不同角度股四头肌等速肌力训练对全膝关节置换术后膝关节功能的影响

李益平，张颖



不同角度股四头肌等速肌力训练对全膝关节置换术后膝关节功能的影响

李益平1，张颖2△

摘要：目的研究不同角度股四头肌等速肌力训练对全膝关节置换术后膝关节功能的影响，为全膝关节置换术后康复方案的选择提供依据。方法全膝关节置换术患者73例，随机分为3组，0°～30°组25例、31°～60°组24例和61°～90°组24例，进行2个月的股四头肌等速肌力训练。记录治疗前、后每例膝关节的等速肌力测定值；采用IKS评分标准评定膝关节功能。结果治疗后，3组等速肌力测定值均较治疗前增加，0°～30°组的IKS评分较治疗前明显增加（P＜0.05）；31°～60°组及61°～90°组治疗前后IKS评分差异无统计学意义。治疗后IKS评分与0°～30°组等速肌力测定值呈正相关（P＜0.05）。结论在膝关节屈曲0°～30°范围内进行股四头肌等速训练可有效增强肌力，改善膝关节功能。

关键词：全膝关节置换术；等速肌力训练；膝关节功能；股四头肌

全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）是治疗膝关节严重疾患、缓解膝关节疼痛、重建膝关节功能的主要手段，不论手术还是假体技术，近年来都得到不断的改善，从而大大改善了TKA术后功能，提高了患者的生活质量。但术后股四头肌肌力异常导致的髌股关节疼痛、假体松动等并发症严重影响了膝关节的功能[1]。在不同角度下，股四头肌对膝关节的作用是不同的[2]，但有关不同角度股四头肌训练对TKA术后膝关节功能影响的研究较少。本研究应用德国ISOMED2000系统分别在膝关节不同屈曲角度进行股四头肌的等速肌力锻炼，以观察TKA术后不同角度下股四头肌肌力训练对膝关节功能的影响。

1　对象与方法

1.1研究对象2010年2月—2011年7月在天津市南开大学人民医院关节科行TKA的患者73例。所有患者术前诊断为骨性关节炎，均为初次行单侧TKA。其中男35例，女38例。纳入标准：（1）关节活动范围≥100°。（2）无引起下肢疼痛或影响下肢功能的其他疾病。（3）既往患膝无开放性手术或骨折病史。排除标准：（1）严重心肺疾患。（2）重度骨质疏松症。（3）有影响康复进程的并发症。手术均采用美国Zimmer公司提供的NexGen LPS·Flex假体TKA，其中髌骨置换术26例，髌骨成形术47例。所有患者均签署知情同意书。采用随机数字表法将患者分为3组，根据对其进行股四头肌等速肌力训练时膝关节屈曲的范围，分为0°～30°组、31°～60°组、61°～90°组。3组基本情况差异均无统计学意义，具有可比性，见表1。

Tab.1　Comparison of general data between three groups表1　各组基本情况比较　（±s）

Tab.1　Comparison of general data between three groups表1　各组基本情况比较　（±s）

均P > 0.05

组别n 0°～30°组31°～60°组61°～90°组χ2或F 25 24 24性别(男/女) 10/15 14/10 11/13 1.71年龄（岁）59.6±10.2 60.3±11.6 58.7±9.8 0.42手术方法髌骨置换术6 13 7 5.51髌骨成形术19 11 17术前病程（a）26.9±8.8 28.1±9.4 29.6±7.3 0.71术后病程（d）30.3±9.4 28.1±8.7 29.5±9.9 0.69

1.2研究方法

1.2.1常规康复治疗3组患者均于术后第1天开始，在康复医生的指导下进行常规的康复治疗。术后1～3 d：向心性按摩术侧下肢、主动和被动膝关节ROM练习、踝泵练习、股四头肌和臀肌等长收缩练习等。术后4～7 d：增加直腿抬高练习、适应性站立练习等。术后8 d以后：下地负重行走训练。

1.2.2等速肌力训练方法患者术后能够接受股四头肌肌力测试后，即开始等速肌力训练。采用德国ISOMED2000型等速肌力训练系统分别在膝关节屈曲0°～30°，31°～60°及61°～90°进行2个月的股四头肌向心性收缩训练，测试速度为30°/s。所有患者均每日接受2次治疗，每次训练3组，每组10次训练，组间休息1min，共治疗2个月。

1.3评价方法记录治疗前、后每例膝关节的等速肌力测定值（峰力矩、总功率及平均功率）；采用IKS评分标准[3]测评每组患者治疗前后的主观改善情况，包括临床评分（主动疼痛、膝关节活动度、膝关节稳定性、膝关节屈曲挛缩程度）和功能评分（步行能力、登楼梯能力）。

