膝關節前交叉韌帶重建術后康復治療進展

宋金鳳 范丹丹 劉澤鍵 孫 潔※

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)損傷和斷裂是常見的膝關節損傷。一項流行病學數據顯示,澳大利亞男性和女性前交叉韌帶撕裂的年發病率分別為83.9/10萬人和60.1/10萬人,其中15～29歲膝關節損傷發生率最高[1]。研究表明,對于從事跳躍、切割、旋轉運動高度活躍和功能持續不穩定的患者,早期進行前交叉韌帶重建術(Anterior Cruciate Ligament Reconstruction,ACLR)是最有效的治療方法[2]。術后及時精準的康復治療能夠顯著改善術后功能障礙,降低再次受傷風險,促進膝關節的功能恢復[3]。本文通過檢索近5年ACLR術后患者康復治療的相關文獻,旨在歸納ACLR術后常見功能障礙的康復治療進展,為臨床制定精準、高效的康復治療方案提供理論依據與指導。

1.術后常見功能障礙

ACLR患者術后早期往往出現疼痛、腫脹、關節活動受限、本體感覺喪失以及肌力下降等,嚴重影響膝關節的動態穩定性[4,5]。肌力下降是影響膝關節功能恢復的最重要因素,受累肌群涉及患側髖膝關節周圍肌群、核心穩定肌群及健側肢體相關肌群,其中股四頭肌和腘繩肌作為下肢主要支撐肌群,其肌力下降會導致下肢力線以及負荷發生改變,形成異常的動作模式和運動策略,增加膝骨關節炎和膝關節繼發性損傷的發生風險[6]。研究表明,股四頭肌無力的發生機制與術后疼痛、腫脹、制動以及活動減少引起肌肉體積與橫截面積減少,或是關節源性肌肉抑制導致股四頭肌激活失敗有關。這種關節源肌肉抑制不僅發生在術后早期,也有可能持續到術后數年,嚴重影響康復進程[7]。

此外,心理狀況對ACLR術后康復進程的影響也受到越來越多的關注。前交叉韌帶損傷后大多數人群都會出現沮喪、焦慮、缺乏動力、對再次受傷和重返運動的恐懼等心理障礙,其中對再次斷裂和重返運動的恐懼成為ACLR后無法恢復到傷前運動水平的重要限制因素[8,9],如不及時有效干預,最終會導致患者功能表現與實際功能水平不匹配,延緩患者的功能恢復。

2.術后康復評定

目前ACLR術后功能障礙的康復評定主要圍繞疼痛、腫脹、關節活動和膝關節功能等方面進行評估。

2.1 疼痛腫脹評估

疼痛評估主要采用單維度疼痛強度的評估方法,通過數字、文字的形式表達,具有簡單、易行、高效的特點,最常用的量表為視覺模擬量表(visual analogue scale,VAS)[10]。腫脹程度評估主要包括視覺檢查、卷尺圍度測量和特殊試驗檢查(如浮髕試驗、膝關節積液誘發試驗),因腫脹通常伴隨炎性反應,局部皮膚溫度的測量亦具有一定的臨床意義[11]。

2.2 關節活動評估

關節活動評估包括關節穩定性評估和關節活動度評估。膝關節松弛程度評估主要通過特殊檢查,如Lachman試驗、前抽屜試驗、軸移試驗以及杠桿試驗和KT1000/2000關節測量儀[12,13],其中Lachman試驗和杠桿試驗的敏感度和特異性相對較高。臨床評估關節活動度常使用關節角度尺對膝關節屈伸、內外旋角度進行測量,但可能存在一定的視覺誤差。

2.3 膝關節功能評估

2.3.1 肌力評估

肌力可通過徒手肌力分級評定、手持測力計、一次可重復最大力量測試和等速肌力測試進行評估[14,15]。徒手肌力評定操作簡便,使用廣泛,受檢查者主觀經驗、被檢查者配合程度影響,其可重復性低。等速肌力測試可精確量化被測關節周圍肌群肌力、肌耐力,是評估ACLR后股四頭肌和腘繩肌力量的金標準[16]。但等速肌力測試無法評估三級以下肌力,且設備昂貴需要專業人士操作,因此治療師應根據患者實際情況及需求,選擇適宜的臨床評估方法。

