肌力训练在预防髋部骨折关节置换术后脱位的作用及研究进展

游世英,杨伶俐,熊 雁,路星辰,岑 媛

陆军军医大学大坪医院骨科,重庆 400042

据统计,因髋部骨折行关节置换术的数量在全球急剧上升,其中在亚洲人群中,年发比例占总骨折比例超过1/2,而我国每年发生髋部骨折约有100万例[1]。随着老年社会的到来,髋关节置换术(hip replacement,HR)是治疗髋部骨折、重塑关节功能最精准的手段之一,有效降低了并发症及死亡风险。研究统计发现髋关节置换术术后假体脱位率在术后并发症中已跃居第2位[2],关节功能康复欠佳等诱因致并发症发生率比例偏高[3],其中髋关节外展肌乏力、张力降低被认为与假体脱位密切相关[4]且极易被忽视。Resende等[5]研究表明髋关节肌群疲乏无力会干扰核心肌群的稳定性。若髋关节置换术术后康复不及时,易引起髋周肌肉萎缩,肌肉力量下降,从而导致部分患者出现假体松动,甚至脱位。一般患者发生脱位后经手法即可实现假体复位,但仍有部分患者需再次接受手术甚至翻修才可达到复位效果,不仅严重影响假体使用寿命,而且给患者带来沉重的经济负担。因此,术后早期康复被认为是有效预防髋关节置换术后假体脱位的重点方法之一,尤其是肌力的康复训练,故本文就肌力训练对髋关节置换术后脱位的防治作用进行综述。

1 髋关节置换后假体发生脱位的机制

髋关节置换术后首次脱位多发生在术后3个月以内,发生率约3%,翻修术后脱位率约10%[2],使用严格限制性假体的脱位复发率更高。脱位的机制有:(1)创伤后髋关节局部组织瘢痕形成,软骨发生溶解,股骨头坏死,部分患者伴随臀肌挛缩、患肢萎缩,严重者伴有肢体神经症状及感染可能[6]。(2)术中假体安放角度、假体放置时将关节囊修剪成宽度大概在2cm的四方形瓣,先牵开内侧缝合关节囊再外旋肌联合股骨粗隆部钻孔修复,可有效将后外侧入路脱位率降至0.73%[7]。(3)术中未修复关节囊及周围肌肉组织,脱位率可超过5.24%[8]。髋关节置换术后易发生后脱位,后外侧入路为了更好暴露关节和后方关节囊,有时会切断部分股方肌和损伤闭孔外肌,修复不充分,易导致脱位风险增加。当髋关节囊薄弱时,与其他维持髋关节稳定的外旋肌群相比,闭孔外肌的作用更加突出,闭孔外肌紧邻坐骨韧带下方,坐骨韧带是髋关节囊后方最重要肌群,有效限制髋关节的屈曲、内收和内旋,起到防止后脱位的发生。因此,髋部肌力主被动训练不但可以预防肌肉挛缩及粘连,还可增加关节置换假体周围组织的稳定性。

2 肌力对髋关节置换术后假体稳定的影响因素

髋关节是连接躯干与下肢最重要的关节,亦是负荷最大的、承力最重的关节,在人类直立行走过程中同时兼顾灵活性和稳定性。髋部发生骨折后严重影响髋关节的灵活性和稳定性、致残率极高,故关节置换术被认为是当前缓解髋关节疼痛、改善其功能最有效的治疗手段之一。而髋部骨折、手术对髋关节周围肌群的损伤、假体安放位置对髋关节肌肉张力、外展力量都有明显影响。当髋关节周围肌群疲乏无力肢体摆动时引发骨盆下降,使膝关节重心偏移,增加了膝关节俯冲矩和内侧关节压力,导致不可逆的关节变形。髋关节伸展肌可能会偏离抵消膝关节压力,从而卸载内侧胫关节力度,髋关节屈肌、伸肌和内外部旋转肌均有力量缺陷,步态呈现骨盆代偿[9];邓芳等[10]指出髋关节周围软组织张力及关节平衡性是影响假体脱位的关键因素。另外,体质指数、腰骶部核心肌群力量、年龄、肌肉质量等多种因素影响髋周肌群肌力。有研究表明肌肉力量锻炼可帮助髋关节置换术后神经和肌肉-肌腱复合体的结构重建[11],早期坚持递进式肌肉力量锻炼可改善患肢髋周肌群灵活性及双下肢平衡性[12-14],运动处方进阶式训练大幅度提高髋周及减少髋关节置换术后脱位发生率[15]。因此,肌力训练被认为是预防术后假体脱位的一个最主要因素。

