孫文娟 任玉香 楊 鑫 楊 力 尤 田,*

1.廣東省深圳市北京大學(xué)深圳醫(yī)院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)與康復(fù)醫(yī)學(xué)科 (廣東 深圳 518000)

2.長(zhǎng)江大學(xué)醫(yī)學(xué)部護(hù)理系 (湖北 荊州 434023)

股四頭肌肌力減弱、收縮障礙、伸膝障礙是膝關(guān)節(jié)創(chuàng)傷、手術(shù)后常見(jiàn)的臨床表現(xiàn)，早在1965年，就有國(guó)外學(xué)者將這種神經(jīng)反射抑制造成的股四頭肌無(wú)力的現(xiàn)象歸納為關(guān)節(jié)源性肌肉抑制(arthrogenic muscle inhibition，AMI)[1]。有研究報(bào)道，AMI在前交叉韌帶損傷和重建術(shù)后發(fā)生率高達(dá)100%[2]。AMI不僅發(fā)生在膝關(guān)節(jié)手術(shù)術(shù)后早期，也有可能持續(xù)到術(shù)后數(shù)年。對(duì)于膝關(guān)節(jié)手術(shù)術(shù)后早期患者，輕微的AMI不影響股四頭肌發(fā)力，但會(huì)影響最大肌力[3-5]，而重度的AMI會(huì)導(dǎo)致力量訓(xùn)練完全不起作用[6]，從而進(jìn)入訓(xùn)練無(wú)效-肌肉萎縮-訓(xùn)練更無(wú)效的惡性循環(huán)，嚴(yán)重影響康復(fù)進(jìn)程。從長(zhǎng)期來(lái)看，持續(xù)的股四頭肌無(wú)力會(huì)導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)[7]、運(yùn)動(dòng)功能障礙[8]、生活質(zhì)量下降、增加膝關(guān)節(jié)再受傷的風(fēng)險(xiǎn)，從而進(jìn)一步導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生和進(jìn)展[9]。由此可見(jiàn)，從源頭上解決AMI具有極大的臨床意義。因此，眾多學(xué)者致力于探究AMI的發(fā)生機(jī)制，試圖從根本上解除股四頭肌抑制。AMI是一種突觸前的、持續(xù)的神經(jīng)反射抑制所導(dǎo)致的關(guān)節(jié)周圍肌肉群的激活障礙，主要原因是關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的損傷或關(guān)節(jié)腔內(nèi)環(huán)境的改變，包括關(guān)節(jié)腫脹、炎癥、疼痛、關(guān)節(jié)松弛和結(jié)構(gòu)損害等[6]，關(guān)節(jié)傳入神經(jīng)興奮性改變引起脊髓水平和脊髓上神經(jīng)反射的變化，通過(guò)降低股四頭肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的興奮性，導(dǎo)致股四頭肌收縮障礙。治療AMI的方法國(guó)外學(xué)者也進(jìn)行了廣泛探究，包括膝關(guān)節(jié)冷療、康復(fù)鍛煉、TENS(trancutaneous electrical nerve stimulation)、NMES(neuromuscular electrical stimulation)、腘繩肌疲勞訓(xùn)練、抽吸、振動(dòng)等。然而，國(guó)內(nèi)關(guān)于AMI的報(bào)道極少[10]。本研究意在簡(jiǎn)述AMI發(fā)生機(jī)制，主要總結(jié)國(guó)外對(duì)于AMI的治療方法，在引起臨床工作重視的同時(shí)，為臨床治療提供借鑒。

1 AMI的主要關(guān)節(jié)內(nèi)因素及脊髓神經(jīng)反射通路

AMI是由于創(chuàng)傷關(guān)節(jié)內(nèi)或周圍的感受器異常放電引起的。膝關(guān)節(jié)的感受器主要分為兩大類，一類是粗大的，有髓鞘傳入神經(jīng)(groupⅡ傳入神經(jīng))，一類是細(xì)小的脫髓鞘傳入神經(jīng)(group Ⅲ和Ⅳ)[11]。Group Ⅱ終止于微粒神經(jīng)末梢，它主要感受機(jī)械變化，例如壓力和牽拉[11-12]；Group Ⅲ &Ⅳ 終止于自由神經(jīng)末梢，它們的興奮閾值更高，主要感受強(qiáng)機(jī)械刺激、溫度和化學(xué)刺激(例如炎癥因子)[13-14]?，F(xiàn)有研究表明，腫脹、炎癥反應(yīng)、關(guān)節(jié)松動(dòng)和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)改變是最主要的AMI激發(fā)因素，它們通過(guò)激活不同的神經(jīng)反射通路抑制股四頭肌α運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的興奮性[6](圖1)。也有研究表明，為了避免膝關(guān)節(jié)受傷和免除膝關(guān)節(jié)疼痛，潛意識(shí)的自主效應(yīng)調(diào)節(jié)可能會(huì)部分抑制股四頭肌肌力[15-16]。另外，關(guān)節(jié)創(chuàng)傷會(huì)使腦干抑制屈曲反射通路發(fā)生障礙，導(dǎo)致屈曲反射通路的興奮性增高。以上神經(jīng)反射的改變都將作用于股四頭肌α運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，使其興奮性降低，使腘繩肌興奮性增高，最終表現(xiàn)為腘繩肌興奮收縮、股四頭肌無(wú)力、膝關(guān)節(jié)屈曲、伸直受限。