2.3.2 跳躍測試

跳躍測試可用于評估肌肉力量、神經肌肉控制、對肢體的信心以及承受與特定運動相關負荷的能力[17]。測試內容主要包括單腿水平跳躍、單腿垂直跳躍、側跳、單腿三次跳躍、6米計時跳躍和交叉跳躍,通過跳躍時間、距離、落地穩定性以及重建腿與健側腿的肢體對稱指數對膝關節功能進行評估,肢體對稱指數大于90%通常被定義為完成康復和重返運動(return to sport,RTS)的臨床標準[18,19],但受疲勞、心理因素以及動作代償策略等影響可能無法全面評估膝關節的功能狀態[20]。與等速股四頭肌肌力測試相比,跳躍測試可能高估患者的功能水平。全身可穿戴傳感器和基于標記的光電系統能夠在高速復雜運動中量化關節運動學,可以作為跳躍測試的有效補充[21]。

2.3.3 平衡評估

ACLR術后動態平衡功能測試推薦選擇星形偏移平衡試驗(Star Excursion Balance Test,SEBT)、功能性運動測試(Functional Movement Screen,FMS)以及Y平衡測試(Y-balance test,YBT)[22,23]。三者還可有效篩查ACLR患者的異常運動模式、不對稱性和神經肌肉控制缺陷,因測試對患者功能要求較高,通常用于后期評估。此外,靜態平衡功能評定訓練系PC7012通過檢測壓力中心和擺動面積等指標亦可對患者的平衡能力進行測定[24]。

2.3.4 主觀量表評估

國際膝關節文獻委員會膝關節主觀評價表(International Knee Documentation Committee Subjective Knee Evaluation Form,IKDC)、膝關節損傷與骨關節炎評分(Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score,KOOS)和Lysholm膝關節評分可以良好地反映ACLR患者的膝關節功能[25,26]。Tegner活動水平量表和Marx活動水平量表適用于患者運動等級和活動水平的評估。膝關節自我效能量表(Knee Self Efficacy Scale,K-SES)和前交叉韌帶損傷后重返運動量表(Anterior Cruciate Ligament Return to Sport After Injury Scale,ACL-RSI)可用于評估ACLR患者自我效能水平的高低以及ACL損傷后重返運動的心理因素影響[25]。抑郁自評量表(Self-rating depression scale,SDS)和焦慮自評量表(Self-Rating Anxiety Scale,SAS)也可用作負面心理狀態的評估。前交叉韌帶損傷生活質量量表(ACL Quality of Life Scale,ACL-QoL)是目前唯一一個滿足專用于慢性前交叉韌帶損傷(特定疾病)的、患者主觀報告的、評估患者生活質量的量表,還適用于ACLR術后評估和長期隨訪[27]。

3. ACLR后康復

ACLR術后康復的目的是有效恢復患者膝關節功能,消除患者的心理障礙,促進其重返運動,防止進一步的膝關節損傷,降低膝關節骨性關節炎的發生風險以及優化長期生活質量。目前ACLR術后常用的康復治療主要有以下幾個方面。

3.1 關節活動訓練

ACLR術后早期康復重點是關節活動訓練。術后即刻進行關節活動訓練可減輕疼痛、減少因角度不足引起的并發癥[28]。臨床實踐指南建議術后即刻進行完全伸直活動訓練(如低負荷下長時間伸展、直腿抬高),隨后同步屈曲活動訓練(如靠墻下滑、足跟滑動訓練、坐位輔助屈曲、自行車訓練),術后0～2周關節活動度達0～90度,逐漸遞增,2～6周關節活動度可達0～130度,6～12周可恢復主被動全關節活動范圍[29,30]。Maitland關節松動技術,尤其是針對髕骨骨關節,進行滑動、分離、牽引等手法,對于實現完全主動的膝關節伸展至關重要[31]。目前持續被動設備(CPM)的應用尚存在爭議,有研究認為持續被動運動不能改善最終運動結局,故不推薦使用[3]。亦有學者認為CPM鍛煉可以緩解患者早期膝關節腫脹、疼痛,有效預防術后關節粘連[32]。因此對于CPM訓練,治療師可根據患者具體的功能水平與耐受程度進行臨床應用。

