四頭肌等速肌力訓練。記錄治療前、后每例膝關節(jié)的等速肌力測定值；采用IKS評分標準評定膝關節(jié)功能。結果治療后，3組等速肌力測定值均較治療前增加，0°～30°組的IKS評分較治療前明顯增加（P＜0.05）；31°～60°組及61°～90°組治療前后IKS評分差異無統(tǒng)計學意義。治療后IKS評分與0°～30°組等速肌力測定值呈正相關（P＜0.05）。結論在膝關節(jié)屈曲0°～30°范圍內進行股四頭肌等速訓練可有效增強肌力，改善膝關節(jié)功能。

關鍵詞：全膝關節(jié)置換術；等速肌力訓練；膝關節(jié)功能；股四頭肌

全膝關節(jié)置換術（total knee arthroplasty，TKA）是治療膝關節(jié)嚴重疾患、緩解膝關節(jié)疼痛、重建膝關節(jié)功能的主要手段，不論手術還是假體技術，近年來都得到不斷的改善，從而大大改善了TKA術后功能，提高了患者的生活質量。但術后股四頭肌肌力異常導致的髕股關節(jié)疼痛、假體松動等并發(fā)癥嚴重影響了膝關節(jié)的功能[1]。在不同角度下，股四頭肌對膝關節(jié)的作用是不同的[2]，但有關不同角度股四頭肌訓練對TKA術后膝關節(jié)功能影響的研究較少。本研究應用德國ISOMED2000系統(tǒng)分別在膝關節(jié)不同屈曲角度進行股四頭肌的等速肌力鍛煉，以觀察TKA術后不同角度下股四頭肌肌力訓練對膝關節(jié)功能的影響。

1　對象與方法

1.1研究對象2010年2月—2011年7月在天津市南開大學人民醫(yī)院關節(jié)科行TKA的患者73例。所有患者術前診斷為骨性關節(jié)炎，均為初次行單側TKA。其中男35例，女38例。納入標準：（1）關節(jié)活動范圍≥100°。（2）無引起下肢疼痛或影響下肢功能的其他疾病。（3）既往患膝無開放性手術或骨折病史。排除標準：（1）嚴重心肺疾患。（2）重度骨質疏松癥。（3）有影響康復進程的并發(fā)癥。手術均采用美國Zimmer公司提供的NexGen LPS·Flex假體TKA，其中髕骨置換術26例，髕骨成形術47例。所有患者均簽署知情同意書。采用隨機數(shù)字表法將患者分為3組，根據(jù)對其進行股四頭肌等速肌力訓練時膝關節(jié)屈曲的范圍，分為0°～30°組、31°～60°組、61°～90°組。3組基本情況差異均無統(tǒng)計學意義，具有可比性，見表1。

Tab.1　Comparison of general data between three groups表1　各組基本情況比較　（±s）

Tab.1　Comparison of general data between three groups表1　各組基本情況比較?。ā纒）

均P > 0.05

組別n 0°～30°組31°～60°組61°～90°組χ2或F 25 24 24性別(男/女) 10/15 14/10 11/13 1.71年齡（歲）59.6±10.2 60.3±11.6 58.7±9.8 0.42手術方法髕骨置換術6 13 7 5.51髕骨成形術19 11 17術前病程（a）26.9±8.8 28.1±9.4 29.6±7.3 0.71術后病程（d）30.3±9.4 28.1±8.7 29.5±9.9 0.69

1.2研究方法

1.2.1常規(guī)康復治療3組患者均于術后第1天開始，在康復醫(yī)生的指導下進行常規(guī)的康復治療。術后1～3 d：向心性按摩術側下肢、主動和被動膝關節(jié)ROM練習、踝泵練習、股四頭肌和臀肌等長收縮練習等。術后4～7 d：增加直腿抬高練習、適應性站立練習等。術后8 d以后：下地負重行走訓練。

1.2.2等速肌力訓練方法患者術后能夠接受股四頭肌肌力測試后，即開始等速肌力訓練。采用德國ISOMED2000型等速肌力訓練系統(tǒng)分別在膝關節(jié)屈曲0°～30°，31°～60°及61°～90°進行2個月的股四頭肌向心性收縮訓練，測試速度為30°/s。所有患者均每日接受2次治療，每次訓練3組，每組10次訓練，組間休息1min，共治療2個月。

1.3評價方法記錄治療前、后每例膝關節(jié)的等速肌力測定值（峰力矩、總功率及平均功率）；采用IKS評分標準[3]測評每組患者治療前后的主觀改善情況，包括臨床評分（主動疼痛、膝關節(jié)活動度、膝關節(jié)穩(wěn)定性、膝關節(jié)屈曲攣縮程度）和功能評分（步行能力、登樓梯能力）。

