術前短期血流限制訓練對全膝關節置換術后早期康復的效果

朱金雨,柏赟,張敏,侯萍,環林林

(江蘇省中醫院骨傷科,江蘇 南京 210000)

全膝關節置換(total knee arthroplasty,TKA)是治療終末期膝骨關節炎的主要手段,目前全世界每年接受TKA手術的患者已超過200萬例,且逐年增長[1]。盡管手術可以緩解患者膝關節疼痛,但也易發生下肢肌肉萎縮和肌肉無力,嚴重者可長達數年時間,影響患者膝關節功能及生活質量[2]?！吨袊y、膝關節置換術加速康復——圍術期管理策略專家共識》中提出,術前積極功能鍛煉有利于加強肌肉力量,加快關節功能的早期恢復[3]。但術前常規康復鍛煉對術后下肢肌力改善效果有限。近年來國內外越來越多的文獻表明,血流限制訓練(blood flow restriction training,BFRT)是改善這些缺陷的潛在方法[4]。BFRT是暫時性限制血流后在20%～30% 1RM強度下進行肌肉訓練的一種方法[5]。在下肢康復過程中行BFRT,顯示出與孤立高負荷抗阻訓練類似的促進肌肉肥大的效果,且具有安全性[6]。目前在膝關節康復中,BFRT已得到越來越多的關注和臨床應用。但將BFRT用于TKA預康復的研究國內外仍較少,且多為干預周期2～12周,對術前短期行BFRT的研究較少[7-8]。本研究選取2022年8月至2022年11月江蘇省中醫院擬行TKA的64例骨關節炎患者,探究術前短期行BFRT對TKA術后患者早期康復的效果,現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入標準：(1)診斷為膝骨關節炎;(2)首次擬行TKA;(3)有自主溝通能力。排除標準：(1)有嚴重心腦血管疾病,包括心功能Ⅲ級以上、既往腦梗、腦栓塞、心梗病史、無調節性高血壓(收縮期≥180 mm Hg或舒張≥110 mm Hg);(2)有血栓風險,合并或既往下肢靜脈血栓或原發性血栓性疾病;(3)患肢創傷性神經損傷、下肢感覺異常、伴腫瘤疾病;(4)活動性感染者;(5)意識不清、嚴重精神病者。本研究經本院倫理委員會審批(2019NL-159-23),患者知情同意。

本研究共納入64例患者,對照組32例,術前3 d給予常規康復鍛煉指導;干預組32例,在對照組基礎上行BFRT。兩組一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05,見表1),具有可比性。

表1 兩組患者一般資料比較

1.2 康復訓練方法 兩組均在監督指導下進行術前3 d的功能鍛煉。

對照組行常規功能鍛煉,包括：踝泵運動、環轉運動、股四頭肌仰臥位繃腿、直腿抬高練習和坐位伸膝練習。

干預組在對照組的基礎上行BFRT,具體方法如下：(1)在護士保護下逐漸增加沙袋綁腿數量(固定在小腿中部),測量患者伸膝單次重復最大負荷(1RM),采用愛普利公式：1RM=[1+(0.033 3×完成次數]×使用重量。(2)完成以上步驟,讓患者休息10 min。在患者大腿近端放置充氣式止血帶,并緩慢充氣,觸摸股動脈搏動,記下股動脈搏動消失時刻的止血帶壓力值(動脈閉塞壓),設定該臨界壓力值的60%,即為BFRT時止血帶壓力。(3)囑咐患者取坐位,保持屈髖90 °,將30% 1RM的沙袋固定在小腿中部進行抗阻伸膝訓練,共4組,從屈膝90 °位伸直下肢至完全水平并保持5 s,隨后緩慢放下;休息5 s再重復動作,重復次數四組分別為30次、15次、15次、15次,共75次;組間間歇時間一般為30～60 s,期間保持充氣壓力。

