劉曉磊 , 張鴻悅, 章耀華, 李強(qiáng), 李佳, 汪杰, 董明, 楊華清

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament, ACL)是保持膝關(guān)節(jié)機(jī)械穩(wěn)定的重要結(jié)構(gòu)之一，并通過(guò)其中的本體感受器向中樞傳遞靜態(tài)的關(guān)節(jié)位置、動(dòng)態(tài)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)及加減速度的信息，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的各個(gè)層次即脊髓水平、腦干和更高的皮質(zhì)中心以及皮質(zhì)下的大腦核和小腦進(jìn)行處理，并與其他淺感覺(jué)、視覺(jué)和前庭信息相結(jié)合，最終形成協(xié)調(diào)骨骼肌激活模式的最終運(yùn)動(dòng)指令[1]。因此，ACL在膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制中起重要作用[2-3]，ACL損傷可減少神經(jīng)反饋信息傳入，從而影響膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)控制，即使重建ACL的解剖結(jié)構(gòu)，仍遺留本體感覺(jué)及姿勢(shì)控制能力下降[4]。姿勢(shì)控制能力不足的ACL重建患者，其繼發(fā)損傷的危險(xiǎn)性增加[5]。以提高姿勢(shì)控制能力為目標(biāo)的治療策略正在成為康復(fù)治療的熱點(diǎn)[6-8]。因此，探討影響姿勢(shì)控制的因素可能是ACL重建術(shù)后康復(fù)治療的關(guān)鍵，本研究旨在觀(guān)察單側(cè)ACL重建術(shù)后雙側(cè)膝關(guān)節(jié)本體感覺(jué)與姿勢(shì)控制情況，探討本體感覺(jué)與姿勢(shì)控制的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年9月～2019年9月首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京康復(fù)醫(yī)院門(mén)診住院收治的符合納入標(biāo)準(zhǔn)的ACL重建術(shù)后32例患者為觀(guān)察組和10例健康志愿者雙側(cè)膝共20例為對(duì)照組。觀(guān)察組納入標(biāo)準(zhǔn)：?jiǎn)蝹?cè)膝ACL斷裂，經(jīng)關(guān)節(jié)鏡行ACL重建術(shù)后16周；年齡25～50歲，男女不限；移植物均選用患側(cè)膝關(guān)節(jié)半腱肌和股薄肌肌腱，合并半月板損傷者，行半月板修補(bǔ)或成形術(shù)；簽署知情同意書(shū)；能配合康復(fù)評(píng)估。對(duì)照組納入標(biāo)準(zhǔn)：與觀(guān)察組患者年齡、性別、身高、體重相匹配；無(wú)膝關(guān)節(jié)疼痛及疾??；簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并后交叉韌帶及側(cè)副韌帶損傷、關(guān)節(jié)脫位及其他部位骨折；既往膝關(guān)節(jié)外傷(如骨折、韌帶損傷等)和骨關(guān)節(jié)炎病史；合并耳源性眩暈及頸源性眩暈者；合并心理精神疾病者；合并神經(jīng)系統(tǒng)疾病，有嚴(yán)重平衡功能障礙者；合并其他臟器疾病不能耐受者。2組一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京康復(fù)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。見(jiàn)表1。

表1 2組患者一般資料比較

1.2 方法 觀(guān)察組所有患者均行常規(guī)康復(fù)治療，每天1次，每次30min，每周5d；具體內(nèi)容：第1周：冷敷，踝泵，支具鎖定在完全伸直位，肌肉等長(zhǎng)收縮訓(xùn)練；2～4周：部分負(fù)重至全負(fù)重訓(xùn)練，本體感覺(jué)、關(guān)節(jié)活動(dòng)度、肌力訓(xùn)練，蹬踏訓(xùn)練；5～12周：繼續(xù)高階段本體感覺(jué)，柔韌性訓(xùn)練，肌力耐力訓(xùn)練，功率自行車(chē)訓(xùn)練，平衡訓(xùn)練；12～16周之后：靈活性訓(xùn)練，單腿支撐平衡訓(xùn)練，8字跑，折返跑及慢跑訓(xùn)練。于術(shù)后第16周進(jìn)行本體感覺(jué)測(cè)試和姿勢(shì)穩(wěn)定評(píng)估。觀(guān)察組患者康復(fù)訓(xùn)練由同一康復(fù)治療師完成。

