等速向心和離心肌力訓(xùn)練對(duì)前交叉韌帶重建術(shù)后膝關(guān)節(jié)屈伸肌群肌力影響的對(duì)比研究

蔣擁軍，李克軍，邵開(kāi)超，黃若彬，何夢(mèng)凡，汪偉

(深圳平樂(lè)骨傷科醫(yī)院/深圳市坪山區(qū)中醫(yī)院，廣東 深圳 518010)

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)斷裂是臨床常見(jiàn)的膝關(guān)節(jié)損傷，此類損傷采用膝關(guān)節(jié)鏡下重建術(shù)治療已達(dá)成共識(shí)[1]。但ACL重建術(shù)后常伴有患肢肌肉快速萎縮、肌力下降，從而影響膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)。膝關(guān)節(jié)周圍肌群的肌力訓(xùn)練是ACL重建術(shù)后康復(fù)的重要環(huán)節(jié)。等速肌力測(cè)試與訓(xùn)練在增強(qiáng)肌力方面的作用已得到廣泛認(rèn)同[2-5]。等速肌力訓(xùn)練包括向心和離心2種訓(xùn)練模式，而目前有關(guān)這2種訓(xùn)練模式對(duì)于ACL重建術(shù)后膝關(guān)節(jié)周圍肌群肌力改善效果的比較研究較少。為此，本研究比較了等速向心肌力訓(xùn)練和等速離心肌力訓(xùn)練對(duì)ACL重建術(shù)后膝關(guān)節(jié)屈伸肌群肌力的影響，現(xiàn)總結(jié)報(bào)告如下。

1 臨床資料

1.1 一般資料選取2019年1月至2021年4月在深圳平樂(lè)骨傷科醫(yī)院(深圳市坪山區(qū)中醫(yī)院)接受ACL重建術(shù)后繼續(xù)在門診進(jìn)行康復(fù)治療的患者進(jìn)行研究。試驗(yàn)方案經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審查通過(guò)。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn)①因ACL斷裂在深圳平樂(lè)骨傷科醫(yī)院(深圳市坪山區(qū)中醫(yī)院)接受關(guān)節(jié)鏡下ACL重建術(shù)治療的患者，手術(shù)由同一組醫(yī)生完成，且均采用自體肌腱單骨道移植；②自ACL重建術(shù)后第1天開(kāi)始接受過(guò)3個(gè)月相同的常規(guī)康復(fù)治療，治療方法均包括支具保護(hù)、中頻脈沖電療、漸進(jìn)式肌力訓(xùn)練、關(guān)節(jié)活動(dòng)度訓(xùn)練、本體感覺(jué)訓(xùn)練、平衡功能訓(xùn)練等；③年齡 18～60歲；④首次發(fā)病，受傷至手術(shù)時(shí)間<3個(gè)月；⑤3個(gè)月

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn)①膝關(guān)節(jié)多發(fā)韌帶損傷者；②合并下肢骨折、神經(jīng)損傷者；③ACL重建術(shù)后發(fā)生感染者；④近期曾服用營(yíng)養(yǎng)肌肉藥物或接受試驗(yàn)方案以外的其他康復(fù)治療者；⑤妊娠或哺乳期婦女；⑥合并心、腦、肺、肝、腎等的原發(fā)性疾病者；⑦精神病患者。