1.3 評價方法 在入院當天BFRT開始前、術后1 d、術后4 d、術后7 d對以下指標進行評估：(1)股四頭肌肌力。采用徒手肌力評估法評估股四頭肌肌力;若肌力超過二級,再運用Hoggan Microfet 2手持式肌力測試儀(hand-held dynamometer,HHD)[9-10]可視化測量肌力,得出具體肌力數值。HHD測量股四頭肌肌力具體方法如下：受試者端坐位,保持雙腳離開地面,受試者保持屈髖90 °、在屈膝60 °位最大伸直膝關節,測試人員將肌力測定儀探頭接觸小腿遠端正面施加阻力,以使所測試股四頭肌做最大等長收縮,每組肌肉測試3次,間隔休息1 min,取平均值。(2)腘繩肌肌力。采用徒手肌力評估和HHD測量法,原則同前。HHD測量腘繩肌肌力具體方法如下：受試者俯臥位,在屈膝90 °位嘗試用最大力屈曲膝關節,測試人員將肌力測定儀探頭接觸小腿遠端背面施加阻力,以使所測試腘繩肌做最大等長收縮,每組肌肉測試3次,間隔休息1 min,取平均值[11]。其中術后1 d對照組11例患者因術側下肢肌力較差,無法抬離床面,且屈膝角度無法達到90 °,不滿足HHD測量股四頭肌、腘繩肌肌力時的應用條件,只應用徒手肌力評估法。(3)首次下地時間為TKA術后回室到首次下地活動的間隔時間。(4)TKA術后屈膝90 °達標時間為TKA術后回室到第1次屈膝角度達到90 °的間隔時間。(5)膝關節功能評分采用美國特種外科醫院(hospital for special surgery,HSS)評分。(6)TKA術后膝關節腫脹情況是根據軟尺測量的髕骨中點上15 cm和髕骨中點下10 cm的腿圍變化來判斷。(7)隨訪期間觀察并記錄患者有無不良反應發生,包括下肢靜脈血栓、肌肉損傷、瘀斑、皮下出血、暫時性麻木、心血管反應等[7]。

2 結 果

兩組患者術后均隨訪7 d,均未發生下肢靜脈血栓、肌肉損傷、瘀斑、皮下出血、暫時性麻木、心血管反應等并發癥。

徒手肌力評估：兩組術后1 d股四頭肌肌力、腘繩肌肌力比較差異有統計學意義(P<0.05);HHD測量：兩組術后1 d、4 d、7 d股四頭肌肌力、腘繩肌肌力比較差異有統計學意義(P<0.05,見表2～3)。兩組首次下地時間、TKA術后屈膝90 °達標時間、術后HSS評分比較差異無統計學意義(P>0.05,見表4)。兩組術后1 d、4 d膝關節腫脹情況差異無統計學意義(P>0.05,見表5)。

表2 兩組訓練前后股四頭肌肌力比較

表3 兩組訓練前后腘繩肌肌力比較

表4 兩組首次下地時間、TKA術后屈膝90 °達標時間、HSS評分比較

表5 兩組訓練前后膝關節腫脹情況比較

3 討 論

3.1 術前短期BFRT可改善TKA術后早期下肢肌肉力量 研究顯示,由于膝骨關節炎患者原本下肢肌肉力量差、TKA術中創傷以及年齡等原因[12],TKA術后常伴下肢肌肉力量下降,其中以股四頭肌和腘繩肌肌力下降最為明顯[13]。Stevens-Lapsley等[14-15]報道,盡管在術后24 h內開始了康復鍛煉,TKA術后1個月股四頭肌和腘繩肌力量分別下降了51.56%和48.43%,到術后6～13年股四頭肌和腘繩肌肌無力現象仍然存在。術前行BFRT已被證明是應對這一問題的有效方法[16-17]。使用BFRT過程中,應用肢體止血帶來封閉靜脈血液流出并限制動脈血液流動,因此創造了一個無氧環境,通過上調細胞信號、蛋白質合成和最終肌源性增生促進肌肉肥大。本研究結果顯示,兩組患者術后股四頭肌肌力、腘繩肌肌力均有不同程度的下降;干預組TKA圍術期患者在術前3 d內每天進行1次BFRT,術后1 d、4 d、7 d運用HHD測量法測量的股四頭肌肌力和腘繩肌肌力均顯著高于對照組(P<0.05),表明術前短期BFRT可有效減少患者TKA術后股四頭肌、腘繩肌肌力下降幅度,改善TKA術后早期下肢肌肉力量,這與Centner等[17]研究結果一致;而對照組術前常規康復鍛煉對TKA術后下肢肌肉力量改善效果較弱,這可能與肌肉發育需要高負荷方有效果相關,這與Husted等[18]大量樣本研究結果一致;但在運用徒手肌力評估法時,干預組僅術后1 d股四頭肌肌力和腘繩肌肌力顯著高于對照組(P<0.05),術后4 d、7 d兩組差異無統計學意義(P>0.05),這可能與徒手肌力評估法無法精準評估肌力大小、術前BFRT干預時間較短無法使下肢肌力在術后更長時間內維持較大優勢有關。

