不同康复方案对前交叉韧带重建术后运动员骨隧道的影响

刘书芳矫玮张晓辉

1广州体育学院（广东广州510500）

2北京体育大学运动康复系（北京100048）

不同康复方案对前交叉韧带重建术后运动员骨隧道的影响

刘书芳1矫玮2张晓辉1

1广州体育学院（广东广州510500）

2北京体育大学运动康复系（北京100048）

目的：探讨科学康复训练方案，使前交叉韧带（ACL）损伤运动员尽早重返赛场。方法：符合入组标准的30位ACL重建术后运动员随机分为快速康复组、传统康复组和对照组，分别予以不同的康复方案。术后各阶段进行骨隧道直径MRI测量和运动功能评估。比较分析骨隧道扩大情况及其与运动功能的关联。结果：（1）经过康复训练后，在术后24周以内骨隧道扩大呈增加趋势，24周之后呈稳定趋势；康复组骨隧道扩大百分比、骨隧道内口直径均显著大于对照组（P＜0.05或P＜0.01）。（2）快速康复组骨隧道扩大百分比术后6周和24周较传统康复组均有显著性差异（P＜0.01或P＜0.05），特别是骨隧道内口直径术后6周、24周、1年较传统康复组均有极显著性差异（P＜0.01）；两组1年后骨隧道扩大百分比无显著性差异（P＞0.05）。（3）骨隧道扩大情况与三项运动功能测试结果无显著相关性（P﹥0.05）。结论：不同的康复程序会对术后患者的骨隧道扩大产生不同影响，术后过早的康复训练会导致骨隧道内口有所扩大；康复训练方案应注意时间点的选择；骨隧道扩大与术后运动员的运动功能未见显著相关性。

运动员；骨隧道；康复程序；运动功能测试

前交叉韧带（Anterior Cruciate Ligament，ACL）重建术后的康复日渐受到重视。目前在ACL重建术后康复训练方案上存在保守康复方案和激进康复方案，保守方案康复过程长，易带来活动范围缺失，激进方案可以更快促进膝运动功能的恢复，但过度的康复训练将会影响到移植物的骨-腱愈合及关节的稳定性，导致骨隧道改变，给二次翻修带来很大困难。有人对激进康复训练对骨隧道扩大的影响进行了前瞻性的研究，但研究结果不尽相同［1，2］。本研究观察不同康复方案与术后骨隧道的扩大情况及运动功能的改善之间的关系，以期寻找出合适的康复训练方案，能够使运动员尽早重返赛场且减少损伤再发。

1　研究对象

本研究ACL损伤患者均为2012年7月至2013年7月期间进行自体骨-髌腱-骨重建术后的专业运动员或运动爱好者（每周参加运动4～6次，每次运动时间4小时以上者）；手术时间为ACL损伤后6个月以内；合并半月板、软骨损伤等不影响康复程序者；对侧膝关节正常。符合入选标准的30名患者，随机进行分组为：对照组、快速康复组和传统康复组。

研究对象基本资料：男21人，女9人；平均年龄27.8±6.7；左侧损伤22例，右侧8例；项目为：篮球8例，足球5例，田径4例，羽毛球2例，柔道2例，武术1例，摔跤1例，其他7例。其中1例对照组患者术后11个月出现对侧ACL撕裂，因此最终随访患者为29人。

表1　各组研究对象基本资料比较

2　研究方法

术前各组按照统一的康复方案进行康复，术后第1天在院内即按照康复训练方案在院内进行康复，1周后出院传统康复组和快速康复组在广州体育学院运动康复中心进行康复训练并随访，对照组自行训练。