1.3 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 2組康復(fù)評(píng)定由同一康復(fù)治療師完成。①本體感覺(jué)測(cè)試：應(yīng)用Biodex Syste4型多關(guān)節(jié)等速測(cè)試及訓(xùn)練系統(tǒng)采用角度再現(xiàn)法測(cè)試關(guān)節(jié)位置覺(jué)，選取等速測(cè)試系統(tǒng)中本體感覺(jué)測(cè)試程序，消除視覺(jué)反饋，選取屈膝15°、45°、75°共3個(gè)目標(biāo)角度，當(dāng)受試者感覺(jué)主動(dòng)屈膝至目標(biāo)角度時(shí)按下開(kāi)關(guān)記錄實(shí)際膝關(guān)節(jié)位置(角速度30°/s)，每個(gè)目標(biāo)角度重復(fù)測(cè)量3次，組間休息1min 。實(shí)際關(guān)節(jié)位置與預(yù)定目標(biāo)位置差值的平均值，為關(guān)節(jié)位置覺(jué)。②姿勢(shì)穩(wěn)定測(cè)試：?jiǎn)瓮茸藙?shì)穩(wěn)定應(yīng)用Biodex平衡測(cè)試儀，測(cè)試單腿支撐的姿勢(shì)穩(wěn)定能力。平臺(tái)可以向任意方向相對(duì)水平面傾斜20°，穩(wěn)定水平4級(jí)?；颊叱嘧銌瓮日玖?、對(duì)側(cè)髖膝關(guān)節(jié)分別屈曲45°、90°，雙手放在骨盆上，先測(cè)健側(cè)，每側(cè)下肢重復(fù)測(cè)試3次，每次20s，取平均值，輸出數(shù)據(jù)包括：總體、前后及左右穩(wěn)定指數(shù)。其數(shù)值越高表明穩(wěn)定越差?？傮w、前后、左右穩(wěn)定指數(shù)的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)分別是0.89、0.80、0.85[6]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 22.0版統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以x±s表示。計(jì)數(shù)資料比較采用Fisher精確檢驗(yàn)，觀(guān)察組患側(cè)、健側(cè)及健康對(duì)照組之間比較分別采用單因素方差分析，兩變量間有無(wú)直線(xiàn)相關(guān)關(guān)系采用Pearson相關(guān)分析，P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3組本體感覺(jué)比較 干預(yù)16周后，觀(guān)察組患側(cè)及健側(cè)膝關(guān)節(jié)15°、45°、75°再現(xiàn)差值均大于對(duì)照組(均P<0.05)，觀(guān)察組患側(cè)膝關(guān)節(jié)15°、45°、75°再現(xiàn)差值均大于觀(guān)察組健側(cè)(均P<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 3組膝關(guān)節(jié)3種角度本體感覺(jué)比較

2.2 3組姿勢(shì)控制比較 干預(yù)16周后，觀(guān)察組患側(cè)及健側(cè)總體穩(wěn)定指數(shù)、前后穩(wěn)定指數(shù)、左右穩(wěn)定指數(shù)均大于對(duì)照組(均P<0.05)，觀(guān)察組患側(cè)總體穩(wěn)定指數(shù)、前后穩(wěn)定指數(shù)、左右穩(wěn)定指數(shù)均大于觀(guān)察組健側(cè)(均P<0.05)。見(jiàn)表3。

