術前阻力訓練對內側開放式楔形截骨術患者膝關節功能、步態及生活質量的影響

劉文輝,董婕,王宏慶,董昕,孫鳳龍

內側開放式楔形截骨術(open wedge high tibial osteotomy,OWHTO)被證實在改善膝骨關節炎患者下肢力學對線不齊、膝關節負荷以及患者報告的膝關節疼痛等方面效果顯著,是目前臨床應用最為廣泛的外科治療手段[1-2]。然而該術后需要長達約6～12周的保護性負重,導致術后股四頭肌力量和隨意肌激活明顯減弱[3-4],嚴重降低患者生活質量。術前阻力訓練可有效改善患者肌肉力量和耐力、提高肌肉的承載能力,對于術后運動和日常生活活動的恢復具備優勢[5]。本研究擬探討術前抗阻訓練對內側開放式楔形截骨術患者膝關節功能、步態及生活質量的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2020年6月～2022年5月擬接受內側開放式楔形截骨術的患者60例。納入標準:Kellgren-Lawrence分級≤Ⅱ且符合《骨關節診療指南》對膝骨關節炎的診斷標準;單側病變,下肢力線位于內側間室;年齡<65歲;內翻畸形>5°,近端內側角<85°,符合行內側開放式楔形截骨術標準;首次擬行內側開放式楔形截骨術;術前步行距離≥20m,VAS≤3分,具有一定運動能力。排除標準:術前合并感染性關節炎、髕股關節終末期疾病、多韌帶不穩定等者;股骨端存在畸形,需行股骨端截骨矯形術者;存在認知功能障礙,無法配合康復訓練者;患有嚴重心血管疾病、內科急性及精神疾病不能耐受或配合術后康復者。60名患者中1名患者在手術中被發現存在嚴重側室骨關節炎,另1位患者6個月后未能參與隨訪而被排除。訓練期間未出現重大不良事件。通過調整訓練計劃解決了4個輕微不良事件。1名參與者由于疼痛加劇而錯過了培訓課程,該參與者在咨詢骨科專家后繼續接受并完成培訓。根據納入標準,最終納入58例患者。按照隨機數字表法,分為康復宣教組30例和阻力訓練組28例。2組患者一般比較無統計學差異。見表1。

表1 2組患者一般資料比較

1.2 方法 康復宣教組在術前接受康復宣教,阻力訓練組進行為期4周的術前抗阻訓練。

1.2.1 術前康復宣教 2組均接受由物理治療師以口頭結合紙質材料的方式進行術前康復宣教。主要內容包括:手術前后康復訓練方式、注意事項、支具的使用和日常生活活動的指導等。

1.2.2 術前抗阻訓練 阻力訓練組在手術前進行術前抗阻訓練。熱身階段:患者使用功率自行車進行低速率(50 rpm)和低負荷(1 kp)騎行,持續5min。結束后進行15s的股四頭肌和腘繩肌牽拉。目標設定:通過體適能測試獲取患者最大等速力量,并將最大等速力量的70%設為訓練目標。若由于個人體質原因未能立即完成該強度訓練,則可從最大等速力量的40%開始漸進式增加運動強度直到能夠完成最大等速力量的70%。治療師通過計算機顯示器上提供的視覺反饋,指示患者每次動作完成必須達到或超過該目標。訓練階段:指導患者以60°/s、90°/s和120°/s的速度進行等速膝關節伸展和屈曲運動訓練,10次/組,共3組。再以180°/s進行上述運動訓練,15次/組,共3組。進階階段:為了監控進度并設定新的訓練目標,在第3周、第6周和第9周分別進行最大等速力量測試,并根據測試結果設定新的訓練目標。在術前阻力訓練期間,由物理治療師為患者提供個性化評估及訓練計劃,并始終密切監測、保護。訓練3d/周,持續4周。

1.3 評定標準 訓練前、術前訓練后及手術后6個月對患者進行評估。采用美國特種外科醫院膝關節功能評分(hospital for special surgery knee score,HHS)評估患者膝關節功能[6],使用世界衛生組織生存質量評定量表(World Health Organization Quality of life rating scale,QOL-BRER)評定患者生活質量[7],佩戴便攜式步態評估儀評估患者在平地上完成20m步行時步長、步速、步頻,使用手持式測力計測量患者股四頭肌、腘繩肌肌力。

