黃冬冬 陳良華 于哲 陳權(quán)軍 賴潔暖 李海紅 劉剛

南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科（廣州510630）

前交叉韌帶重建術(shù)（anterior cruciate ligament reconstruction，ACLR）是前交叉韌帶損傷后常見的外科修復(fù)手術(shù)［1-2］，但有高達12%的前交叉韌帶重建患者在術(shù)后發(fā)生韌帶的二次損傷［3-4］。有研究發(fā)現(xiàn)，ACLR術(shù)后發(fā)生二次損傷和膝骨關(guān)節(jié)炎的主要原因為雙下肢運動的不對稱性［5-6］，即使ACLR患者進行了系統(tǒng)的早期康復(fù)，術(shù)后仍長期遺留雙側(cè)膝關(guān)節(jié)運動不對稱［7］、雙側(cè)力量失衡［8］和本體感覺缺失［9］等問題。懸吊訓(xùn)練是一種神經(jīng)肌肉控制訓(xùn)練，通過懸吊治療促使患者在不穩(wěn)定支撐平面上進行主動訓(xùn)練，已被廣泛運用于體育及康復(fù)領(lǐng)域［10］。在康復(fù)領(lǐng)域中，懸吊訓(xùn)練主要運用于慢性腰痛、骨關(guān)節(jié)疾病、運動損傷、神經(jīng)損傷等患者的康復(fù)，有研究指出將懸吊訓(xùn)練用于膝關(guān)節(jié)置換患者的術(shù)后康復(fù)，可有效改善其關(guān)節(jié)活動度和本體感覺［11］；并且，已有研究證實懸吊訓(xùn)練有助于患者步行功能的恢復(fù)和步態(tài)對稱性的提高［12］。但目前尚無關(guān)于懸吊訓(xùn)練在ACLR術(shù)后康復(fù)療效的報道。因此，本研究將標準化懸吊訓(xùn)練方案運用于ACLR患者術(shù)后康復(fù)治療，探討其對患者雙膝關(guān)節(jié)三維運動對稱性、下肢力量對稱性和下肢整體平衡能力的影響，為懸吊訓(xùn)練在ACLR術(shù)后康復(fù)中運用提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象及分組選取我院首次行單側(cè)前交叉韌帶重建術(shù)的患者44例，將其隨機分為懸吊組和對照組。懸吊組于本院康復(fù)治療中心實施懸吊訓(xùn)練。所有患者術(shù)后按照我院的前交叉韌帶重建康復(fù)手冊進行術(shù)后康復(fù)，于運動功能評估室進行運動能力的評估。納入標準：（1）年齡在18 ～45歲者；（2）經(jīng)臨床診斷及關(guān)節(jié)鏡下檢查證實ACL斷裂；（3）在關(guān)節(jié)鏡下行前交叉韌帶重建術(shù)，采用自體半腱肌肌腱或股薄肌肌腱移植進行韌帶重建，術(shù)程順利；（4）術(shù)后3 ～6個月，經(jīng)主診醫(yī)生批準后，患者自愿參加本研究的康復(fù)訓(xùn)練；（5）既往雙側(cè)膝關(guān)節(jié)無其他手術(shù)病史者。排除標準：（1）既往有膝關(guān)節(jié)受傷史或合并其他系統(tǒng)疾??；（2）近期出現(xiàn)影響術(shù)后康復(fù)進程的其他損傷；（3）經(jīng)研究團隊認定不適合參與本研究康復(fù)訓(xùn)練。本研究經(jīng)過我院倫理委員會審核并獲得批準，同時告知所有患者相應(yīng)的康復(fù)計劃和可能出現(xiàn)的風(fēng)險和不適，所有患者均簽署書面知情同意書。

1.2 治療方法兩組患者均進行常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練：（1）靜蹲訓(xùn)練：每次15 min，每天1次；（2）抗阻直抬腿訓(xùn)練：每次20 ～30個，每天2次；（3）上下臺階訓(xùn)練：每次15 min，每天1次；（4）功率自行車訓(xùn)練：每次20 min，每天1次；（5）逐步開始慢跑：每次30 min，隔天1次。