3 不同部位的肌力训练对预防髋关节置换术后假体脱位的影响

3.1髋部肌力及下肢肌力训练 引用仿生学理念采用杠杆重建平衡原理在髋关节置换术中达到杠杆和着力点的生物力学重建,为侧肢循环建立赢取时间,从而实现激活髋关节周围肌群[16]。在B超下可见支持带血管、神经、肌肉部分功能受损,髋关节周围肌腱韧带、髂胫束、髋周肌群、外展肌群、梨状肌、股直肌、缝匠肌的离断,髂腰肌、外旋六肌部分离断,半腱膜肌等肌群肌肉力量强度下降,易导致多次脱位后再复位,单腿站立时对侧骨盆向下倾斜致髋关节内收,外旋转肌疲乏与前交叉韧带损伤和髌股疼痛综合征有关,缩短周围神经肌肉协调能力,术中韧带的重建及关节囊的修补,可有效缓解髋关节外展肌群无力,从而优化支撑骨盆稳定平衡性[17]。

早期持续髋周肌的抗阻训练对术后减轻疼痛、关节活动度都有促进作用,但目前国内外抗阻运动方案无统一标准。评估髋关节活动范围可让肢体0°～90°屈曲时测量髋关节内外旋转、髋关节屈伸、内收内旋、外展外旋角度。下肢的外旋靠梨状肌、闭孔内肌、闭孔外肌、股方肌、上孖肌、下孖肌、内收肌等肌群,侧卧抬腿、站立位后伸、单腿站立可有效进行臀中肌、臀大肌及髂腰肌肌肉力量训练,激活周围肌肉及软组织韧带使股骨头假体稳定于髋臼中,减少髋臼撞击及其磨损。由于患者对髋部周围肌群的肌肉力量训练认知不达标,后期可能会导致习惯性脱位。蒋林峻等[18]研究发现患肢制动3d,关节周围致密结缔组织渐渐地转变为疏松的结缔组织,胶原纤维形成,肌力下降。为防止关节僵硬及废用综合征的发生,早期的主动运动可以预防关节周围肌肉粘连与挛缩。大多数观念主张患者初始阶段积极主动进行髋关节周围肌群力量的训练,术后当天麻药消散,感知觉恢复后,即可主动行踝泵运动及股四头肌肉等长收缩训练,患肢床上平移外展、直腿抬高、侧抬腿训练,下床借助助行器辅助行走过渡到独立行走,靠墙下蹲练习[19];术后1个月之内察觉髋膝关节力量和功能下降,应强化股四头肌和腘绳肌的力量训练。然而少部分患者应当由医师或康复师基于患者自身全身评估及肌力评估结果,决定患者早期是否需要先使用下肢等速肌力被动康复训练再逐渐过渡到主动康复训练。Raghava等[20]对331例患者研究后发现髋部周围组织肌肉的强化训练可以减少膝关节疼痛并可增加髋部周围组织力量,臀肌力量也会影响膝关节的负荷以及膝关节骨性关节炎的疾病进展,应有针对性的制定髋关节肌肉锻炼计划来改善内侧隔室负荷。戴繁林等[21]研究发现髋关节周围最主要肌群臀中肌、臀大肌、髂腰肌的肌力和张力对防止髋关节脱位有直接作用。

