不同角度股四頭肌等速肌力訓(xùn)練對(duì)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能的影響

李益平，張穎

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不同角度股四頭肌等速肌力訓(xùn)練對(duì)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后膝關(guān)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(xùn)練對(duì)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能的影響，為全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后康復(fù)方案的選擇提供依據(jù)。方法全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者73例，隨機(jī)分為3組，0°～30°組25例、31°～60°組24例和61°～90°組24例，進(jìn)行2個(gè)月的股四頭肌等速肌力訓(xùn)練。記錄治療前、后每例膝關(guān)節(jié)的等速肌力測(cè)定值；采用IKS評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定膝關(guān)節(jié)功能。結(jié)果治療后，3組等速肌力測(cè)定值均較治療前增加，0°～30°組的IKS評(píng)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(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。治療后IKS評(píng)分與0°～30°組等速肌力測(cè)定值呈正相關(guān)（P＜0.05）。結(jié)論在膝關(guān)節(jié)屈曲0°～30°范圍內(nèi)進(jìn)行股四頭肌等速訓(xùn)練可有效增強(qiáng)肌力，改善膝關(guān)節(jié)功能。

關(guān)鍵詞：全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)；等速肌力訓(xùn)練；膝關(guān)節(jié)功能；股四頭肌

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

1　對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象2010年2月—2011年7月在天津市南開(kāi)大學(xué)人民醫(yī)院關(guān)節(jié)科行TKA的患者73例。所有患者術(shù)前診斷為骨性關(guān)節(jié)炎，均為初次行單側(cè)TKA。其中男35例，女38例。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍≥100°。（2）無(wú)引起下肢疼痛或影響下肢功能的其他疾病。（3）既往患膝無(wú)開(kāi)放性手術(shù)或骨折病史。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）嚴(yán)重心肺疾患。（2）重度骨質(zhì)疏松癥。（3）有影響康復(fù)進(jìn)程的并發(fā)癥。手術(shù)均采用美國(guó)Zimmer公司提供的NexGen LPS·Flex假體TKA，其中髕骨置換術(shù)26例，髕骨成形術(shù)47例。所有患者均簽署知情同意書。采用隨機(jī)數(shù)字表法將患者分為3組，根據(jù)對(duì)其進(jìn)行股四頭肌等速肌力訓(xùn)練時(shí)膝關(guān)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(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，具有可比性，見(jiàn)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　（±s）

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(shù)方法髕骨置換術(shù)6 13 7 5.51髕骨成形術(shù)19 11 17術(shù)前病程（a）26.9±8.8 28.1±9.4 29.6±7.3 0.71術(shù)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(fù)治療3組患者均于術(shù)后第1天開(kāi)始，在康復(fù)醫(yī)生的指導(dǎo)下進(jìn)行常規(guī)的康復(fù)治療。術(shù)后1～3 d：向心性按摩術(shù)側(cè)下肢、主動(dòng)和被動(dòng)膝關(guān)節(jié)ROM練習(xí)、踝泵練習(xí)、股四頭肌和臀肌等長(zhǎng)收縮練習(xí)等。術(shù)后4～7 d：增加直腿抬高練習(xí)、適應(yīng)性站立練習(xí)等。術(shù)后8 d以后：下地負(fù)重行走訓(xùn)練。

1.2.2等速肌力訓(xùn)練方法患者術(shù)后能夠接受股四頭肌肌力測(cè)試后，即開(kāi)始等速肌力訓(xùn)練。采用德國(guó)ISOMED2000型等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)分別在膝關(guān)節(jié)屈曲0°～30°，31°～60°及61°～90°進(jìn)行2個(gè)月的股四頭肌向心性收縮訓(xùn)練，測(cè)試速度為30°/s。所有患者均每日接受2次治療，每次訓(xùn)練3組，每組10次訓(xùn)練，組間休息1min，共治療2個(gè)月。

1.3評(píng)價(jià)方法記錄治療前、后每例膝關(guān)節(jié)的等速肌力測(cè)定值（峰力矩、總功率及平均功率）；采用IKS評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[3]測(cè)評(píng)每組患者治療前后的主觀改善情況，包括臨床評(píng)分（主動(dòng)疼痛、膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度、膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性、膝關(guān)節(jié)屈曲攣縮程度）和功能評(píng)分（步行能力、登樓梯能力）。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法數(shù)據(jù)經(jīng)SPSS 12.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用±s表示，2組治療前后IKS評(píng)分以及等速肌力測(cè)定值比較用配對(duì)t檢驗(yàn)，兩者的相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1各組治療前后等速肌力測(cè)定值及IKS評(píng)分比較訓(xùn)練后，各組等速肌力測(cè)定值均較治療前增加，0°～30°組的IKS評(píng)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(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)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(xiàng)指標(biāo)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(xiàng)指標(biāo)比較　（±s）

