前十字韧带术后重建的运动康复研究

2021-10-11郁建华郑弘溶夏洪涛

邯郸职业技术学院学报 2021年2期

郁建华赵健郑弘溶夏洪涛

(1南京航天航空大学，南京 210016；2河北工程大学，河北邯郸 056038；3韩国朝鲜大学校，韩国光州 61452)

1 前十字韧带的损伤机制

膝关节前十字韧带(ACL)又称前交叉韧带，是对膝关节功能有重要影响的4个主要韧带(前交叉韧带、后交叉韧带、内侧副韧带、外侧副韧带)之一。其主要功能是限制胫骨的前移，并在膝关节过伸的状态下防止膝内外翻。前交叉韧带与后交叉韧带还有调整膝关节旋转复位的作用。在伸膝过程中，前交叉韧带被逐渐拉长而产生的张力起到了防止胫骨前移和稳定股骨外侧的作用[1]。研究表明大多数前交叉韧带损伤是非接触性损伤[1]，即运动员在发生损伤时未与任何人发生身体接触而在运动过程中产生的损伤。有研究表明将近50%的运动员前交叉韧带损伤的发生是由于个人动作技术失误而造成的[2，3]。目前主流的观点认为ACL损伤的机制为：(1)膝关节的过度外展；(2)膝关节和髋关节在缓冲过程中屈曲程度减小；(3)胫骨相对于股骨的旋转[4，5，6，7]。任何运动损伤都是由于直接或者间接力学原因所引起的，前交叉韧带的损伤也不例外。有文献报道，前十字韧带的硬度在80～240N/mm2之间。对于22～35岁的正常成人来说，前十字韧带的最大张力可以达到2200牛顿(N)[5]。从运动员自身角度来讲，肌肉力量的薄弱或紧张；不正确的姿势和用力方式；疲劳状态下的训练和比赛；身体核心区肌肉力量不足所致的身体失衡；臀大肌和臀中肌无力；股四头肌和股后肌群力量比例失当等都是发生前十字韧带断裂的潜在危险因素[4、5、6、7]。

2 前十字韧带的病理原因

前十字韧带从组织学的角度上来讲是由粘多糖、透明质酸、硫酸软骨素组成的。虽然腘绳肌肌腱(半腱肌肌腱和股薄肌肌腱)取材方便、生物力学强度高但进行移植容易在术后造成膝前痛，这对于跑跳类运动员有着较为严重的影响，所以近些年来，采用半腱半膜肌肌腱进行的前十字韧带重建术受到了广大骨科医生的青睐[8、9、10、11、12]。半腱半膜肌是股后肌群的重要组成部分，取腱后对患者股后肌群的力量有很大的影响。然而，股后肌群有限制胫骨前移的作用，因此股后肌群和前十字韧带在生理作用上是相互协同的。肌腱移植后在体内的基本病理变化为：移植肌腱内的纤维肉芽细胞坏死丧失，随后相应的血管化反应和细胞繁殖生长，新生组织长入替代原有组织和塑形改建过程，最后形成具有在组织学和生物化学意义上的成熟的韧带组织。

3 前十字韧带重建术后康复方案研究进展

近些年来，随着前十字韧带重建术手术方案的不断改进，术后康复方案的选择性也变得越来越强[13]。和普通人相比，运动员的康复方案不仅要涉及到正常的关节活动度、正常的肌肉力量及神经肌肉控制能力，康复过程中还必须考虑到和运动员专项相结合的功能训练和体能训练。这就要求每一套康复训练方案在具备一定的共性的同时，必须有一定的个性化。虽然目前还没有公认的比较权威的前十字韧带重建术后康复程序，但以下原则还是受到了普遍的认同[13，14，15]：