懸吊組患者在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上融入懸吊訓(xùn)練（懸吊訓(xùn)練每周2次，連續(xù)6周），每周例行懸吊訓(xùn)練的當(dāng)天暫停常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練，其余時間繼續(xù)按照規(guī)定的常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練計劃繼續(xù)進行訓(xùn)練。懸吊訓(xùn)練計劃主要由6個動作模塊（4個體位）組成：（1）患側(cè)臥位：用患側(cè)肘撐住身體，將患側(cè)腿放在調(diào)整好的吊繩上，繩子的固定點位于髕骨上緣，雙腿并攏；患側(cè)腿用力下壓繩子，使肩關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)位于同一直線，同時，健側(cè)腿外展至45°并維持2 s，然后健側(cè)腿內(nèi)收至初始位置。重復(fù)10次/組，共4組，組間休息1 min。（2）健側(cè)臥位：用健側(cè)肘撐住身體，將患側(cè)腿放在調(diào)整好的吊繩上，繩子的固定點位于髕骨上緣，雙腿并攏；患側(cè)腿用力下壓繩子，使肩關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)位于同一直線，同時健側(cè)腿外展至45°并維持2 s，然后健側(cè)腿內(nèi)收至初始位置。重復(fù)10次/組，共4組，組間休息1 min。（3）仰臥位：①雙手抱胸，將患側(cè)腿放在調(diào)整好的吊繩上，繩子的固定點位于腘窩，雙腿并攏；患側(cè)腿用力下壓繩子，同時健側(cè)腿外展至45°并維持2 s，然后健側(cè)腿內(nèi)收至初始位置。重復(fù)10次/組，共4組，組間休息1 min。②雙手接觸床面，雙腳踝放在調(diào)整好的懸吊繩上，雙膝關(guān)節(jié)逐漸屈曲至90°，同時挺直軀干，維持姿勢2 s，然后雙膝關(guān)節(jié)伸直至初始位置。重復(fù)10次/組，共4組，組間休息1 min。（4）俯臥位：①雙上肢屈曲支撐在床面上，將患側(cè)腿放在調(diào)整好的吊繩上，繩子的固定點位于髕骨上緣，雙腿并攏；患側(cè)腿用力下壓繩子，同時健側(cè)腿外展至45°并維持2 s，然后健側(cè)腿內(nèi)收至初始位置。重復(fù)10次/組，共4組，組間休息1 min。②雙上肢屈曲支撐在床面上，雙腳踝放在調(diào)整好的懸吊繩上；雙膝關(guān)節(jié)逐漸屈曲至90°，同時髖關(guān)節(jié)前屈，維持姿勢2 s，然后恢復(fù)初始體位。重復(fù)10次/組，共4組，組間休息1 min。

1.3 療效評價兩組患者在干預(yù)前和干預(yù)后分別進行運動功能評估，評估內(nèi)容包括雙下肢膝關(guān)節(jié)運動三維運動位移、雙下肢膝關(guān)節(jié)屈伸膝肌力、雙下肢站立位動態(tài)平衡能力。

1.3.1 雙膝關(guān)節(jié)三維運動位移評估采用便攜式紅外運動捕捉系統(tǒng)（Opti-Knee；上海）進行雙側(cè)膝關(guān)節(jié)運動生物力學(xué)測試，先進行儀器調(diào)配，在受試者大腿和小腿上綁定指定識別剛板，對股骨和脛骨解剖標記點進行定位，測試系統(tǒng)可記錄步態(tài)周期中股骨和脛骨解剖學(xué)標志的三維位置，在此基礎(chǔ)上建立三維坐標系，膝關(guān)節(jié)相對位移是指股骨標記點在脛骨坐標系中的相對位移，主要測試膝關(guān)節(jié)運動的3個維度：前后、上下、內(nèi)外。測試前囑患者于跑步機上以3 km/h的速度行走來適應(yīng)測試環(huán)境，測試開始后，由Opti-Knee系統(tǒng)自動采集數(shù)據(jù)，研究人員收集患者步行時的膝關(guān)節(jié)運動位移結(jié)果，測評3次，最終結(jié)果取平均值。測量結(jié)果為雙膝關(guān)節(jié)的最大相對位移（relative translation，RT）：前后相對位移、上下相對位移、內(nèi)外相對位移，計算雙膝關(guān)節(jié)的差值（inter-leg difference，ILD）：