2 方 法

2.1 病例分組采用隨機(jī)數(shù)字表將符合要求的患者隨機(jī)分為向心訓(xùn)練組和離心訓(xùn)練組。

2.2 康復(fù)治療等速肌力訓(xùn)練開(kāi)始前先進(jìn)行功率自行車(無(wú)阻力)訓(xùn)練5 min，并指導(dǎo)患者拉伸股四頭肌和腘繩肌各3次，每次15 s。2組患者均采用TUR ISOFORCE等速肌力評(píng)估訓(xùn)練系統(tǒng)(德國(guó)TUR公司)，選用連續(xù)運(yùn)動(dòng)模式，向心訓(xùn)練組進(jìn)行向心-向心訓(xùn)練，離心訓(xùn)練組進(jìn)行離心-離心訓(xùn)練；2組等速訓(xùn)練角速度譜均為45(°)·s-1、65(°)·s-1、85(°)·s-1、105(°)·s-1、105(°)·s-1、85 (°)·s-1、65(°)·s-1、45(°)·s-1；在每個(gè)角速度下各訓(xùn)練1組(膝關(guān)節(jié)屈伸10次)，每組訓(xùn)練結(jié)束后休息1 min，然后開(kāi)始下一個(gè)角速度訓(xùn)練；全速度譜完整訓(xùn)練1次為1個(gè)訓(xùn)練單位，每個(gè)訓(xùn)練單位間休息3 min，每次訓(xùn)練共進(jìn)行2個(gè)訓(xùn)練單位。訓(xùn)練過(guò)程中指導(dǎo)患者以無(wú)代償方式盡可能用最大力量和最快速度伸展和屈曲膝關(guān)節(jié)。訓(xùn)練結(jié)束后指導(dǎo)患者拉伸股四頭肌和腘繩肌各3次，每次15 s。2組患者均隔日訓(xùn)練1次，每周訓(xùn)練3次，共訓(xùn)練8周。

2.3 療效及安全性評(píng)價(jià)療效及安全性均由同一名治療師觀察評(píng)估，療效評(píng)價(jià)者不清楚患者的具體分組情況。采用TUR ISOFORCE等速肌力評(píng)估訓(xùn)練系統(tǒng)測(cè)定患者的膝關(guān)節(jié)屈伸肌群峰力矩(peak torque，PT)，并利用系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算膝關(guān)節(jié)屈伸肌群峰力矩與體質(zhì)量比值(peak torque/body weight，PT/BW)和膝關(guān)節(jié)屈伸肌群峰力矩比值(flexor/extensor，F(xiàn)/E)；測(cè)試時(shí)角速度譜為50(°)·s-1、70(°)·s-1、90(°)·s-1；統(tǒng)一采用膝關(guān)節(jié)屈伸肌群向心-向心交互收縮的連續(xù)運(yùn)動(dòng)評(píng)估模式，在每個(gè)角速度下各訓(xùn)練1組(膝關(guān)節(jié)屈伸10次)，每組訓(xùn)練結(jié)束后休息1 min，然后開(kāi)始下一個(gè)角速度訓(xùn)練。詳細(xì)記錄試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的不良事件。

2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用SPSS20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。2組患者性別、患膝側(cè)別的組間比較均采用χ2檢驗(yàn)，年齡、體質(zhì)量、受傷至手術(shù)時(shí)間、手術(shù)至入組時(shí)間的組間比較均采用t檢驗(yàn)，膝關(guān)節(jié)屈伸肌群PT、PT/BW、F/E的組間和組內(nèi)比較均采用t檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

3 結(jié) 果

3.1 分組結(jié)果共納入80例患者，每組各40例。2組患者的基線資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，有可比性(表1)。

表1 2組前交叉韌帶重建術(shù)后患者的基線資料

3.2 療效及安全性評(píng)價(jià)結(jié)果

3.2.1膝關(guān)節(jié)屈伸肌群PT 2組男性患者治療前和治療結(jié)束后的膝關(guān)節(jié)伸肌群PT比較，組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；治療結(jié)束后2組男性患者的膝關(guān)節(jié)伸肌群PT均較治療前增大(表2)。2組男性患者治療前和治療結(jié)束后的膝關(guān)節(jié)屈肌群PT比較，組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；治療結(jié)束后2組男性患者的膝關(guān)節(jié)屈肌群PT均較治療前增大(表3)。2組女性患者治療前和治療結(jié)束后的膝關(guān)節(jié)伸肌群PT比較，組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；治療結(jié)束后2組女性患者的膝關(guān)節(jié)伸肌群PT均較治療前增大(表4)。2組女性患者治療前和治療結(jié)束后的膝關(guān)節(jié)屈肌群PT比較，組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；治療結(jié)束后2組女性患者的膝關(guān)節(jié)屈肌群PT均較治療前增大(表5)。