表3 3組姿勢(shì)控制比較

2.3 膝本體感覺(jué)與姿勢(shì)控制的相關(guān)性分析 ACL重建術(shù)后16周患者膝關(guān)節(jié)本體感覺(jué)與姿勢(shì)控制相關(guān)性分析結(jié)果顯示：15°、45°再現(xiàn)差值與總體、前后、左右穩(wěn)定指數(shù)均呈正相關(guān)(均P<0.05)；75°再現(xiàn)差值與總體穩(wěn)定指數(shù)呈正相關(guān)(P<0.01)，與前后、左右穩(wěn)定指數(shù)無(wú)明顯相關(guān)性。見(jiàn)表4。

表4 本體感覺(jué)與姿勢(shì)控制相關(guān)性

3 討論

ACL中存在的本體感受器，對(duì)有效的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制至關(guān)重要，對(duì)運(yùn)動(dòng)敏捷性、關(guān)節(jié)穩(wěn)定性起著重要作用[1]。Zhang 等[9]通過(guò)對(duì)9只猴建立單側(cè)ACL損傷模型，用體感誘發(fā)電位和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)傳導(dǎo)速度檢測(cè)ACL神經(jīng)功能的變化，用氯化金染色觀(guān)察并測(cè)量ACL本體感受器的形態(tài)和數(shù)量的變化，結(jié)果顯示在損傷側(cè)和對(duì)側(cè)膝關(guān)節(jié)，隨著損傷后時(shí)間延長(zhǎng)，雙側(cè)ACL中本體感受器總數(shù)減少，變異的本體感受器數(shù)目增加，潛伏期延長(zhǎng)，振幅降低，損傷側(cè)較對(duì)側(cè)變化明顯，表明維持膝關(guān)節(jié)本體感覺(jué)的傳入神經(jīng)功能隨著時(shí)間推移而降低，本體感覺(jué)逐漸下降，且雙側(cè)不對(duì)稱(chēng)。臨床研究顯示ACL損傷膝關(guān)節(jié)本體感覺(jué)下降，其中損傷側(cè)的本體感覺(jué)下降較未損傷側(cè)明顯[10]。Donnell等[11]進(jìn)行Meta分析證實(shí)以提高本體感覺(jué)為目的的康復(fù)訓(xùn)練可降低膝關(guān)節(jié)損傷。

姿勢(shì)控制是保持姿勢(shì)穩(wěn)定，包括按預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)以及受到外部干擾后調(diào)整姿勢(shì)，并在運(yùn)動(dòng)中提供高效的身體對(duì)線(xiàn)[12]。其起源于上世紀(jì)30年代，近年來(lái)逐漸受到重視。穩(wěn)定的姿勢(shì)控制是人體維持平衡的前提，在維持關(guān)節(jié)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定、預(yù)防下肢損傷中起重要作用[13]。Staples等[14]研究發(fā)現(xiàn)：與性別和年齡匹配的健康對(duì)照組相比，ACL重建術(shù)后患者動(dòng)態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性下降，術(shù)后2年，姿勢(shì)控制能力依然沒(méi)有恢復(fù)正常[15]，Negahban等[16]對(duì)12篇研究進(jìn)行綜述發(fā)現(xiàn)單側(cè)ACL損傷后雙側(cè)姿勢(shì)控制能力均下降，其中損傷側(cè)較未損傷側(cè)明顯，本研究結(jié)果與其相符。ACL單側(cè)損傷后雙側(cè)姿勢(shì)控制能力下降機(jī)制尚不清楚，可能與以下原因有關(guān)：①ACL損傷后雙側(cè)本體感覺(jué)下降[17]，導(dǎo)致雙側(cè)保護(hù)性肌肉反應(yīng)下降[18-19]；②ACL損傷重建術(shù)后雙下肢肌肉力量下降和運(yùn)動(dòng)模式改變[20]；③可能與中樞運(yùn)動(dòng)控制有關(guān)[16]。ACL損傷后，雙側(cè)感覺(jué)傳入信息不對(duì)稱(chēng)，中樞運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)減少健側(cè)下肢的感覺(jué)信息的傳入，來(lái)縮小兩側(cè)信息傳入的差距，以便于中樞運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)雙側(cè)下肢運(yùn)動(dòng)的控制，使運(yùn)動(dòng)更協(xié)調(diào)；④ACL損傷后出現(xiàn)的小腦系統(tǒng)抑制[20]，小腦在感覺(jué)運(yùn)動(dòng)整合和精確運(yùn)動(dòng)控制中起著關(guān)鍵作用，這可能是姿勢(shì)控制障礙潛在機(jī)制。

