低频脉冲电磁场联合神经肌肉电刺激对关节镜前交叉韧带重建术后康复的影响

林冬露，邓雪峰，黄定根，欧春培

(广东省深圳市龙华中心医院 创伤骨科，广东 深圳 518110)

膝关节前交叉韧带(ACL)损伤是常见的运动伤之一，近年来的发病率也在不断地升高。目前前交叉韧带重建手术成为本病的主要治疗方法[1]，国内外近些年来的研究也取得了很大的进展，重建手术也在不断地成熟。然而，前交叉韧带重建手术的临床转归不仅取决于手术是否会成功，还取决于康复训练的合理程度，这是临床医生和康复师不能忽视的重要问题。神经肌电刺激(Neuromuscular electric stimulation，NMES)应用的是低位脉冲电流来对神经纤维和肌肉组织产生刺激，通过肌肉的收缩来改善肌肉功能或治疗神经肌疾病。脉冲电磁场可应用于软骨损伤的修复[2]，对于术后的关节功能恢复也有一定的帮助。在本研究中将上述两种治疗方法进行联合应用，取得了良好的疗效，现报道如下。

1 临床资料

纳入2018年5月～2019年6月在我院诊断为前交叉韧带断裂并进行自体肌腱重建的50例男性患者，将其随机分为观察组和对照组，每组25例。两组受试者的年龄、身高、体重、功能活动水平(IKDC)比较无显著性差异(P>0.05),具有可比性。见表1。手术前所有患者均签署同意书，本次研究通过我院伦理委员会审核。

表1 两组患者一般资料比较

2 治疗方法

电刺激治疗仪：日本伊藤株式会社生产的Tens120Z型，其主要有2个通道，输出电流<20 mA，波宽50 ms～200 ms，频率2 Hz～200 Hz。见图1。

2.1 对照组

术后康复过程如下:在术后第3天开始活动膝关节，2周后活动度达到90°，此后的每周增加15°；术后1周膝关节不负重训练，第2周开始扶拐训练，第4周去拐；应用膝关节支具进行配合锻炼。

图1 电刺激治疗仪设备

2.2 观察组

术后第3天开始在常规康复锻炼的患侧半腱肌、股薄肌和股二头肌NMES治疗，电流频率20 Hz，脉宽200 μs，强度10 mA～20 mA，通断比1∶2，每日2次，每次20 min，每周5次，同时联合应用脉冲电磁场治疗，治疗仪为天津西通公司第四代XT-200B治疗仪。患者取平卧位于治疗床上，双手置于身体两侧，治疗线圈环绕治疗床，内径为80 cm，线圈的上半部之间的垂直距离距患者的治疗部位大约有30 cm。在自动模式下，患者的膝关节存在往返运动，其治疗参数为第一阶段磁场强度为2.5 mT～3.5 mT，第二阶段磁场强度为3.5 mT～4.2 mT。患者从周一到周六每日治疗1次，治疗时间40 min，共进行30次。

3 疗效分析

3.1 观察指标

采用TMG肌肉状态测试分析仪，采集受试者双侧腘绳肌等长肌力、EMD。

3.2 统计学方法

3.3 治疗结果

3.3.1 两组患者腘绳肌等长肌力测试结果比较

从表2可以发现，术前2组患者健侧和患侧腘绳肌等长肌力无明显差异，术后患侧均较术前有所下降，且观察组较对照组下降小(P<0.05)。

表2 两组患者等长肌力测试结果比较

3.3.2 两组患者半腱肌EMD测试结果比较

无论是术前还是术后两组患者患侧半腱肌EMD均较健侧增加，术后两组半腱肌EMD均较健侧增加，但观察组较对照组增加显著较少(P<0.05)。见表3。

表3 两组患者半腱肌EMD测试结果比较

3.3.3 两组患者股二头肌EMD测试结果比较

联合治疗可以有效地减少ACL重建患者患侧股二头肌电机械延迟，较对照组效果显著,P<0.05,见表4。

表4 两组患者股二头肌EMD测试结果比较

4 讨 论

膝关节前交叉韧带(Anterior cruciate ligment，ACL)是膝关节稳定性的重要结构，它是膝关节韧带中最脆弱的[3]。ACL断裂后，膝关节的不稳定性不仅会影响日常活动和运动，还会对关节的内部结构造成进一步的损害。因此，为了恢复膝关节的结构和功能，损伤的ACL需要重建和术后系统康复训练，已经成为一种共识[4]，在本次研究中我们联合应用了低频脉冲以及电刺激治疗，取得了良好的疗效。

