基于双重差分模型评估弹性阻力运动对老年TKA患者肌肉力量和关节功能的影响

郭彩虹，王瑞红，郝嫦娟

1.榆林市第一医院绥德院区骨科二病区，陕西榆林 718000；2.榆林市第一医院外科ICU，陕西榆林 718000；3.榆林市第一医院急诊医学科，陕西榆林 718000

老年全膝关节置换术(TKA)后常需予以康复训练以改善患者肌肉质量下降状态。目前临床中通常予以标准康复训练措施进行治疗，由于患者术后疼痛等原因，康复效果欠佳[1]。因此，需寻找新型有效康复训练手段以提高康复疗效。弹性阻力运动是一种通过增加肌肉收缩和线粒体蛋白合成速率来减缓衰老相关Ⅱ型肌纤维表型萎缩的康复训练手段。既往研究发现，弹性阻力运动可预防老年少肌症[2]，也有研究将其应用于TKA术后患者中，但研究过程中均采用传统方法评估干预效应，导致对弹性阻力运动干预效应的评估准确性欠佳[3]。双重差分模型设置更加科学，能更加准确地估计干预措施效应。为此，本研究纳入200例老年患者，旨在建立双重差分模型评估弹性阻力运动在老年TKA患者中的价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 经榆林市第一医院伦理委员会审批后回顾性选取2019年3月至2020年6月于榆林市第一医院行TKA治疗的200例老年膝骨性关节炎患者为研究对象，根据患者意愿分为观察组和对照组，每组100例。观察组男67例，女33例；年龄60～75岁，平均(66.32±5.20)岁；左侧48例，右侧52例；病程10～26个月，平均(17.41±5.31)个月。对照组男59例，女41例；年龄60～75岁，平均(65.85±3.74)岁；左侧43例，右侧57例；病程10～26个月，平均(16.30±4.15)个月。两组患者上述一般资料比较差异均无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

纳入标准：(1)符合《骨关节炎诊疗指南(2018年版)》[4]中膝骨性关节炎的诊断标准，并接受TKA；(2)局部有疼痛，关节功能障碍，膝关节屈曲<60°，无全身症状；(3)临床资料完整。排除标准：(1)既往膝关节手术史；(2)合并神经肌肉功能障碍性疾病；(3)体质量指数≥31 kg/m2；(4)合并基础疾病，如糖尿病、心脑血管疾病，依从性差。

1.2方法

1.2.1对照组 予以标准康复训练，于术后第2周接受标准康复训练，如拉伸练习、活动范围练习、静止自行车和跑步机行走等训练，训练2次/周(每周一和周三下午14:00～16:00各进行一次训练)，持续时间约为30 min。干预12周。

1.2.2观察组 在对照组的基础上予以弹性阻力运动进行康复训练，于术后第2周接受2次/周(每周一和周三下午14:00～16:00各进行一次训练)，为期12周的训练。每次训练包括10 min的热身、40 min的弹性抗阻练习和5 min的休息期。针对上肢和下肢主要全身肌肉群，将以下7个动作纳入训练：坐姿挺胸、坐姿划船、坐姿肩部推举、伸膝、屈膝、屈髋、伸髋。每 2 周(于首次训练的第2、4、6、8、10周)使用渐进式阻力负荷训练来增加运动的难度(通过改变条带颜色，即黄色、红色、绿色、蓝色、黑色和银色，在100%伸长率下相应的阻力水平分别为1.32、1.77、2.27、3.22、4.40和5.99 kg)。患者每个动作做10～20次，共做3组。阻力训练中弹性阻力(条带颜色)的运动负荷根据15分博格感知努力量表设定在有点困难(13分)至困难(15分)。

1.3评价指标及标准

1.3.1疼痛强度 于训练前及训练第4周、第8周及第12周采用视觉疼痛模拟评分法(VAS)[5]对患者的疼痛强度进行评价，满分10分，分值越高表示患者疼痛强度越高。

1.3.2肌肉力量 于训练前及训练第4周、第8周及第12周采用HUMAC NORM等速测力器(CSMiSolutions，Stughton MA，美国)对患者患肢膝关节进行伸峰值扭矩等速收缩测试，等速肌力角速度为每秒60°进行测量。

