基于雙重差分模型評估彈性阻力運動對老年TKA患者肌肉力量和關節功能的影響

郭彩虹，王瑞紅，郝嫦娟

1.榆林市第一醫院綏德院區骨科二病區，陜西榆林 718000；2.榆林市第一醫院外科ICU，陜西榆林 718000；3.榆林市第一醫院急診醫學科，陜西榆林 718000

老年全膝關節置換術(TKA)后常需予以康復訓練以改善患者肌肉質量下降狀態。目前臨床中通常予以標準康復訓練措施進行治療，由于患者術后疼痛等原因，康復效果欠佳[1]。因此，需尋找新型有效康復訓練手段以提高康復療效。彈性阻力運動是一種通過增加肌肉收縮和線粒體蛋白合成速率來減緩衰老相關Ⅱ型肌纖維表型萎縮的康復訓練手段。既往研究發現，彈性阻力運動可預防老年少肌癥[2]，也有研究將其應用于TKA術后患者中，但研究過程中均采用傳統方法評估干預效應，導致對彈性阻力運動干預效應的評估準確性欠佳[3]。雙重差分模型設置更加科學，能更加準確地估計干預措施效應。為此，本研究納入200例老年患者，旨在建立雙重差分模型評估彈性阻力運動在老年TKA患者中的價值。

1 資料與方法

1.1一般資料 經榆林市第一醫院倫理委員會審批后回顧性選取2019年3月至2020年6月于榆林市第一醫院行TKA治療的200例老年膝骨性關節炎患者為研究對象，根據患者意愿分為觀察組和對照組，每組100例。觀察組男67例，女33例；年齡60～75歲，平均(66.32±5.20)歲；左側48例，右側52例；病程10～26個月，平均(17.41±5.31)個月。對照組男59例，女41例；年齡60～75歲，平均(65.85±3.74)歲；左側43例，右側57例；病程10～26個月，平均(16.30±4.15)個月。兩組患者上述一般資料比較差異均無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

納入標準：(1)符合《骨關節炎診療指南(2018年版)》[4]中膝骨性關節炎的診斷標準，并接受TKA；(2)局部有疼痛，關節功能障礙，膝關節屈曲<60°，無全身癥狀；(3)臨床資料完整。排除標準：(1)既往膝關節手術史；(2)合并神經肌肉功能障礙性疾病；(3)體質量指數≥31 kg/m2；(4)合并基礎疾病，如糖尿病、心腦血管疾病，依從性差。

1.2方法

1.2.1對照組 予以標準康復訓練，于術后第2周接受標準康復訓練，如拉伸練習、活動范圍練習、靜止自行車和跑步機行走等訓練，訓練2次/周(每周一和周三下午14:00～16:00各進行一次訓練)，持續時間約為30 min。干預12周。

1.2.2觀察組 在對照組的基礎上予以彈性阻力運動進行康復訓練，于術后第2周接受2次/周(每周一和周三下午14:00～16:00各進行一次訓練)，為期12周的訓練。每次訓練包括10 min的熱身、40 min的彈性抗阻練習和5 min的休息期。針對上肢和下肢主要全身肌肉群，將以下7個動作納入訓練：坐姿挺胸、坐姿劃船、坐姿肩部推舉、伸膝、屈膝、屈髖、伸髖。每 2 周(于首次訓練的第2、4、6、8、10周)使用漸進式阻力負荷訓練來增加運動的難度(通過改變條帶顏色，即黃色、紅色、綠色、藍色、黑色和銀色，在100%伸長率下相應的阻力水平分別為1.32、1.77、2.27、3.22、4.40和5.99 kg)。患者每個動作做10～20次，共做3組。阻力訓練中彈性阻力(條帶顏色)的運動負荷根據15分博格感知努力量表設定在有點困難(13分)至困難(15分)。

1.3評價指標及標準

1.3.1疼痛強度 于訓練前及訓練第4周、第8周及第12周采用視覺疼痛模擬評分法(VAS)[5]對患者的疼痛強度進行評價，滿分10分，分值越高表示患者疼痛強度越高。

1.3.2肌肉力量 于訓練前及訓練第4周、第8周及第12周采用HUMAC NORM等速測力器(CSMiSolutions，Stughton MA，美國)對患者患肢膝關節進行伸峰值扭矩等速收縮測試，等速肌力角速度為每秒60°進行測量。