3.2 輔助器具使用

ACLR術后輔助器具的使用主要分為剛性支具、鉸鏈支具和軟性輔具。ACLR術后應用剛性支撐輔具有助于恢復脛股關節力學,減小關節前后位移、軸向旋轉以及外翻應力,從而起到保護移植物的作用[33]。而ACLR術后早期佩戴功能支具亦存在肌肉萎縮、限制關節活動范圍、對預后缺乏積極作用、可能會增加再次手術的風險等問題[34]。因此,治療師應依據患者的階段目標選用合適的護具類型。軟性輔具主要指肌內效貼布(kinesio tape,KT),肌內效貼布可改善局部組織血液循環,促進淋巴液回流,減輕疼痛以及改善平衡和本體感覺功能障礙[35,36]。術后第二天即可予以肌內效貼布治療,多選擇Y形、爪形和燈籠形,自然拉力或中等拉力,一般持續1～3天,以減輕疼痛和水腫為主要目的。本方法對貼扎部位有急性感染、開放性傷口、深靜脈血栓以及對貼布過敏者禁用[37]。

3.3 負重訓練

早期負重訓練不會對ACLR患者關節穩定性或功能產生不利影響[38]。ACLR術后的負重進展主要取決于患者的耐受水平和移植物的選擇。相對于骨-髕腱-骨,自體腘繩肌和同種異體移植物的進展速度較慢[30],其開始負重的確切時間仍存在爭議。臨床實踐指南建議術后立即進行可耐受的漸進性負重訓練方案[3]。何娜娜等則建議ACLR術后第5天為訓練最佳時間窗[39]。漸進性負重訓練:首先扶患者坐床沿5～10分鐘,然后扶雙拐下地站立約5分鐘,之后協助患者緩慢行走(患膝負重量以本人承受能力為佳),一般首次負重不超過本人體質量的1/4,以后負重量按患者體重的15%～30%逐漸遞增,15～30分鐘/次,2次/天。在2～6周內逐漸停止使用拐杖。條件允許的情況下,在不同水位進行水中步行訓練,不僅可以有效控制增加的負荷,還有助于形成正常的步態模式[30]。最后,在漸進式負重訓練的過程中應及時調整負重的時間和強度,防止由于負重過多導致疼痛和腫脹加重。

3.4 物理因子治療

ACLR術后物理因子治療包括電療法、磁療法、超聲波療法、光療法和冷療,可有效減輕疼痛、消除腫脹、軟化瘢痕、提高關節活動范圍和調節神經肌肉功能,其中冷療和神經肌肉電刺激強推薦使用[40]。冷凍療法在術后早期使用主要指常規冰敷和循環加壓冷療。常規冰敷采用生理鹽水冰袋,術后可即刻使用,放置于膝關節周圍,避開髕骨、腘窩處,外裹棉巾以防凍傷皮膚,每小時20分鐘,每日至少3次,可以有效地減輕早期疼痛,減少出血,并且在運動訓練過后使用冷療也可以適當減輕患者疲勞感并緩解炎癥導致的疼痛刺激,提高治療效果[41,42]。循環加壓冷療系統兼顧冷療與局部加壓的雙重作用,還能從一定程度上降低深靜脈血栓形成風險。有研究建議循環加壓冷療系統可在術后即刻使用,選擇4.7～7.3kPa的脈沖壓,冰囊內溫度控制在11～13℃,連續冷療48小時,其間密切觀察患者皮膚顏色、張力、溫度等參數,避免凍傷[41,43]。神經肌肉電刺激(Neuromuscular electrical stimulation,NMES)是使用低頻脈沖電流來刺激相應的神經或神經支配的肌肉,通過被動引起肌肉收縮來提高肌肉功能損傷的一種治療方法,在ACLR手術后的早期應用神經肌肉電刺激可以更好地維持患者股四頭肌的大小和力量,有效改善肢體不對稱[44]。一項系統綜述建議[45]:NMES通常在術后2周內介入,電極大小建議≥40cm2,4電極或2電極放置。建議的設置參數:脈沖持續時間長250～300μs,≥50Hz的頻率,占空比在1:2至1:3之間。刺激強度應設定為患者最大可耐受或舒適的定性感知,最低要求是實現肌肉收縮,并且患者膝關節屈曲角度范圍為0°～60°,治療時間從15分鐘到40分鐘不等,每天1到3次,持續2～12周。

