離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)髕股疼痛綜合征患者膝關(guān)節(jié)功能和神經(jīng)肌肉控制的效果

劉曉磊，李強(qiáng)，章耀華，張鴻悅，劉文輝，李佳，董明，楊云，楊華清

1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京康復(fù)醫(yī)院，a.骨科康復(fù)中心；b.康復(fù)診療中心，北京市 100144

髕股疼痛綜合征（patellofemoral pain syndrome,PFPS）是臨床常見(jiàn)導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)疼痛的肌肉骨骼疾病之一，以上下樓梯、跑步、跳躍等誘發(fā)的膝前痛為主要臨床表現(xiàn)[1]。PFPS 患者膝關(guān)節(jié)神經(jīng)肌肉控制能力下降[2]，是導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)功能障礙和再損傷的主要原因[3]。改善PFPS 患者神經(jīng)肌肉控制能力的康復(fù)策略逐漸受到重視[4-5]。離心收縮訓(xùn)練不僅可以提高皮質(zhì)興奮性、改善神經(jīng)激活[6]，也可激活關(guān)節(jié)囊、韌帶和肌腱細(xì)胞中的感受器[7]，提高本體感覺(jué)，從而可能提高膝關(guān)節(jié)周?chē)窠?jīng)肌肉控制能力，改善膝關(guān)節(jié)功能。

《國(guó)際功能、殘疾和健康分類(lèi)》（International Classification of Functioning,Disability and Health,ICF）

從身體功能、身體結(jié)構(gòu)、活動(dòng)和參與以及環(huán)境因素方面標(biāo)準(zhǔn)化描述人體功能及其受限程度[8]。本研究以美國(guó)物理治療協(xié)會(huì)骨科分會(huì)《國(guó)際功能、殘疾和健康分類(lèi)·髕股關(guān)節(jié)疼痛》臨床實(shí)踐指南[9]為依據(jù)，探討股四頭肌離心訓(xùn)練對(duì)PFPS 患者神經(jīng)肌肉控制能力的療效。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016 年9 月至2019 年9 月首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京康復(fù)醫(yī)院門(mén)診和住院的PFPS患者39例。

診斷標(biāo)準(zhǔn)：①至少有以下兩種情況可誘發(fā)膝前痛，如久坐、上下樓梯、下蹲、跑步和跳躍；②髕骨周?chē)鷫和?，髕骨研磨試驗(yàn)陽(yáng)性；③膝前痛持續(xù)3 個(gè)月以上。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡25～49 歲，體質(zhì)量指數(shù)18.5～27.9 kg/m2；②能配合康復(fù)訓(xùn)練和隨訪，并簽署知情同意書(shū)。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往有下肢骨折或/和韌帶損傷重建史；②1 年內(nèi)有膝關(guān)節(jié)鏡手術(shù)史；③炎癥急性期、膝關(guān)節(jié)韌帶損傷、髕骨脫位或半脫位；④頸源性眩暈和耳源性眩暈；⑤神經(jīng)系統(tǒng)疾病，有嚴(yán)重平衡功能障礙；⑥妊娠或哺乳期婦女；⑦并發(fā)其他臟器疾病不能耐受訓(xùn)練。

采用隨機(jī)數(shù)字表法將患者分成對(duì)照組（n=19）和試驗(yàn)組（n=20）。兩組一般資料無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。見(jiàn)表1。

表1 兩組一般資料比較

本研究經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京康復(fù)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（No.2016bkkyLw003）。

1.2 方法

兩組均予常規(guī)康復(fù)治療。①健康宣教：避免爬山、上下樓梯等動(dòng)作及劇烈運(yùn)動(dòng)，訓(xùn)練量以第2 天肌肉酸痛不增加為度。②功率自行車(chē)熱身訓(xùn)練5 min。③多角度直腿抬高訓(xùn)練：仰臥位，足稍外展，直腿抬高30°、45°，保持10 s。④髖外展訓(xùn)練：側(cè)臥位，膝伸直，外展髖關(guān)節(jié)，保持10 s。⑤髖后伸訓(xùn)練：俯臥位，膝伸直，后伸髖關(guān)節(jié)，保持10 s。⑥核心肌群訓(xùn)練：俯臥位平板支撐和側(cè)支撐。⑦彈力帶雙橋及單橋式運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。⑧股四頭肌、腘繩肌、小腿三頭肌牽伸訓(xùn)練。

