等速肌力聯(lián)合電磁場對軍事訓(xùn)練傷后前交叉韌帶重建術(shù)快速康復(fù)研究進(jìn)展

商慧娟 張佳藝 吳相波 孫亞超 曾佳豪 謝曉文 張曉臣 王 昊 張 倩 費(fèi)英俊 高俊峰* 張 斌*

（1.戰(zhàn)略支援部隊(duì)興城特勤療養(yǎng)中心康復(fù)六科，遼寧 葫蘆島， 125100；2.空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，陜西 西安，710032）

軍事訓(xùn)練是提升部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的基本途徑。隨著訓(xùn)練強(qiáng)度增加、內(nèi)容豐富、達(dá)標(biāo)要求提高，軍事訓(xùn)練傷的發(fā)病率居高不下，運(yùn)動系統(tǒng)發(fā)病率在軍事訓(xùn)練傷中一直名列前茅[1]。膝關(guān)節(jié)韌帶損傷是軍事訓(xùn)練過程中的常見病和多發(fā)病，其中前交叉韌帶損傷最為常見。日本骨科協(xié)會（JOA）指南推薦對前交叉韌帶損傷的成年患者行韌帶重建手術(shù)[2]。前交叉韌帶重建術(shù)后膝關(guān)節(jié)常出現(xiàn)關(guān)節(jié)腫脹、疼痛、活動度受限，甚至韌帶再斷裂等嚴(yán)重并發(fā)癥，功能恢復(fù)需要一段時(shí)間[3]。前交叉韌帶重建術(shù)后快速康復(fù)一直是國內(nèi)外運(yùn)動醫(yī)學(xué)和康復(fù)醫(yī)學(xué)的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

前交叉韌帶重建術(shù)后的長時(shí)間康復(fù)不但給官兵日常工作及生活帶來顯著影響，也影響了部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的恢復(fù)。系統(tǒng)研究安全、有效、快速的綜合康復(fù)手段，對于加速前交叉韌帶修復(fù)術(shù)后官兵的損傷恢復(fù)、促進(jìn)其早日回歸工作崗位具有重要價(jià)值。本文就等速肌力、電磁場對前交叉韌帶重建術(shù)后患者的康復(fù)相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行簡要闡述。提出對部隊(duì)官兵進(jìn)行常規(guī)肌肉參數(shù)等速測試，并據(jù)此給出個(gè)性化康復(fù)方案，是預(yù)防軍事訓(xùn)練損傷的有效方法。探索和制訂特定參數(shù)等速肌力訓(xùn)練聯(lián)合電磁場的精準(zhǔn)康復(fù)方案，是未來加速前交叉韌帶重建術(shù)后官兵康復(fù)的重要措施和研究方向。

1 膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶損傷是我軍軍事訓(xùn)練傷的常見病

軍事訓(xùn)練傷指軍事訓(xùn)練直接導(dǎo)致參訓(xùn)人員的組織器官功能障礙或病理改變。按照《軍事訓(xùn)練傷診斷標(biāo)準(zhǔn)及防治原則》的標(biāo)準(zhǔn)，軍事訓(xùn)練傷分為骨關(guān)節(jié)損傷、器官損傷、軟組織損傷等，骨關(guān)節(jié)損傷在軍事訓(xùn)練傷中的占比最大：2013年為65.1%，膝關(guān)節(jié)韌帶損傷占13.1%；2014年為65.6%，膝關(guān)節(jié)韌帶損傷占14.7%[4]。2013年～2018年武警某部4 960例軍事訓(xùn)練傷中骨關(guān)節(jié)損傷2 974例，占60%[5]。前交叉韌帶是限制脛骨前移和內(nèi)旋的重要軟組織結(jié)構(gòu)，對維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定具有重要作用，而前交叉韌帶損傷通常發(fā)生在有方向快速變化和急停動作的運(yùn)動過程中。隨著近年來部隊(duì)官兵軍事訓(xùn)練內(nèi)容不斷豐富，如跳馬、變速跑、蛇形跑、越野跑等訓(xùn)練，且軍事訓(xùn)練強(qiáng)度不斷增加，達(dá)標(biāo)要求也不斷提高，這導(dǎo)致了膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶損傷是軍事訓(xùn)練傷的常見病和高發(fā)病，因此加速膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶損傷后官兵的康復(fù)，對恢復(fù)部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力有重要戰(zhàn)略意義。

2 膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶重建術(shù)后的康復(fù)現(xiàn)狀