1.4统计学方法数据经SPSS 12.0软件进行统计分析。采用±s表示，2组治疗前后IKS评分以及等速肌力测定值比较用配对t检验，两者的相关性分析采用Pearson相关。P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1各组治疗前后等速肌力测定值及IKS评分比较训练后，各组等速肌力测定值均较治疗前增加，0°～30°组的IKS评分较治疗前明显增加（P＜0.05），31°～60°组及61°～90°组治疗前后IKS评分差异无统计学意义，见表2。

Tab.2　Comparison of clinical data before and after treatment between three groups表2　3组治疗前后各项指标比较　（±s）

Tab.2　Comparison of clinical data before and after treatment between three groups表2　3组治疗前后各项指标比较　（±s）

＊P＜0.05

0°～30°组治疗前治疗后t 31°～60°组治疗前治疗后t 61°～90°组治疗前治疗后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治疗后等速肌力测定值与IKS评分的相关性分析治疗后膝关节功能IKS评分与0°～30°组等速肌力测定值（峰力矩、总功率及平均功率）呈正相关（P＜0.05）；而与31°～60°组及61°～90°组的各项肌力指标无相关性（P＞0.05），见表3。

Tab.3　The correlation analysis of the isokineticmuscle strength and IKS scores after treatment between three groups表3　治疗后各组等速肌力测定值与IKS评分的相关性分析（r）

3　讨论

髌骨位于股四头肌末端，其运动受力可分为主动及被动两种作用力[4]。主动作用力来自股四头肌，包括股直肌、股外侧肌、股内侧肌及股中间肌。股四头肌收缩时各肌肉的合力是保持运动中髌股关节正常对位、保持髌骨稳定的动力因素，从而维持膝关节的正常功能。因其解剖学特征，股四头肌合力方向指向髂前上棘，而胫骨与股骨之间存在平均6°外翻角，股四头肌收缩时髌骨有外移趋势；被动作用力主要来自髌韧带、内侧及外侧髌旁支持带[5]。但患者往往存在内侧支持带松弛、外侧支持带紧张的情况，这样就会造成髌骨向外倾斜、髌骨外旋、外侧髌股压力增高，相应软骨退变加速，并使髌骨有向外侧脱位的倾向，引起疼痛及膝关节功能受限[6]。

股四头肌中的股内侧肌可以分为2个独立的部分，股内直肌与股内斜肌(vastusmedialis obliquus，VMO)。VMO止于髌骨内侧，与股骨长轴呈50°角[7]，其收缩时产生的力线与下肢的机械轴构成了朝向内上方50°～60°角，有对抗髌骨外移的动力性稳定作用。所以VMO是唯一具有将髌骨向内、后侧牵拉作用的动力性结构。VMO的肌力增强，保证了髌骨运动中的正常轨迹，从而维持了膝关节的正常功能[5]。另外，经过肌电图和CT检查证实，在屈膝0°～30°范围内，VMO对髌骨的力学作用最大[8]。故此，在本研究中，虽然3组患者股四头肌肌力均较训练前增加，但只有屈膝0°～30°组膝关节功能IKS评分较治疗前明显增加，而且膝关节功能IKS评分的变化与屈膝0°～30°范围股四头肌力量的改变具有相关性。

另一方面，TKA术后由于手术范围广、手术创伤产生的炎性因子，使得膝关节及其周围出血、关节周围软组织肿胀较严重。肿胀发生后，患者自觉疼痛加重，关节周围软组织的顺应性下降，关节活动时阻力增大。研究证实，膝关节内的容积和压力与关节屈伸运动的位置有关[9]。膝关节屈曲的角度越小，关节内的容积越大，压力越小。本研究中0°～30°组患者膝关节屈曲的角度最小，对研究的耐受性比较好，膝关节功能改善较大。

总之，本研究结果显示，在膝关节屈曲0°～30°范围内进行股四头肌等速肌力训练可有效增强股四头肌肌力，同时IKS评分有明显改善，其治疗前、后膝关节功能IKS评分的变化与股四头肌屈膝0°～30°范围肌肉力量的改变具有相关性。故研究表明膝关节屈曲0°～30°范围内的等速肌力训练可以改善膝关节功能。

参考文献

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（2014-12-20收稿2015-03-10修回）

（本文编辑闫娟）

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

通讯作者△E-mail：ying_zhang_graduate@yahoo.com

作者简介：李益平（1978），女，副教授，硕士，主要从事临床康复与康复教育研究

基金项目：天津市科学技术委员会市级成果（津20111290）

中图分类号：R493

文献标志码：A

DOI:10.11958/57787

作者单位：1天津医学高等专科学校医疗技术系（邮编300222）；2天津市南开大学人民医院