＊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(cè)定值與IKS評(píng)分的相關(guān)性分析治療后膝關(guān)節(jié)功能IKS評(píng)分與0°～30°組等速肌力測(cè)定值（峰力矩、總功率及平均功率）呈正相關(guān)（P＜0.05）；而與31°～60°組及61°～90°組的各項(xiàng)肌力指標(biāo)無(wú)相關(guān)性（P＞0.05），見(jiàn)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(cè)定值與IKS評(píng)分的相關(guān)性分析（r）

3　討論

髕骨位于股四頭肌末端，其運(yùn)動(dòng)受力可分為主動(dòng)及被動(dòng)兩種作用力[4]。主動(dòng)作用力來(lái)自股四頭肌，包括股直肌、股外側(cè)肌、股內(nèi)側(cè)肌及股中間肌。股四頭肌收縮時(shí)各肌肉的合力是保持運(yùn)動(dòng)中髕股關(guān)節(jié)正常對(duì)位、保持髕骨穩(wěn)定的動(dòng)力因素，從而維持膝關(guān)節(jié)的正常功能。因其解剖學(xué)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(shí)髕骨有外移趨勢(shì)；被動(dòng)作用力主要來(lái)自髕韌帶、內(nèi)側(cè)及外側(cè)髕旁支持帶[5]。但患者往往存在內(nèi)側(cè)支持帶松弛、外側(cè)支持帶緊張的情況，這樣就會(huì)造成髕骨向外傾斜、髕骨外旋、外側(cè)髕股壓力增高，相應(yīng)軟骨退變加速，并使髕骨有向外側(cè)脫位的傾向，引起疼痛及膝關(guān)節(jié)功能受限[6]。

股四頭肌中的股內(nèi)側(cè)肌可以分為2個(gè)獨(dú)立的部分，股內(nèi)直肌與股內(nèi)斜肌(vastusmedialis obliquus，VMO)。VMO止于髕骨內(nèi)側(cè)，與股骨長(zhǎng)軸呈50°角[7]，其收縮時(shí)產(chǎn)生的力線與下肢的機(jī)械軸構(gòu)成了朝向內(nèi)上方50°～60°角，有對(duì)抗髕骨外移的動(dòng)力性穩(wěn)定作用。所以VMO是唯一具有將髕骨向內(nèi)、后側(cè)牽拉作用的動(dòng)力性結(jié)構(gòu)。VMO的肌力增強(qiáng)，保證了髕骨運(yùn)動(dòng)中的正常軌跡，從而維持了膝關(guān)節(jié)的正常功能[5]。另外，經(jīng)過(guò)肌電圖和CT檢查證實(shí)，在屈膝0°～30°范圍內(nèi)，VMO對(duì)髕骨的力學(xué)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(xùn)練前增加，但只有屈膝0°～30°組膝關(guān)節(jié)功能IKS評(píng)分較治療前明顯增加，而且膝關(guān)節(jié)功能IKS評(píng)分的變化與屈膝0°～30°范圍股四頭肌力量的改變具有相關(guān)性。

另一方面，TKA術(shù)后由于手術(shù)范圍廣、手術(shù)創(chuàng)傷產(chǎn)生的炎性因子，使得膝關(guān)節(jié)及其周圍出血、關(guān)節(jié)周圍軟組織腫脹較嚴(yán)重。腫脹發(fā)生后，患者自覺(jué)疼痛加重，關(guān)節(jié)周圍軟組織的順應(yīng)性下降，關(guān)節(jié)活動(dòng)時(shí)阻力增大。研究證實(shí)，膝關(guān)節(jié)內(nèi)的容積和壓力與關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動(dòng)的位置有關(guān)[9]。膝關(guān)節(jié)屈曲的角度越小，關(guān)節(jié)內(nèi)的容積越大，壓力越小。本研究中0°～30°組患者膝關(guān)節(jié)屈曲的角度最小，對(duì)研究的耐受性比較好，膝關(guān)節(jié)功能改善較大。

總之，本研究結(jié)果顯示，在膝關(guān)節(jié)屈曲0°～30°范圍內(nèi)進(jìn)行股四頭肌等速肌力訓(xùn)練可有效增強(qiáng)股四頭肌肌力，同時(shí)IKS評(píng)分有明顯改善，其治療前、后膝關(guān)節(jié)功能IKS評(píng)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(guān)性。故研究表明膝關(guān)節(jié)屈曲0°～30°范圍內(nèi)的等速肌力訓(xùn)練可以改善膝關(guān)節(jié)功能。

參考文獻(xiàn)

[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(guān)節(jié)穩(wěn)定機(jī)制的解剖學(xué)及生物力學(xué)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(xùn)練對(duì)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后髕骨軌跡異常的影響[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)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(jiǎn)介：李益平（1978），女，副教授，碩士，主要從事臨床康復(fù)與康復(fù)教育研究

基金項(xiàng)目：天津市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)市級(jí)成果（津20111290）

中圖分類號(hào)：R493

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI:10.11958/57787

作者單位：1天津醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校醫(yī)療技術(shù)系（郵編300222）；2天津市南開(kāi)大學(xué)人民醫(yī)院