表2 2組男性前交叉韌帶重建術(shù)后患者康復(fù)治療前后的膝關(guān)節(jié)伸肌群峰力矩

表3 2組男性前交叉韌帶重建術(shù)后患者康復(fù)治療前后的膝關(guān)節(jié)屈肌群峰力矩

表4 2組女性前交叉韌帶重建術(shù)后患者康復(fù)治療前后的膝關(guān)節(jié)伸肌群峰力矩

表5 2組女性前交叉韌帶重建術(shù)后患者康復(fù)治療前后的膝關(guān)節(jié)屈肌群峰力矩

3.2.2膝關(guān)節(jié)屈伸肌群PT/BW 2組男性患者治療前和治療結(jié)束后的膝關(guān)節(jié)伸肌群PT/BW比較，組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；治療結(jié)束后2組男性患者的膝關(guān)節(jié)伸肌群PT/BW均較治療前增大(表6)。2組男性患者治療前和治療結(jié)束后的膝關(guān)節(jié)屈肌群PT/BW比較，組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；治療結(jié)束后2組男性患者的膝關(guān)節(jié)屈肌群PT/BW均較治療前增大(表7)。2組女性患者治療前和治療結(jié)束后的膝關(guān)節(jié)伸肌群PT/BW比較，組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；治療結(jié)束后2組女性患者的膝關(guān)節(jié)伸肌群PT/BW均較治療前增大(表8)。2組女性患者治療前和治療結(jié)束后的膝關(guān)節(jié)屈肌群PT/BW比較，組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；治療結(jié)束后2組女性患者的膝關(guān)節(jié)屈肌群PT/BW均較治療前增大(表9)。

表6 2組男性前交叉韌帶重建術(shù)后患者康復(fù)治療前后的膝關(guān)節(jié)伸肌群峰力矩與體質(zhì)量比值

表7 2組男性前交叉韌帶重建術(shù)后患者康復(fù)治療前后的膝關(guān)節(jié)屈肌群峰力矩與體質(zhì)量比值

表8 2組女性前交叉韌帶重建術(shù)后患者康復(fù)治療前后的膝關(guān)節(jié)伸肌群峰力矩與體質(zhì)量比值

表9 2組女性前交叉韌帶重建術(shù)后患者康復(fù)治療前后的膝關(guān)節(jié)屈肌群峰力矩與體質(zhì)量比值

3.2.3膝關(guān)節(jié)F/E 2組男性患者治療前的F/E比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；治療結(jié)束后，2組男性患者的F/E均較治療前增大，向心訓(xùn)練組男性患者的F/E低于離心訓(xùn)練組男性患者(表10)。2組女性患者治療前和治療結(jié)束后的F/E比較，組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；治療結(jié)束后2組女性患者的F/E均較治療前增大(表11)。