試驗(yàn)組增加閉鏈離心收縮訓(xùn)練。采用BTE-Eccentron 離心測(cè)試訓(xùn)練系統(tǒng)（美國(guó)BTE 公司），患者雙腿交替對(duì)抗腳踏板，以減慢腳踏板速度，測(cè)試并確定訓(xùn)練目標(biāo)力：最大離心收縮力較小一側(cè)最大離心收縮力的1/2。訓(xùn)練時(shí)，第1 分鐘和最后1 分鐘設(shè)為50%目標(biāo)力，其余時(shí)間為100%目標(biāo)力。

根據(jù)患者耐受情況，適時(shí)調(diào)整，逐漸增加訓(xùn)練時(shí)間并更換阻力較大彈力帶。每次40 min，每周3 次，共8周。

所有患者在治療過(guò)程中均不能接受其他康復(fù)治療。

兩組常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練和股四頭肌離心訓(xùn)練由同一治療師完成。

1.3 評(píng)價(jià)方法

兩組分別于治療前、治療8 周后評(píng)定疼痛程度、加速時(shí)間、姿勢(shì)穩(wěn)定測(cè)試和膝關(guān)節(jié)功能。

1.3.1 視覺(jué)模擬評(píng)分（Visual Analogue Scale,VAS）

采用VAS 評(píng)定上下樓梯時(shí)膝關(guān)節(jié)疼痛程度，0 分表示無(wú)痛，10分表示無(wú)法忍受的劇痛。

1.3.2 Lysholm評(píng)分

采用Lysholm 評(píng)分對(duì)患者膝關(guān)節(jié)功能進(jìn)行評(píng)定，包括8 項(xiàng)內(nèi)容，總分100 分，評(píng)分越高，表示膝關(guān)節(jié)功能越好。

1.3.3 肌肉加速時(shí)間

采用Biodex System 4 多關(guān)節(jié)等速測(cè)試及訓(xùn)練系統(tǒng)（美國(guó)BIODEX 公司）進(jìn)行測(cè)試：功率自行車(chē)熱身5 min后，患者坐位，調(diào)節(jié)座椅高度、座長(zhǎng)以及椅面與椅背夾角，固定軀干和股骨；調(diào)整設(shè)備運(yùn)動(dòng)軸，固定運(yùn)動(dòng)臂，設(shè)置關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍為-5°～100°。測(cè)試前先行屈伸練習(xí)3 次，收縮模式為向心-向心，角速度60°/s 和120°/s，每組測(cè)5 次，組間休息1 min。先測(cè)量健側(cè)，1 min 后測(cè)量患側(cè)。記錄股四頭肌和腘繩肌的加速時(shí)間。加速時(shí)間是指到達(dá)等速運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間，代表肌肉在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始階段的神經(jīng)肌肉性能：加速時(shí)間變長(zhǎng)提示神經(jīng)肌肉控制延遲，神經(jīng)肌肉控制差[10]。

1.3.4 穩(wěn)定指數(shù)

采用950-441平衡測(cè)試儀（美國(guó)BIODEX公司）測(cè)試單腿支撐的姿勢(shì)穩(wěn)定能力。平臺(tái)可以向任意方向相對(duì)水平面傾斜20°，選取穩(wěn)定水平4級(jí)。患者赤足單腿站立，對(duì)側(cè)髖、膝關(guān)節(jié)分別屈曲45°、90°，雙手放在骨盆上。先測(cè)健側(cè)。每側(cè)測(cè)試3 次，每次20 s，取平均值，記錄總體、前后和左右穩(wěn)定指數(shù)，指數(shù)越高表示穩(wěn)定性越差[11]。

膝關(guān)節(jié)疼痛、Lysholm 評(píng)分、肌肉加速時(shí)間和穩(wěn)定指數(shù)測(cè)評(píng)內(nèi)容與ICF類(lèi)目的匹配見(jiàn)表2。

表2 下肢功能評(píng)估指標(biāo)與ICF類(lèi)目的匹配分析

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料符合正態(tài)分布，以()表示，組間比較分別采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，組內(nèi)比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 VAS