1.4統(tǒng)計學方法數(shù)據(jù)經SPSS 12.0軟件進行統(tǒng)計分析。采用±s表示，2組治療前后IKS評分以及等速肌力測定值比較用配對t檢驗，兩者的相關性分析采用Pearson相關。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2　結果

2.1各組治療前后等速肌力測定值及IKS評分比較訓練后，各組等速肌力測定值均較治療前增加，0°～30°組的IKS評分較治療前明顯增加（P＜0.05），31°～60°組及61°～90°組治療前后IKS評分差異無統(tǒng)計學意義，見表2。

Tab.2　Comparison of clinical data before and after treatment between three groups表2　3組治療前后各項指標比較　（±s）

Tab.2　Comparison of clinical data before and after treatment between three groups表2　3組治療前后各項指標比較?。ā纒）

＊P＜0.05

0°～30°組治療前治療后t 31°～60°組治療前治療后t 61°～90°組治療前治療后t 51.8±3.2 73.2±2.7 32.22＊63.1±3.8 108.4±12.5 15.70＊10.5±1.8 19.7±3.3 13.17＊55.7±6.7 88.9±6.5 45.99＊52.6±6.3 84.3±9.2 24.54＊52.2±5.9 64.5±3.7 9.96＊63.8±3.3 84.7±9.2 11.92＊12.1±2.1 19.2±3.1 9.86＊54.2±4.8 55.9±3.4 1.83 49.9±4.1 52.0±5.4 1.55 54.5±4.9 63.1±5.9 5.26＊61.6±4.9 88.9±7.8 16.49＊11.5±1.8 18.2±2.5 12.98＊51.4±3.5 54.1±6.4 1.99 50.6±3.9 52.6±7.1 1.04

2.2治療后等速肌力測定值與IKS評分的相關性分析治療后膝關節(jié)功能IKS評分與0°～30°組等速肌力測定值（峰力矩、總功率及平均功率）呈正相關（P＜0.05）；而與31°～60°組及61°～90°組的各項肌力指標無相關性（P＞0.05），見表3。

Tab.3　The correlation analysis of the isokineticmuscle strength and IKS scores after treatment between three groups表3　治療后各組等速肌力測定值與IKS評分的相關性分析（r）

3　討論

髕骨位于股四頭肌末端，其運動受力可分為主動及被動兩種作用力[4]。主動作用力來自股四頭肌，包括股直肌、股外側肌、股內側肌及股中間肌。股四頭肌收縮時各肌肉的合力是保持運動中髕股關節(jié)正常對位、保持髕骨穩(wěn)定的動力因素，從而維持膝關節(jié)的正常功能。因其解剖學特征，股四頭肌合力方向指向髂前上棘，而脛骨與股骨之間存在平均6°外翻角，股四頭肌收縮時髕骨有外移趨勢；被動作用力主要來自髕韌帶、內側及外側髕旁支持帶[5]。但患者往往存在內側支持帶松弛、外側支持帶緊張的情況，這樣就會造成髕骨向外傾斜、髕骨外旋、外側髕股壓力增高，相應軟骨退變加速，并使髕骨有向外側脫位的傾向，引起疼痛及膝關節(jié)功能受限[6]。

股四頭肌中的股內側肌可以分為2個獨立的部分，股內直肌與股內斜肌(vastusmedialis obliquus，VMO)。VMO止于髕骨內側，與股骨長軸呈50°角[7]，其收縮時產生的力線與下肢的機械軸構成了朝向內上方50°～60°角，有對抗髕骨外移的動力性穩(wěn)定作用。所以VMO是唯一具有將髕骨向內、后側牽拉作用的動力性結構。VMO的肌力增強，保證了髕骨運動中的正常軌跡，從而維持了膝關節(jié)的正常功能[5]。另外，經過肌電圖和CT檢查證實，在屈膝0°～30°范圍內，VMO對髕骨的力學作用最大[8]。故此，在本研究中，雖然3組患者股四頭肌肌力均較訓練前增加，但只有屈膝0°～30°組膝關節(jié)功能IKS評分較治療前明顯增加，而且膝關節(jié)功能IKS評分的變化與屈膝0°～30°范圍股四頭肌力量的改變具有相關性。

另一方面，TKA術后由于手術范圍廣、手術創(chuàng)傷產生的炎性因子，使得膝關節(jié)及其周圍出血、關節(jié)周圍軟組織腫脹較嚴重。腫脹發(fā)生后，患者自覺疼痛加重，關節(jié)周圍軟組織的順應性下降，關節(jié)活動時阻力增大。研究證實，膝關節(jié)內的容積和壓力與關節(jié)屈伸運動的位置有關[9]。膝關節(jié)屈曲的角度越小，關節(jié)內的容積越大，壓力越小。本研究中0°～30°組患者膝關節(jié)屈曲的角度最小，對研究的耐受性比較好，膝關節(jié)功能改善較大。

