踝关节骨折术后早期抗阻锻炼仪的设计

杨 慧，徐冬梅，刘 婷

踝关节是人体负重最大的关节，日常活动中的行走和跳跃等活动，主要依靠踝关节的背伸和跖屈运动[1]。踝关节骨折约占全身骨折总数的3.92%[2]，损伤机制复杂，多合并韧带损伤及关节脱位[3]。由于近年快速康复外科理念在围术期临床护理中的广泛应用[4]，带动着骨科术后康复也得到了长足的发展。围术期功能锻炼在骨科病人康复过程中至关重要[5]，踝关节骨折复位后应尽早进行踝关节活动及肌肉收缩活动[6]，以利于消肿，防止踝关节僵硬，最大限度地减少关节内外组织粘连挛缩及肌肉萎缩，使踝关节功能逐步趋于正常,有利于缩短住院时间及康复时间[7]。主动抗阻运动是病人在主动运动过程中克服阻力，对关节肌肉进行锻炼，进一步实现关节机能恢复和肌力锻炼的康复训练方法[8]。踝关节主动抗阻运动[9]主要训练踝关节周围肌肉及其他软组织，使痉挛肌肉得到舒张、祛除水肿、消除疼痛，加快致痛物质的排泄，使病变肌肉恢复伸展性，提高主动肌与拮抗肌工作的协调性，增强周围肌肉的力量，扩大踝关节的活动幅度，保持踝关节的稳定性[10]。故而笔者根据踝关节骨折术后康复训练的功能要求，设计出一种踝关节主动抗阻锻炼仪(以下简称锻炼仪)， 已获得实用新型专利证书(专利号：ZL 2017 2 0386064.9)，可以供病人在躺卧时、坐在椅子上或站立时使用，使用便捷、容易操作、经济，旨在为踝关节骨折术后病人提供高效、安全的早期功能锻炼新方法，促进踝关节骨折术后快速康复的开展。现介绍如下。

1 材料与方法

1.1 材料 该锻炼仪由踏脚板、底板、脚套、阻力部件、转杆、轴环、绳套、凸起颗粒、硅胶防滑垫、角度尺、弧形板组成，为长方体装置。踏脚板、底板由不锈钢板制成，阻力部件为压力弹簧筒，转杆、轴环由钢料制成，绳套为塑料粘扣带，脚套上的凸起颗粒、防滑垫为硅胶材料，脚套、弧形板由高强度塑料件制成。

1.2 制作方法 该锻炼仪包括踏脚板、底板和脚套踏脚板与底板转动连接，踏脚板的上端面设有脚套，踏脚板与底板之间通过转动连接组件实现转动连接，踏脚板的底部还通过阻力部件与底板相连，转动连接组件上固定连接有角度尺。①底板由1块厚度为8.0 mm的不锈钢板制成，底板尺寸为长40.0 cm×宽30.0 cm；踏脚板由1块厚度为4.0 mm的不锈钢板制成，底板尺寸为长30.0 cm×宽25.0 cm；底板与踏脚板中间部位由转动连接组件平行连接，转动连接组件包括踏脚板两端的转杆与底板两端的轴环，转杆的两端分别置于两侧轴环内实现踏脚板与底板的转动连接。底板表面与踏脚板底部沿纵轴方向，距离转动连接组件连线中点5cm处开始分别向两端开设宽5 cm的凹槽，凹槽内设有多个弹簧筒卡扣。②阻力部件为压力弹簧筒，一侧利用卡扣固定在底板上，另一侧利用卡扣固定在脚踏板底部。③踏脚板上固定有1只由高强度塑料件制成的脚套，脚套内面为纯棉布料，两侧有长度为15.0 cm塑料粘扣带，脚套上布满硅胶凸起颗粒。④角度尺为半圈型尺体，尺体上端面刻有角度量表，两端轴环侧内各与1个角度尺固定连接，一侧的角度尺为上半圆放置，另一侧的角度尺则为下半圆放置。⑤弧形板通过螺栓与底板固定连接。结构示意图见图1、图2。