圖1 AMI發(fā)生機(jī)制匯總圖[6](實(shí)線箭頭代表較強(qiáng)的證據(jù)支持；虛線箭頭代表較弱的證據(jù)支持)

2 AMI治療方法

2.1 冷療對(duì)股四頭肌電活動(dòng)和肌力的影響冷凍療法通過(guò)降低關(guān)節(jié)內(nèi)異常放電對(duì)股四頭肌的抑制，促進(jìn)股四頭肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元池興奮性，對(duì)膝關(guān)節(jié)術(shù)后早期患者股四頭肌肌電活動(dòng)和肌力均有改善[17]。Pietrosimone等[18]評(píng)估20h的局部膝關(guān)節(jié)冷療干預(yù)對(duì)健康志愿者四頭肌中樞激活率(central activation ratio，CAR)的影響，結(jié)果表明在20min時(shí)，冷療組的CAR顯著高于對(duì)照組(P=0.003)。此外，冷療對(duì)提升膝關(guān)節(jié)術(shù)后早期患者的肌肉功能同樣有效。Loro等[19]將22名ACL術(shù)后10d內(nèi)的患者隨機(jī)分為冷療和修飾安慰劑組(常溫療法)，分別測(cè)量干預(yù)前后兩組股四頭肌功能，冷療組患者的股內(nèi)側(cè)肌EMG(electromyography)提升38%，伸膝最大等長(zhǎng)收縮力(maximum voluntary isometric contraction，MVIC)提升30%，與非冷療相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。Kuenze等[20]采用病例對(duì)照研究的方法，對(duì)比膝關(guān)節(jié)術(shù)后AMI的患者和健康志愿者股四頭肌和比目魚肌功能，對(duì)兩組患者實(shí)施同樣的30min的康復(fù)鍛煉方案，在所有受試者運(yùn)動(dòng)30min前后分別測(cè)量股四頭肌和比目魚肌肌肉功能指標(biāo)，結(jié)果顯示AMI患者的股四頭肌MVIC(P=0.002)、CAR(P=0.03)和比目魚肌V∶M(P=0.03)比值的下降幅度均小于健康志愿者，這個(gè)有趣的研究結(jié)果提示運(yùn)動(dòng)能夠幫助AMI患者維持肌肉功能。在冷療后實(shí)施康復(fù)鍛煉似乎可以取得更為顯著的效果，Hart等[21]將冷療和康復(fù)鍛煉相結(jié)合，在前交叉韌帶重建術(shù)后6個(gè)月仍有AMI的患者同時(shí)使用兩者，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用冷凍療法后立即進(jìn)行康復(fù)鍛煉有更高的MVIC值(P=0.002，Cohen d effect size=1.4)相比單純冷療(P=0.16，Cohen d effect size=0.58)和單純功能鍛煉(P=0.16，Cohen d effect size=0.58)。

總之，冷療在臨床的應(yīng)用十分普遍，與康復(fù)鍛煉聯(lián)合使用效果更好，但以上研究中所提到的膝關(guān)節(jié)冷療均為環(huán)繞全膝關(guān)節(jié)的冰袋，而非僅對(duì)膝關(guān)節(jié)的前方或后方實(shí)施冷療。另外，不同文章納入患者的術(shù)后時(shí)間點(diǎn)不同，臨床在選擇康復(fù)鍛煉方法時(shí)需結(jié)合患者不同康復(fù)時(shí)期的具體情況。