1.3.3膝关节功能评估 采用外科膝关节功能量表(HSS)[6]评估患者膝关节功能，包括疼痛(30分)、功能(22分)、活动范围(18分)、肌肉力量(10分)膝关节屈曲畸形(10分)、失稳(10分)。分值越高表示患者膝关节功能越好。

2 结 果

2.1两组患者疼痛强度、肌肉力量、膝关节功能比较 训练后，两组患者VAS评分、肌肉力量、HSS评分均改善(P<0.05)，观察组肌肉力量、HSS评分均高于对照组(P<0.05)，但VAS评分两组间比较差异无统计学意义(P>0.05)，肌肉力量、HSS评分双重差分模型净效应高于VAS评分(P<0.05)。见表1。

表1 两组患者疼痛强度、肌肉力量、膝关节功能比较

2.2双重差分模型分析 双重差分模型分析显示，肌肉力量、HSS评分在组别、时间、组别·时间互项中差异均有统计学意义(P<0.05)，VAS评分在组别、时间、组别·时间互项中差异均无统计学意义(P>0.05)，见表2。

表2 双重差分模型分析

3 讨 论

老年TKA患者术后常伴肌肉衰减及力量减退，影响患者术后膝关节功能恢复[7]。术后有效的运动训练干预是改善患者肌肉力量及促进膝关节功能恢复的主要手段。但目前临床上常采用的标准康复治疗方案中关于抗阻训练的阻力设计多以等速测力系统测定，导致在部分基层康复中很难实现[8]。弹性阻力运动是一种新型康复运动训练措施。唐微等[9]报道称，弹性阻力运动可预防肌肉萎缩，但在膝关节炎及膝关节炎TKA术后患者的研究中发现弹性阻力运动对患者的影响存在差异，部分学者认为弹性阻力运动可增强患者肌肉力量。而另外部分学者称在研究中未观察到患者肌肉力量的改变[10-11]。鉴于此，本研究用双重差分模型通过基于一个反事实的框架来评估弹性阻力运动实施和不实施两种情况下弹性阻力运动在老年TKA术后患者中的价值。

本研究显示，训练后，观察组肌肉力量、HSS评分均高于对照组(P<0.05)，双重差分模型分析显示，两组患肌肉力量、HSS评分在组别、时间、组别·时间互项中差异均有统计学意义(P<0.05)。证实弹性阻力运动应用于老年TKA术后患者能有效增加其肌肉力量，提高其膝关节功能。老年TKA患者术后肌肉力量及膝关节功能的降低很大程度上归因于Ⅱ型肌纤维的特异性萎缩及相应蛋白的合成减少[12]。弹性阻力运动训练的肌肉激活和自我感觉功效与自由重量阻力训练相似，通过促进卫星细胞增殖和增加肌肉收缩和线粒体蛋白合成的速率来抑制衰老相关的Ⅱ型肌纤维表型萎缩，缓解肌肉紧张，增加主要肌肉的血液循环，确保氧气有效地流向相关肌肉群，促进肌纤维肥大及新肌核生成，进而有效提高患者肌肉力量及膝关节功能。在LEE等[13]的研究中观察了单独弹性阻力运动训练和联合弹性阻力运动增强训练对合成代谢信号的影响，报告显示两种运动方案均产生了类似的哺乳动物雷帕霉素和p70S6K靶反应。HUANG等[14]研究发现，弹性阻力运动训练使Ⅰ型纤维的单纤维横截面积增加了23%，Ⅱa型纤维增加了22%，Ⅱa/Ⅱx型纤维增加了30%。进一步证实了弹性阻力运动在老年TKA患者术后肌肉力量及膝关节功能恢复中的价值。

综上所述，基于双重差分模型评估显示弹性阻力运动应用于老年TKA患者能有效提高患者肌肉力量及膝关节功能。本研究的不足之处在于纳入的病例来源于同一中心，研究的广泛性受限，同时纳入的患者仅为老年膝骨性关节炎患者，研究结果可能存在偏倚，后期扩大病例纳入范围，纳入更多类型的膝关节损伤患者，对本研究做进一步验证。