膝关节前交叉韧带重建术后康复治疗进展

宋金凤 范丹丹 刘泽键 孙 洁※

前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)损伤和断裂是常见的膝关节损伤。一项流行病学数据显示,澳大利亚男性和女性前交叉韧带撕裂的年发病率分别为83.9/10万人和60.1/10万人,其中15～29岁膝关节损伤发生率最高[1]。研究表明,对于从事跳跃、切割、旋转运动高度活跃和功能持续不稳定的患者,早期进行前交叉韧带重建术(Anterior Cruciate Ligament Reconstruction,ACLR)是最有效的治疗方法[2]。术后及时精准的康复治疗能够显著改善术后功能障碍,降低再次受伤风险,促进膝关节的功能恢复[3]。本文通过检索近5年ACLR术后患者康复治疗的相关文献,旨在归纳ACLR术后常见功能障碍的康复治疗进展,为临床制定精准、高效的康复治疗方案提供理论依据与指导。

1.术后常见功能障碍

ACLR患者术后早期往往出现疼痛、肿胀、关节活动受限、本体感觉丧失以及肌力下降等,严重影响膝关节的动态稳定性[4,5]。肌力下降是影响膝关节功能恢复的最重要因素,受累肌群涉及患侧髋膝关节周围肌群、核心稳定肌群及健侧肢体相关肌群,其中股四头肌和腘绳肌作为下肢主要支撑肌群,其肌力下降会导致下肢力线以及负荷发生改变,形成异常的动作模式和运动策略,增加膝骨关节炎和膝关节继发性损伤的发生风险[6]。研究表明,股四头肌无力的发生机制与术后疼痛、肿胀、制动以及活动减少引起肌肉体积与横截面积减少,或是关节源性肌肉抑制导致股四头肌激活失败有关。这种关节源肌肉抑制不仅发生在术后早期,也有可能持续到术后数年,严重影响康复进程[7]。

此外,心理状况对ACLR术后康复进程的影响也受到越来越多的关注。前交叉韧带损伤后大多数人群都会出现沮丧、焦虑、缺乏动力、对再次受伤和重返运动的恐惧等心理障碍,其中对再次断裂和重返运动的恐惧成为ACLR后无法恢复到伤前运动水平的重要限制因素[8,9],如不及时有效干预,最终会导致患者功能表现与实际功能水平不匹配,延缓患者的功能恢复。

2.术后康复评定

目前ACLR术后功能障碍的康复评定主要围绕疼痛、肿胀、关节活动和膝关节功能等方面进行评估。

2.1 疼痛肿胀评估

疼痛评估主要采用单维度疼痛强度的评估方法,通过数字、文字的形式表达,具有简单、易行、高效的特点,最常用的量表为视觉模拟量表(visual analogue scale,VAS)[10]。肿胀程度评估主要包括视觉检查、卷尺围度测量和特殊试验检查(如浮髌试验、膝关节积液诱发试验),因肿胀通常伴随炎性反应,局部皮肤温度的测量亦具有一定的临床意义[11]。

2.2 关节活动评估

关节活动评估包括关节稳定性评估和关节活动度评估。膝关节松弛程度评估主要通过特殊检查,如Lachman试验、前抽屉试验、轴移试验以及杠杆试验和KT1000/2000关节测量仪[12,13],其中Lachman试验和杠杆试验的敏感度和特异性相对较高。临床评估关节活动度常使用关节角度尺对膝关节屈伸、内外旋角度进行测量,但可能存在一定的视觉误差。

2.3 膝关节功能评估

2.3.1 肌力评估

肌力可通过徒手肌力分级评定、手持测力计、一次可重复最大力量测试和等速肌力测试进行评估[14,15]。徒手肌力评定操作简便,使用广泛,受检查者主观经验、被检查者配合程度影响,其可重复性低。等速肌力测试可精确量化被测关节周围肌群肌力、肌耐力,是评估ACLR后股四头肌和腘绳肌力量的金标准[16]。但等速肌力测试无法评估三级以下肌力,且设备昂贵需要专业人士操作,因此治疗师应根据患者实际情况及需求,选择适宜的临床评估方法。

