术前阻力训练对内侧开放式楔形截骨术患者膝关节功能、步态及生活质量的影响

刘文辉,董婕,王宏庆,董昕,孙凤龙

内侧开放式楔形截骨术(open wedge high tibial osteotomy,OWHTO)被证实在改善膝骨关节炎患者下肢力学对线不齐、膝关节负荷以及患者报告的膝关节疼痛等方面效果显著,是目前临床应用最为广泛的外科治疗手段[1-2]。然而该术后需要长达约6～12周的保护性负重,导致术后股四头肌力量和随意肌激活明显减弱[3-4],严重降低患者生活质量。术前阻力训练可有效改善患者肌肉力量和耐力、提高肌肉的承载能力,对于术后运动和日常生活活动的恢复具备优势[5]。本研究拟探讨术前抗阻训练对内侧开放式楔形截骨术患者膝关节功能、步态及生活质量的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2020年6月～2022年5月拟接受内侧开放式楔形截骨术的患者60例。纳入标准:Kellgren-Lawrence分级≤Ⅱ且符合《骨关节诊疗指南》对膝骨关节炎的诊断标准;单侧病变,下肢力线位于内侧间室;年龄<65岁;内翻畸形>5°,近端内侧角<85°,符合行内侧开放式楔形截骨术标准;首次拟行内侧开放式楔形截骨术;术前步行距离≥20m,VAS≤3分,具有一定运动能力。排除标准:术前合并感染性关节炎、髌股关节终末期疾病、多韧带不稳定等者;股骨端存在畸形,需行股骨端截骨矫形术者;存在认知功能障碍,无法配合康复训练者;患有严重心血管疾病、内科急性及精神疾病不能耐受或配合术后康复者。60名患者中1名患者在手术中被发现存在严重侧室骨关节炎,另1位患者6个月后未能参与随访而被排除。训练期间未出现重大不良事件。通过调整训练计划解决了4个轻微不良事件。1名参与者由于疼痛加剧而错过了培训课程,该参与者在咨询骨科专家后继续接受并完成培训。根据纳入标准,最终纳入58例患者。按照随机数字表法,分为康复宣教组30例和阻力训练组28例。2组患者一般比较无统计学差异。见表1。

表1 2组患者一般资料比较

1.2 方法 康复宣教组在术前接受康复宣教,阻力训练组进行为期4周的术前抗阻训练。

1.2.1 术前康复宣教 2组均接受由物理治疗师以口头结合纸质材料的方式进行术前康复宣教。主要内容包括:手术前后康复训练方式、注意事项、支具的使用和日常生活活动的指导等。

1.2.2 术前抗阻训练 阻力训练组在手术前进行术前抗阻训练。热身阶段:患者使用功率自行车进行低速率(50 rpm)和低负荷(1 kp)骑行,持续5min。结束后进行15s的股四头肌和腘绳肌牵拉。目标设定:通过体适能测试获取患者最大等速力量,并将最大等速力量的70%设为训练目标。若由于个人体质原因未能立即完成该强度训练,则可从最大等速力量的40%开始渐进式增加运动强度直到能够完成最大等速力量的70%。治疗师通过计算机显示器上提供的视觉反馈,指示患者每次动作完成必须达到或超过该目标。训练阶段:指导患者以60°/s、90°/s和120°/s的速度进行等速膝关节伸展和屈曲运动训练,10次/组,共3组。再以180°/s进行上述运动训练,15次/组,共3组。进阶阶段:为了监控进度并设定新的训练目标,在第3周、第6周和第9周分别进行最大等速力量测试,并根据测试结果设定新的训练目标。在术前阻力训练期间,由物理治疗师为患者提供个性化评估及训练计划,并始终密切监测、保护。训练3d/周,持续4周。

1.3 评定标准 训练前、术前训练后及手术后6个月对患者进行评估。采用美国特种外科医院膝关节功能评分(hospital for special surgery knee score,HHS)评估患者膝关节功能[6],使用世界卫生组织生存质量评定量表(World Health Organization Quality of life rating scale,QOL-BRER)评定患者生活质量[7],佩戴便携式步态评估仪评估患者在平地上完成20m步行时步长、步速、步频,使用手持式测力计测量患者股四头肌、腘绳肌肌力。