由于前交叉韌帶損傷后內(nèi)源性修復(fù)困難，因此手術(shù)重建是前交叉韌帶損傷治療的主要方法[6]。目前對于前交叉韌帶的損傷最常用的治療方法為關(guān)節(jié)鏡下前交叉韌帶重建術(shù)，使用的重建物主要包括自體腘繩肌腱或髕腱、同種異體移植物以及人工韌帶，其手術(shù)方式包括關(guān)節(jié)鏡下單、雙束重建，保留及不保留韌帶殘端的治療手段[7]。前交叉韌帶重建術(shù)圍手術(shù)期的康復(fù)包括膝關(guān)節(jié)腫脹疼痛的控制、關(guān)節(jié)活動度改善、肌力訓(xùn)練、耐力訓(xùn)練、本體感覺/神經(jīng)肌肉訓(xùn)練、靈活性訓(xùn)練、步態(tài)訓(xùn)練、功能往復(fù)運(yùn)動與運(yùn)動專項(xiàng)訓(xùn)練等。具體的措施包括藥物消腫止痛、物理因子治療（聲、光、電、磁、冷、熱、力）、運(yùn)動療法、推拿、肌內(nèi)效貼、針灸等治療，對于長時(shí)間嚴(yán)重關(guān)節(jié)活動度受限的患者還可以采取麻醉下手法松解及關(guān)節(jié)鏡下松解術(shù)等。除了經(jīng)典的康復(fù)措施，近年來新的物理治療也被用于促進(jìn)前交叉韌帶重建術(shù)后的康復(fù)，如全身振動訓(xùn)練、富血小板血漿注射、血流限制療法等能有效改善下肢功能[8-10]。不同康復(fù)階段往往采取不同的康復(fù)措施。Wilk等[11]總結(jié)了前交叉韌帶重建后的康復(fù)階段計(jì)劃，術(shù)前：減輕炎性反應(yīng)、腫脹和疼痛；術(shù)后1～7 d：恢復(fù)膝關(guān)節(jié)被動完全伸展；術(shù)后2～4周：保持膝關(guān)節(jié)被動完全伸展；術(shù)后4～10周：恢復(fù)全膝關(guān)節(jié)ROM（0°～125°）；術(shù)后10～16周：使下肢力量正?；恍g(shù)后16～22周：逐步恢復(fù)完全不受限制的運(yùn)動。此外，上述學(xué)者概述了前交叉韌帶重建后重返運(yùn)動的12個(gè)關(guān)鍵步驟：①患者及其膝關(guān)節(jié)都要為手術(shù)做好準(zhǔn)備；②恢復(fù)完全的被動膝關(guān)節(jié)伸展；③減輕術(shù)后炎性反應(yīng)；④逐漸恢復(fù)完全的膝關(guān)節(jié)屈曲；⑤恢復(fù)完全的髕骨活動度；⑥根據(jù)膝關(guān)節(jié)狀況對康復(fù)方案進(jìn)行個(gè)體化分析和調(diào)整；⑦激活股四頭??；⑧恢復(fù)膝關(guān)節(jié)動態(tài)功能穩(wěn)定性；⑨必須從相鄰肌肉骨骼結(jié)構(gòu)提供膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性和動態(tài)控制；⑩持續(xù)地保護(hù)膝關(guān)節(jié)；?目標(biāo)回歸跑步；?目標(biāo)超越跑步并回歸運(yùn)動。上述學(xué)者的報(bào)道給前交叉韌帶重建術(shù)后患者的康復(fù)提供了明確目標(biāo)和流程。但對于膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶重建圍手術(shù)期的康復(fù)措施及流程路徑，國內(nèi)仍未有權(quán)威的多中心臨床研究以及指南發(fā)表。