3.2 術前短期BFRT可改善TKA術后早期膝關節功能 TKA術后長期的肌肉萎縮和肌肉損傷易導致膝關節功能活動恢復延遲。HSS評分是一種膝關節功能綜合評分標準,能全面評估膝關節整體功能及形態、判斷關節自身條件以及較好了解術后關節功能恢復情況。TKA術后首次下地時間和屈膝90 °時間也可輔助判斷膝關節功能恢復情況。本研究結果顯示,干預組TKA術后首次下地時間、TKA術后屈膝90 °達標時間均少于對照組(P<0.05),干預組TKA術后HSS評分均大于對照組(P<0.05),表明術前短期BFRT可提高TKA術后早期膝關節功能恢復,這與Franz等[4]研究結果一致。伸膝肌力是保證膝關節發揮正常功能的關鍵之一,股四頭肌和腘繩肌為脛股關節提供功能穩定和減震作用,膝關節早期功能快速恢復可能也與術后早期下肢肌肉力量改善有關。

3.3 術前短期BFRT對TKA術后早期膝關節腫脹改善效果不明顯 TKA術后膝關節腫脹是術后早期常見并發癥,本研究中除了術后7 d髕骨中點下10 cm的腿圍兩組差異有統計學意義(P<0.05),術前、術后患者膝關節髕骨中點上15 cm和髕骨中點下10 cm的腿圍的其余數據兩組差異均無統計學意義(P>0.05),這與Jorgensen等[8]研究結果不同。這可能是因為本研究干預時間較短導致的,表明術前短期BFRT對TKA術后膝關節腫脹的改善效果不明顯,而遠期效果需要進一步探究。

3.4 TKA術前短期應用BFRT具有安全性 本研究發現,兩組訓練前后均未發生下肢靜脈血栓、肌肉損傷、瘀斑、皮下出血、暫時性麻木、心血管反應等并發癥,這與大部分學者研究結果一致,尚未發現BFRT不良反應的發生率高于傳統的高負荷阻力訓練[19-20],說明BFRT在TKA術前短期應用是安全的,并不增加并發癥發生。

基于現在加速康復外科理論以及中國國情、醫改政策的發展、TKA患者住院周期縮短、術前預康復時間窗減少這一現狀,早期安全有效的肌力訓練是TKA康復訓練的關鍵項目。本研究旨在探究術前3 d內短期行BFRT對TKA術后膝關節早期康復的效果,試圖為TKA短期有效康復的干預措施提供參考。

綜上所述,術前短期血流限制訓練對TKA術后患者早期康復具有良好效果,不僅可以減少患者術后股四頭肌肌力和腘繩肌肌力下降幅度、改善TKA術后早期下肢肌肉力量,而且可以提高術后早期膝關節功能、加速膝關節功能康復。并且這項鍛煉不會增加TKA圍術期患者并發癥發生,對于TKA患者術前短期應用具有安全性,但對術后膝關節腫脹干預效果不明顯。本研究也有不足之處,樣本量偏小,且無患者術后7 d后的數據跟蹤,尚且不知術前短期BFRT對TKA術后遠期康復效果的影響,后續研究可在此基礎上進一步擴大樣本量和延長觀察指標監測時間進行探索。