2 结果

2.1 2组HSS、QOL-BRER评分及步行能力比较 训练前,2组HSS评分、QOL-BRER评分、步长、步速、步频无统计学差异。阻力训练组:术前HSS评分、QOL-BRER评分、步速、步频较训练前增加(P<0.05),步长较训练前无统计学差异。术后6个月HSS评分、QOL-BRER评分、步长、步速、步频较术前训练后增加(P<0.05)。康复宣教组:康复宣教后,HSS评分、QOL-BRER评分、步长、步速、步频较康复宣教前无统计学差异。术后6个月HSS评分、QOL-BRER评分、步长、步速、步频较康复宣教后增加(P<0.05)。与康复宣教组比较,阻力训练组在术前HSS评分、QOL-BRER评分、步长、步速、步频均增加(P<0.05);术后6个月HSS评分、QOL-BRER评分、步长、步速、步频均增加(P<0.05)。见表2。

表2 2组治疗前后HSS、QOL-BRER评分及步行能力比较

2.2 阻力训练组训练前后股四头肌、腘绳肌肌力比较 术前阻力训练后股四头肌肌力较训练前增加(P<0.05),术后6个月股四头肌肌力较术前降低(P<0.05)。术前腘绳肌肌力较训练前增加(P<0.05),术后6个月腘绳肌较术前无统计学差异。见表3。

表3 阻力训练组训练前后股四头肌、腘绳肌肌力比较

3 讨论

我国约有3%的人群患有关节炎,其中膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)占大部分比例[8]。KOA的发病率不断增长,并有逐渐年轻化的趋势[9]。中青年患者康复具有重要的社会意义。众所周知,功能结果与下肢机械轴的校正密切相关。胫骨高位截骨术(high tibial osteotomy,HTO)被证实更适用于中青年单髁KOA患者,对下肢力线的矫正有更高的准确性[10-11]。本研究证实在OWHTO之前接受术前阻力训练的患者在运动和生活质量方面得到更大的改善。2组在OWHTO后的自我报告结果和动态膝关节负荷方面都有显著改善。上述结果与最新的报道结果一致。最新研究提示,与基线评分相比,训练后患者膝内收力矩降低了约50%,与膝关节相关的生活质量项目均提高了约50%[12]。值得注意的是,计划进行OWHTO的患者术前保持积极的运动及生活方式,能够帮助患者在手术后恢复到之前的活动水平[13]。

本研究选择探讨术前预康复训练对患者的长期影响。循证研究证明预康复能够有效提高术前心肺储备和运动能力,满足手术需求做准备,同时有利于术后回归日常生活甚至完成体力活动[14-15]。目前术前康复的手段包括术前教育、柔韧性训练、阻力训练、有氧运动、神经肌肉电刺激等[16]。研究表明在需要长时间减少术后活动性的骨科手术之前,肌肉力量的术前增益是有用的[17]。阻力训练能够在短时间内有效改善肌肉力量以及心肺功能,适用于择期手术前进行短期预康复[18]。本研究阻力的设定为渐进式抗阻训练,通过体适能测试获取患者最大等速力量,并将最大等速力量的70%设为训练目标。若未能立即完成该强度训练,则可从最大等速力量的40%作为起始训练强度。术前渐进式抗阻训练是使膝关节相关手术后快速康复的有效手段[19]。除了临床有效性之外,我们必须考虑患者依从性问题,渐进式抗阻训练从患者可以接受的最大运动强度开始,逐渐增加训练难度[20]。目前有关接受OWHTO患者术前阻力训练的相关研究较少[21]。虽然Rooks 等[22]提出阻力训练后术前力量显着增加20%,但与对照组相比,手术后的结果仍然没有显著改善。除了这些研究与本研究阻力训练的差异外,患者群体也可能存在重要差异。接受膝关节置换术的患者往往年龄更大,症状更严重,并且可能无法达到适当的训练强度来促进所需的力量改善,从而影响术后结果[23]。本研究中训练侧重于提高股四头肌和腘绳肌力量,因为这些肌肉主要与KOA患者的功能下降和残疾有关。增加膝关节周围肌肉(尤其是股四头肌)的肌肉力量和耐力,也可以提高肌肉的承载能力,并保护关节免受对线不齐导致的过度负荷。

本研究也存在一定局限性,2组的术后康复方案很难得到控制,因此基于术后管理的差异,组间的差异也可能出现。另外,术前阻力训练更适合推广到相对年轻、活跃的患者,并且本研究仅随访至手术后6个月。未来的研究将探讨其他更容易在各种环境中实施的强化计划的治疗效果。

综上所述,术前阻力训练对内侧开放式楔形截骨术患者膝关节功能、步态、生活质量及肌肉力量方面均有明显改善作用。在术前进行强化股四头肌和腘绳肌的高强度等速向心收缩训练,其治疗效果具有一定持续作用。