1.3.3膝關節功能評估 采用外科膝關節功能量表(HSS)[6]評估患者膝關節功能，包括疼痛(30分)、功能(22分)、活動范圍(18分)、肌肉力量(10分)膝關節屈曲畸形(10分)、失穩(10分)。分值越高表示患者膝關節功能越好。

2 結 果

2.1兩組患者疼痛強度、肌肉力量、膝關節功能比較 訓練后，兩組患者VAS評分、肌肉力量、HSS評分均改善(P<0.05)，觀察組肌肉力量、HSS評分均高于對照組(P<0.05)，但VAS評分兩組間比較差異無統計學意義(P>0.05)，肌肉力量、HSS評分雙重差分模型凈效應高于VAS評分(P<0.05)。見表1。

表1 兩組患者疼痛強度、肌肉力量、膝關節功能比較

2.2雙重差分模型分析 雙重差分模型分析顯示，肌肉力量、HSS評分在組別、時間、組別·時間互項中差異均有統計學意義(P<0.05)，VAS評分在組別、時間、組別·時間互項中差異均無統計學意義(P>0.05)，見表2。

表2 雙重差分模型分析

3 討 論

老年TKA患者術后常伴肌肉衰減及力量減退，影響患者術后膝關節功能恢復[7]。術后有效的運動訓練干預是改善患者肌肉力量及促進膝關節功能恢復的主要手段。但目前臨床上常采用的標準康復治療方案中關于抗阻訓練的阻力設計多以等速測力系統測定，導致在部分基層康復中很難實現[8]。彈性阻力運動是一種新型康復運動訓練措施。唐微等[9]報道稱，彈性阻力運動可預防肌肉萎縮，但在膝關節炎及膝關節炎TKA術后患者的研究中發現彈性阻力運動對患者的影響存在差異，部分學者認為彈性阻力運動可增強患者肌肉力量。而另外部分學者稱在研究中未觀察到患者肌肉力量的改變[10-11]。鑒于此，本研究用雙重差分模型通過基于一個反事實的框架來評估彈性阻力運動實施和不實施兩種情況下彈性阻力運動在老年TKA術后患者中的價值。

本研究顯示，訓練后，觀察組肌肉力量、HSS評分均高于對照組(P<0.05)，雙重差分模型分析顯示，兩組患肌肉力量、HSS評分在組別、時間、組別·時間互項中差異均有統計學意義(P<0.05)。證實彈性阻力運動應用于老年TKA術后患者能有效增加其肌肉力量，提高其膝關節功能。老年TKA患者術后肌肉力量及膝關節功能的降低很大程度上歸因于Ⅱ型肌纖維的特異性萎縮及相應蛋白的合成減少[12]。彈性阻力運動訓練的肌肉激活和自我感覺功效與自由重量阻力訓練相似，通過促進衛星細胞增殖和增加肌肉收縮和線粒體蛋白合成的速率來抑制衰老相關的Ⅱ型肌纖維表型萎縮，緩解肌肉緊張，增加主要肌肉的血液循環，確保氧氣有效地流向相關肌肉群，促進肌纖維肥大及新肌核生成，進而有效提高患者肌肉力量及膝關節功能。在LEE等[13]的研究中觀察了單獨彈性阻力運動訓練和聯合彈性阻力運動增強訓練對合成代謝信號的影響，報告顯示兩種運動方案均產生了類似的哺乳動物雷帕霉素和p70S6K靶反應。HUANG等[14]研究發現，彈性阻力運動訓練使Ⅰ型纖維的單纖維橫截面積增加了23%，Ⅱa型纖維增加了22%，Ⅱa/Ⅱx型纖維增加了30%。進一步證實了彈性阻力運動在老年TKA患者術后肌肉力量及膝關節功能恢復中的價值。

綜上所述，基于雙重差分模型評估顯示彈性阻力運動應用于老年TKA患者能有效提高患者肌肉力量及膝關節功能。本研究的不足之處在于納入的病例來源于同一中心，研究的廣泛性受限，同時納入的患者僅為老年膝骨性關節炎患者，研究結果可能存在偏倚，后期擴大病例納入范圍，納入更多類型的膝關節損傷患者，對本研究做進一步驗證。