2.3.2 跳跃测试

跳跃测试可用于评估肌肉力量、神经肌肉控制、对肢体的信心以及承受与特定运动相关负荷的能力[17]。测试内容主要包括单腿水平跳跃、单腿垂直跳跃、侧跳、单腿三次跳跃、6米计时跳跃和交叉跳跃,通过跳跃时间、距离、落地稳定性以及重建腿与健侧腿的肢体对称指数对膝关节功能进行评估,肢体对称指数大于90%通常被定义为完成康复和重返运动(return to sport,RTS)的临床标准[18,19],但受疲劳、心理因素以及动作代偿策略等影响可能无法全面评估膝关节的功能状态[20]。与等速股四头肌肌力测试相比,跳跃测试可能高估患者的功能水平。全身可穿戴传感器和基于标记的光电系统能够在高速复杂运动中量化关节运动学,可以作为跳跃测试的有效补充[21]。

2.3.3 平衡评估

ACLR术后动态平衡功能测试推荐选择星形偏移平衡试验(Star Excursion Balance Test,SEBT)、功能性运动测试(Functional Movement Screen,FMS)以及Y平衡测试(Y-balance test,YBT)[22,23]。三者还可有效筛查ACLR患者的异常运动模式、不对称性和神经肌肉控制缺陷,因测试对患者功能要求较高,通常用于后期评估。此外,静态平衡功能评定训练系PC7012通过检测压力中心和摆动面积等指标亦可对患者的平衡能力进行测定[24]。

2.3.4 主观量表评估

国际膝关节文献委员会膝关节主观评价表(International Knee Documentation Committee Subjective Knee Evaluation Form,IKDC)、膝关节损伤与骨关节炎评分(Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score,KOOS)和Lysholm膝关节评分可以良好地反映ACLR患者的膝关节功能[25,26]。Tegner活动水平量表和Marx活动水平量表适用于患者运动等级和活动水平的评估。膝关节自我效能量表(Knee Self Efficacy Scale,K-SES)和前交叉韧带损伤后重返运动量表(Anterior Cruciate Ligament Return to Sport After Injury Scale,ACL-RSI)可用于评估ACLR患者自我效能水平的高低以及ACL损伤后重返运动的心理因素影响[25]。抑郁自评量表(Self-rating depression scale,SDS)和焦虑自评量表(Self-Rating Anxiety Scale,SAS)也可用作负面心理状态的评估。前交叉韧带损伤生活质量量表(ACL Quality of Life Scale,ACL-QoL)是目前唯一一个满足专用于慢性前交叉韧带损伤(特定疾病)的、患者主观报告的、评估患者生活质量的量表,还适用于ACLR术后评估和长期随访[27]。

3. ACLR后康复

ACLR术后康复的目的是有效恢复患者膝关节功能,消除患者的心理障碍,促进其重返运动,防止进一步的膝关节损伤,降低膝关节骨性关节炎的发生风险以及优化长期生活质量。目前ACLR术后常用的康复治疗主要有以下几个方面。

3.1 关节活动训练

ACLR术后早期康复重点是关节活动训练。术后即刻进行关节活动训练可减轻疼痛、减少因角度不足引起的并发症[28]。临床实践指南建议术后即刻进行完全伸直活动训练(如低负荷下长时间伸展、直腿抬高),随后同步屈曲活动训练(如靠墙下滑、足跟滑动训练、坐位辅助屈曲、自行车训练),术后0～2周关节活动度达0～90度,逐渐递增,2～6周关节活动度可达0～130度,6～12周可恢复主被动全关节活动范围[29,30]。Maitland关节松动技术,尤其是针对髌骨骨关节,进行滑动、分离、牵引等手法,对于实现完全主动的膝关节伸展至关重要[31]。目前持续被动设备(CPM)的应用尚存在争议,有研究认为持续被动运动不能改善最终运动结局,故不推荐使用[3]。亦有学者认为CPM锻炼可以缓解患者早期膝关节肿胀、疼痛,有效预防术后关节粘连[32]。因此对于CPM训练,治疗师可根据患者具体的功能水平与耐受程度进行临床应用。

