下肢肌力主動鍛煉儀的研制及在膝關(guān)節(jié)置換患者圍手術(shù)期的應(yīng)用

龍 艷 董麗娟 嚴潔敏

廣州中醫(yī)藥大學(xué)附屬中山市中醫(yī)院骨三科，廣東中山 528400

隨著人口老齡化的日益嚴峻，膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎已成為常見疾病，終末期膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎導(dǎo)致的嚴重疼痛及功能障礙已成為一個世界性的健康難題。人工全膝關(guān)節(jié)置換（TKA）成為治療終末期膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的一種重要的方法。手術(shù)的最終目的是讓患者緩解疼痛、恢復(fù)膝關(guān)節(jié)活動度及步行功能，提高患者的生活質(zhì)量[1]。功能鍛煉是膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后肢體康復(fù)護理中的重要組成部分，是減少傷殘率及促進患者膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)的關(guān)鍵[2]。另外，術(shù)后主動功能鍛煉效果優(yōu)于被動鍛煉，而有監(jiān)督的鍛煉對患者活動限制情況下的功能恢復(fù)和生活質(zhì)量方面帶來好處[3]，目前，臨床上常用的鍛煉儀均為被動鍛煉儀，為解決這一類問題，同時也為了能更準確控制患者鍛煉過程中所承受的應(yīng)力，使患者能夠及時、安全地負重、進行行走鍛煉，特研制了一種醫(yī)用，可量化，可根據(jù)個體情況調(diào)節(jié)鍛煉力度的下肢肌力主動鍛煉儀，它操作簡便，患者可在床上使用，且患者感覺舒適，療效良好，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年6月至2020年6月在中山市中醫(yī)院關(guān)節(jié)?？浦委煹?00例符合納入標準患者為研究對象。按入院的先后順序隨機分成常規(guī)組和鍛煉儀組，每組各50例。納入標準：根據(jù)中華醫(yī)學(xué)會骨科分會《骨關(guān)節(jié)炎診治指南》（2007年版）確診為膝關(guān)節(jié)炎[4-5]，同意參與本研究且已獲醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會同意，本市居住，自愿使用此儀器進行功能鍛煉，并能堅持隨訪，首次行人工全膝關(guān)節(jié)置換且均為單膝關(guān)節(jié)置換，手術(shù)均由同一組醫(yī)生完成。排除標準：合并靜脈血栓者、嚴重心功能衰竭、腎功能衰竭或多器官衰竭、惡性腫瘤、近期有嚴重感染性疾病、嚴重精神障礙疾病、血壓及血糖控制不穩(wěn)定者。兩組患者一般資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞ 0.05），具有可比性。見表1。

表1 兩組一般資料比較

1.2 方法

1.2.1 常規(guī)組膝關(guān)節(jié)置換術(shù)圍手術(shù)期常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練，其內(nèi)容包括：①術(shù)前股四頭肌靜力舒縮及踝趾關(guān)節(jié)屈伸鍛煉；②術(shù)后第一天股四頭肌靜力舒縮及踝趾關(guān)節(jié)屈伸鍛煉；③術(shù)后第二天CPM機被動鍛煉，角度從15°開始，以每天10°的屈曲幅度逐日遞增，并指導(dǎo)患者主動伸屈膝關(guān)節(jié)鍛煉，主動收縮時間盡量長，伸屈幅度以患者可耐受最高值為度；④術(shù)后第三天：仰臥直腿抬高運動，抬高30°，2 次/d，每次15 min；⑤根據(jù)患者肌力恢復(fù)情況，指導(dǎo)患者助行器輔助下下地行走。

1.2.2 鍛煉儀組在常規(guī)組的基礎(chǔ)上，增加下肢肌力主動鍛煉儀的干預(yù)，整個圍手術(shù)期均指導(dǎo)患者運用鍛煉儀訓(xùn)練肌力，根據(jù)個體耐受情況，調(diào)節(jié)力度在1～50 kg，設(shè)定每天上、下午各一次，每次鍛煉500下。

如圖1～2所示，下肢肌力康復(fù)鍛煉儀主要包括活動平臺和腿墊兩部分，腿墊的前側(cè)設(shè)置有活動平臺，活動平臺上端后部兩側(cè)對稱設(shè)置腳踏板支架固定踏板，上側(cè)前部安裝減速器，減速器一端橫向連接輸入軸，輸入軸一端安裝力度調(diào)節(jié)手輪，其上安裝摩擦組件，摩擦組件與力度調(diào)節(jié)手輪之間的輸入軸上套接彈簧，減速器另一端輸出軸和腳踏板一端轉(zhuǎn)軸均軸向連接同步輪，兩個同步輪之間通過同步帶相連。通過力度調(diào)節(jié)手輪的轉(zhuǎn)動可以調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量，調(diào)節(jié)摩擦組件阻力，通過同步輪和同步帶傳遞阻力給腳踏板，從而調(diào)節(jié)腳踏板擺動阻力。