2.1康复训练方法

康复训练原则：第一，本计划所提供的方法按一般情况制定，具体执行时应在物理治疗师指导下，根据自身具体情况完成练习。第二，功能练习中遵循“无痛原则”即膝关节康复过程中不出现疼痛或当天训练前不超过前一天训练后的疼痛程度，若疼痛剧烈或持续加重不消退则应立刻停止并及时就医。第三，肌力练习应集中练习至肌肉有酸胀疲劳感后再休息。练习的次数、时间、负荷等可根据自身情况调整，但每次练习后应有疲劳感。第四，关节活动度，一般术后早期练习1次/日，肿痛不明显后逐渐增至2次/日。角度应逐渐增长，避免使用暴力，避免反复活动引起肿胀。若2周关节活动度无任何进展，则可能关节粘连，应坚持练习。第五，活动度练习后即刻冰敷15～20分钟。若平时感到关节肿、痛、发热明显，可增加冰敷每2小时1次。第六，关节的肿胀可能会持续整个练习过程，直到角度、肌力基本恢复，才会逐渐消退。但肿胀持续不消退或突然增加时停止练习，尽快就医。

2.1.1各组术前训练方案

足跟垫毛巾卷被动过伸练习；股四头肌和腘绳肌的训练；踝泵训练；直腿抬高练习；主动屈曲练习或对侧健肢帮助患肢进行助动伸膝练习；自主松动髌骨练习和教会患者持拐行走训练。

2.1.2快速康复组术后训练方案

快速康复训练方案的制定，是参考有关研究资料（骨隧道扩大研究、康复方案选择研究），以美国ACL损伤术后康复程序为依据，及国内相关医学机构（北京大学第三医院运动医学研究所、国家体育总局体育医院）ACL术后康复方案作为参考制定的方案。快速康复方案命名是相对于传统康复方案得来的，并非“激进的康复方案”，快速康复方案表现在膝关节功能的早期快速的恢复，如：术后2天即开始关节屈曲训练，术后2周要求关节活动度达到120°，在保护下完全负重行走，术后10周开始进行开链练习（45°～100°屈曲），术后6个月参加竞技体育运动，考虑重返赛场。

2.1.3传统康复组术后训练方案

方案与快速康复组功能训练目标达成时点比较见表2。

表2　运动员自体髌腱ACL重建术后各组康复方案中功能训练目标达成时点比较

2.1.4对照组术后1～7天按照传统康复组康复训练方案，出院后进行康复指导，自行康复训练。

以上康复训练方法，在治疗师指导下至少3～5次/周，有条件的患者可以每周7天进行康复训练，训练中注意自我评估疼痛、肿胀等状况，每周记录各项临床检查结果并随访，1～4周，每周制定康复训练方案；5～12周，每2周制定一次康复训练方案；12周以后，每4周制定一次康复训练方案。

2.2评估方法

2.2.1影像学检查（MRI）：所有受试者均使用德国西门子高场3.0T超导MRI设备.检查体位：仰卧位［3］伸直外旋10°～20°，采用胫骨骨隧道斜轴位扫描技术，扫描方位与胫骨隧道垂直。在冠状面定位片下，平行于胫骨隧道扫描，取得斜矢状面图像，确保能取得完整的移植物走行，然后在斜矢状面图像上定位扫描取得斜冠状面和斜横断面图像［3］。主要参数如下：T1WI：TR/TE：800：16 ms；T2WI/PDWI：TR/TE：4000/110 ms；GRE：GET1WI：TR/TE：600/16 ms，翻转角75°；GE-STIR：TR/TE：300/16 ms，翻转角90°层厚4 mm，间隔4 mm，FOV：160，矩阵为240×256，激励次数为5次。运用radinet软件进行骨隧道的测量，骨隧道分别测量关节面下方，隧道外口以及隧道中点3个部位横截面的直径。胫骨骨隧道扩大百分比（%）=［（骨隧道测量值-首次骨隧道测量值）/首次骨隧道测量值］×100%，测3次取平均值；测试时间点为术后1周、6周、24周和1年。

2.2.2运动功能评估［4］

（1）协同收缩试验（Cocontraction test）

地板上标志出半径为244 cm的半圆，要求受试者系腰带，腰带与半圆中心连接一根122 cm黑色弹力管，弹力管固定于距地面154 cm高度。受试者沿着半圆跑总共5次（3次从右到左，2次从左到右），要求脚趾向着圆心，记录完成所需时间。