3.2 辅助器具使用

ACLR术后辅助器具的使用主要分为刚性支具、铰链支具和软性辅具。ACLR术后应用刚性支撑辅具有助于恢复胫股关节力学,减小关节前后位移、轴向旋转以及外翻应力,从而起到保护移植物的作用[33]。而ACLR术后早期佩戴功能支具亦存在肌肉萎缩、限制关节活动范围、对预后缺乏积极作用、可能会增加再次手术的风险等问题[34]。因此,治疗师应依据患者的阶段目标选用合适的护具类型。软性辅具主要指肌内效贴布(kinesio tape,KT),肌内效贴布可改善局部组织血液循环,促进淋巴液回流,减轻疼痛以及改善平衡和本体感觉功能障碍[35,36]。术后第二天即可予以肌内效贴布治疗,多选择Y形、爪形和灯笼形,自然拉力或中等拉力,一般持续1～3天,以减轻疼痛和水肿为主要目的。本方法对贴扎部位有急性感染、开放性伤口、深静脉血栓以及对贴布过敏者禁用[37]。

3.3 负重训练

早期负重训练不会对ACLR患者关节稳定性或功能产生不利影响[38]。ACLR术后的负重进展主要取决于患者的耐受水平和移植物的选择。相对于骨-髌腱-骨,自体腘绳肌和同种异体移植物的进展速度较慢[30],其开始负重的确切时间仍存在争议。临床实践指南建议术后立即进行可耐受的渐进性负重训练方案[3]。何娜娜等则建议ACLR术后第5天为训练最佳时间窗[39]。渐进性负重训练:首先扶患者坐床沿5～10分钟,然后扶双拐下地站立约5分钟,之后协助患者缓慢行走(患膝负重量以本人承受能力为佳),一般首次负重不超过本人体质量的1/4,以后负重量按患者体重的15%～30%逐渐递增,15～30分钟/次,2次/天。在2～6周内逐渐停止使用拐杖。条件允许的情况下,在不同水位进行水中步行训练,不仅可以有效控制增加的负荷,还有助于形成正常的步态模式[30]。最后,在渐进式负重训练的过程中应及时调整负重的时间和强度,防止由于负重过多导致疼痛和肿胀加重。

3.4 物理因子治疗

ACLR术后物理因子治疗包括电疗法、磁疗法、超声波疗法、光疗法和冷疗,可有效减轻疼痛、消除肿胀、软化瘢痕、提高关节活动范围和调节神经肌肉功能,其中冷疗和神经肌肉电刺激强推荐使用[40]。冷冻疗法在术后早期使用主要指常规冰敷和循环加压冷疗。常规冰敷采用生理盐水冰袋,术后可即刻使用,放置于膝关节周围,避开髌骨、腘窝处,外裹棉巾以防冻伤皮肤,每小时20分钟,每日至少3次,可以有效地减轻早期疼痛,减少出血,并且在运动训练过后使用冷疗也可以适当减轻患者疲劳感并缓解炎症导致的疼痛刺激,提高治疗效果[41,42]。循环加压冷疗系统兼顾冷疗与局部加压的双重作用,还能从一定程度上降低深静脉血栓形成风险。有研究建议循环加压冷疗系统可在术后即刻使用,选择4.7～7.3kPa的脉冲压,冰囊内温度控制在11～13℃,连续冷疗48小时,其间密切观察患者皮肤颜色、张力、温度等参数,避免冻伤[41,43]。神经肌肉电刺激(Neuromuscular electrical stimulation,NMES)是使用低频脉冲电流来刺激相应的神经或神经支配的肌肉,通过被动引起肌肉收缩来提高肌肉功能损伤的一种治疗方法,在ACLR手术后的早期应用神经肌肉电刺激可以更好地维持患者股四头肌的大小和力量,有效改善肢体不对称[44]。一项系统综述建议[45]:NMES通常在术后2周内介入,电极大小建议≥40cm2,4电极或2电极放置。建议的设置参数:脉冲持续时间长250～300μs,≥50Hz的频率,占空比在1:2至1:3之间。刺激强度应设定为患者最大可耐受或舒适的定性感知,最低要求是实现肌肉收缩,并且患者膝关节屈曲角度范围为0°～60°,治疗时间从15分钟到40分钟不等,每天1到3次,持续2～12周。