RT患和RT健分別代表同一水平面上患側(cè)和健側(cè)膝關(guān)節(jié)相對位移。ILD數(shù)值越接近0，代表雙側(cè)膝關(guān)節(jié)運動對稱性越好。

1.3.2 雙下肢屈伸膝肌力評估采用等速肌力測試訓(xùn)練系統(tǒng)（IsoMed 2000，德國）進行肌力測試，測試前進行儀器質(zhì)檢及調(diào)整，囑患者坐上測試椅，進行體位固定，采用3號適配器對測試肢體進行固定。選擇向心-向心肌力測試模式進行評估，在60 °/s角速度下進行測試，雙側(cè)肢體分別完成5次最大的向心收縮。分別測量雙膝關(guān)節(jié)屈伸膝峰力矩（peak torque，PT）：指膝關(guān)節(jié)屈伸過程中產(chǎn)生最大力矩，一般代表肌肉的最大肌力。計算雙側(cè)力量對稱指數(shù)（strength index，SI）：

PT患和PT健分別代表患側(cè)和健側(cè)屈膝/伸膝的峰力矩。SI數(shù)值越接近1，代表雙側(cè)力量的對稱性越好。

1.3.3 雙下肢站立位動態(tài)平衡能力評估采用平衡能力測試系統(tǒng)（Tecnobody，PK 254，意大利）進行站立位動態(tài)平衡能力測試，選擇多軸測試模式，囑患者取雙腳站立位，測試側(cè)置于測試平板上，非測試側(cè)置于測試平板外，測試前使患者熟悉測試環(huán)境適應(yīng)及測試流程。先健側(cè)后患側(cè)進行評定，分別測量雙側(cè)多軸平均軌跡差（average trace error，ATE），ATE數(shù)值越小，代表動態(tài)平衡控制能力越強。計算雙側(cè)多軸平均軌跡差的差值（average trace error difference，ATED）。

ATE患和ATE健分別代表患側(cè)和健側(cè)多軸平均軌跡差。ATED數(shù)值越接近小，代表雙側(cè)動態(tài)平衡能力的對稱性越高。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 25.0對所有的數(shù)據(jù)進行分析，計量資料符合正態(tài)分布時表示為均值±標準差，非正態(tài)分布使用M（P25，P75）表示。用獨立樣本t檢驗分析兩組患者的基線特征。用Shapiro-Wilks檢驗評估數(shù)據(jù)的正態(tài)分布。雙側(cè)膝關(guān)節(jié)相對位移的差值和多軸平均軌跡差的差值不服從正態(tài)分布，用Wilcoxon符號秩檢驗分析組內(nèi)差異，用U檢驗分析組間差異；力量對稱指數(shù)服從正態(tài)分布，方差齊，用配對t檢驗分析組內(nèi)差異，用獨立樣本t檢驗分析組間差異。以P ＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 受試者基線資料總共納入44例患者，其中3例患者脫落（對照組2例，懸吊組1例），脫落原因均為未按照指定康復(fù)計劃完成相應(yīng)康復(fù)項目。僅有41例患者完成所有研究計劃（懸吊組21例，對照組20例），兩組平均年齡、BMI指數(shù)、術(shù)后時長、訓(xùn)練前運動能力測評參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P ＞0.05），見表1。

2.2 雙側(cè)膝關(guān)節(jié)三維運動訓(xùn)練前后對比，懸吊組雙膝關(guān)節(jié)前后相對位移的差值比訓(xùn)練前顯著減?。≒ ＜0.05），對照組雙膝關(guān)節(jié)前后相對位移的差值較前無顯著變化（P ＞0.05），兩組上下相對位移的差值和內(nèi)外相對位移的差值較前均無顯著改變（P ＞0.05）；訓(xùn)練后兩組對比，懸吊組雙膝前后相對位移的差值小于對照組（P ＜0.05），見表2。