3 等速肌力測試系統(tǒng)對前交叉韌帶損傷術(shù)后康復(fù)及機(jī)制

關(guān)節(jié)周圍肌力不足可造成膝關(guān)節(jié)動力性不穩(wěn)定，因此，術(shù)后肌力訓(xùn)練是康復(fù)治療的關(guān)鍵性項(xiàng)目，對于提高膝關(guān)節(jié)運(yùn)動功能、提高膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性、避免再次受損有著重大意義[5]。肌力訓(xùn)練主要包括等長收縮、等張收縮及等速收縮。上世紀(jì)60年代由Hislop教授提出等速訓(xùn)練技術(shù)，等速訓(xùn)練技術(shù)是在運(yùn)動中保持一定運(yùn)動速度，但是阻力可變，不管受試者采用多大的力量，其運(yùn)動速度都不會超過事先設(shè)定好的的速度[12]。此種技術(shù)在進(jìn)行肌肉評價(jià)時(shí)能夠提供多個(gè)反映肌肉功能的參數(shù)，如力矩、作功、功率等。等速肌力測試系統(tǒng)是一個(gè)集康復(fù)評定與康復(fù)訓(xùn)練為一體的系統(tǒng)，不僅可以進(jìn)行評估和測試，還可以通過調(diào)節(jié)角速度和運(yùn)動方式精確控制患者主、被動訓(xùn)練，用于改善關(guān)節(jié)活動度、預(yù)防及延緩關(guān)節(jié)術(shù)后肢體肌肉萎縮，提高患肢肌力，增強(qiáng)關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，加速康復(fù)進(jìn)程，預(yù)防不規(guī)范康復(fù)訓(xùn)練導(dǎo)致的骨隧道擴(kuò)大等并發(fā)癥的發(fā)生。膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶損傷后常伴發(fā)膝關(guān)節(jié)周圍肌群萎縮。等速肌力測試系統(tǒng)評價(jià)結(jié)果更加客觀準(zhǔn)確，提供準(zhǔn)確的膝關(guān)節(jié)周圍肌群訓(xùn)練評價(jià)指標(biāo)，從而反映前交叉韌帶斷裂重建術(shù)后康復(fù)效果，應(yīng)用等速肌力訓(xùn)練進(jìn)行康復(fù)治療，可使膝關(guān)節(jié)前交叉韌損傷重建術(shù)后的患者在6個(gè)月達(dá)到健側(cè)膝關(guān)節(jié)肌力水平，并能基本達(dá)到正常運(yùn)動水平[13-15]。柳海峰等[16]最新研究提示，前交叉韌帶損傷術(shù)后患者的等速肌力訓(xùn)練除了能促進(jìn)患者肌力恢復(fù)，還在韌帶早期塑形方面具有積極作用，可能更有利于患者遠(yuǎn)期恢復(fù)。劉爽[17]對120例前交叉韌帶重建術(shù)后患者進(jìn)行研究，試驗(yàn)組在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練基礎(chǔ)上應(yīng)用等速肌力訓(xùn)練，1個(gè)月的訓(xùn)練后試驗(yàn)組膝關(guān)節(jié)屈伸絕對力、肌耐力、爆發(fā)力、位置覺和膝關(guān)節(jié)Lysholm/HSS評分均較對照組顯著提高。章聞捷等[18]對前交叉韌帶損傷重建術(shù)后患者有選擇性地進(jìn)行腘繩肌等速離心收縮訓(xùn)練，可更好地改善膝關(guān)節(jié)的功能，并降低再次損傷的風(fēng)險(xiǎn)。除了屈伸訓(xùn)練外，偏心等速訓(xùn)練股四頭肌的內(nèi)外翻運(yùn)動，對于前交叉韌帶重建術(shù)后的膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性改善也有較好的作用[19]。由此可知，等速肌力測試系統(tǒng)既能定量評價(jià)膝關(guān)節(jié)周圍肌群，又能早期促進(jìn)韌帶塑形，改善膝關(guān)節(jié)肌力，提高膝關(guān)節(jié)功能。

肌肉強(qiáng)度測試和訓(xùn)練是前交叉韌帶重建術(shù)后患者重返運(yùn)動的關(guān)鍵措施。等速測試一直是肌肉強(qiáng)度測量的金標(biāo)準(zhǔn)，但目前前交叉韌帶損傷患者等速肌力測試和訓(xùn)練干預(yù)時(shí)機(jī)未達(dá)成共識。HSS指南[20]中建議前交叉韌帶損傷患者在術(shù)前就進(jìn)行等速測試，重建術(shù)后第14周開始等速訓(xùn)練，Wilk等[11]提出第10周即可開始等速測試，而Sekir等[21]研究發(fā)現(xiàn)，和術(shù)后9周介入等速肌力訓(xùn)練組相比，術(shù)后3周即開始等速訓(xùn)練的患者膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)較好。除了干預(yù)時(shí)機(jī)的不同，前交叉韌帶損傷患者還缺乏統(tǒng)一的測試和訓(xùn)練方案：Van Der Horst等[22]的研究中推薦足球運(yùn)動員的等速訓(xùn)練方案參數(shù)包括膝關(guān)節(jié)向心伸膝/屈膝（60°/s，5次；180°/s，20次；300°/s，15次），邴建華等[23]的等速訓(xùn)練方案包括持續(xù)被動運(yùn)動模式（15速訓(xùn)練方案），向心/屈曲伸展模式（30°/s，15次；60°/s，20次；90°/s，30次）。因此，不同研究中對前交叉韌帶重建術(shù)等速肌力測試和訓(xùn)練的介入時(shí)間和治療方案不盡相同，有待進(jìn)一步的規(guī)范。

