预康复在腰椎退行性疾病病人中的应用机制研究进展

杨 飒，张俊娟，贾 曼，李佳佳，于文静，贾田田

人口健康战略旨在满足老龄化社会不断变化的医疗保健需求，牢固树立“大卫生、大健康”理念，坚持预防为主、防治结合的原则。全球每年有2.66亿人(3.63%)患腰椎退行性疾病(degenerative lumbar diseases,DLDs)，随着人口老龄化及生活工作方式的改变，其发病率呈逐年升高且年轻化趋势[1-2]。目前，对非手术治疗无效的病人，腰椎减压椎间植骨融合内固定术是重要的治疗手段。然而，多达40%的DLDs病人手术后存在持续疼痛、功能状态差、生活质量差等问题，越来越多的康复需求随之而来[3-4]。现阶段，我国腰椎手术病人的康复主要集中在围术期及出院后[5]。研究表明，院前预康复能够帮助病人做好身心准备，更好地应对手术应激[6]。预康复能够为病人提供生理和心理的支持，使其在术前做好充分准备，改善术前生理功能和心理水平，以期延缓疾病进展和促进术后恢复[7]。腰椎退行性疾病病人术前活动能力优化和功能状态改善可能是对抗手术后功能下降的有效干预措施[8]。然而，目前国内外针对腰椎退行性疾病的预康复模式的时间、内容、效果和强度等方面尚缺乏相关指南和指导资料。因此，本研究综述了预康复对改善腰椎退行性疾病病人术前功能状态的作用机制，预康复的理论模型和研究模式，为进一步开展腰椎退行性疾病病人的预康复提供理论支持。

1 预康复概念及其临床意义

预康复主要指从病人诊断成立到接受外科干预前，收集预手术病人的基线水平识别风险因素；针对性地给予病人一系列干预措施解决生理和心理问题，提高功能储备从而延缓疾病进展或减少治疗可能导致的损伤，使其能有效应对疾病状态[9-10]。预康复的目的是为病人做好知识和技能的准备；延缓疾病进展和减少手术等治疗因素导致的并发症，以期缩短住院时间，加速病人康复，最终实现长期健康状态的维持[11]。最初预康复训练是为了改善新兵的营养和身体素质，结果显示通过健康教育、功能锻炼和营养干预计划，最终在2个月内使不合格的新兵转变为标准新兵，而后医疗保健系统迅速将该模式应用于临床，以期减少病人住院时间和降低医疗保健费用[12-16]。

2 预康复在加速腰椎退行性病人康复中的研究机制

2.1 功能锻炼对腰椎间盘突出症病人的疗效及其机制

2.1.1 功能锻炼加快了炎性物质代谢，减轻腰背疼痛 腰椎间盘突出症所引起的疼痛是由于腰椎间盘髓核突出，压迫或刺激神经根、硬膜囊、血管及马尾神经等，导致周围组织炎症、水肿、微循环障碍和纤维组织增生粘连，从而导致腰腿痛[17]。病人进行核心肌群的训练能够强化脊柱周围肌肉力量，使局部的血液循环加快，带走了大量的炎性介质和致痛物质，使局部的肿胀易于吸收，从而缓解椎间盘压迫神经导致的疼痛，改善腰椎稳定性及活动度[18-19]。

2.1.2 避免神经根粘连，促进早期功能恢复 炎症刺激使神经根和硬膜囊容易产生粘连，导致持续存在疼痛。进行功能锻炼可以增加神经根、硬膜囊的相对空间，从而缓解或消除神经的受压状态，消除软组织炎症和粘连，疼痛得到缓解甚至消失[20]。有文献表明，伸膝屈髋45°以上可牵拉神经移动[21]，如果病人术前早期积极进行核心肌群训练，牵拉神经根使其上下移动而松弛，利于神经根炎性反应的早期消退，避免粘连，从而促进术后早期康复。

2.1.3 降低椎间盘压力，减缓退变速度 通过腰背肌功能锻炼可以使腰椎间隙增宽，从而减小椎间盘的压力，使神经根的粘连症状得到缓解，有助于腰椎的微小关节功能的恢复[22]。通过腰背肌的锻炼增强了腰背部的力量，使人体更具有协调性，同时使脊柱的内部平衡和外部平衡均得到相应的调整和巩固，预防肌肉萎缩的发生。脊柱周围肌肉和脊柱类似“弓弦”关系，弓所承受的压力增加，通过弦的调整即通过功能锻炼，降低椎旁肌张力，增强耐力强度，分散脊柱压力，从而降低椎间盘内的张力[23]。同时有文献提出功能锻炼可降低血小板的活化，促进了局部的血液循环，增加局部氧供，改善椎间盘的缺血缺氧状态，减缓椎间盘退变速度[24]。