本次研究结果表明，两组患者术前腘绳肌等长肌力患侧较健侧显著下降，且观察组患侧腘绳肌等长肌力术后较术前有所增加，而对照组却是下降，表明联合治疗能有效地预防术后腘绳肌等长肌力的下降。

从本研究结果可以看出：两组患者患侧半腱肌EMD均较健侧增加，术前两组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。术后观察组的增加量少于对照组，有显著性差异(P<0.05)。结果表明，联合治疗能够有效地防止术后半腱肌机电延迟的增加。股二头肌的结果同半腱肌，两组受试者在术前的肌电图检查发现患侧较健康侧增加，但无统计学差异。术后两组受试对象股二头肌EMD患侧均较健侧增加，两组比较，差异有统计学意义(P<0.05)，观察组较常规康复组EMD时间增加较少。结果表明，联合训练能有效地防止自体肌腱前交叉韧带重建患者受累侧股二头肌机电延迟的增加，且较常规康复更为有效。所以，早期联合应用低频脉冲以及神经肌肉电刺激治疗自体腘绳肌腱重建ACL对于减少半腱肌和股二头肌的机电延迟和肌肉收缩持续时间有帮助，从而有效防止腘绳肌萎缩，促进膝关节功能恢复[5～7]。

自体腘绳肌腱重建ACL术将腘绳肌腱切取后有可能会对胫前神经和股后神经末梢造成损伤，而通过电刺激治疗能够增加细胞内的RNA，减少蛋白质分解[8]。神经肌肉电刺激增加了受损伤神经元中与神经再生有关的基因表达，可能是由于电刺激能够模拟部分的轴突断裂而引起神经元细胞反应，且对于感觉以及运动神经都有一定的效果[9]。刺激神经肌肉能够通过激活运动单位和通过传入神经激活来对运动神经的反馈机制进行调整，同时，刺激神经肌肉也能够促进局部的静脉以及淋巴回流，改善血液循环。既往有研究[10]指出，NMES可以刺激末梢神经系统以及中枢神经系统，并刺激肌肉收缩，刺激末梢神经的机制是直接激活运动神经元。而神经反射是中枢神经系统的调节器，首先，其能够激活局部感觉神经元，以及通过突触和中枢神经系统的反馈回路来对运动神经元予以激活，导致肌肉收缩。

低频脉冲电磁场对术后康复的效果可能存在以下机制:①增加软骨前干细胞的增殖功能，抑制细胞凋亡。既往有学者通过免疫磁性分选观察了脉冲电磁场对人软脑膜干细胞增殖的影响。通过既往的研究结果发现[11]，脉冲电磁场可显著改善软骨干细胞的增殖，发挥抑制细胞凋亡的作用。②脉冲磁场能够促进早期关节软骨的修复。戚晴雪[12]采用Wistar大鼠为模型，观察脉冲电磁场对软骨缺损的修复效果，研究发现，脉冲电磁场能够有效抑制早期关节的增生，促进正常血管的生成，促进软骨修复。③促进损伤后软骨细胞的修复。王爱民发现[13]，脉冲电磁场能够使软骨细胞正常排列，减少组织愈合过程中的重排和组合等复杂环节；另一方面，脉冲电磁场可以直接使增殖和修复的软骨细胞在更正常的方向上排列。同时电磁场还具有催化和促进细胞膜蛋白cAMP、DNA等细胞间的某些共同环节，这种作用尤其是对骨细胞、纤维细胞、血管内皮细胞、神经细胞等的作用更加明显。

综上所述，采用低频脉冲电磁场联合神经肌肉电刺激治疗能够避免自体腘绳肌腱重建术后的腘绳肌肌力下降以及电机械延迟情况，保证了膝关节的活动稳定性，有助于患者的术后康复。