2.3 雙下肢屈伸膝肌力訓(xùn)練前后對比，懸吊組伸膝和屈膝力量對稱指數(shù)均較前顯著提高（P ＜0.001），對照組的伸膝力量對稱指數(shù)較前提高（P ＜0.05），而屈膝力量對稱指數(shù)無明顯改變（P ＞0.05）；訓(xùn)練后兩組對比，兩組伸膝和屈膝力量對稱指數(shù)均差異無統(tǒng)計學(xué)意義（均P ＞0.05），見表3。

表1 懸吊組和對照組臨床基線特征的比較Tab.1 Comparison of baseline characteristics of patients between SET group and control group M（P25，P75）

表2 兩組訓(xùn)練前后雙膝三維運動位移的差值比較Tab.2 Comparison of inter-leg difference of knee three-dimensional motion in both group before and after training M（P25，P75），mm

2.4 雙下肢站立位動態(tài)平衡能力訓(xùn)練前后對比，兩組雙側(cè)多軸平均軌跡差的差值均較前減?。≒ ＜0.05）；訓(xùn)練后兩組對比，懸吊組雙側(cè)多軸平均軌跡差的差值小于對照組（P=0.047），見表4。

表3 兩組訓(xùn)練前后下肢力量對稱指數(shù)比較Tab.3 Comparison of strength index in both group before and after training ±s

表3 兩組訓(xùn)練前后下肢力量對稱指數(shù)比較Tab.3 Comparison of strength index in both group before and after training ±s

SI（伸膝）SI（屈膝）懸吊組訓(xùn)練前0.582±0.152 0.732±0.163訓(xùn)練后0.735±0.150 0.917±0.118 t 值4.359 7.231 P 組內(nèi)＜0.001＜0.001對照組訓(xùn)練前0.681±0.220 0.783±0.174訓(xùn)練后0.744±0.173 0.833±0.228 t 值2.434 1.152 P 組內(nèi)0.025 0.264

3 討論

據(jù)以往的研究報道，由于術(shù)后肌肉萎縮及關(guān)節(jié)源性抑制，不同時期ACLR術(shù)后患者存在不同程度的下肢生物力學(xué)異常和神經(jīng)控制能力缺失［7，13-14］，雙下肢功能的失衡是ACLR患者再次損傷的危險因素［3］，而改善雙膝關(guān)節(jié)運動的對稱性是提高患者運動功能的關(guān)鍵。神經(jīng)肌肉訓(xùn)練是ACLR術(shù)后康復(fù)的重要組成部分，可增強下肢的控制能力，提高膝關(guān)節(jié)周圍穩(wěn)定性，糾正患者雙膝關(guān)節(jié)異常的運動生物力學(xué)［15］。MYER等［16］研究結(jié)果顯示，通過一種漸進式、終末期回歸神經(jīng)肌肉訓(xùn)練方案可減小雙下肢足底壓力分布的差異。懸吊訓(xùn)練作為一種新興的神經(jīng)肌肉訓(xùn)練技術(shù)，將其運用于ACLR康復(fù)訓(xùn)練是一項重要的方法創(chuàng)新。懸吊訓(xùn)練系統(tǒng)可提供三維不穩(wěn)定訓(xùn)練平面，將患者一側(cè)肢體固定于懸吊繩上，利用自身重力的作用進行多平面、多關(guān)節(jié)的主動訓(xùn)練，并且在進行動態(tài)訓(xùn)練時，雙側(cè)的負重是不均勻的［17-18］。相比于二維平面上的神經(jīng)肌肉訓(xùn)練，懸吊訓(xùn)練對雙側(cè)關(guān)節(jié)的控制能力要求更高，不僅可以促進主動肌和拮抗肌的協(xié)同收縮，還可以改善雙下肢的位置控制能力和提高雙側(cè)運動的協(xié)調(diào)性［19，23］。