2 結果

2.1 2組HSS、QOL-BRER評分及步行能力比較 訓練前,2組HSS評分、QOL-BRER評分、步長、步速、步頻無統計學差異。阻力訓練組:術前HSS評分、QOL-BRER評分、步速、步頻較訓練前增加(P<0.05),步長較訓練前無統計學差異。術后6個月HSS評分、QOL-BRER評分、步長、步速、步頻較術前訓練后增加(P<0.05)。康復宣教組:康復宣教后,HSS評分、QOL-BRER評分、步長、步速、步頻較康復宣教前無統計學差異。術后6個月HSS評分、QOL-BRER評分、步長、步速、步頻較康復宣教后增加(P<0.05)。與康復宣教組比較,阻力訓練組在術前HSS評分、QOL-BRER評分、步長、步速、步頻均增加(P<0.05);術后6個月HSS評分、QOL-BRER評分、步長、步速、步頻均增加(P<0.05)。見表2。

表2 2組治療前后HSS、QOL-BRER評分及步行能力比較

2.2 阻力訓練組訓練前后股四頭肌、腘繩肌肌力比較 術前阻力訓練后股四頭肌肌力較訓練前增加(P<0.05),術后6個月股四頭肌肌力較術前降低(P<0.05)。術前腘繩肌肌力較訓練前增加(P<0.05),術后6個月腘繩肌較術前無統計學差異。見表3。

表3 阻力訓練組訓練前后股四頭肌、腘繩肌肌力比較

3 討論

我國約有3%的人群患有關節炎,其中膝骨關節炎(knee osteoarthritis,KOA)占大部分比例[8]。KOA的發病率不斷增長,并有逐漸年輕化的趨勢[9]。中青年患者康復具有重要的社會意義。眾所周知,功能結果與下肢機械軸的校正密切相關。脛骨高位截骨術(high tibial osteotomy,HTO)被證實更適用于中青年單髁KOA患者,對下肢力線的矯正有更高的準確性[10-11]。本研究證實在OWHTO之前接受術前阻力訓練的患者在運動和生活質量方面得到更大的改善。2組在OWHTO后的自我報告結果和動態膝關節負荷方面都有顯著改善。上述結果與最新的報道結果一致。最新研究提示,與基線評分相比,訓練后患者膝內收力矩降低了約50%,與膝關節相關的生活質量項目均提高了約50%[12]。值得注意的是,計劃進行OWHTO的患者術前保持積極的運動及生活方式,能夠幫助患者在手術后恢復到之前的活動水平[13]。

本研究選擇探討術前預康復訓練對患者的長期影響。循證研究證明預康復能夠有效提高術前心肺儲備和運動能力,滿足手術需求做準備,同時有利于術后回歸日常生活甚至完成體力活動[14-15]。目前術前康復的手段包括術前教育、柔韌性訓練、阻力訓練、有氧運動、神經肌肉電刺激等[16]。研究表明在需要長時間減少術后活動性的骨科手術之前,肌肉力量的術前增益是有用的[17]。阻力訓練能夠在短時間內有效改善肌肉力量以及心肺功能,適用于擇期手術前進行短期預康復[18]。本研究阻力的設定為漸進式抗阻訓練,通過體適能測試獲取患者最大等速力量,并將最大等速力量的70%設為訓練目標。若未能立即完成該強度訓練,則可從最大等速力量的40%作為起始訓練強度。術前漸進式抗阻訓練是使膝關節相關手術后快速康復的有效手段[19]。除了臨床有效性之外,我們必須考慮患者依從性問題,漸進式抗阻訓練從患者可以接受的最大運動強度開始,逐漸增加訓練難度[20]。目前有關接受OWHTO患者術前阻力訓練的相關研究較少[21]。雖然Rooks 等[22]提出阻力訓練后術前力量顯著增加20%,但與對照組相比,手術后的結果仍然沒有顯著改善。除了這些研究與本研究阻力訓練的差異外,患者群體也可能存在重要差異。接受膝關節置換術的患者往往年齡更大,癥狀更嚴重,并且可能無法達到適當的訓練強度來促進所需的力量改善,從而影響術后結果[23]。本研究中訓練側重于提高股四頭肌和腘繩肌力量,因為這些肌肉主要與KOA患者的功能下降和殘疾有關。增加膝關節周圍肌肉(尤其是股四頭肌)的肌肉力量和耐力,也可以提高肌肉的承載能力,并保護關節免受對線不齊導致的過度負荷。

本研究也存在一定局限性,2組的術后康復方案很難得到控制,因此基于術后管理的差異,組間的差異也可能出現。另外,術前阻力訓練更適合推廣到相對年輕、活躍的患者,并且本研究僅隨訪至手術后6個月。未來的研究將探討其他更容易在各種環境中實施的強化計劃的治療效果。

綜上所述,術前阻力訓練對內側開放式楔形截骨術患者膝關節功能、步態、生活質量及肌肉力量方面均有明顯改善作用。在術前進行強化股四頭肌和腘繩肌的高強度等速向心收縮訓練,其治療效果具有一定持續作用。