1.早期控制水肿。

2.膝关节支具的使用。

3.早期患肢负重和关节活动度练习。

4.肌肉力量训练：早期配合闭链训练，避免导致移植物受到过多的应力，一定要注意避免进行股四头肌过多的开链训练对移植物造成的损伤。

5.促进本体感觉和神经肌肉功能的恢复。

6.特殊运动的敏捷性训练。

7.耐力训练。

8.从低一级康复治疗进入高一级康复治疗的功能评定。

9.回到损伤前运动水平的功能评定。

研究中大都赞同术后即进行关节被动活动(CPM)来促进关节活动度的恢复和关节水肿的消除[13，14，15，16]。关节被动活动可以有效防止早期由于手术和制动造成的关节内组织粘连，对于术后早期尽早恢复关节活动度和正常步行有着明显的益处。

在关节活动度方面，一般观点认为4周之内要恢复到0～130度或以上的关节活动范围[13]。也有较激进的康复方案指出1周之内，伸膝角度要恢复到正常范围，2周屈曲角度达到100度以上[17]。但是根据前文所述的前十字韧带在体内的病理转归过程，以及组织学变化，过于激进的促进关节活动角度恢复的方案可能会带来后期韧带松弛、降低前十字韧带重建术治疗效果的风险。

早期除了控制关节活动度和水肿以外，尽量保持患肢的肌肉力量不仅可以促进下肢静脉回流以消除水肿，还可以使运动员能尽早地恢复到伤前运动水平。在多数的研究中，患肢早期肌肉力量训练都被广泛重视与应用。闭链力量训练被大多数康复计划所采用[13，14，15，16，17]，早期闭链力量训练(例如静蹲、罗马尼亚硬拉等)在有效增加下肢股四头肌和股后肌群的力量的同时，也不会对移植的前十字韧带造成过大的应力。

4 前十字韧带损伤症状诊断及运动康复干预

4.1 前十字韧带损伤常伴随以下症状

1.患侧关节明显肿胀，主诉患侧腿不敢发力，屈曲受限，下蹲时无法达到正常关节角度。

2.半腱半膜肌取腱处略有肿胀，抗阻屈膝有6分疼痛产生，患侧下肢股四头肌主动收缩有弹响声。

3.患侧屈伸膝角度基本趋于正常；患侧膝关节髌骨处有麻木感并有少量积液肿胀。

4.患侧膝关节皮肤温度较健侧腿明显偏高。

5.患侧膝关节脂肪垫增生，膝关节缘轻度骨质增生硬化。

6.右腿围度明显粗于左腿，左右腿肌力差距较大。

7.步态行走时有轻微跛行出现，左下肢略长，

8.下肢部分功能障碍受限。

4.2 FMS(功能能力测试)测试方法

通过FMS(Functional Movement Screen)功能测试来评估患者或运动员各个关节和肌肉功能状态的稳定性和灵活性。FMS评分分为四个等级，从0分到3分，3分为最高分。在整个测试过程中，每一级的得分都有着重要的意义：