肌力训练早期常被脑神经科重视,随着物理医学、康复医学、运动医学的研究增加,越来越多的专科领域重视肌力训练。何雯雯等[22]发现采用弹力带渐进式抗阻训练可增强髋膝关节周围肌肉力量,有效抑制肌肉痉挛,提高运动耐力[23]。安丙辰等[24]发现国内外诊疗指南推荐运用股四头肌肉训练方法来增强髋关节周围力量,减轻炎性疼痛的发生,从而减少非甾体类药物的使用,尤其对有胃肠疾病史的患者来说是一个福音。阶梯抗阻训练髋周肌肉提高患肢稳定性,术后1～2周开始行患肢最大肌力训练,有学者发现在治疗师的监督下持续肌力训练3～6个月可达健侧,随访1年双侧无差异性,对于需要从事体力活动的患者而言,结合耐力训练,髋关节稳定性更好[25-26]。

居家训练前测试下肢肌力,股四头肌最大等长主动收缩力,通过使用牵拉仪器进行训练,运用语言与视觉进行诱导测试,膝关节伸屈肌群做5次最大主动收缩记录收缩峰力矩。连续2周进行髋关节周围肌群训练,使膝关节伸屈肌、伸肌群等速峰力矩均达到较高水平。训练后可选膝关节伸屈等速肌力测试、国际通用的西安大略和曼彻斯特大学骨性关节炎指数可视化量表(WOMAC)评分评估、6min步行运动测试等进行髋关节肌力评定。运动疗法可以促进肌肉肌腱复合体、神经重构的结构重建,胶原纤维和肌纤维有序排列。目前临床上常用来恢复肌力的方法采用主被动运动、抗阻运动来增加肌肉和肌腱复合体力度,以期增加髋关节的稳定性,从而预防脱位的发生[27]。

3.2下肢离心肌与向心肌收缩训练 规律的离心肌与向心肌收缩有助于韧带组织血管的重建,增加髋部周围肌群外旋、外展、内收、内旋的能力。髋关节屈曲角度与腘绳肌及股四头肌离心与向心收缩有关系,腘绳肌离心收缩峰力矩明显大于股四头肌向心收缩峰力矩,临床中术后多注重股四头肌向心收缩。安丙辰等[24]发现在日常生活中应注重预防腘绳肌的损伤,频繁的让腘绳肌做最大离心收缩可能引起肌肉的部分损伤削弱肌力,应制定循序渐进的康复训练方案进行腘绳肌的力量及耐力训练。Alfredson等[31]在实验过程中发现离心收缩可以诱发组织结构重建,协助修复软组织微损伤。运用离心肌收缩康复方案来锻炼腘绳肌微损伤后、减少慢性肌腱炎的疼痛,有效减少软组织的弹性及肌肉锋力矩的改变,把这种功能恢复保护机制称为“重收缩效应”[32]。急性肌腱损伤后2周在超声检查中可见新生血管生成并长入组织,间接帮助肌腱愈合[33-34]。单纯的离心收缩可能引起急慢性软组织损伤,建议离心收缩与向心收缩两者结合更佳。结合有氧运动强化心肺功能,运用肌力训练强化髋关节周围肌肉及下肢肌力、增加关节稳定性、提高平衡能力,最终达到预防髋关节脱位的发生。

3.3胸腰背部核心肌群的肌力训练 核心肌群的稳定是维持躯干四肢运动平衡的基础。核心肌群肌力耐力及股四头肌锻炼与单纯的股四头肌训练相比髋周肌群力量更强。髋关节和骨盆周围肌群训练及盆底肌肉训练,主要锻炼方式选用单臀桥,双臀桥、侧桥运动,仰卧摆腿、平板运动、狗式或鸟式运动、静态切换重心转移、多方向行走、单腿站立外展等多种训练方法保持躯干的稳定,激活臀部核心肌群力量[7]。积极进行核心肌群周围的神经肌肉训练,可改善股骨、髋臼、髋关节的动态稳定性,加强髋关节周围肌肉群及下肢肌肉力量[28]。核心肌力量训练时配合呼吸训练,可改善动态和静态步态平衡力,核心肌群的稳定有助于患者的腰背部的直立,帮助患者从卧过渡到走,从而改善髋关节结构上的机械负荷。加强髋部肌肉运动可以增加核心稳定,核心肌群训练对身体功能、髋关节的运动有积极影响[29]。结构化教育和神经肌肉锻炼可重塑核心肌群及骨盆稳定性[30]。总之核心肌群的稳定对预防髋关节置换术后假体脱位非常重要。