（2）折返跑（Shuttle run test）

折返跑要求受试者来回跑6.1 m长的距离，要求到达终点时手摸标志线，两个来回总共24.4 m长（3个方向的变化），共测试3次，记录最快的速度（最短时间）。

（3）卡里奥卡试验（Carioca test）

卡里奥卡测试要求受试者用交叉步横向跑两个12 m的距离，从左到右然后反方向，共测试3次，记录最快的速度（最短的时间）。

以上3项运动运动功能测试时间点为术后24周和术后1年。

2.3统计处理方法

各指标测试结果以“均数±标准差”表示，使用SPSS 17.0软件进行统计学处理。同一指标康复训练前后、各不同康复组之间结果采用单因素方差分析（One way ANOVA）；运用多因素方差分析进行相关性分析。

3　结果

3.1骨隧道直径扩大百分比

表3　术后各时点骨隧道直径与术后1周骨隧道直径扩大百分比（%）

骨隧道扩大百分比结果显示，在术后6周和24周的测试骨隧道扩大成增加趋势，24周之后骨隧道扩大呈稳定趋势，24周骨隧道扩大比例各组均较6周时增加显著，P＜0.01；康复组骨隧道扩大比例比对照组要高，且差异具有统计学意义，P＜0.01；快速康复组与传统康复组相比较，结果无显著性差异，P＞0.05。

3.2骨隧道各测量点测量结果

表4　术后各时点胫骨隧道内口直径测量结果（单位：mm）

各时点胫骨隧道内口直径显示，各组6周和24周测量结果均较前次有扩大现象，且具有显著性差异，P＜0.01。术后1年与24周比较结果差异不显著，P＞0.05。康复组内口扩大较对照组显著，P＜0.01。快速康复组与传统康复组相比骨隧道内口扩显著，P＜0.01。

表5　术后各时点胫骨隧道中点直径测量结果（单位：mm）

各时点胫骨隧道中点直径显示，各组6周和24周测量结果均较前次有扩大现象，且具有显著性差异，P＜0.01。术后1年与24周比较结果差异性不显著，P＞0. 05。康复组中点扩大较对照组显著，P＜0.01。6周和24周时快速康复组与传统康复组相比骨隧道中点扩大显著，P＜0.05。

表6　术后各时点胫骨隧道外口直径测量结果（单位：mm）

各时点胫骨隧道外口直径显示，各组6周和24周测量结果均较前次有扩大现象，且具有显著性差异，P＜0.01。术后1年与24周比较结果差异不明显，P＞0.05。6周和24周时康复组外口扩大较对照组明显，P＜0.01。

3.3三项FPT测试结果

表7　术后24周、1年三项FPT测试结果（s）

结果显示：术后24周时康复组三项FPT较对照组有明显差异性，P＜0.01；快速康复组与传统康复组相比结果也具有明显差异性，P＜0.01；术后1年时3组运动功能测试结果均较24周具有显著性差异，P＜0.01或 P＜0.05；快速康复组与对照组相比较，结果仍具有显著性差异，P＜0.01；快速康复组与传统康复组术后1年相比较，结果则无显著性差异，P＞0.05。

3.4骨隧道扩大与三项FPT的相关性分析

表8　术后1年三项FPT测试结果与其骨隧道扩大百分比的相关性分析（n=29）

4　讨论

4.1骨隧道测量

骨隧道直径测量方法主要有X线、CT和MRI。事实上，实现骨隧道的精确测量在X线片上是困难的。因CT测量过程中有X线电离辐射，影响成骨细胞的生长，本研究中术后1周、6周、24周和1年共进行四次测量，为避免受试者骨-腱愈合受影响，因此选用了无电离辐射的MRI测量。Fules等［5］人认为MRI用于评价骨隧道准确、可靠。MRI不但组织分辨率较高，可免电离辐射，且可全方位、多序列成像，对骨隧道界面软组织信号变化及骨髓非常敏感，骨隧道的边界能够清晰地显示，并能做到准确定位，精确测量骨隧道。本研究中骨隧道分别测量胫骨关节面下方，隧道外口上方以及隧道中点3个部位横截面的直径［6］。胫骨骨隧道扩大百分比测三次，取平均值；评价基础确定为术后1周骨隧道测量结果，去除了术中各种因素的影响，具有更高的可信度。

