壓力感應鞋墊在老年全髖關節置換術后早期康復中的應用研究

包 蕓，曹亞琴，張強華，何守玉

湖州市第一人民醫院，浙江湖州 313000

隨著社會老齡化的到來，髖關節骨折、股骨頭壞死等老年人常見疾病也逐漸增長。全髖關節置換術(total hip arthroplasty，THA) 已成為目前治療老年髖部骨折及其他髖關節疾病、髖關節功能重建手術中最為有效的手術之一，該手術操作簡便，且術后療效及預后狀況較好，在骨科中廣泛應用[1]。有研究顯示，THA效果不僅取決于手術質量，術后康復也直接影響手術的治療效果[2]。近年來THA手術技術和人工關節假體材料學的進步以及快速康復的推廣，越來越傾向于讓THA患者術后早期下地進行功能鍛煉。但由于術后早期老年患者的肌肉和軟組織的破壞并未完全修復，患肢肌力不能完全勝任活動的需求。因此，術后早期老年患者康復鍛煉需注重患肢載荷分散，臨床上常用各種助行器。而這些助行器較少涉及患肢負重力監測，導致難以把握患肢負重的安全范圍及適宜的活動量。為減少上述問題，湖州市第一人民醫院骨科設計制作壓力感應鞋墊(專利號：ZL 2019 2 1974457.7)用于監測患者術后早期患肢負荷，并在老年THA患者早期康復鍛煉中應用，效果較好，現報道如下。

1 對象與方法

1.1 對象

本研究經醫院臨床倫理委員會批準。納入標準：醫院骨科住院患者，年齡在60周歲以上；首次行生物型THA，手術采用外側切口，使用同一種假體，術中證實假體穩定，術后X線攝片顯示假體植入位置良好；患者及其家屬簽署知情同意書。排除標準：腫瘤、股骨上段劈裂或骨折、術中髖臼或股骨側有自體或異體骨移植，合并嚴重心臟病、糖尿病、肝腎功能異常不適合參加研究的疾病，依從性差，不配合的患者。脫落標準：在手術恢復期再次發生髖部骨折，在THA術后發生深靜脈血栓，患者或家屬在研究過程中因自身原因主動要求退出實驗。2018年1月至2019年6月，符合納入、排除標準的患者200例，按照數字隨機原則分為對照組和觀察組，各100例，干預過程未發生脫落病例。對照組：男51例，女49例；年齡(64.4±2.9)歲；BMI(24.1±4.8)；股骨頸骨折62例，股骨頭骨折25例，骨性關節炎13例。觀察組：男55例，女45例；年齡(65.3±3.6)歲；BMI(25.7±5.5)；股骨頸骨折69例，股骨頭骨折21例，骨性關節炎10例。兩組患者在性別、年齡、BMI、疾病類型等方面比較，差異無統計學意義。

1.2 干預方法

1.2.1對照組

給予常規術后康復訓練，持續1個月。 即術后第1天，行股四頭肌收縮運動，20次/組，4組/d；踝關節背伸跖屈運動，20次/組，4組/d。術后第2天，行仰臥位直腿抬高運動，10次/組，2～3組/d；仰臥位屈髖屈膝運動，10次/組，3～4組/d；仰臥位患肢外展運動，20次/組，3～4組/d。以上康復訓練均持續1周。同時，術后24 h患者在康復治療師的指導下持助行器(框架式)下地行走，逐步進行由部分負重到完全負重的康復鍛煉，持續1個月。患者行床邊站立、部分負重行走練習前，佩戴運動手環監測患者康復鍛煉過程中的心率，然后進行練習，即患肢站穩后健腿先向前邁進，助行器隨后前移，患腿隨后或同時前邁，挺胸，雙目平視前方。術后第1天每次步行距離可由 5～10 m開始，根據康復治療師的經驗和患者的耐受情況，耐受情況以運動時的有效心率范圍在(60%～85%)×(220-年齡)來衡量，第2天步行距離可以加倍，以后逐漸增加，待持助行器行走能保持平衡和穩定后，患肢可逐漸棄助行器全負重訓練。患者出現不能配合或者中度及以上疼痛(VAS[3]評分≥4分)，則退回前1 d的負重量；患者運動心率<60%×(220-年齡)則適當增加運動量，心率>85%×(220-年齡)則退回前 1 d的運動量。

1.2.2觀察組

同對照組訓練方法，并在借助持助行器訓練時增加自制壓力感應鞋墊監測患肢負重量。

1.2.2.1 壓力感應鞋墊的制作

根據患者腳大小，設計制作大、中、小號鞋墊。鞋墊材料選用高性能聚氨酯(PU)彈性體加一層薄尼龍織物，厚度約3.0 mm；硬質聚氯乙烯(PVC)薄板，厚度約0.5 mm；薄膜壓力傳感器，根據足底特征點分布的需要，選取單個傳感點的有效感應面積為100 mm2。鞋墊分3層，人體接觸層為最高層是薄尼龍織物，中間層是硬質PVC薄板與薄膜壓力傳感器，最底層為PU彈性體。按照足底壓力分布，將6個薄膜壓力傳感器的傳感單元嵌入到鞋墊中層PVC薄板，分別對應足部一、二跖骨，中足內外側及足跟內外側位置，通過感受壓力信號，將其轉換成電信號，傳導到外接小型顯示板顯示負重量。壓力感應鞋墊結構示意圖見圖1。

1.2.2.2 實施

術后第1天開始持助行器下地行走前，指導患者選擇大小合適的壓力感應鞋墊置于患肢腳底，行床邊站立、部分負重行走練習。當患者開始站立或行走時，通過外接小型顯示板顯示患者患肢的負重量，患肢首次負重體質量的10%，患者配合良好、無明顯疼痛或輕度疼痛(VAS評分0～3分)；第2天開始，以每天增加20%的負重累加，直至達到完全負重，同時兼顧運動手環監測患者康復鍛煉過程中的耐受情況，測評方法及處理方法同對照組。