2.2 TENS對(duì)股四頭肌興奮性的作用TENS可能是通過(guò)提高股四頭肌α運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的募集能力，提高股四頭肌肌肉興奮性來(lái)治療AMI，即使在γ環(huán)受損時(shí)，TENS依然可以發(fā)揮作用[22]。Konishi等[22]招募了12個(gè)年輕健康男性，通過(guò)震動(dòng)髕下韌帶制造AMI模型，然后將患者隨機(jī)分成非TENS和TENS組，記錄實(shí)施震動(dòng)前、給予干預(yù)措施后的股四頭肌最大自主力矩和EMG，來(lái)觀察TENS對(duì)AMI的治療效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，非TENS組實(shí)施震動(dòng)前后股四頭肌峰力矩下降了16%，而TENS組只下降了4%(P＜0.05，效應(yīng)值為 0.76)；關(guān)于EMG參數(shù)，相比非TENS組，TENS也能大大降低震動(dòng)對(duì)股內(nèi)側(cè)肌(VM)和股外側(cè)肌(VL)的抑制作用(P＜0.05，VM效應(yīng)值為0.69，VL效應(yīng)值為0.57)，但是兩組股直肌的EMG變化并不明顯。有多個(gè)研究表明，應(yīng)用高頻TENS可以顯著提高股四頭肌次強(qiáng)收縮興奮性，防止股四頭肌H-reflex振幅下降[17-23]。Hart等[21]將TENS與力量訓(xùn)練相結(jié)合應(yīng)用于ACL術(shù)后患者，一組在力量鍛煉前給予20min冰敷，另一組在力量鍛煉的同時(shí)給與膝關(guān)節(jié)周圍TENS治療，在開(kāi)始2周的治療方案前、第一次治療后和最后一次治療后24h內(nèi)記錄MVIC和CAR值，2周治療之后，組間比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但是兩組組內(nèi)比較MVIC和CAR均提升明顯(效應(yīng)值范圍在0.9～1.5)，尤其是力量鍛煉聯(lián)合TENS組效應(yīng)值均大于1，并且95%置信區(qū)間未跨越0[24]。以上證據(jù)表明TENS能夠在短期內(nèi)有效緩解ACL術(shù)后AMI，提高股四頭肌功能尤其是MVIC和CAR值，但是長(zhǎng)期作用尚值得探索。

2.3 NMES康復(fù)方案對(duì)股四頭肌肌力的影響NMES的主要原理是直接刺激肌肉活動(dòng)，解除受抑制的股四頭肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)池，從而促進(jìn)股四頭肌收縮，減輕肌肉萎縮[25]。一項(xiàng)納入11項(xiàng)ACL重建術(shù)后臨床隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)的薈萃分析顯示，標(biāo)準(zhǔn)治療聯(lián)合NMES,能夠顯著提高患者術(shù)后4～12周的股四頭肌肌力[SMD=0.73，95%CI(0.29～1.16)]，并且患者運(yùn)動(dòng)功能相對(duì)于單純標(biāo)準(zhǔn)治療組也提高了將近40%(PEDro分?jǐn)?shù)從3/10到7/10)[26]。另外，應(yīng)用NMES加強(qiáng)股四頭肌肌力訓(xùn)練，同樣可以提高患者步行速度，提高患者爬樓梯實(shí)驗(yàn)的表現(xiàn)和坐-站測(cè)試結(jié)果[27]。Bax等[28]將NMES與自主訓(xùn)練相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合使用比單獨(dú)使用自主訓(xùn)練方案有更好的效果，其中在自主訓(xùn)練中加入等長(zhǎng)收縮訓(xùn)練也被認(rèn)為是一種有效的方法[10]，膝關(guān)節(jié)稍屈曲20°～30°比完全伸直條件下效果更好[29-30]，原因是有研究表明膝關(guān)節(jié)在屈膝20°～30°時(shí)，膝關(guān)節(jié)內(nèi)壓力最小，對(duì)股四頭肌的抑制作用最小[31]。然而，也有學(xué)者用NMES方案，得到相反的結(jié)果，Palmieri-Smith[32]等的一項(xiàng)臨床研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用NMES 5周后，患者得到弱負(fù)性效應(yīng)值(-0.25，95%CI=-0.94、0.45)；16周后，NMES組患者負(fù)性效應(yīng)值繼續(xù)增大(-0.50，95%CI=-1.19、0.22)，說(shuō)明NMES不利于股四頭肌肌力恢復(fù)。關(guān)于如何使NMES效果最大化，也有多個(gè)研究提到了NMES的使用技巧，NMES的效果似乎跟強(qiáng)度成正相關(guān)，在可耐受范圍內(nèi)或舒適的前提下給予患者最大強(qiáng)度的股四頭肌刺激，可能可以取得更好的效果[26]。然而，以上文章的證據(jù)等級(jí)不高，NMES的有效性需高質(zhì)量的臨床隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步證實(shí)。