Klein等［7］研究认为移植物在隧道内的运动方式和应力分布与不同的隧道扩大形态有关。膝关节运动过程中导致的应力集中部位，即为骨隧道扩大的主要部位。本研究测量骨隧道外口上方，隧道关节面下方以及隧道中点3个部位横截面的直径，发现重建术后骨隧道扩大两种类型（锥形和线性）同时存在，锥形扩大主要发生的部位为靠近关节面，可能是由于应力集中在胫骨隧道近端造成的。本研究结果显示，快速康复组运动员胫骨隧道的扩大主要集中的靠近关节面的部位（骨隧道内口），各阶段测量结果均较对照组和传统康复组增大，且具有统计学意义。究其原因与康复程序有着密切的关系。靠近关节面部位的扩大在骨-腱愈合后对于运动功能的恢复具有促进作用，因为前交叉韧带在弹性变形的状态下具有足够的空间。但是，如果骨隧道中间部位出现较大的骨隧道扩大情况，则可能会导致移植物骨-腱面愈合不良，导致交叉韧带的松弛，从而影响下肢在运动中的稳定性和协调性。从本研究的结果来看，骨隧道中点的扩大情况比骨隧道内口要小。

4.2骨隧道扩大时间

Jackson等于1990年首次报道了异体髌腱移植ACL重建术后出现了骨隧道扩大的现象［8］。术后1年内的随访是目前关于骨隧道扩大的研究多采用的方式，术后3个月和6个月时的骨隧道观测的较为多见，因此观察骨隧道扩大多为术后6个月内。因此本研究选取了术后1周、6周、24周和1年分别测量了髌腱移植ACL重建术后患者的胫骨隧道直径，并对各阶段与术后第1周骨隧道直径进行比较，能够较准确的反映出骨隧道的扩大与时间的关系。

本研究在术后1周、6周、24周和1年分别测量了髌腱移植ACL重建术后患者的胫骨隧道直径，并统计了各阶段与术后1周直径的扩大百分比，发现各组患者术后24周内均出现不同程度的骨隧道扩大情况，快速康复组直径扩大比传统康复组和对照组骨隧道扩大的时间要早。6周时各组骨隧道均有不同程度的扩大现象，且扩大率较比各时间段扩大率要高。因此在术后6周内要尽量避免对移植物的剧烈应力刺激。24周时骨隧道扩大百分比传统康复组和快速康复组相比较均具有显著性差异。24周以后骨隧道扩大情况较稳定，直径虽略有增高但是无统计学意义。以上研究结果显示BPTB重建术后骨隧道扩大情况主要发生在24周以内，24周以后基本保持稳定，与Fules等［6］的研究结果基本一致。

观测骨隧道扩大的时间以及演变过程，有利于对康复方案的监测。应尽量避免在骨隧道扩大较快的阶段对骨-腱愈合面给予较高的应力刺激，这样不利于骨-腱愈合，并有可能导致移植物松弛现象，从而影响手术的临床疗效和下肢运动功能。