4 磁場對前交叉韌帶損傷術(shù)后的研究和機(jī)制

磁場是一種無創(chuàng)、有效的物理因子康復(fù)治療手段，磁場最開始于20世紀(jì)50年代運(yùn)用于骨科，1979年被美國FDA批準(zhǔn)用于臨床，電磁場的物理基礎(chǔ)包括沃爾夫定律、麥克斯韋方程組和壓電效應(yīng)[24]。電磁場廣泛用于治療的疾病包括骨折、骨折不愈合[25]。Huegel等[26]發(fā)現(xiàn)在大鼠肩袖撕裂模型中，發(fā)現(xiàn)電磁場的治療能顯著改善肩袖損傷后肌腱的機(jī)械性能和組織學(xué)特性，該研究提示磁場能夠促進(jìn)骨-腱的吻合，促進(jìn)膠原纖維向骨內(nèi)的長入。Dolkart等[27]最新研究提示電磁場能促進(jìn)肌腱和骨骼的愈合。Marmotti等[28]體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)脈沖電磁場能促進(jìn)前交叉韌帶損傷重建術(shù)后移植物的重塑。有研究在前期綜述了不同參數(shù)電磁場對骨細(xì)胞的效應(yīng)，包括促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖、分化，改變細(xì)胞骨架的分布，抑制破骨細(xì)胞，利用電磁場的生物學(xué)效應(yīng)可以治療骨量異常的疾病，如骨量降低的骨質(zhì)疏松、骨量升高的異位骨化、骨硬化癥等[29]。上述研究提示特定參數(shù)的電磁場既可促進(jìn)骨量的增加，又能促進(jìn)腱-骨愈合。前交叉韌帶重建術(shù)韌帶的穩(wěn)定性依賴于重建韌帶和骨隧道接觸面的愈合，訓(xùn)練膝關(guān)節(jié)強(qiáng)度控制不佳可能導(dǎo)致骨隧道的擴(kuò)大，愈合時(shí)間延遲[30]。一項(xiàng)前瞻性、隨機(jī)、雙盲臨床試驗(yàn)提示脈沖電磁場能加速前交叉韌帶損傷重建患者康復(fù)，內(nèi)在的機(jī)制可能和磁場對骨骼及重建韌帶的生物學(xué)效應(yīng)密切相關(guān)[31]。此外，前交叉韌帶重建術(shù)后膝關(guān)節(jié)的疼痛腫脹和炎性反應(yīng)密切相關(guān)，而術(shù)后康復(fù)過程中滑膜炎性反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)也會影響重建韌帶及骨隧道的愈合。通過特定參數(shù)的電磁場抑制康復(fù)過程中關(guān)節(jié)內(nèi)部的異常炎性反應(yīng)，對于前交叉韌帶重建術(shù)后患者的快速康復(fù)有重要意義。有研究在體外和體內(nèi)試驗(yàn)提示電磁場可以抑制炎性反應(yīng)，這種抑制作用通過抑制巨噬細(xì)胞中P38的磷酸化進(jìn)而減少TNF-α等炎癥因子的釋放，從而增強(qiáng)巨噬細(xì)胞胞葬作用來實(shí)現(xiàn)[32]。這提示磁場能抑制滑膜炎性反應(yīng)，抑制炎癥因子對骨隧道的腐蝕，從而促進(jìn)骨隧道的愈合，加快重建后前交叉韌帶和脛骨股骨隧道的融合速度；此外，還可以提高重建肌腱的機(jī)械性能和組織學(xué)特性，更好地發(fā)揮重建韌帶的生物力學(xué)功能。