2.4 腘繩肌疲勞訓(xùn)練在解除AMI中的應(yīng)用屈曲反射是AMI的重要機(jī)制之一，屈曲反射的原理是屈膝肌群(腘繩肌)興奮和伸膝肌群(股四頭肌)抑制，導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)發(fā)生屈曲動(dòng)作[33]。如果可以使腘繩肌的興奮性減弱，那么股四頭肌的抑制或許將被解除，肌肉疲勞訓(xùn)練從原理上來(lái)講就是一種可以使腘繩肌興奮性降低的方法[34]。Delaloye等[35]報(bào)道了一種通過(guò)腘繩肌疲勞鍛煉迅速解除膝關(guān)節(jié)伸直受限的方法，僅需要10min左右，AMI導(dǎo)致的膝關(guān)節(jié)屈曲就能消失。根據(jù)Delaloye所描述的方法：首先，讓患者行俯臥位，健側(cè)伸直，患肢屈曲30°～40°；然后，腘繩肌行最大力收縮，此時(shí)治療師將手放在患者足跟處給患者抗阻訓(xùn)練，堅(jiān)持2～3s，然后充分放松，重復(fù)此動(dòng)作，一般10min內(nèi)，患者可實(shí)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)伸直；最后也是非常重要的一步，就是進(jìn)一步讓患者實(shí)現(xiàn)主動(dòng)伸膝鍛煉，使康復(fù)鍛煉效果得以鞏固[35]。同樣Lowe等[36]發(fā)現(xiàn)腘繩肌疲勞訓(xùn)練后(M=96%，S D=7.6%)相比腘繩肌疲勞訓(xùn)練之前(M=8 1.2%，SD=15.8%)，ACL重建患者在腘繩肌疲勞訓(xùn)練前后CAR值有顯著提升(P=0.01)，而對(duì)照組在訓(xùn)練前后并沒(méi)有差異(訓(xùn)練前：M=97.0%,SD=17.1%；訓(xùn)練后：M=96.9%，SD=9.6%)。腘繩肌疲勞訓(xùn)練出現(xiàn)較晚，證據(jù)較少，但是實(shí)施簡(jiǎn)單、無(wú)創(chuàng)且不需要工具，似乎是一種值得進(jìn)一步探究與臨床推廣的技術(shù)。

2.5 基于AMI發(fā)生機(jī)制的其他治療方法除了以上方法，還有很多解除AMI的方法被世界各地學(xué)者廣為探究，例如膝關(guān)節(jié)抽吸、關(guān)節(jié)內(nèi)注射激素、非甾體抗炎藥物、局麻、經(jīng)顱磁刺激和震動(dòng)等[6]。其中，膝關(guān)節(jié)積液抽吸被認(rèn)為可以直接改善膝關(guān)節(jié)腫脹，從根本上解除AMI，然而這種方法似乎對(duì)骨關(guān)節(jié)炎的患者效果不佳[6]，也有增加關(guān)節(jié)腔內(nèi)感染的可能。對(duì)比本文前面提到的冷療、康復(fù)鍛煉、TENS、NMES、腘繩肌疲勞訓(xùn)練，膝關(guān)節(jié)抽吸等方法或因?yàn)橛袆?chuàng)，不容易被患者接受且風(fēng)險(xiǎn)較高；或因?yàn)樽C據(jù)較少存在較大爭(zhēng)議，因此臨床應(yīng)用較少。作為臨床工作者，在面對(duì)治療方法的選擇時(shí)，除了考慮證據(jù)的有效性，同時(shí)也會(huì)考慮對(duì)患者造成的傷害和實(shí)施的可行性、簡(jiǎn)易性，這也可以解釋某些AMI治療方法發(fā)展緩慢的原因。

3 結(jié)論與展望

膝關(guān)節(jié)術(shù)后普遍存在股四頭肌關(guān)節(jié)源性抑制，往往持續(xù)數(shù)月甚至數(shù)年之久。股四頭肌抑制會(huì)使肌肉萎縮，肌力訓(xùn)練無(wú)效，長(zhǎng)此以往會(huì)導(dǎo)致患者步態(tài)異常，運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)下降，更會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生與發(fā)展。AMI的原因很多，膝關(guān)節(jié)腫脹、炎癥、疼痛、關(guān)節(jié)松弛、結(jié)構(gòu)受損是關(guān)節(jié)腔內(nèi)環(huán)境中最主要的激發(fā)因素，以上變化會(huì)刺激膝關(guān)節(jié)感受器，導(dǎo)致傳入神經(jīng)持續(xù)興奮，通過(guò)脊髓反射通路和脊髓上的改變，持續(xù)抑制股四頭肌α運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的興奮性，從而造成AMI，然而，中樞神經(jīng)對(duì)AMI的作用機(jī)制遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有被探究清楚。關(guān)于AMI的治療方法繁多，其中冷療、TENS、NEMS、康復(fù)鍛煉是大多數(shù)學(xué)者公認(rèn)的有效治療方法，但未來(lái)仍需要高質(zhì)量的隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn)來(lái)證實(shí)。最后，西方國(guó)家探究AMI已經(jīng)有60多年的歷史，相比而言，我國(guó)臨床上對(duì)AMI的認(rèn)知仍有待提高，我國(guó)學(xué)者可根據(jù)現(xiàn)有證據(jù)探究AMI在中國(guó)人群中的發(fā)生機(jī)制和治療。