3.5 肌力训练

3.5.1 开链运动与闭链运动

开链运动(Open Kinetic Chain,OKC)和闭链运动(Close Kinetic Chain,CKC)皆可用于训练股四头肌的力量。开链运动临床多采用坐位抗阻伸膝,闭链运动多采用足跟滑移、靠墙静蹲、下蹲-站起、坐-站训练及下肢自行车训练。闭链运动可提供移植物愈合过程中良好的力学环境,同时能很好地恢复膝关节功能,开链运动作为孤立的肌力训练可以更好地刺激股四头肌肌力恢复[46]。目前临床上开链运动介入的时间存在争议,但是根据现有证据表明,6周后的开链运动可以提高强度,而不会对移植物产生不利影响或增加移植物松弛度[47]。因此,基于对移植物生物愈合的角度考虑,术后第1个月应优先进行闭链运动(0°～60°),以减轻髌骨关节疼痛的风险,而开链运动(90°～45°)最早可在6周内进行[3]。值得注意的是,有研究表明女性、腘绳肌移植物可能比髌骨移植物更容易松弛,因此在制定康复方案时需要考虑性别、移植类型以及训练强度等多种变量对移植物的影响[48]。

3.5.2 低负荷血流限制训练

血流限制训练(Blood Flow Restriction Training,BFRT)是通过充气袖带或弹性绷带等特殊装置对肢体施加外部压力,实现被施压肢体静脉血流的闭塞和动脉血流的部分阻塞,从而达到增加肌肉力量与体积,提升身体机能的目的一种训练方式[49]。BFRT是ACLR术后早期预防肌肉萎缩、促进肌肉肥大以及增加肌肉力量的有效干预方法。术后1～2周可采用无运动下单纯施加血流限制、与被动运动相结合或与神经肌肉电刺激结合的形式;2周以后可以与低强度抗阻训练结合进行功能训练,一般选用20%～30%1RM的负荷重量,限制压力一般选择40%～80%动脉闭塞压,8～12周训练周期[50]。对于ACLR术后多年存在持续性股四头肌无力的患者进行血流限制训练仍能收获有益结果[51]。Hughes L等通过比较8周低负荷BFRT和传统高负荷阻力训练在ACLR患者术后康复中的效果发现,低负荷BFRT可以改善骨骼肌肥大和力量,其结果与高负荷阻力训练相似,并且在减轻膝关节疼痛和积液方面效果更佳[52]。因此,对于ACLR早期由于关节疼痛、肿胀以及新植入韧带成熟度等因素影响,无法进行高强度抗阻训练的患者,BFRT结合低负荷的阻力训练的干预方法推荐临床广泛使用。但是该方法目前并没有标准化的使用指南,安全性也应该得到高度重视,血流限制训练方法不当可能造成肢体麻木、延迟性肌肉酸痛、横纹肌溶解、深静脉血栓甚至肺栓塞等危险事故发生[53]。

3.5.3 核心稳定性训练

人体的核心由腰椎-骨盆复合体以及核心肌群构成,主要包括腹部肌群、腰背部肌群和髋部肌群。核心稳定性训练指在运动中控制人体核心区肌肉的稳定状态,使力量的产生、传递和控制达到最佳化的训练。ACLR术后,由于疼痛以及股四头肌无力的原因,导致下肢的生物力学在冠状面(髋关节外展和膝外翻角度增加)和矢状面(髋关节伸展和膝关节屈曲角度减少)都发生了代偿性的变化。这些异常的运动模式和负荷策略都将增加前交叉韧带再次损伤的风险[54]。有研究表明核心稳定性训练可以通过减少膝关节外翻和髋关节内收角度,增加股内侧肌和股外侧肌、股四头肌和腘绳肌的肌肉激活比,改变侧切、变向动作中膝关节的运动控制策略,降低损伤风险。因此核心稳定性训练应该纳入ACLR术后的康复策略中[55]。