研究顯示ACL重建術(shù)后本體感覺(jué)與姿勢(shì)控制之間變化趨勢(shì)相似[21]，本體感覺(jué)促進(jìn)訓(xùn)練可以提高本體感覺(jué)及姿勢(shì)控制能力[22]，這些研究間接闡明本體感覺(jué)可能與姿勢(shì)控制存在正相關(guān)，但該研究受雙腿支撐的評(píng)估指標(biāo)限制。本研究應(yīng)用Biodex平衡測(cè)試儀，測(cè)試單腿支撐的姿勢(shì)穩(wěn)定能力。單腿支撐下的平衡測(cè)試可更準(zhǔn)確反應(yīng)每一側(cè)膝關(guān)節(jié)姿勢(shì)控制能力[5,7,20]。其輸出指標(biāo)穩(wěn)定指數(shù)代表重心搖擺程度，數(shù)值越小，重心穩(wěn)定的能力越好，姿勢(shì)控制能力越好。本研究結(jié)果表明ACL重建16周患者膝關(guān)節(jié)本體感覺(jué)下降，姿勢(shì)控制下降，15°、45°本體感覺(jué)與姿勢(shì)控制之間呈正相關(guān)，尤其是15°為中度相關(guān)，可能與姿勢(shì)穩(wěn)定測(cè)試的膝關(guān)節(jié)體位有關(guān)。相關(guān)系數(shù)r=0.510，r2=0.260表明本體感覺(jué)的大小只可以解釋姿勢(shì)控制能力改善原因的26%，可能與ACL重建后影響其姿勢(shì)控制的多種復(fù)雜因素有關(guān)，如心理因素、環(huán)境因素、生理因素[23]。本體感覺(jué)只是各種生理因素的一個(gè)組成部分，這可能是本體感覺(jué)和姿勢(shì)穩(wěn)定相關(guān)程度低的原因。

年齡、性別和活動(dòng)水平等混雜變量以及其他的參數(shù)可能和姿勢(shì)穩(wěn)定有關(guān)，本研究沒(méi)有涉及，如核心穩(wěn)定能力。核心穩(wěn)定下降會(huì)導(dǎo)致整個(gè)下肢運(yùn)動(dòng)鏈中不受控制的關(guān)節(jié)移位增加[24]，這些不受控制的關(guān)節(jié)移位可導(dǎo)致下肢運(yùn)動(dòng)策略的改變，導(dǎo)致平衡功能下降[25]。在健康受試者，軀干耐力越好，其單腿支撐越好，姿勢(shì)控制越穩(wěn)定[26]?；诖?，核心穩(wěn)定性下降也可能是ACL重建術(shù)后姿勢(shì)控制的影響因素之一， 尚待進(jìn)一步的研究。

綜上所述，單側(cè)ACL重建術(shù)后16周，雙膝本體感覺(jué)及姿勢(shì)控制能力均下降，本體感覺(jué)和姿勢(shì)控制能力呈正相關(guān)。因此，對(duì)于單側(cè)ACL損傷重建術(shù)后患者，建議臨床上應(yīng)加強(qiáng)損傷側(cè)及健側(cè)本體感覺(jué)及姿勢(shì)控制訓(xùn)練。本研究不足之處：本研究樣本量小，觀(guān)察時(shí)間短。尚需前瞻性、大樣本高質(zhì)量臨床研究及縱向姿勢(shì)控制的動(dòng)態(tài)觀(guān)察。影響姿勢(shì)控制的復(fù)雜因素及機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。