圖1 下肢肌力主動鍛煉儀

操作方法：患者仰臥，將下肢安置于腿墊上，保持中立位，腘窩與腿墊斜面貼合，調(diào)節(jié)腿墊高度，至腳適合嵌入活動平臺上的腳踏，固定好固定帶，避免運動過程中松脫。自主活動方法：評估患者肌力，根據(jù)肌力情況，調(diào)節(jié)手輪的阻力至患者運動中能帶動腳踏板前后運動，并能有效計數(shù)，以患者能耐受為準。腳踏板每前后運動碰觸感應(yīng)器一次，計為一次有效運動，計數(shù)一次。見圖2。

圖2 下肢肌力主動鍛煉儀使用

臨床應(yīng)用前準備：經(jīng)試驗及安全測試后，于2019年5月經(jīng)15例健康人群30次安全試用，均無不適。并于治療前按程序向患者進行告知談話患者簽署知情同意書，臨床應(yīng)用不收取相關(guān)費用。

1.3 觀察指標

①比較兩組患者術(shù)后首次下地時間，下地越早，肌力恢復(fù)越好；②術(shù)后3 d、7 d、1個月膝HSS評分（HSS包括30分疼痛，22分功能，18分肌力，10分活動度，10分穩(wěn)定性，10分屈曲畸形，共100分，分數(shù)越高，說明治療效果越好[6]）；③術(shù)后14 d日常生活自理能力（ADL包括10個方面，即大、小便控制、洗澡、修飾、如廁、吃飯、穿衣、轉(zhuǎn)移、行走、上下樓梯。其中無需依賴：100分；輕度依賴：61～99分；中度依賴：41～60 分；重度依賴：≤40 分。分數(shù)越高，關(guān)節(jié)功能及生活質(zhì)量越好[7-8]）；④住院天數(shù)。

1.4 樣本量計算

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理

采用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS 22.0進行數(shù)據(jù)分析，計量資料采用均數(shù)±標準差（）表示，兩組間比較采用t檢驗，采用重復(fù)測量方差檢驗分析HSS治療前后變化情況，計數(shù)資料采用[n（%）]表示，組間比較采用χ2檢驗，P＜ 0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組間住院天數(shù)、ADL量表評分、術(shù)后首次下地時間比較

鍛煉儀組ADL量表評分高于常規(guī)組，鍛煉儀組住院天數(shù)、下地時間均短于常規(guī)組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜ 0.05）。見表2。

表2 兩組間住院天數(shù)、ADL量表評分、下地時間比較（±s）

表2 兩組間住院天數(shù)、ADL量表評分、下地時間比較（±s）

注 ADL：日常生活自理能力

組別 n 住院天數(shù)（d） ADL量表評分 下地時間（d）鍛煉儀組 50 9.48±2.08 91.20±3.23 2.52±0.89常規(guī)組 50 10.68±3.01 84.90±5.25 3.24±0.98 t值 -2.317 7.23 -3.852 P值 0.023 ＜ 0.001 ＜ 0.001

2.2 兩組患者手術(shù)前后HSS比較

兩組術(shù)后各時間點HSS與術(shù)前比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜ 0.05），說明術(shù)后均有改善，術(shù)后3 d、7 d、1個月比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜ 0.05），且均為鍛煉儀組高于常規(guī)組，說明鍛煉儀組療效優(yōu)于常規(guī)組。見表3。

表3 兩組患者手術(shù)前后HSS比較（分，±s）

表3 兩組患者手術(shù)前后HSS比較（分，±s）

注 同組間與術(shù)前比較*P ＜ 0.05

組別 n 術(shù)前 術(shù)后 F值 P值3 d 7 d 1個月鍛煉儀組 50 40.76±6.38 60.54±5.02* 66.78±4.89* 71.88±4.88* 497.937 ＜ 0.001常規(guī)組 50 41.18±6.61 54.24±5.30* 60.70±4.58* 65.90±4.37* 460.751 ＜ 0.001 t值 -0.323 6.104 6.418 6.453 P值 0.747 ＜ 0.001 ＜ 0.001 ＜ 0.001