0分：测试中有出现疼痛的部位。

1分：受试者无法完成整个动作或无法保持起始姿态。

2分：受试者能够完成整个动作，但完成的质量不高。

3分：受试者能高质量的完成动作。

4.3 运动康复干预

4.3.1 第一阶段康复训练：第1周

训练要点：

(1)以静力性练习为主的肌力练习。

(2)消除关节肿胀，减少关节内粘连、增生。

(3)改善主动和被动关节活动度。

(4)逐渐恢复患侧下肢肌肉力量，解决功能受限。

(5)无伤部位维持性体能训练。

4.3.2 第二阶段康复训练：第2周—3周

训练要点：

(1)继续控制肿胀直至消失，治疗关节下增生问题，合理控制疼痛范围，提高下肢肌肉力量。

(2)在指导和保护下，进行步态训练，逐渐提高肌肉力量控制能力，纠正错误动作。

(3)增强患肢和健侧肌力以及上肢和核心力量，提高髋部肌肉控制能力。

(4)增强健肢和患肢的本体感觉训练。

(5)提高下肢肌肉力量，增加脚底小肌群肌肉力量，解决功能受限。

4.3.3 第三阶段康复训练：第4周

训练要点：

(1)继续纠正步态，提高增强与日常生活相关的上坡走、下坡走、倒退走、跨越障碍、跨越台阶等。

(2)继续加强患肢肌肉力量。

(3)继续增加闭链静蹲训练的难度与强度。

(4)保持健侧下肢、核心区、上肢的力量素质。

(5)纠正错误动作，提高髋关节控制能力。提高小肌群力量。

(6)调整治疗方案。

4.3.4 第四阶段康复训练：第5周—6周

训练要点：

(1)进一步加强肌力训练提高肌肉力量，纠正代偿动作进行合理评估。

(2)继续提高患肢的本体感觉和控制能力。

(3)提高核心功能能力，减少代偿动作出现。

(4)强化日常功能能力，进一步解决功能受限。

(5)增加更加复合的下肢功能练习，提高动作模式并结合开闭链动作。

4.3.5 第五阶段康复训练：第7周—8周训练要点：

(1)振动训练器进行下肢蹲起动态力量练习。

(2)提高下肢离心力量：股四头肌和股后肌群离心训练力量，离心力量增加至120%～130%。

(3)在前一阶段的训练中发现股四头肌在90度—60度的范围内启动发力不充分。

(4)增加无伤部位体能训练的强度和心肺系统的训练。

(5)提高跑动练习强度，增加专项康复体能训练强度。

(6)增加更多的跑动模式，提高运动能力。4.3.6 第六阶段：第9周—10周

训练要点：

(1)本周开始使用跑动进行有氧训练。

(2)继续增加患侧腿股四头肌、股后肌群的力量离心力量和训练强度。

(3)增加患腿跳跃训练的强度，纠正代偿动作。

(4)继续提高下肢各个肌群的肌力和运动能力。

(5)体能与康复相结合，为归队训练做好铺垫。

(6)强化薄弱环节，指出仍需加强方面，提出一些有建设性的自我康复计划。

5 术后重建康复结果

本康复治疗和训练计划从第一周开始对运动员进行跟踪记录，并在康复体能训练第9、10周对运动员的恢复情况做FMS功能能力评估、膝关节功能能力评估和BIODEX肌肉力量测试。

5.1 FMS功能能力测试结果

表1数据显示，在康复治疗前患者在深蹲、直线弓箭步、扭转/旋转稳定性等方面得分较低，动作质量较差。通过系统康复后上述方面均有显著提高，但在躯干稳定俯卧撑方面变化不大。在康复前后两方面的比较发现患者的综合得分能力明显提高。

表1 FMS测试量表得分 (单位：分)

5.2 膝关节功能评分结果

表2数据显示，患者在康复治疗前得分45分，主要是在疼痛、步行、关节屈曲度、肿胀上得分偏低。在10周的系统康复后得分达到了82分，在上述得分较低的项目中都有了很大的提高。

表2 膝关节功能评分结果 (单位：分)

5.3 康复后期等速肌力测试结果(康复训练后)

表3 等速测试结果

5.3.1 患侧腿和健侧腿力量对比

患侧腿股四头肌向心/健侧腿股四头肌向心：93%

患侧腿股四头肌离心/健侧腿股四头肌离心：92%

患侧腿股后肌群向心/健侧腿股后肌群向心：75%

患侧腿股后肌群离心/健侧腿股后肌群离心：87%

10周的康复体能训练，患侧腿股四头肌向心和离心肌肉量都有很大的提高，基本完成康复目标。可能由于运动员的取腱部位是半腱半膜肌，在一定程度上影响了大腿后群肌肉的肌肉力量；也可能是由于康复训练方案针对股后肌群的训练强度不够和训练量不足，导致股后肌群的力量素质并没有恢复到和健侧腿相平衡的能力。

5.3.2 左右同名肌离心力量和向心力量比值

健侧腿股四头肌离心力量/向心力量达到了1.26倍

患侧腿股四头肌离心力量/向心力量达到了1.25倍

健侧腿股后肌群离心力量/向心力量达到了1.04倍

患侧腿股后肌群离心力量/向心力量达到了1.20倍

从肌肉平衡的角度，离心力量和向心力量的比值对于防止损伤的发生有着明显的意义。Bennett等报道，股四头肌离心力量训练可预防和治疗肌腱炎。肌肉或肌群的离心收缩力量与向心收缩力量的比值通常在1.0以上，一般是在1.4—2.0[18]。从防止损伤的角度上来说，同一肌群的离心力量和向心力量的比值要在140%以上[19]。