3.5 肌力訓練

3.5.1 開鏈運動與閉鏈運動

開鏈運動(Open Kinetic Chain,OKC)和閉鏈運動(Close Kinetic Chain,CKC)皆可用于訓練股四頭肌的力量。開鏈運動臨床多采用坐位抗阻伸膝,閉鏈運動多采用足跟滑移、靠墻靜蹲、下蹲-站起、坐-站訓練及下肢自行車訓練。閉鏈運動可提供移植物愈合過程中良好的力學環境,同時能很好地恢復膝關節功能,開鏈運動作為孤立的肌力訓練可以更好地刺激股四頭肌肌力恢復[46]。目前臨床上開鏈運動介入的時間存在爭議,但是根據現有證據表明,6周后的開鏈運動可以提高強度,而不會對移植物產生不利影響或增加移植物松弛度[47]。因此,基于對移植物生物愈合的角度考慮,術后第1個月應優先進行閉鏈運動(0°～60°),以減輕髕骨關節疼痛的風險,而開鏈運動(90°～45°)最早可在6周內進行[3]。值得注意的是,有研究表明女性、腘繩肌移植物可能比髕骨移植物更容易松弛,因此在制定康復方案時需要考慮性別、移植類型以及訓練強度等多種變量對移植物的影響[48]。

3.5.2 低負荷血流限制訓練

血流限制訓練(Blood Flow Restriction Training,BFRT)是通過充氣袖帶或彈性繃帶等特殊裝置對肢體施加外部壓力,實現被施壓肢體靜脈血流的閉塞和動脈血流的部分阻塞,從而達到增加肌肉力量與體積,提升身體機能的目的一種訓練方式[49]。BFRT是ACLR術后早期預防肌肉萎縮、促進肌肉肥大以及增加肌肉力量的有效干預方法。術后1～2周可采用無運動下單純施加血流限制、與被動運動相結合或與神經肌肉電刺激結合的形式;2周以后可以與低強度抗阻訓練結合進行功能訓練,一般選用20%～30%1RM的負荷重量,限制壓力一般選擇40%～80%動脈閉塞壓,8～12周訓練周期[50]。對于ACLR術后多年存在持續性股四頭肌無力的患者進行血流限制訓練仍能收獲有益結果[51]。Hughes L等通過比較8周低負荷BFRT和傳統高負荷阻力訓練在ACLR患者術后康復中的效果發現,低負荷BFRT可以改善骨骼肌肥大和力量,其結果與高負荷阻力訓練相似,并且在減輕膝關節疼痛和積液方面效果更佳[52]。因此,對于ACLR早期由于關節疼痛、腫脹以及新植入韌帶成熟度等因素影響,無法進行高強度抗阻訓練的患者,BFRT結合低負荷的阻力訓練的干預方法推薦臨床廣泛使用。但是該方法目前并沒有標準化的使用指南,安全性也應該得到高度重視,血流限制訓練方法不當可能造成肢體麻木、延遲性肌肉酸痛、橫紋肌溶解、深靜脈血栓甚至肺栓塞等危險事故發生[53]。

3.5.3 核心穩定性訓練

人體的核心由腰椎-骨盆復合體以及核心肌群構成,主要包括腹部肌群、腰背部肌群和髖部肌群。核心穩定性訓練指在運動中控制人體核心區肌肉的穩定狀態,使力量的產生、傳遞和控制達到最佳化的訓練。ACLR術后,由于疼痛以及股四頭肌無力的原因,導致下肢的生物力學在冠狀面(髖關節外展和膝外翻角度增加)和矢狀面(髖關節伸展和膝關節屈曲角度減少)都發生了代償性的變化。這些異常的運動模式和負荷策略都將增加前交叉韌帶再次損傷的風險[54]。有研究表明核心穩定性訓練可以通過減少膝關節外翻和髖關節內收角度,增加股內側肌和股外側肌、股四頭肌和腘繩肌的肌肉激活比,改變側切、變向動作中膝關節的運動控制策略,降低損傷風險。因此核心穩定性訓練應該納入ACLR術后的康復策略中[55]。