3.4上肢肌力训练 因年龄、身体机能、麻醉及手术等原因导致关节置换术后患者出现早期患肢感知觉迟钝、运动能力降低、全身肌力减弱等问题;术后早期搬动患者不当、患者自行活动或变换体位不当都可能导致髋关节置换术后假体脱位,在临床工作中发现上肢的肌力训练可有效配合下肢的活动,从而降低脱位风险。在骨科下肢手术中脑神经康复领域的经验提示:握力是反应人体肌肉力量的重要指标之一,最大握力、最大捏力、最大夹指压力与上肢功能评定存在相关性[35]。术前肌力评估,对于强化围手术期肌肉训练尤为重要,尤其是对于年老体弱患者来说,上肢肌力采用递进式强化训练,既能为床上活动、体位转移打好基础,又能为术后早期从床上活动过渡到行走提供帮助。有效的肌力训练方法可以改善组织结构、肌肉形态,使肌力达到最大主动收缩力,有助患者从卧到坐,再逐渐过渡到站或行走,最终达到生活完全自理能力[4]。

4 肌力训练预防髋关节置换术后假体脱位的方法

髋关节置换术后正确的搬运方式及体位管理,有效的术前健康教育是预防术后早期关节脱位的关键。术后搬运选择过床易或2～4人平抬,卧床体位患肢应保持外展中立位30°,注意避免不当的搬运方式或者卧床体位在杠杆的作用下引起关节脱位。髋关节置换术后假体周围软组织损伤降低髋周肌群稳定性[36],王晓红等[37]提出关节置换术后采用快速康复理念,麻醉清醒即评估患者双下肢肌力及本体感知觉恢复情况,感知觉恢复即刻开始主动行踝泵运动、肌力和关节活动度训练,渐进性的肌肉训练、双肘与健侧肢体支撑抬起臀部进行单臀桥训练,床上拉吊环做引体向上或桥式运动,平衡力训练、髋膝关节活动度、行走训练、步态训练、抗阻力、负重等训练增强髋部肌肉力量。Suettat等[38]提出积极康复训练增加髋关节外展肌力,术后感觉恢复可在床上行患肢平行外移10～20cm,降低术后肌肉萎缩、疼痛及畸形的发生、增加关节活动度。赵海燕等[39]研究发现康复路径运用于关节置换术后患者的功能训练优势逐渐显现,早期循序渐进地行肌力康复训练,利用肌力训练处方增强髋关节周围肌肉力量,减少手术部位肌肉粘连,减轻患肢疼痛。有效指导患者体位管理及体位转移方法,辅助器具使用方法,可以避免引起髋关节置换术后脱位及其他不良事件的发生。防脱位的要求:环境宽敞明亮,避免地板湿滑障碍物过多、防滑鞋1双、座椅的高度足底-腘窝的距离+4cm,转身、弯腰拾物、盘腿等避免过度内收内旋,术后按照医嘱要求按时复查,可通过Barthel指数、Harris评分评估[40-41]。研究过程中发现多数老年患者下肢肌力弱,活动度受限,因疼痛、恐惧、理解能力下降、依从性低等原因拒绝肌力训练或间断肌力训练,那么延续性护理是临床医疗护理的拓展和延伸,更是对髋关节置换术后健康管理的延伸,做好患者及家属的出院宣教,教会正确的肌力训练方法及关节活动度训练,避免不恰当的体位及动作,改变不良生活方式,有效帮助患者重拾康复信心,从而预防脱位的发生[40]。

5 小结

本文通过对髋关节置换术后肌力训练综述得出结论,核心肌群力量、髋周及下肢肌力训练可以增加髋关节周围肌肉群的稳定性,有效减少髋关节置换术后发生脱位风险。随着老年社会的到来,髋部骨折后选择关节置换的人群不断的增加,如何快速有效安全实现术后康复是医、护、康、患共同追求的目标,未来还需进一步探索肌力训练干预处方如何帮助髋关节置换术后患者达到快速康复的目的。

作者贡献声明:游世英:文章选题、文献搜索及整理、文章撰写与修改;杨伶俐、熊雁、路星辰:文献查阅指导修改;岑媛:文章选题、指导修改