腰椎融合术后早期腰部屈曲训练对腰椎活动度的影响

胡鸢 侯树勋 吴新宝 周谋望 秦江 石秀秀 唐金树 李利 朱加亮 吕艳伟 李涛 李淳德 王宁华谢欲晓 林朋 李中实 海涌 赵会 薛庆云 顾新 马华松 陆明 马远征 李大伟



腰椎融合术后早期腰部屈曲训练对腰椎活动度的影响

胡鸢 侯树勋 吴新宝 周谋望 秦江 石秀秀 唐金树 李利 朱加亮 吕艳伟 李涛 李淳德 王宁华谢欲晓 林朋 李中实 海涌 赵会 薛庆云 顾新 马华松 陆明 马远征 李大伟

【摘要】目的 研究腰椎融合术后早期腰部屈曲训练对于腰椎活动度和内固定安全性的影响。方法纳入 2013 年 9 月至 2014 年 6 月，66 例于我院接受腰椎间盘切除、单节段椎体间植骨融合椎弓根螺钉系统内固定术患者，所有患者术后无神经根损伤、感染、切口延迟愈合等并发症。使用计算机随机分为试验组和对照组。其中试验组 33 例，男 19 例，女 14 例，年龄 22～58 岁，平均 ( 41.21±9.95 ) 岁；对照组 33 例，男17 例，女 16 例，年龄 29～57 岁，平均 ( 42.91±8.17 ) 岁。两组患者均进行常规术后康复锻炼，此外，试验组于腰椎融合术后第 4 周开始进行循序渐进的腰部屈曲训练。分别于术后第 12、24、52 周摄腰椎正侧位以及过伸过屈位 X 线片，评价内固定是否牢固，并测量患者腰椎屈曲活动度。术后 18 个月行腰椎手术节段 CT 检查，评价椎体间植骨融合情况。结果 术后 12 周，试验组腰椎最大屈曲角度 ( 20.91±2.58 ) ° 显著大于对照组( 17.33±3.06 ) °，差异有统计学意义 ( P＜0.01 )；术后 24 周，试验组腰椎最大屈曲角度 ( 24.73±3.23 ) ° 显著大于对照组 ( 19.09±3.38 ) °，差异有统计学意义 ( P＜0.01 )；术后 52 周，试验组腰椎最大屈曲角度 ( 29.85± 3.03 ) ° 显著大于对照组 ( 20.67±3.34 ) °，差异有统计学意义 ( P＜0.01 )。术后 18 个月，CT 显示两组融合率均为 100%。两组患者均未出现内固定松动、移位、断裂现象。结论 对于单节段腰椎融合术后患者，术后早期腰部屈曲训练有助于促进腰椎活动度恢复，同时具有良好的安全性。

【关键词】康复；腰椎；脊柱融合术；活动范围，关节

腰椎融合术后康复对于促进腰部功能恢复、提高患者生活质量具有重要意义。其中腰部活动度训练是恢复腰部正常屈伸功能的基础[1]。术后缺乏腰椎活动度训练的患者，不可避免会出现腰部僵硬，从而对日常生活中涉及弯腰的动作，如穿鞋、拾物、洗澡等构成障碍[2]。然而，术后过早或不适当的腰部屈曲活动，可能会对内固定的稳定性以及植骨融合造成不良影响。目前，文献中对于术后早期腰部屈曲训练能否促进腰椎活动度的改善，以及是否会对内固定的安全性产生不良影响尚缺乏定论。对 2013 年 9 月至 2014 年 6 月，66 例于我院接受腰椎间盘切除、单节段椎体间植骨融合椎弓根螺钉系统内固定术患者进行对比研究，探讨腰椎融合术后早期腰部屈曲训练对于腰椎活动度和内固定安全性的影响，报告如下。

资料与方法

一、纳入与排除标准

1. 纳入标准：( 1 ) 年龄 18～60 岁，首次接受腰椎后路椎间盘切除＋椎体间植骨融合椎弓根螺钉系统内固定术；( 2 ) 自愿参加并能够配合完成本研究；( 3 ) 手术顺利，术后 X 线片显示内固定位置良好。

2. 排除标准：( 1 ) 年龄＜18 岁或＞60 岁；( 2 )患下肢外伤、感染、肿瘤、先天畸形等影响下肢功能的疾病；( 3 ) 发生严重的术后早期并发症，影响功能锻炼者；( 4 ) 伴有严重的内科合并症，心、肺、肝、肾功能衰竭等；( 5 ) 患者存在意识、认知障碍或严重精神疾病，不能配合康复治疗；( 6 ) 重度骨质疏松症；( 7 ) 不愿参加本研究者。