有研究指出，ACLR術(shù)后膝關(guān)節(jié)運動學(xué)改變主要在矢狀面上［20-21］，前后相對位移是膝關(guān)節(jié)運動在矢狀面上的一個參考指標，而懸吊訓(xùn)練可以使患者在不同的平面上進行高水平的運動控制訓(xùn)練，有助于糾正患者矢狀面上的異常運動模式，改善雙下肢在整個步態(tài)周期中的對稱性。本研究通過將懸吊訓(xùn)練用于前交叉韌帶重建術(shù)后康復(fù)，可顯著減小患者雙側(cè)膝關(guān)節(jié)在矢狀面上運動的差異，提高膝關(guān)節(jié)運動的對稱性。此外，已有研究證明，雙下肢運動學(xué)的對稱性與雙側(cè)力量和下肢平衡能力具有顯著相關(guān)性［8，22-23］，可見，通過改善患者下肢力量的對稱性和縮小雙側(cè)平衡能力的差異亦可影響雙下肢運動的協(xié)調(diào)性［11，24］。本研究中懸吊訓(xùn)練方案的設(shè)計主要以患側(cè)閉鏈運動和健側(cè)開鏈運動的訓(xùn)練方式為主，可有效激活患側(cè)膝關(guān)節(jié)局部肌肉的收縮及增強前側(cè)肌肉鏈和后側(cè)肌肉鏈的協(xié)同作用，同時促進軀干核心肌群的有效激活［19，24］，這有助于提高患者局部肌肉力量和改善整體的動態(tài)平衡協(xié)調(diào)能力。本研究結(jié)果提示，經(jīng)過6周的懸吊訓(xùn)練，懸吊組患者的下肢力量對稱性和動態(tài)平衡對稱性較前提高，由此可推測，懸吊訓(xùn)練通過改善患者雙側(cè)力量和動態(tài)平衡的對稱性，增強了對膝關(guān)節(jié)運動功能的康復(fù)療效。

本研究存在一定局限性，經(jīng)過懸吊訓(xùn)練后，患者雙膝關(guān)節(jié)在上下移動水平面和內(nèi)外移動水平面的運動對稱性未見顯著改變，筆者推測其原因是：ACL損傷患者往往是由于膝關(guān)節(jié)屈伸肌肉力量不平衡，導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性變差，從而在運動中受傷，而ACLR術(shù)后關(guān)節(jié)制動會導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)屈伸活動受限，加重了股四頭肌和腘繩肌廢用性萎縮，而髖關(guān)節(jié)屈伸和內(nèi)收外展肌群活動不受限，肌肉萎縮相對不明顯。訓(xùn)練后ACLR患者的膝關(guān)節(jié)運動學(xué)改變主要發(fā)生在矢狀面上前后方向，與懸吊訓(xùn)練改善了膝關(guān)節(jié)屈伸肌群的力量有顯著關(guān)聯(lián)性［5，20］，而膝關(guān)節(jié)上下相對位移和內(nèi)外相對位移與髖關(guān)節(jié)屈伸和內(nèi)收外展肌群有密切聯(lián)系，這部分肌肉功能受手術(shù)的影響不大，因而改善不顯著。在今后的研究中，可制定針對髖關(guān)節(jié)活動肌群的懸吊訓(xùn)練操作方案，并探討其對患者膝關(guān)節(jié)在上下和內(nèi)外移動水平面上運動的影響，獲得更多懸吊訓(xùn)練技術(shù)的循證醫(yī)學(xué)依據(jù)。

表4 兩組訓(xùn)練前后雙側(cè)多軸平均軌跡差的差值比較Tab.4 Comparison of average trace error difference in both group before and after training M（P25，P75），%

綜上所述，本研究基于膝關(guān)節(jié)三維運動分析、等速肌力測試和動態(tài)平衡測試，從臨床研究角度探討懸吊訓(xùn)練對于ACLR患者雙膝關(guān)節(jié)運動對稱性的影響，結(jié)論認為：前交叉韌帶重建術(shù)后早期介入具有針對性的懸吊訓(xùn)練治療，可有效提高患者雙膝關(guān)節(jié)三維運動的對稱性，有助于提高雙下肢力量的對稱性和縮小雙側(cè)整體平衡能力的差異。本研究為懸吊治療技術(shù)在ACLR中的應(yīng)用提供了良好的理論支持和科學(xué)依據(jù)。