治療后，兩組VAS 評(píng)分均顯著降低（P＜0.001），試驗(yàn)組明顯低于對(duì)照組（P＜0.01）。見(jiàn)表3。

表3 兩組治療前后VAS評(píng)分比較

2.2 Lysholm評(píng)分

治療后，兩組Lysholm 評(píng)分均顯著提高（P＜0.001），試驗(yàn)組顯著高于對(duì)照組（P＜0.001）。見(jiàn)表4。

表4 兩組治療前后Lysholm評(píng)分比較

2.3 肌肉加速時(shí)間

治療后，兩組60°/s和120°/s速度下股四頭肌及腘繩肌加速時(shí)間均明顯降低（P＜0.01），試驗(yàn)組低于對(duì)照組（P＜0.05）。見(jiàn)表5～表8。

表5 兩組治療前后60°/s下股四頭肌加速時(shí)間比較（ms）

表6 兩組治療前后120°/s下股四頭肌加速時(shí)間比較（ms）

表7 兩組治療前后60°/s下腘繩肌加速時(shí)間比較（ms）

表8 兩組治療前后120°/s腘繩肌加速時(shí)間比較（ms）

2.4 穩(wěn)定指數(shù)

治療后，總體、左右和前后穩(wěn)定指數(shù)均降低（P＜0.05），試驗(yàn)組總體和左右穩(wěn)定指數(shù)低于對(duì)照組（P＜0.05）。見(jiàn)表9～表11。

表9 兩組治療前后總體穩(wěn)定指數(shù)比較

表10 兩組治療前后前后穩(wěn)定指數(shù)比較

3 討論

神經(jīng)肌肉控制是對(duì)靜態(tài)關(guān)節(jié)位置和動(dòng)態(tài)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的傳入信息進(jìn)行識(shí)別，并做出反應(yīng)，通過(guò)改變肌肉的募集順序，維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定和運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)[12]。PFPS患者存在膝關(guān)節(jié)周?chē)窠?jīng)肌肉控制能力下降[2]；神經(jīng)肌肉功能受損不僅導(dǎo)致持續(xù)性功能障礙，如肌力下降、姿勢(shì)控制下降、肌肉反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)等，也是引起繼發(fā)損傷的重要原因[3]。神經(jīng)肌肉控制障礙導(dǎo)致代償性異常運(yùn)動(dòng)模式，增加運(yùn)動(dòng)損傷發(fā)生的可能[13]。提高神經(jīng)肌肉控制能力可降低PFPS患者潛在損傷的發(fā)生率[14]。

離心訓(xùn)練能改善肌肉形態(tài)，提高本體感覺(jué)，改善神經(jīng)肌肉控制[15-16]。離心收縮訓(xùn)練可增加肌束纖維長(zhǎng)度、肌肉橫截面積和肌肉力量，效果優(yōu)于向心收縮訓(xùn)練[17]。4 周離心收縮訓(xùn)練可使股四頭肌纖維束長(zhǎng)度增加10%～20%[18]，肌肉纖維中連續(xù)排列的肌節(jié)數(shù)量增加，從而對(duì)肌肉力學(xué)和功能產(chǎn)生重要改變[19]。纖維長(zhǎng)度增加，可增加肌肉縮短速度，同時(shí)觸發(fā)可調(diào)節(jié)組織生長(zhǎng)的信號(hào)復(fù)合物，促進(jìn)組織生長(zhǎng)[20]，提高肌肉橫截面積。離心收縮可選擇性募集快收縮Ⅱb型纖維[21]，增強(qiáng)肌力、改善肌肉形態(tài)效果突出。

離心收縮訓(xùn)練可以激活關(guān)節(jié)和肌腱細(xì)胞中的感受器[7]，提高本體感覺(jué)。本體感覺(jué)是運(yùn)動(dòng)控制和膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定的重要組成部分，因此，離心收縮訓(xùn)練可提高運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性和膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。離心收縮還可提高外周和中樞神經(jīng)活動(dòng)，包括α 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元募集、肌肉激活、大腦皮質(zhì)興奮[6,22-24]，直接影響周?chē)窠?jīng)和中樞神經(jīng)適應(yīng)[6,22-23]。皮質(zhì)興奮性增加會(huì)導(dǎo)致突觸前抑制降低，從而改善肌肉的募集，并可能抵消來(lái)自受傷關(guān)節(jié)的其他抑制信號(hào)，如疼痛和腫脹[25]。離心收縮訓(xùn)練可能是PFPS理想的康復(fù)治療方法之一。Abián等[26]研究顯示，股四頭肌離心訓(xùn)練可改善股外側(cè)肌厚度和髕腱結(jié)構(gòu)與彈性。Eapen 等[27]對(duì)PFPS 患者進(jìn)行股四頭肌開(kāi)鏈離心等速運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，患者膝關(guān)節(jié)疼痛程度緩解，生活質(zhì)量提高。劉曉磊等[28]發(fā)現(xiàn)，以股四頭肌閉鏈離心等張訓(xùn)練為主的康復(fù)計(jì)劃能提高PFPS患者生活滿意度。Vincent 等[29]研究顯示，離心收縮訓(xùn)練不僅能緩解膝關(guān)節(jié)疼痛、提高膝關(guān)節(jié)周?chē)∪杭×?，改善膝關(guān)節(jié)功能，也能降低心血管壓力，降低心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)。