二、一般资料

本研究共纳入 66 例，按照入院顺序排序，经计算机软件随机分为试验组和对照组，每组 33 例，手术均系同一名脊柱外科主任医师完成，两组患者一般特征见表 1。

三、治疗方法

两组患者术后均接受常规康复治疗，如踝泵练习、双下肢等长收缩训练、双侧被动直腿抬高练习、腰背肌等长收缩训练、站立训练、重心转移训练和行走训练等。试验组在此基础上，于术后第 4 周开始腰部屈曲训练，具体为：( 1 ) 仰卧位屈曲训练 ( 图 1 )：术后第 4～24 周，仰卧位缓慢屈髋屈膝，双手抱住大腿远端后方，将大腿缓慢贴近腹部，2 组 / 天，8 次 / 组，30 s / 次。( 2 ) 四点跪位屈曲练习 ( 图 2 )：术后 6～24 周，患者四点跪位，双手以及双膝着地，收腹将腰部向上拱起，完成腰部屈曲练习，2 组 / 天，8 次 / 组，10 s / 次[3]。( 3 ) 站立位训练 ( 图 3 )：术后第 13～24 周，患者站立位，双足分开与肩同宽，膝关节保持伸直，缓慢向前弯腰直至最大程度，此时尽量放松腰背肌，保持该姿势 10 s，然后缓慢直起腰。3 组 / 天，10 次 / 组。进行上述训练时，教会患者循序渐进，动作缓慢轻柔，避免用力过猛引发明显疼痛或损伤。两组患者术后 24 周内均禁止进行其它腰部屈曲、扭转及负重训练。

图 1　仰卧位屈曲训练Fig.1 Lumbar fl exion exercise in supine position

图 2　四点跪位屈曲练习Fig.2 Lumbar fl exion exercise in quadruped position

图 3　站立位屈曲训练Fig.3 Lumbar fl exion exercise in standing position

表 1　试验组和对照组患者一般特征的比较Tab.1 Comparison of demographic data between patients in the experimental group and the control group

表 2　试验组和对照组术后不同随访时段腰椎最大屈曲角度比较(° )Tab.2 Comparison of the lumbar range of motion between the experimental group and the control group (° )

表 2　试验组和对照组术后不同随访时段腰椎最大屈曲角度比较(° )Tab.2 Comparison of the lumbar range of motion between the experimental group and the control group (° )

时间　试验组 ( n＝33 )　对照组 ( n＝33 ) 　P 值术后 12 周　20.91±2.58　17.33±3.06　＜0.01术后 24 周　24.73±3.23　19.09±3.38　＜0.01术后 52 周　29.85±3.03　20.67±3.34　＜0.01

四、评价方法

分别于术后第 12、24、52 周进行随访，拍摄腰椎正侧位和过伸过屈位 X 线片评价内固定是否牢固在位，并测量患者腰椎最大屈曲活动度。拍摄腰椎过屈位时要求患者站立位，双足分开与肩同宽，然后缓慢向前弯腰到最大角度并保持腰部肌肉尽量放松，过程中保持双膝伸直。此外，术后 18 个月行腰椎手术节段 CT 检查评价椎体间植骨融合情况。

腰椎最大屈曲活动度测量方法为：测量患者腰椎侧位 X 线片中 L1椎体上终板和 S1椎体上终板的夹角度数，计为角度 1；同法测量腰椎过屈位 X 线片中 L1椎体上终板和 S1椎体上终板的夹角度数，计为角度 2，腰椎最大屈曲活动度＝角度 1－角度 2[4]。

五、统计学分析

采用 SPSS 13.0 软件对测得的数据进行统计学处理。采用 χ2检验比较两组患者在性别、手术节段、融合率方面的差异；两组患者年龄、身高、体重、腰椎最大屈曲角度均以 x-±s 表示，组间比较采用t 检验，如果数据不服从正态分布或方差不齐，则进行 t’检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

结 果

两组患者在年龄、性别、身高、体重、手术节段方面差异无统计学意义 ( P＞0.05 ) ( 表 1 )。试验组术后 12、24、52 周腰椎最大屈曲活动度均显著大于对照组，差异有统计学意义 ( P＜0.01 ) ( 表 2 )。两组患者术后复查均未发现内固定松动、移位或断裂。术后 18 个月 CT 检查显示植骨节段融合率均为100%。