表10 2組男性前交叉韌帶重建術(shù)后患者康復(fù)治療前后的膝關(guān)節(jié)屈伸肌群峰力矩比值

表11 2組女性前交叉韌帶重建術(shù)后患者康復(fù)治療前后的膝關(guān)節(jié)屈伸肌群峰力矩比值

3.2.4不良事件 2組患者試驗(yàn)過(guò)程中均未發(fā)生嚴(yán)重不良事件。

4 討 論

膝關(guān)節(jié)周圍肌群肌力恢復(fù)是ACL重建術(shù)后康復(fù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，對(duì)于患者恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力和預(yù)防ACL二次損傷都有重要意義[6-8]。ACL重建術(shù)后早期的常規(guī)肌力訓(xùn)練是為了預(yù)防下肢肌肉進(jìn)一步萎縮，后期高負(fù)荷的抗阻訓(xùn)練才是增強(qiáng)肌力的有效方法。等速肌力訓(xùn)練具有高效、安全、對(duì)疼痛和疲勞的良好適應(yīng)性以及在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)關(guān)節(jié)壓力下降和有利于關(guān)節(jié)營(yíng)養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)[9]。等速肌力訓(xùn)練應(yīng)用于ACL重建術(shù)后肌力訓(xùn)練模式的選擇目前仍存在爭(zhēng)議。向心肌力訓(xùn)練模式在單一的高強(qiáng)度訓(xùn)練中，ACL或移植物無(wú)法維持適宜的張力范圍，術(shù)后早期容易造成二次損傷[10-11]。Baroni等[12]的研究顯示，離心性收縮同樣能有效改善肌力，提高神經(jīng)肌肉控制能力。曹峰銳[13]的研究表明，提高腘繩肌離心收縮峰力矩與股四頭肌向心收縮峰力矩的比值，對(duì)于預(yù)防比賽中腘繩肌發(fā)生運(yùn)動(dòng)性拉傷以及ACL損傷具有重要意義。章聞捷等[14]的研究顯示，針對(duì)腘繩肌進(jìn)行等速離心肌力訓(xùn)練能改善ACL重建術(shù)后屈膝肌力，改善膝關(guān)節(jié)功能。相比向心肌力訓(xùn)練，離心肌力訓(xùn)練可獲得更大的肌力[15]，但也存在一定損傷風(fēng)險(xiǎn)[16]。

膝關(guān)節(jié)屈伸肌群PT是膝關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大力矩的輸出值，代表著膝關(guān)節(jié)屈伸肌群的最大肌力。PT/BW考慮了個(gè)體差異對(duì)PT的影響，代表單位體質(zhì)量的峰力矩。F/E為膝關(guān)節(jié)屈肌群與伸肌群峰力矩的比值，以往的文獻(xiàn)中多采用腘繩肌與股四頭肌肌力比值(hamstring/quadriceps，H/Q)表示，但這種表述方式與等速肌力測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)際測(cè)定結(jié)果并不完全相符，因此我們認(rèn)為采用F/E指代該指標(biāo)更為準(zhǔn)確；該指標(biāo)是評(píng)價(jià)膝關(guān)節(jié)屈伸肌群肌力平衡的重要指標(biāo)，對(duì)判斷膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性具有重要意義[17-18]；以往的研究顯示，不同人群的H/Q一般在50%～60%[19]。

本研究的結(jié)果顯示，等速向心肌力訓(xùn)練和等速離心肌力訓(xùn)練均能有效改善ACL重建術(shù)后膝關(guān)節(jié)屈伸肌群肌力，2種訓(xùn)練模式對(duì)于改善上述指標(biāo)并無(wú)明顯差異。等速離心肌力訓(xùn)練在改善男性患者F/E方面，相比等速向心肌力訓(xùn)練具有一定優(yōu)勢(shì)，但在女性患者中并未顯示出優(yōu)勢(shì)。這可能與肌肉疲勞度的性別差異[20]或樣本量有關(guān)，具體原因還有待深入研究。本次研究中無(wú)患者出現(xiàn)嚴(yán)重不良事件，說(shuō)明等速肌力訓(xùn)練對(duì)于ACL重建術(shù)后患者肌力恢復(fù)是一種較為安全的訓(xùn)練方式。本研究將2組中的男女患者分開(kāi)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，一方面是基于不同性別患者的峰力矩差異較大，另一方面等速肌力訓(xùn)練后的肌肉疲勞可能存在一定的性別差異。

本研究的結(jié)果提示，等速向心肌力訓(xùn)練和等速離心肌力訓(xùn)練均能有效增強(qiáng)ACL重建術(shù)后患者的膝關(guān)節(jié)屈伸肌群肌力，而且安全性較高，2種訓(xùn)練模式提升肌力的效果無(wú)明顯差異；與等速向心肌力訓(xùn)練相比，等速離心肌力訓(xùn)練在改善男性患者膝關(guān)節(jié)屈伸肌群肌力比值方面具有一定優(yōu)勢(shì)，可能更有利于促進(jìn)膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的恢復(fù)。本研究存在訓(xùn)練模式單一、樣本量小、未與健側(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比、隨訪時(shí)間短等問(wèn)題，以后還需針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)一步完善試驗(yàn)方案，不斷探索和優(yōu)化ACL重建術(shù)后的等速肌力訓(xùn)練方案。