4.3康复程序对骨隧道的影响

骨隧道扩大现象远期结局尚不清楚，但骨隧道周边的骨质溶解和骨隧道扩大对关节镜下重建的翻修手术影响是明显的，骨隧道扩大会使移植韧带的固定和附着问题变得更加复杂［9］。移植物在骨隧道内的微动是影响移植物愈合的重要因素［10］。本研究发现快速康复组和传统康复组患者骨隧道扩大情况均较对照组明显，说明术后康复会导致骨隧道的增宽。可能是术后康复训练的过程中移植物与骨隧道之间产生了微动从而导致了骨隧道的增宽。移植物在骨隧道内的活动主要表现为以下两个方面：一是垂直于移植物和骨隧道纵轴方向的活动，即“雨刷效应”；二是沿移植物与骨隧道纵轴方向的运动，即“绷极效应”，又称“拉橡皮筋效应”；本研究移植物在骨隧道内的微动方式更倾向于前者，本研究结果显示，快速康复组运动员胫骨隧道的扩大主要集中的靠近关节面的部位（骨隧道内口），各阶段测量结果均较对照组和传统康复组增大，且具有统计学意义。究其原因与康复程序有着密切的关系，早期的康复运动特别是屈膝动作，在骨腱尚未愈合阶段，较早造成的“雨刷效应”，导致近端胫骨隧道在移植物反复撞击、摩擦作用下出现扩大，这与Hoher等［11］研究观点一致。但靠近关节面部位的扩大在骨-腱愈合后对于运动功能的恢复具有促进作用，因为前交叉韧带在弹性变形的状态下具有足够的空间。但是，如果骨隧道中间部位出现较大的骨隧道扩大情况，则可能会导致移植物骨-腱面愈合不良，导致交叉韧带的松弛，从而影响下肢在运动中的稳定性和协调性。从本研究的结果来看，骨隧道中点的扩大情况比骨隧道内口要小。同时术后康复活动产生的非炎症性反应，导致滑液增多，产生“滑液浸泡效应”。关节液中的细胞因子和可吸收界面螺钉降解后的一些物质的毒性作用所引起的非炎症性反应也可能是造成骨隧道在ACL重建术后增宽的原因之一［12］，因此传统康复组骨隧道扩大在6周与24周时均较对照组明显。

移植物植入体内后需要经过一系列的生物重建过程，腱-骨愈合生物学过程，是康复程序制定的基础。术后早期适当的应力刺激不仅有助于恢复膝关节的内环境和正常的本体感觉恢复，且能防止制动导致的肌肉萎缩，有利于膝关节功能的早日康复。但超越愈合生物学过程的康复则可能阻碍其生物愈合，甚至导致手术的失败。本研究是在查阅了大量的相关资料，制定的康复方案，康复组骨隧道扩大情况比对照组明显，提示不同的康复程序对骨隧道扩大现象影响不同。但快速康复组与传统康复组骨隧道扩大情况无显著性差异，可能与本研究样本量较少有关。目前有些激进的观点，认为越早获得功能恢复越好，忽略了对骨隧道扩大的负面影响。术后骨隧道增宽现象应予以重视，术后康复方案的选择应全面考虑全面、整体评价、慎重选择。

4.4骨隧道扩大与膝关节功能相关性

康复医师、物理治疗师及教练非常注重ACL重建术后运动员的功能恢复和提高，同样伤者在康复的过程中也最在意功能的改善。因此本研究选取了三项运动测试（客观指标），研究骨隧道扩大与功能的相关性。研究中选取的这些指标是运动员和教练员最关注的问题，同时体现了运动员整体的状态，包括运动状态和主观状态。

骨隧道扩大是否会对术后功能疗效产生影响一直存在争议。Zijl等［13］研究发现骨隧道扩大与临床结果不良有明显相关性。有学者认为骨隧道扩大会产生关节不稳，但也有人认为骨隧道扩大对膝关节稳定性没有影响，与临床疗效无相关性。Fules等［6］报道了骨隧道扩大达165%患者并没有表现出不良的临床疗效，Lysholm评分仍达到了100分。认为即使隧道扩大后，腱-骨间的纤维组织也能够防止移植物移动并保证关节的稳定，并最终转化为骨。本研究结果显示骨隧道扩大百分比与三项运动功能测试结果无明显相关性。

5　总结

术后康复训练会导致骨隧道有所扩大，且骨隧道内口扩大最明显，术后24周以后骨隧道直径基本稳定。本研究中未发现骨隧道扩大与术后运动员的运动功能呈明显相关性。运动员运动生涯极其有限，应本着以人为本的原则慎重选择安全且有效、科学的康复程序，从而使运动员可以尽早恢复功能而又不对其骨隧道产生严重影响。

［1］Yu JK.Relationship between tunnel widening and different rehabilitationproceduresafteranteriorcruciateligament reconstruction with quadripled hamstring tendons.Chin Med（En），2005，118（4）：320-326.

［2］Murty AN，Zebdeh MY，Ireland J.Tibial tunnel enlargement following anteriorcruciate reconstruction：does post-operative immobilisation make a difference？Knee，2001，8（1）：39-43.

［3］张忠晓.前交叉韧带重建术后运动康复的临床研究.泰山医学院.硕士学位论文.