5 討論和展望

Ardern等[33]研究發(fā)現(xiàn)，約有2/3的前交叉韌帶重建術(shù)后患者，膝關(guān)節(jié)功能在術(shù)后1年仍不能恢復(fù)到受損之前的水平。和普通人群相比，從事運(yùn)動事業(yè)的專業(yè)運(yùn)動員和長期進(jìn)行軍事訓(xùn)練的官兵前交叉韌帶斷裂更為常見，且此類人群術(shù)后運(yùn)動功能恢復(fù)需求較高，術(shù)后康復(fù)的時(shí)間要求也比普通人群短。此類人群的肌肉骨骼情況、康復(fù)目標(biāo)與普通人不同，需要進(jìn)一步優(yōu)化等速肌力干預(yù)時(shí)機(jī)和訓(xùn)練方案。膝關(guān)節(jié)理想的屈、伸肌肉峰力矩比（H/Q）約為60%。針對軍人這一特殊人群，本項(xiàng)目組前期利用等速肌力測試了部分正常官兵膝關(guān)節(jié)的肌肉參數(shù)，結(jié)果提示部分官兵存在雙側(cè)的肌力失衡如雙側(cè)H/Q比值差距過大等潛在致病因素。前交叉韌帶損傷的危險(xiǎn)因素主要包括外在因素和內(nèi)在因素，外在因素主要為環(huán)境因素，而內(nèi)在因素包括解剖、神經(jīng)肌肉控制等因素，不同個(gè)體神經(jīng)肌肉控制能力會存在差異，膝關(guān)節(jié)瞬時(shí)的反應(yīng)時(shí)間以及平衡協(xié)調(diào)等方面都存在較大差異[34]。由于軍事訓(xùn)練強(qiáng)度大、官兵發(fā)力不均衡等原因，導(dǎo)致肌肉失衡、左右肢體的失衡，這可能是前交叉韌帶損傷高發(fā)的原因之一。因此針對部隊(duì)官兵進(jìn)行常規(guī)等速肌肉參數(shù)測試，等速肌力訓(xùn)練可以糾正膝關(guān)節(jié)屈伸肌力不平衡或?qū)⒓×Σ黄胶饨档阶钚〕潭?，并?jù)此給出個(gè)性化軍事訓(xùn)練方案，是預(yù)防軍事訓(xùn)練損傷的有效方法。

不同人群的運(yùn)動基礎(chǔ)可能影響損傷前交叉韌帶重建術(shù)康復(fù)時(shí)間，而目前的前交叉韌帶重建術(shù)后康復(fù)方案研究大多為普通人群，針對不同人群，如老年人、肥胖人群、運(yùn)動員、軍人等特殊人群，制訂精準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化的康復(fù)方案是未來的研究方向之一。在軍事訓(xùn)練傷術(shù)后康復(fù)過程中利用等速肌力精確地檢測特定肌群參數(shù)，并進(jìn)一步制訂個(gè)性化等速訓(xùn)練康復(fù)方案，對軍事訓(xùn)練傷后需要快速回歸工作官兵的快速康復(fù)有重要意義，該領(lǐng)域的國內(nèi)外研究還有待進(jìn)一步深入。

對于前交叉韌帶重建圍手術(shù)期膝關(guān)節(jié)腫脹疼痛，古翠翠等[35]研究發(fā)現(xiàn)，早期進(jìn)行膝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動員的關(guān)節(jié)活動度恢復(fù)比晚期進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動員的效果好，而且進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練和下壓角度過程中的痛苦程度也更輕。Nambi等[36]對前交叉韌帶損傷后創(chuàng)傷性骨關(guān)節(jié)炎足球運(yùn)動員進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)等速肌力訓(xùn)練組患者血液中炎癥因子明顯降低，如C-反應(yīng)蛋白、TNF-α、IL-6。這些研究提示，前交叉韌帶損傷重建術(shù)后早期進(jìn)行等速訓(xùn)練可能通過抑制術(shù)后炎性反應(yīng)緩解關(guān)節(jié)腫痛，但內(nèi)在的生物學(xué)機(jī)制未見報(bào)道。目前針對前交叉韌帶重建后的磁場治療基礎(chǔ)和臨床研究報(bào)道較少，有待未來對內(nèi)在機(jī)制和最佳干預(yù)時(shí)機(jī)、參數(shù)及方案進(jìn)行深入研究。

磁場聯(lián)合等速肌力訓(xùn)練，可能產(chǎn)生疊加的康復(fù)作用，其生物學(xué)機(jī)制、最佳干預(yù)時(shí)機(jī)、最優(yōu)參數(shù)及康復(fù)方案是未來的研究方向。等速肌力訓(xùn)練和磁場已應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶重建術(shù)后康復(fù)，目前尚缺乏等速肌力訓(xùn)練聯(lián)合磁療的前瞻性隊(duì)列研究，亦無中、長期療效的隨訪研究。磁場聯(lián)合等速肌力訓(xùn)練對于軍事訓(xùn)練傷前交叉韌帶修復(fù)術(shù)后的骨-肌腱修復(fù)的基礎(chǔ)和臨床研究也未見報(bào)道。探索和制訂特定參數(shù)等速肌力聯(lián)合電磁場的精準(zhǔn)康復(fù)方案，是未來前交叉韌帶重建術(shù)患者快速康復(fù)的重要措施。