本研究顯示，股四頭肌離心收縮訓(xùn)練通過(guò)優(yōu)化肌肉形態(tài)、改善本體感覺(jué)、提高外周和中樞神經(jīng)活動(dòng)[30]，改善膝關(guān)節(jié)功能和神經(jīng)肌肉控制能力。

神經(jīng)肌肉控制評(píng)估方法包括本體感覺(jué)測(cè)試、姿勢(shì)穩(wěn)定性試驗(yàn)[31]和功能性試驗(yàn)[32]等，目前尚缺乏針對(duì)PFPS 患者的神經(jīng)肌肉控制評(píng)估方法。黃競(jìng)敏等[33]通過(guò)本體感覺(jué)、股四頭肌動(dòng)員能力（股四頭肌最大隨意等長(zhǎng)收縮肌力、中樞動(dòng)員比率和肌力儲(chǔ)備）評(píng)估膝關(guān)節(jié)神經(jīng)肌肉控制能力；Lee 等[34]通過(guò)加速時(shí)間和動(dòng)態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性測(cè)試綜合評(píng)估神經(jīng)肌肉控制能力。近年來(lái)，等速運(yùn)動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于神經(jīng)肌肉控制評(píng)估，常用指標(biāo)為峰力矩，但不能代表肌肉的綜合性能[35]。對(duì)膝關(guān)節(jié)而言，肌肉功能性力量比肌肉絕對(duì)力量更重要，加速時(shí)間是指加速到預(yù)設(shè)速度所需的時(shí)間，反映肌肉募集情況，可提供神經(jīng)肌肉準(zhǔn)備產(chǎn)生最大肌肉收縮的信息[35]。本研究綜合使用加速時(shí)間和姿勢(shì)穩(wěn)定性測(cè)試評(píng)估神經(jīng)肌肉控制情況，結(jié)果顯示離心收縮訓(xùn)練8 周后，PFPS患者神經(jīng)肌肉控制能力進(jìn)一步提高。

ICF 髕股關(guān)節(jié)疼痛臨床實(shí)踐指南[9]是指導(dǎo)PFPS 患者康復(fù)評(píng)估和治療的重要理論框架，基于ICF 編碼及相關(guān)評(píng)估的開(kāi)展應(yīng)用，為制定標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)評(píng)價(jià)、干預(yù)措施和概括性綜述以及Meta 分析等循證研究提供標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)支持[36]。本研究以ICF 髕股關(guān)節(jié)疼痛臨床實(shí)踐指南為指導(dǎo)，在身體功能層面，主要進(jìn)行肌肉力量和耐力訓(xùn)練、關(guān)節(jié)活動(dòng)度改善訓(xùn)練、肌肉牽伸訓(xùn)練，以改善關(guān)節(jié)活動(dòng)和肌力等功能；同時(shí)聯(lián)合股四頭肌離心收縮訓(xùn)練，通過(guò)改善膝關(guān)節(jié)神經(jīng)肌肉控制能力，提高下肢支撐、上下樓梯、下蹲及步行等活動(dòng)與參與。

本研究研究對(duì)象為25～49 歲，未對(duì)老年人進(jìn)行研究；未對(duì)患者身體活動(dòng)水平、職業(yè)、受教育程度等混雜因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；僅采用加速時(shí)間和姿勢(shì)控制測(cè)試評(píng)估神經(jīng)肌肉控制能力。未來(lái)可對(duì)不同年齡患者進(jìn)行分層觀察；增加肌電圖、功能磁共振成像等指標(biāo)，以觀察外周肌肉神經(jīng)募集以及干預(yù)對(duì)腦功能的影響。提高神經(jīng)肌肉控制能力的有效康復(fù)治療方法仍有待進(jìn)一步研究。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。