本次测试结果显示，健侧腿和患侧腿的股四头肌的离心力量/向心力量(E/C)都达到了125%以上，大于1.0，但与文献中指出的1.4—2.0[18]还有一定差距。健侧腿和患侧腿的E/C都小于125%，说明股后肌群的离心训练与前群相比较还有待加强，需要进一步做好总结，在训练计划中还应重点加强股后肌群的离心力量训练。

5.3.3 左右侧大腿后群、前群力量比(后群肌肉力量/前群肌肉力量)

健侧腿向心力量比：70%

健侧腿离心力量比：58%

患侧腿向心力量比：57%

患侧腿离心力量比：55%

根据Steindler的观点，正常健康的膝关节屈肌肌力约为伸肌肌力的67%。Davies也认为正常的膝关节屈肌力量比伸肌力量(此后简称为F/E)应在50%～67%的范围内比较合理[20，21]。但究竟膝关节F/E比值在一个什么范围内才能有效地防止损伤，对于不同项目的运动员可能有着不同的要求。在前十字韧带重建术后重视增强股后肌群的肌肉力量是一项非常关键的训练内容[22]。但通过测试结果可以明显看出：和健侧腿相比，患侧腿股后肌群肌肉力量还存在着很大的差距。这可能和患侧腿半腱半膜肌的取腱有着直接的关系，但也不排除是由于康复体能训练计划的疏忽而导致。

6 分析与讨论

6.1 FMS功能能力

在康复前的功能能力测试当中发现了由于患侧膝关节存在严重的肌力不足使得膝关节不能很好地控制关节运动，大大降低了膝关节的稳定性。肌力的降低造成了功能活动的受限，在步态分析中患者出现了跛行现象以至于右侧的髋关节灵活性降低。左右两侧的髂嵴不在同一水平线上影响了骨盆的正常生理解剖位置。在做动作时腰部产生了代偿动作，肌肉的丢失和部分肌肉的紧张同样影响到了下肢正常的活动范围。

在整个康复过程中通过训练有效提高了肌肉功能性力量，同时也加强了膝关节的稳定性和灵活性。运用PNF、手法、关节松动术有效改善了髋关节的灵活性，纠正骨盆在正常运动位置下的步态。

6.2 评分量表结果分析

Lysholm评分被广泛运用在其他膝关节疾病中，不仅能评价患者最为重要的日常活动的功能感知，而且对患者不同强度的运动功能也能做出初步评估。在整体的康复过程中针对疼痛、肿胀和肌力不足等造成的膝关节功能能力降低的情况，采取系统的康复治疗和训练方案显著改善了膝关节内在的关节结构和下肢的肌肉力量。通过再一次的膝关节评估发现在测试前出现的问题均得到了很好的解决，但在日常生活中仍然出现了绞锁现象，此点仍需要进一步改善。

6.3 肌力练习和步态

6.3.1 力量训练

由于疼痛和肿胀的原因，在康复初期力量训练多由多角度的等长收缩和各个方向的直腿抬高构成。这个阶段的力量训练主要以恢复肢体神经支配，练习中强调动作的控制，同时避免疼痛。在恢复性训练过程中用20～25RM的重量进行下肢力量练习，减少组间休息时间，重获肌耐力。在不同界面进行肌力练习，同时结合灵敏、柔韧、反应等不同因素提高肌肉的控制力和肌力。在同一动作中建立上下肢不同的动作模式，从而强化对角运动链的协调和控制能力。

6.3.2 负重和步态

早期患者由于左右腿肌力失衡，右腿代偿较多出现了跛行的形态，步态左右支撑不一致。在进行核心练习时发现骨盆的控制能力很弱，经常会出现一些代偿动作。通过系统的康复训练，左腿的前后肌群力量得到了很好的锻炼，控制能力也有很大提高。在髋关节较近的部位采用PNF和髋关节松动术缓解紧张状况，同时提高躯干核心肌群控制能力，骨盆的控制能力有很大提高并且屏蔽了一些代偿动作。