3 討論

3.1 下肢肌力康復(fù)鍛煉儀研制的意義

膝關(guān)節(jié)置換臨床療效明顯，術(shù)后康復(fù)鍛煉質(zhì)量直接影響治療整體效果[9]，而股四頭肌肌力對患者離床站立和行走功能起著決定性作用。若術(shù)后鍛煉不合理，導(dǎo)致肌力下降，將直接影響患者生活質(zhì)量及術(shù)后康復(fù)，許瑩瑩等[10]研究發(fā)現(xiàn)：患者進行功能鍛煉后，肌力提高的程度與各項功能鍛煉的總量呈顯著正相關(guān)，鍛煉總量越大，肌力提高程度越大。膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者大多年老，加上受傷或術(shù)后疼痛等因素，很多患者無法重復(fù)進行功能訓(xùn)練，或無進行主動鍛煉，或鍛煉的力度低，效果差，或是指定每天鍛煉的次數(shù)有無達到既定量，均沒有合適的方法去恒量。

3.2 下肢肌力康復(fù)鍛煉儀的特色和創(chuàng)新

查閱相關(guān)文獻發(fā)現(xiàn)，周東容等[11]進行了自助式阻力鍛煉儀的研制及臨床應(yīng)用研究，其阻力在100～500 G間，可負重力量過小。李雪陽等[12]在預(yù)防下肢深靜脈血栓床尾式下肢功能鍛煉儀的研制中，其鍛煉儀雖有主動抗阻運動，但不能個體化調(diào)節(jié)負重力量，即所有患者鍛煉阻力為同一標準。陳小花等[13]在多功能肢體鍛煉儀的研制及在臨床中的應(yīng)用中，其鍛煉儀是依靠自己健肢的主動運動帶動患肢的被動運動，仍是屬于被動鍛煉儀。梁莉娟等[14]在四肢多功能主動訓(xùn)練儀的研制中，其鍛煉的力度無法調(diào)節(jié)與控制。

本鍛煉儀經(jīng)過精心的設(shè)計與數(shù)次的試用改良，有效改進了上述設(shè)計的不足：①此儀器研制主要是借鑒踝泵運動的原理，由踝關(guān)節(jié)活動帶動小腿腓腸肌和比目魚肌的主動收縮[15]，另外，由于在背伸、跖屈的時候，通過儀器的阻力給予了腿部一定的反作用力，運動過程中為了抵抗阻力的作用，勢必會同時引發(fā)下肢核心肌肉群的主動收縮，從而逐漸增強下肢脛前肌、股四頭肌、比目魚肌、腓腸肌、股二頭肌等肌肉的力量[16]，因此有利于整個下肢肌力的恢復(fù)；②引導(dǎo)患者主動鍛煉，患者必須通過患肢的主動運動才能帶動踏板的活動，并且運動軌跡必須符合標準（最大限度地跖屈和背伸）才能有效計數(shù)；③鍛煉的力度可根據(jù)個體情況調(diào)節(jié)，根據(jù)患者肌力情況，以患者不累為原則，設(shè)定鍛煉的阻力，可在1～50 kg之間調(diào)節(jié)；④根據(jù)個體情況設(shè)定鍛煉目標，即鍛煉次數(shù)可量化，根據(jù)患者肌力恢復(fù)情況，循序漸進增加每天鍛煉的組數(shù)和次數(shù)。⑤不僅有效減少護士康復(fù)指導(dǎo)的時間，避免指導(dǎo)流于形式，還能夠根據(jù)計數(shù)器顯示的鍛煉次數(shù)，評估患者鍛煉效果；⑥該儀器的使用不受患者文化程度的影響，達到相應(yīng)的力度，即計為有效鍛煉，另外，還可根據(jù)患者耐受程度，調(diào)節(jié)下肢所承受應(yīng)力，使患者術(shù)后能夠及時、安全地進行負重，促進肌力的恢復(fù)。

經(jīng)臨床觀察，下肢肌力康復(fù)鍛煉儀應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)置換患者，通過其主動鍛煉，加快了肌力的恢復(fù)速度，術(shù)后首次下地時間提前，術(shù)后膝關(guān)節(jié)活動功能得到改善，生活自理能力得到全面的提高，同時縮短了住院時間，減輕了患者經(jīng)濟負擔(dān)，且此儀器無創(chuàng)、無痛、無副作用、無并發(fā)癥、經(jīng)濟實用，值得推廣。但本研究觀察時間短、樣本少，病種單一，今后還需進一步對多病種做中長期的進一步觀察和研究。