讨 论

腰椎融合术后腰椎的活动度对于患者腰部功能具有重要意义，术后腰部僵硬会直接影响到患者日常生活能力[5-6]。临床上也观察到不少术后患者虽然疼痛和麻木显著改善，但腰部僵硬明显影响其穿鞋袜、如厕、洗澡、拾物等日常生活弯腰动作，而这些症状随着融合节段的增加以及术后腰部固定时间的延长而加剧。Hart 等[7]对 62 例腰椎融合术后2 年患者进行问卷调查，虽然 97% 的患者对于术后疼痛症状改善满意，但仍有 46% 的患者主诉腰部僵硬症状给日常生活带来明显不便。因此，开展早期合理的腰椎活动度训练，特别是日常生活中最常用的屈曲功能训练，对于改善腰椎融合术后患者腰部功能，提高日常生活能力具有重要意义。

腰椎作为多关节的部位，术后长时间制动必然引起关节僵硬，为将来腰部活动度的改善造成障碍。因此，腰椎活动度训练越早越好，这样才能有效预防腰部僵硬的发生。而术后早期植骨尚未融合，活动度训练不可避免会对内固定造成额外应力，因此，了解各种训练方法作用于内固定的应力大小，对于设计合理的训练方案，保证内固定安全极为重要。Rohlmann 等[8-9]将内置应力感应装置的钉棒系统植入因椎体骨折需要行椎弓根螺钉内固定术的患者体内，观测术后患者不同体位和动作作用于内固定时的应力大小。结果发现，患者仰卧位时内固定受到的弯曲应力最小，患者四点跪位行腰部屈曲动作时内固定最大应力约为放松站立时的 97%，站立位腰部前屈时最大应力约为放松站立时的 127%，行走时最大应力约为放松站立时的128%。这表明仰卧位和四点跪位时行腰部屈曲训练是安全的。而站立位腰部前屈训练虽然使得内固定应力明显增大，但仍然小于日常生活中最常见的步行对于内固定的影响。本研究中采用的站立位弯腰训练每天仅需要完成 30 次，其作用次数远远小于每天上千次的步行数，由于内固定疲劳断裂的发生主要和反复多次的应力作用关系密切，因此，本研究中采用的锻炼方法是安全的[10]。

术后患者进行腰部屈曲训练时，一定要遵循循序渐进的原则，术后 4 周先行仰卧位屈曲训练，术后 6 周行四点跪位屈曲训练，术后 12 周复查 X 线片内固定无异常后再行站立位屈曲训练。训练过程中应避免急于求成，通常开始练习时腰背部紧张以及轻度疼痛感很常见，要告知患者不必过度担心，上述症状通常在训练后 1 h 即可减轻或消失。如果疼痛达到中度以上，表明训练过度，通常是患者用力过大过猛所致，要告知患者动作缓慢而轻柔，必要时可暂停训练。术后早期开展腰椎活动度训练的主要目的是预防腰部僵硬的发生，因此，要尽量防止训练过程中不必要的躯干负重和过多次的重复次数，如禁止患者在站立位腰部屈曲训练时双手握持重物，以避免内固定受到应力过大。本研究结果显示，试验组腰椎活动度在各随访阶段均显著大于对照组，表明术后早期腰部屈曲训练可以明显改善腰椎活动度，同时术后 18 个月随访，两组患者均取得了 100% 的融合率，无 1 例出现内固定松动、移位和断裂，表明本研究中采用的训练方法是安全的。

综上所述，对于腰椎单节段融合术后患者，早期腰部屈曲训练有助于促进腰椎活动度恢复，同时具有良好的安全性。

参 考 文 献

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[3] Rohlmann A, Schwachmeyer V, Graichen F, et al. Spinal loads during post-operative physiotherapeutic exercises. PLoS One, 2014, 9(7):e102005.

[4] Kim HJ, Yeom JS, Lee DB, et al. Association of benign joint hypermobility with spinal segmental motion and its clinical implication in active young males. Spine, 2013, 38(16): E1013-1019.

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[6] Hart RA, Gundle KR, Pro SL, et al. Lumbar stiffness disability index: pilot testing of consistency, reliability, and validity. Spine J, 2013, 13(2):157-161.

[7] Hart RA, Marshall LM, Hiratzka SL, et al. Functional limitations due to stiffness as a collateral impact of instrumented arthrodesis of the lumbar spine. Spine, 2014, 39(24): E1468-1474.

[8] Rohlmann A, Graichen F, Bergmann G. Loads on an internal spinal fi xation device during physical therapy. Phys Ther, 2002, 82:44-52.