1—踏脚板；2—底板；3—脚套；4—阻力部件；5—转杆；6—轴环；7—绳套；8—硅胶防滑垫；9—角度尺；10—弧形板图1 锻炼仪主视图

1—踏脚板；2—脚套；3—绳套；4—凸起颗粒；图2 踏脚板的俯视图

1.3 使用方法

1.3.1 体位选择 该锻炼仪可供病人在卧位时、坐姿或站立时使用。

1.3.2 锻炼方法 ①病人卧位时：将足部和小腿分别放置于脚套和弧形板内，粘好粘扣带，选择合适劲度系数的压力弹簧筒，再根据病人脚的尺寸选择合适的弹簧筒卡扣位置，并连接好。指导病人完成以下动作。脚掌用力下踩(踝关节抗阻跖屈运动)：使脚尖一侧的踏脚板底端的弹簧筒下压收缩，下压至病人所能达到的最大限度时保持5～10 s后缓慢放松回位。此运动过程中脚掌所带动的关节与肌肉需要用力克服弹簧筒收缩时的阻力，以此来达到锻炼的目的。同时，脚掌下压时病人还可以观察脚掌所在的踏脚板一侧与下半圆的角度尺所对应的刻度，来观察到每次下压时的角度，从而可以合理安排每次锻炼的量和力度，判断自己康复的进展。脚跟用力下踩(踝关节抗阻背伸运动)：使脚跟一侧的踏脚板底端的弹簧筒下压收缩，下压至病人所能达到的最大限度时保持5～10 s后缓慢放松回位。此运动过程中，脚跟所带动的关节与肌肉需要用力克服弹簧筒收缩时的阻力，以此来达到锻炼的目的。同样，当脚跟所在的踏脚板一侧下压时，脚尖所在的一侧势必会因此而翘起，此时病人可以观察脚尖所在的一侧与上半圆的角度尺所对应的刻度来观察到每次下压时的角度。锻炼频率每次10～15 min，每天3次或4次。锻炼时可根据病人手术方式和自身肌力不同，更替劲度系数不同的压力弹簧筒，制定个体化的锻炼次数、时间及强度，从而达到循序渐进、全面锻炼踝关节周围核心肌群力量的效果。②病人站立或坐姿使用时：只需拧下弧形板与底板之间的螺栓，并取下弧形板，按照卧位时的使用方式同样进行锻炼。

2 优点

2.1 科学性 传统的关节康复训练多是由护士或康复理疗师辅助病人去完成关节、肌肉及韧带的康复训练。传统的康复训练方法存在的问题：①以护士或康复理疗师徒手康复训练为主，整个康复训练过程需要消耗其大量的精力和体力[11]；②康复效果受护理人员的康复知识掌握情况、护理人员学历、专科工作经验、康复知识学习情况、有无相关制度和规定以及医院级别等5个相关因素的影响[12]；③康复训练过程单调重复，病人始终处于被动训练状态，不能积极主动地参与到康复训练的过程中[13]。该踝关节抗阻锻炼仪考虑了踝关节的生理结构、解剖特点及踝关节骨折术后康复训练的功能要求而设计。踝关节在执行各个运动时都有其运动范围，由于个体原因每个人的运动极限范围并不完全相同，有统计显示，踝关节的运动范围背伸为20.3°～29.8°，跖屈为32.6°～40.8°[14],不同性别比较差异无统计学意义[15]。该锻炼仪背伸与跖屈的运动范围均大于人体踝关节所能完成相关运动的极限范围。肌肉力量是人体完成各种动作的动力来源，踝关节的两种主要运动是背伸、跖屈。背伸肌群包括胫骨前肌、拇长伸肌、趾长伸肌和第三腓骨肌。跖屈肌群包括小腿三头肌、趾长屈肌、拇长屈肌和胫骨后肌[16]，该锻炼仪通过抗阻训练可以提高踝关节核心肌群的等动等张收缩肌力和肌肉耐力，保持踝关节的稳定性。另外，脚套上的凸起颗粒可以帮助病人按摩脚底的穴位，加速血液循环，促进组织恢复。该锻炼仪为主动抗阻锻炼方式，以病人为核心，使病人主动参与及反复训练特定的运动作业，进一步增强信心，以挖掘与提高病人自身的运动功能和运动能力，诱发肌肉活动和控制运动的能力，提高康复训练的效率和康复效果[17]，同时减轻了护士和康复理疗师的工作量。此外，抗阻运动可增加下肢肌肉力量，有利于术后病人早期下床活动，充分体现了护理在快速康复外科中的作用[18]。

2.2 个性化使用 在踝关节骨折病人功能锻炼时不仅要考虑其稳定性，还要考虑其灵活性，以达到满足日常活动的需要[19-20]。踝关节抗阻锻炼仪在使用过程中，病人可以采用多种体位进行锻炼，如卧位、坐位或站立等。可根据病人脚的实际尺寸选择合适的踩踏着力点，而且，该锻炼仪也可根据病人不同手术方式、康复锻炼进展和自身肌力来选取不同劲度系数的压力弹簧筒进行锻炼，劲度系数逐步增加，病人的肌力也逐步增加，循序渐进，增强病人肌肉力量的同时防止并发症的发生。另外，病人在康复训练的过程中可通过观察角度尺的刻度来判断康复的进展，从而可以合理安排每次锻炼的量和力度，直观地反馈康复的结果，避免过度锻炼对踝关节功能恢复产生的不良影响[21]。

2.3 安全性 安全性是指在病人进行康复训练过程中不会对病人造成二次伤害或者加重病人的损伤。据文献显示抗阻运动可使肌群收缩与舒张挤压静脉血管，使下肢静脉血液回流加快，防止静脉血瘀滞，有效减少了深静脉血栓的发生风险[22]。故在临床实际应用过程中该锻炼仪不仅适用于踝关节骨折病人，还适用于下肢骨折、下肢关节置换、脊柱术后、长期卧床等病人。该锻炼仪在常州市某三级甲等医院骨科6个病区开展使用，收集了342例病人的使用反馈。在详细介绍了该锻炼仪的使用目的及使用方法后，327例(95.6%)病人能够配合使用。在使用过程中尚未发现因锻炼导致的伤口出血、引流量增多等情况，按病人可耐受程度循序渐进增加锻炼次数、时间及强度。术后肿胀值及疼痛明显减轻，关节活动度增加，满足病人下肢肌肉锻炼，增强肌肉力量，促进血液循环，肢体功能恢复良好。

2.4 经济性 该锻炼仪结构简单、质量较轻、方便移动、病人可以随时随地进行训练，不受地域和环境的影响。同时使用方便、操作简单，具有较大的商业价值和实际应用价值。