［4］刘书芳，矫玮，张晓辉等.前交叉韧带重建术后运动员运动功能测试与临床评估的相关性.中国运动医学杂志，2015. 34（9）：898-900.

［5］Fules PJ，Madhav RT，Golddand RK，et al.Evaluation of tibial bone tunnel enlargement using MRI scan cross-sectional area measurementafterautologoushamstringtendonACL replacement..Knee，2003，10（1）：87-91L.

［6］向芳友，杨柳，郭林等.自体与同种异体骨-髌腱-骨重建交叉韧带术后胫骨骨隧道演变过程的MRI对比研究.第三军医大学学报，2005，27（8）：782-785.

［7］Klein JP，Lintner DM，Downs D，et al.The incidence and significance of femoral tunnel widening after quadrupled hamstring ACL reconstruction using femoral crosspin fixation. Arthroscopy，2003，19（5）：470-476.

［8］Jackson DW，Windler GE，Simon TM.In trarticular reaction associated with the use of freeze-dried，ethylene oxidesterilizedbone-patellatendon-boneallograftsinthe reconstruction of the anterior cruciate ligament.Am J Sport Med，1990，18（1）：1-11.

［9］Kawaguchi Y，kondo E，Kitamura N，et al.Comparisons of femoral tunnel enlargement in 169 patients between single-bundleandanatomicdouble-bundleanteriorcruciate ligament reconstructions with hamstring tendon grafts.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2011，19（8）：1249-1257.

［10］Weiler A，Hoffmann RF，Ball HJ，et al.Tendon healing in a bone tunnel.PartⅡ：Histologic analysia after biodegradable interference fit fixation in a model of anterior cruciate ligament reconstruction in sheep.Arthroscopy，2002，18（2）：124-135.

［11］Hoher J，Moller KD，Fu FH.Bone tunnel enlargement after anterior cruciate ligament reconstruction：fact or fiction？Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，1998，6（4）：231-240.

［12］Harris NL，Indelicato PA，Bloomberg MS，et al.Radiographic and histologic analysis of the tibial tunnel after allograft anterior cruciate ligament reconstruction in goats.Am J Sport Med，2002，30（3）：368-373.

［13］Zijl JAC，Kleipool AEB，Willems WJ．Comparison of tibial tunnelenlargementafteranteriorcruciateligament reconstruction using patellar tendon autograft or allograft．Am J Sports Med，2000，28（4）：547-551.

Effect of Different Rehabilitation Programs on the Bone Tunnel after ACL Reconstruction in Athletes

Liu Shufang，Jiao Wei，Zhang Xiaohui
Guangzhou Sport University，Guangdong，China 510500

Jiao Wei，Email：jiaowei001@sina.vip.com

Objective To explore the optimal rehabilitation procedure for athletes after ACL reconstruction in order to let them return to sport as early as possible.Methods 30 athletes after ACL reconstruction were divided into rapid rehabilitation group，traditional rehabilitation group and control group.The diameters of bone tunnel on MRI and knee function in the three groups were measured.Results（1）The bone tunnel in three groups after 24 weeks of ACL reconstruction was gradually widened（P＜0.01 to 0.05）.The bone tunnel expanding ratio and the diameter of bone tunnel inlet in rehabilitation group were greater than that in the control group（P＜0.05 and P＜0.01）.（2）There was significant difference in the diameter of bone tunnel inlet at week 6 and 24（P＜0.01 and P＜0.05）and no difference at year 1 after surgery（P＞0.05）between rapid rehabilitation group and traditional group.（3）There was no significant correlation between the widened bone tunnel and the knee function（P﹥0.05）.Conclusion Different rehabilitation programs can cause the widening of bone tunnel in athletes after ACL reconstruction，especially the early postoperative rehabilitation.There is no obvious relation of widening of bone tunnel to the knee function.

athletes，ACL reconstruction，rehabilitation program，bone tunnel，knee function

2014.10.12

广东省体育科研课题（GDSS2014151）；广州体育学院科研培育课题（PY1304）

矫玮，Email：jiaowei01@vip.sina.com