3.6 本体感觉训练

本体感觉训练是通过不断激活前交叉韧带及其周围组织器官的机械感受器,将关节位置、负荷、运动速度变化等信息传入神经中枢,并由神经中枢将这些信息与视觉、前庭传入的冲动进行不断的调节、整合,促进关节周围肌群协调发力,保持身体姿势及动态平衡的训练方法[56]。在ACLR术后早期介入,首先进行重心转移训练以及半屈曲位的靠墙下蹲训练;然后借助Fitter平衡板、软垫、静态平衡评定训练仪等仪器进行不稳定平面地站立、静蹲以及扰动训练,根据患者实际情况完成从双脚支撑到单脚支撑,从睁眼状态过渡到闭眼状态,从稳定平面到不稳定平面的进阶,训练患者在不同情况下维持平衡的能力;最后进行慢跑、折返跑、8字跑、反向跑、交叉跑、侧方跑等训练,提高患膝对速度的运动感知反应能力[24]。

有研究表明振动训练也可以在一定程度上训练本体感觉,启动中枢神经系统,提高康复训练的效果[57]。振动疗法为ACLR术后患者提供了一个反复持续振动的不稳定平面,患者站在振动仪上,使振动波从足底向上传导,激活前交叉韧带及其周围组织器官的机械感受器,强化膝关节对位置、运动的感知能力,也可高效地增强下肢肌力,更大程度地强化神经肌肉反馈机制,从而提高膝关节的动态稳定性与训练效率[58]。然而,对于ACLR患者的康复目前还没有标准化的方案。Costantino等认为[59]大于20Hz的频率和3～4mm左右的振幅对运动员的表现显示出有益的影响。低振幅和高频率振动训练可能在增强力量方面安全有效。

3.7 重返运动训练

ACLR术后,运动员长时间脱离专项训练和比赛环境,将会对运动员后期重返赛场的运动表现产生严重负面影响。因此,针对运动员或高运动需求的患者进行重返运动训练是必要的。Buckthorpe M等将重返运动训练分为3个阶段:①解决影响运动质量的神经肌肉、生物力学以及运动控制因素;②包括渐进式运动再训练方法,完成一系列运动专项技能学习,优化协调和运动表现;③模拟体育运动需求的现实环境[60]。恢复运动质量、体能调节、恢复运动专项技能和逐步发展慢性训练负荷被认为是重返运动的四大支柱[61]。以足球运动项目为例,重返运动训练首先侧重于指导直线运动和多方向运动,随后进行恢复足球特定的技术技能和动作,最后在恢复正常团队活动之前进行现场模拟训练[62]。值得注意的是,要以安全的方式将球员从简单的基础训练逐步过渡到高度复杂的足球特定场景,必须彻底了解足球项目的技术和技能需求,建议让足球专项训练专家或足球教练参与训练过程。

3.8 康复心理治疗

良好的康复方案不仅要恢复患者功能,还要帮助其进行心理方面的康复。心理康复主要是帮助患者克服恐惧心理、重建自信心以及提高自我效能,恢复自我评估和判断的能力,帮助患者在重返赛场后继续进行自我训练,并及时对周围环境的安全做出判断,预防二次损伤[28]。康复心理治疗主要包括放松训练、行为-认知疗法、视觉想象、动机式访谈和正念训练,通过使用图像和言语对身体图式进行重新输入,形成正向反馈,减轻患者的负面情绪、增强患者的自我效能[63]。

4.小结

本文通过对现有研究资料的梳理、分析,认为全面的生物-心理-社会医疗模式在ACLR术后康复中具有重要意义。ACLR术后康复方案应依据患者膝关节生物移植物的愈合程度、躯体功能水平、心理状态以及其预期效果进行全面化和个性化的制定。其目标为在精准的康复评估的基础上,采用不同的康复方案,最大化地恢复膝关节功能,消除对运动的心理恐惧,降低膝关节再次受伤和骨关节炎的风险,最终达到重返社会和运动生活。然而目前对于ACLR术后康复方案的制定仍存在一些缺陷和不足,在很多训练方法的最佳介入时间、干预指标的标准化以及心理状况对整个康复进程的影响等相关问题仍需要进一步的探索。到目前为止,由于缺乏大量实践数据的支撑和在临床上医疗资源、康复意识以及经济效益的限制,应用这种模式来指导前交叉韧带重建康复仍然存在一定阻碍。