[9] Rohlmann A, Claes LE, Bergmannt G, et al. Comparison of intradiscal pressures and spinal fi xator loads for different body positions and exercises. Ergonomics, 2001, 44(8):781-794.

[10] 孔维清, 徐建广, 眭述平, 等. GSS与SSE椎弓根螺钉断钉原因的生物力学研究. 脊柱外科杂志, 2008, 6(6):352-355.

( 本文编辑：王萌 )

. 作者须知 Instruction for authors .

Ef fi cacy of early fl exion exercises in lumbar range of motion after lumbar fusion

HU Yuan, HOU Shu-xun, WU Xin-bao, ZHOU Mou-wang, QIN Jiang, SHI Xiu-xiu, TANG Jin-shu, LI Li, ZHU Jia-liang, L ?Yan-wei, LI Tao, LI Chun-de, WANG Ning-hua, XIE Yu-xiao, LIN Peng, LI Zhong-shi, HAI Yong, ZHAO Hui, XUE Qing-yun, GU Xin, MA Hua-song, LU Ming, MA Yuan-zheng, LI Da-wei. Orthopaedic Institute of CPLA, the fi rst Af fi liated Hospital of PLA General Hospital, Beijing, 100048, PRC

【Abstract】Objective To evaluate the ef fi cacy of early fl exion exercises in lumbar range of motion in patients with lumbar internal fi xation and fusion. Methods From September 2013 to June 2014, 66 patients after posterior single segmental lumbar interbody fusion were enrolled in this study. The patients were randomly allocated into the experimental group ( n = 33, 19 males, 14 females ) with the average age of ( 41.21 ± 9.95 ) years ( range: 22 -58 years ) and a control group ( n = 33, 17 males, 16 females ) with the average age of ( 42.91 ± 8.17 ) years ( range: 29 -57 years ). Both groups received regular rehabilitation after the surgery. Besides this, patients in the experimental group received lumbar flexion exercises 4 weeks after the surgery. The outcomes were evaluated at 12, 24 and 52 weeks after the surgery by lumbar anterioposterior and lateral X-ray, and hyperextension and hyper fl exion X-ray. CT scan was performed at 18-month follow-up to evaluate the fusion rate. Results At 12-week follow-up, patients in the experimental group ( 20.91 ± 2.58 ) ° had signi fi cant improvement in lumbar range of motion ( P ＜ 0.01 ) than thosebook=176,ebook=21in the control group ( 17.33 ± 3.06 ) °. At 24-week follow-up, patients in the experimental group ( 24.73 ± 3.23 ) ° had signi fi cant improvement in lumbar range of motion ( P ＜ 0.01 ) than those in the control group ( 19.09 ± 3.38 ) °. At 52-week follow-up, patients in the experimental group ( 29.85 ± 3.03 ) ° had signi fi cant improvement in lumbar range of motion ( P ＜ 0.01 ) than those in the control group ( 20.67 ± 3.34 ) °. At 18-month follow-up, the fusion rate was 100% and no internal fi xator failure ( loosing, dislocation, breakage ) occurred in both groups. Conclusions Early fl exion exercises after single segmental lumbar fusion can signi fi cantly promote the restoration of the lumbar range of motion with satisfactory safety.

【Key words】Rehabilitation; Lumbar vertebrae; Spinal fusion; Range of motion, articular

( 收稿日期：2015-12-07 )

Corresponding author:HOU Shu-xun, Email: hsxortho@hotmail.com

通信作者：侯树勋，Email: hsxortho@hotmail.com

基金项目：北京市科技计划项目 ( D13110700490000 )；北京市科技计划课题 ( D131100004913003 )
作者单位：100048 北京，解放军总医院第一附属医院、全军骨科研究所、北京市骨科植入医疗器械工程技术研究中心( 胡鸢、侯树勋、秦江、石秀秀、唐金树、李利、朱加亮 )；100035 北京积水潭医院 ( 吴新宝、吕艳伟 )；100083 北京大学第三医院 ( 周谋望、李涛 )；100034 北京大学第一医院 ( 李淳德、王宁华 )；100029 北京，中日友好医院 ( 谢欲晓、林朋、李中实 )；100020 北京，首都医科大学附属北京朝阳医院 ( 海涌、赵会 )；100730 北京医院 ( 薛庆云、顾新 )；100101 北京，解放军第 306 医院 ( 马华松、陆明 )；100091 北京，解放军第 309 医院 ( 马远征、李大伟 )

DOI:10.3969/j.issn.2095-252X.2016.03.005

中图分类号：R681.5