總之，本研究結果顯示，在膝關節(jié)屈曲0°～30°范圍內進行股四頭肌等速肌力訓練可有效增強股四頭肌肌力，同時IKS評分有明顯改善，其治療前、后膝關節(jié)功能IKS評分的變化與股四頭肌屈膝0°～30°范圍肌肉力量的改變具有相關性。故研究表明膝關節(jié)屈曲0°～30°范圍內的等速肌力訓練可以改善膝關節(jié)功能。

參考文獻

[1] Kingsley R，Donald S，Jessh，et al.Revision surgery for patellar dislocation after primary total knee arthroplasty[J].Arthroplasty，2010，19（8）：956-961．

[2] Lin F, Wang G, Koh JL, et al.In vivo and noninvasive three-dimen?sional patellar tracking induced by individualheads of quadriceps [J].Med Sci Sports Exer，2004，36（1）：93-101．

[3] Insall JN，Dorr LD，Scott RD，et al.Rationale of the knee society clinical rating system[J].Clin Orthop Relat Res，2010, 248（6）：13-14.

[4] Feller JA, Amis AA，Andrish JT, et al.Surgical biomechanics of the patellofemoral joint[J].Arthroscopy，2007，23(5)：542-553．

[5] Liang XS, Yu ZH, Li YK.A study of anatomy and kinesiology for themechanism of patellofemoral stabilization[J].The Journal of Cer?vicodynia and Lumbodynia, 2008, 29(3):260-262.[梁興森，余正紅，李義凱．髕股關節(jié)穩(wěn)定機制的解剖學及生物力學研究現(xiàn)狀[J]．頸腰痛雜志，2008，29(3)：260-262]．

[6] Zhang Y, Yuanh, Cao JG, et al.A clinical evaluation of isokinetic training for correcting patellar tracking after total knee replacement [J].Chinese Journal of Physicalmedicine and Rehabilitation, 2011, 33(4):294-297.[張穎，袁紅，曹建剛，等.等速肌力訓練對全膝關節(jié)置換術后髕骨軌跡異常的影響[J].中華物理醫(yī)學與康復雜志，2011, 33（4）:294-297] .

[7]matsushita T，Kuroda R，Kubo S，et al.Total knee arthroplasty com?bined withmedial patellofemoral ligament reconstruction for osteo?arthritic knee with preoperative valgus deformity and chronic patel?lar dislocation[J.Arthroplasty，2011，26（3）：505．

[8]maclntyre NJ，Hill NA，F(xiàn)ellows RA，et al．Patella femoral joint ki?nematics in individuals with and without patella femoral pain syn?drome[J].Bone Joint Surg，2009，88（12）：2596-2605．

[9] Funk DA，Noyes FR，Grood ES，et al.Effect of flexion angle on the pressure-volume ofhuman knee[J].Arthroscopy, 2011，7（1）：86-90.

（2014-12-20收稿2015-03-10修回）

（本文編輯閆娟）

The influence of different ranges of isokinetic quadriceps training for the knee function in patients after total knee arthroplasty

LI Yiping1，ZHANG Ying2△
1 Department ofmedical Technology, Tianjinmedical College，Tianjin 300222，China；2 Tianjin Nankai University Unionmedicine Centre
△Corresponding Author E-mail：ying_zhang_graduate@yahoo.com

Abstract：Objective To study the effects of different ranges of isokinetic quadriceps training for improving the func?tion of knee joint after total knee arthroplasty (TKA)，and provide the theoretical and clinical experiences for the early reha?bilitation of TKA．Methods A total of 73 TKA cases were randomly allocated into 3 groups for isokinetic quadriceps train?ing with ranges of 0°-30°(n=25), 31°-60°(n=24) and 61°-90°(n=24)．The isokinetic quadriceps training was for twomonths.The isokineticmuscle strength and the IKS scores were recorded before and after the training in three groups.Re?sults After training, the isokineticmuscle strength increased significantly in three groups (P < 0.05).The IKS scores in?creased significantly only in 0°-30°training group after training (P < 0.05).There was no significant difference in IKS score before and after training in 31°-60°group and 61°-90°group.The IKS score after training was positively correlated with the isokineticmuscle strength only in 0°-30°group (P < 0.05).ConclusionAfter TKA, isokinetic quadriceps training with a 0°-30°range ofmotion can improve the strength of quadriceps and the knee function．

Key words：total knee arthroplasty；isokinetic training；knee function；quadriceps

通訊作者△E-mail：ying_zhang_graduate@yahoo.com

作者簡介：李益平（1978），女，副教授，碩士，主要從事臨床康復與康復教育研究

基金項目：天津市科學技術委員會市級成果（津20111290）

中圖分類號：R493

文獻標志碼：A

DOI:10.11958/57787

作者單位：1天津醫(yī)學高等?？茖W校醫(yī)療技術系（郵編300222）；2天津市南開大學人民醫(yī)院