3.6 本體感覺訓練

本體感覺訓練是通過不斷激活前交叉韌帶及其周圍組織器官的機械感受器,將關節位置、負荷、運動速度變化等信息傳入神經中樞,并由神經中樞將這些信息與視覺、前庭傳入的沖動進行不斷的調節、整合,促進關節周圍肌群協調發力,保持身體姿勢及動態平衡的訓練方法[56]。在ACLR術后早期介入,首先進行重心轉移訓練以及半屈曲位的靠墻下蹲訓練;然后借助Fitter平衡板、軟墊、靜態平衡評定訓練儀等儀器進行不穩定平面地站立、靜蹲以及擾動訓練,根據患者實際情況完成從雙腳支撐到單腳支撐,從睜眼狀態過渡到閉眼狀態,從穩定平面到不穩定平面的進階,訓練患者在不同情況下維持平衡的能力;最后進行慢跑、折返跑、8字跑、反向跑、交叉跑、側方跑等訓練,提高患膝對速度的運動感知反應能力[24]。

有研究表明振動訓練也可以在一定程度上訓練本體感覺,啟動中樞神經系統,提高康復訓練的效果[57]。振動療法為ACLR術后患者提供了一個反復持續振動的不穩定平面,患者站在振動儀上,使振動波從足底向上傳導,激活前交叉韌帶及其周圍組織器官的機械感受器,強化膝關節對位置、運動的感知能力,也可高效地增強下肢肌力,更大程度地強化神經肌肉反饋機制,從而提高膝關節的動態穩定性與訓練效率[58]。然而,對于ACLR患者的康復目前還沒有標準化的方案。Costantino等認為[59]大于20Hz的頻率和3～4mm左右的振幅對運動員的表現顯示出有益的影響。低振幅和高頻率振動訓練可能在增強力量方面安全有效。

3.7 重返運動訓練

ACLR術后,運動員長時間脫離專項訓練和比賽環境,將會對運動員后期重返賽場的運動表現產生嚴重負面影響。因此,針對運動員或高運動需求的患者進行重返運動訓練是必要的。Buckthorpe M等將重返運動訓練分為3個階段:①解決影響運動質量的神經肌肉、生物力學以及運動控制因素;②包括漸進式運動再訓練方法,完成一系列運動專項技能學習,優化協調和運動表現;③模擬體育運動需求的現實環境[60]?；謴瓦\動質量、體能調節、恢復運動專項技能和逐步發展慢性訓練負荷被認為是重返運動的四大支柱[61]。以足球運動項目為例,重返運動訓練首先側重于指導直線運動和多方向運動,隨后進行恢復足球特定的技術技能和動作,最后在恢復正常團隊活動之前進行現場模擬訓練[62]。值得注意的是,要以安全的方式將球員從簡單的基礎訓練逐步過渡到高度復雜的足球特定場景,必須徹底了解足球項目的技術和技能需求,建議讓足球專項訓練專家或足球教練參與訓練過程。

3.8 康復心理治療

良好的康復方案不僅要恢復患者功能,還要幫助其進行心理方面的康復。心理康復主要是幫助患者克服恐懼心理、重建自信心以及提高自我效能,恢復自我評估和判斷的能力,幫助患者在重返賽場后繼續進行自我訓練,并及時對周圍環境的安全做出判斷,預防二次損傷[28]?？祻托睦碇委熤饕ǚ潘捎柧?、行為-認知療法、視覺想象、動機式訪談和正念訓練,通過使用圖像和言語對身體圖式進行重新輸入,形成正向反饋,減輕患者的負面情緒、增強患者的自我效能[63]。

4.小結

本文通過對現有研究資料的梳理、分析,認為全面的生物-心理-社會醫療模式在ACLR術后康復中具有重要意義。ACLR術后康復方案應依據患者膝關節生物移植物的愈合程度、軀體功能水平、心理狀態以及其預期效果進行全面化和個性化的制定。其目標為在精準的康復評估的基礎上,采用不同的康復方案,最大化地恢復膝關節功能,消除對運動的心理恐懼,降低膝關節再次受傷和骨關節炎的風險,最終達到重返社會和運動生活。然而目前對于ACLR術后康復方案的制定仍存在一些缺陷和不足,在很多訓練方法的最佳介入時間、干預指標的標準化以及心理狀況對整個康復進程的影響等相關問題仍需要進一步的探索。到目前為止,由于缺乏大量實踐數據的支撐和在臨床上醫療資源、康復意識以及經濟效益的限制,應用這種模式來指導前交叉韌帶重建康復仍然存在一定阻礙。