1.薄尼龍織物；2.硬質PVC薄板；3.薄膜壓力傳感器;

1.3 觀察指標

1.3.1跌倒發生率

比較兩組患者術后1個月內跌倒的發生率，即術后患者跌倒發生例數/總例數×100%。同一例患者在1個月內發生多次跌倒計為1例。

1.3.2股骨柄假體下沉位移

比較兩組患者術后6個月骨盆正位X線片較手術當天的假體下沉位移。測量方法：在正位骨盆片上找到兩側的淚滴，做一連接兩側淚滴底的水平連線a，然后沿患側股骨柄遠端頂點作一平行線b。測量a與b垂直距離d1。股骨柄假體下沉位移即手術當天的d1與術后6個月的d1間2次測量垂直距離之差，單位為mm。

1.3.3Harris髖關節功能評分

該評分方法是一個廣泛應用的評價髖關節功能的方法，用來評價保髖和關節置換的效果。滿分100分，90分以上為優良，80～89分為較好，70～79分為尚可，小于70分為差[3]。比較兩組患者術后6個月Harris髖關節功能評分。

1.3.4髖關節疼痛評分

采用VAS評價髖關節疼痛程度。即使用一條長約 10 cm的游動標尺，兩端分別為 0 分端(代表無痛)和 10 分端(代表難以忍受的最劇烈疼痛)，讓患者根據自我感覺指出代表疼痛程度的數值，以評價即刻的主觀疼痛情況。0分:無痛；3分及以下:有輕微的疼痛，能忍受；4～6分:患者疼痛并影響睡眠，尚能忍受；7～10分:患者有漸強烈的疼痛，疼痛難忍，影響食欲，影響睡眠[3]。比較兩組患者術后1個月髖關節VAS評分。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 兩組患者術后1個月內跌倒發生率的比較

觀察組跌倒發生率低于對照組，見表1。

表1 兩組患者術后1個月內跌倒發生率的比較

2.2 兩組患者術后6個月股骨柄假體下沉位移距離和Harris髖關節功能評分的比較

觀察組股骨柄假體下沉位移距離小于對照組，Harris髖關節功能評分稍微高于對照組，見表2。

表2 兩組患者術后6個月股骨柄假體下沉位移距離和Harris髖關節功能評分的比較

2.3 兩組患者術后1個月髖關節VAS評分的比較

兩組患者術后VAS評分均≤3分，觀察組髖關節疼痛程度輕于對照組，見表3。

表3 兩組患者術后1個月髖關節VAS評分的比較

3 討論

3.1 老年THA患者術后早期下床訓練的意義

THA是骨科常見的手術之一，目的是重新獲得一個有足夠負重功能和活動范圍、穩定、無痛的人工關節[4]。如果術中可以使假體達到緊密壓配，固定牢固,假體位置良好,則術后立即負重并不影響臨床效果以及假體的穩定性[5-6]。而且進行早期負重不僅能減少因缺少活動引起的骨質流失以及促進功能活動的早期恢復，還能預防深靜脈血栓。因此，早期活動是THA術后獲得肢體功能恢復的關鍵,早期負重訓練可使患者的心理和生理均得到鍛煉,能更快達到功能恢復，使住院時間縮短、住院費用降低。

3.2 使用壓力感應鞋墊指導康復訓練能提高老年THA患者術后早期康復效果

本研究結果顯示，術后1個月內，觀察組跌倒發生率低于對照組，髖關節疼痛程度輕于對照組，差異有統計學意義；術后6個月觀察組的股骨柄假體下沉位移距離小于對照組，差異有統計學意義。觀察組和對照組術后6個月髖關節功能評分比較，差異無統計學意義。分析可能原因，在臨床上，老年患者術后早期全負重訓練時，由于老年患者超重、年齡大、肌肉萎縮等各方面因素，很難保證假體對于周圍骨質的應力刺激能夠控制在“適度”水平，一旦應力過度加載，就很容易引發生物型假體過度下沉、疼痛、跌倒，甚至假體松動[7]。另一部分老年患者因疼痛、害怕跌倒等原因，術后不敢負重，影響預后。因此THA患者術后早期的功能康復鍛煉大多選用患肢載荷分散措施[8]，但對患肢安全、有效的負重范圍研究較少，且對患肢負重力監測的定量工具較少，難以把握患肢負重的安全范圍及適宜的活動量。而自制的壓力感應鞋墊是由薄尼龍織物、PVC薄板、薄膜壓力傳感器和PU彈性體組成，其中薄尼龍織物材料穿著較為舒適且其有一定的厚度便于薄膜壓力傳感器的嵌入和傳輸電纜的置入；硬質PVC薄板，有效阻隔了動態頻率響應差的鞋墊材料對薄膜壓力傳感器的影響，又保留了鞋墊的舒適性；6個薄膜壓力傳感器的傳感單元嵌入到對應足部一 、二跖骨，中足內外側及足跟內外側的鞋墊中，有利于及時捕捉到精準數據。在患者下床訓練前，將壓力感應鞋墊置于患肢腳底，在訓練中根據壓力感應鞋墊通過小型液晶顯示板獲取數據，用于指導訓練，使訓練量符合患者實際情況，同時參考運動有效心率，根據壓力感應鞋墊獲得患肢直觀的負重數據，及時增加或減少訓練量，從而減少不良訓練，進而降低患者跌倒發生率，減輕髖關節疼痛，減少術后股骨柄假體的下降位移。