2.1.4 增强肌肉力量，提高腰椎稳定性 脊柱的稳定性主要依靠“筋和骨”，即脊柱椎体、附着的肌肉、韧带等，其功能依靠肌力、脊柱的内外平衡、脊柱活动度等共同实现[25]。研究表明，腰椎退行性疾病病人的浅表核心肌群和深层核心肌群功能受到抑制，腰椎的稳定性受到破坏，导致病人动作控制异常[26]。同时，术前病人因疼痛的刺激导致腰背肌的紧张坚硬，时间累积就引起腰背肌的萎缩。术前早期功能锻炼的目的是保护脊柱稳定性的同时避免对脊柱关节、肌肉再次造成的损伤。腰部核心肌力包括腹横肌、多裂肌和竖脊肌等，对腰椎稳定起关键的支撑作用。腰椎多裂肌功能的恢复直接影响腰椎术后的预后情况，腰椎的稳定性有70%的力量来自多裂肌，多裂肌起着维持脊柱稳定性和缓解腰椎间盘压力的作用[27]。因此，早期开展术前的功能锻炼能够增强椎旁肌的力量，稳定脊柱，改善腰椎功能，加速病人术后早期康复。

2.2 营养干预对腰椎间盘突出症病人的疗效及其机制

2.2.1 调节术后神经细胞因子分泌水平，降低术后炎症水平 营养不良与手术并发症的风险较高、住院时间较长、对辅助治疗的耐受性低、死亡率较高有关。研究表明，手术会引起全身炎症反应，从而改变胰岛素和合成代谢抵抗、能量消耗率、激素分泌模式和脂肪分解/蛋白水解途径[28]。营养干预为病人康复期神经系统、肌肉修复及身体功能康复等保证了充足的维生素、蛋白质、微量元素及能量供应，提高了病人术后神经功能及免疫系统恢复效果[29]。术前给予免疫营养、氨基酸(例如谷氨酰胺和精氨酸)、omega-3脂肪酸和核苷酸的摄入可以抵消手术应激反应引起的过度炎症和免疫损伤，促进伤口愈合，降低感染率，并缩短住院时间[13]。

2.2.2 降低胰岛素抵抗并促进合成代谢状态 有文献表明，营养不良与术后预后不量有关[30]，使住院时间、感染并发症、再入院率和死亡率都受到影响。预先存在的营养状况、手术损伤的严重程度和手术的性质都会增加营养风险。任何大手术前都应进行正式的营养风险筛查，营养不良的病人应在术前接受7～10 d的理想肠内营养支持[13]。最有可能从术前营养治疗中获益的病人是营养不良的病人，干预措施包括术前糖类负荷，能够降低胰岛素抵抗并促进合成代谢状态，最大限度地减少蛋白质、瘦体重和肌肉功能的损失。

2.3 心理干预对腰椎间盘突出症病人的疗效及其机制 与急性创伤和危重疾病不同，择期手术是一种“预定压力”。加速康复外科提出围术期处理的一系列优化措施，其目的是减少手术病人的生理及心理创伤应激，尽可能减少手术病人的机能损伤和促进机能恢复，达到快速康复[31]。研究表明，心理指导和行为训练程序能够调节手术病人的心理压力，增强应对能力，促进心理和行为适应。术前心理状态，如灾难化和恐惧回避信念，是腰椎手术后疼痛和功能不良的重要预测因素[32]。相关研究表明与接受传统护理的病人相比，接受基于认知行为恐惧回避模型(见图1)主动干预的病人，在手术后的自我效能感较高，病人疼痛强度、疼痛灾难信念、与疼痛相关的恐惧和抑郁症状有更大程度改善，手术后病人的身体活动水平和自理能力均较高[33]。

图1 认知行为恐惧回避模型

3 预康复在腰椎退行性疾病病人中的模式研究

3.1 预康复的概念模型 手术对病人来说是一个压力源，进行重大外科手术后病人的生理储备和功能能力会急剧下降，手术初期下丘脑-垂体轴和先天免疫系统的激活促进了能量底物的快速可用性，最大限度地减少炎症反应，并保持了血管张力；而晚期不受控制的分解代谢和对合成代谢信号的抵抗，导致组织氧化损伤、衰弱和肌少症的发展以及对感染的易感性增加，最终会引起全身炎症反应；临床表现为厌食、食欲缺乏、体重减轻和肌肉萎缩，并可能导致恶病质或肌肉减少症等病症[34]，增加了围术期并发症的风险，减慢了病人的康复速度。预康复的概念模型显示如果对病人实施预康复干预，使其在手术前具备较高的生理储备和功能能力，应对围术期应激反应，改善围术期护理质量和安全，加强病人康复，使术前预康复成为围术期ERAS路径管理中的重要组成部分，使病人在术后早期达到基线功能水平(见图2)[35]。

图2 预康复的概念模型

3.2 预康复的干预模式 将预康复纳入围术期管理和ERAS途径，通过加速康复来提高围术期护理质量，代表其临床和科学发展。现阶段预康复干预流程主要为病人的筛查、评估和干预[36]，见表1。腰椎退行性疾病病人的预康复的筛查和评估的目的相似，主要是识别病人的风险因素，对风险因素进行干预，最终实现病人的加速康复。筛选的主要目的是采用筛查工具预测结果不佳的可能性，以及具体的干预措施是否可以改变这种风险。评估是由专业的临床医生、营养师、运动学家、物理治疗师或护士对相应变量进行详细检查，主要对象为通过筛查确定的高风险人群。强制性要素是综合病史、运动和饮食习惯、体征/症状形式的功能评估以及实验室或临床测试结果。研究表明，预康复在癌症[37]、胃肠道[38]、胸外科[39]等病人中已广泛应用，对改善病人围术期的功能状态有显著的改善作用，但在骨科的应用还比较少见。骨科预康复的研究主要集中在关节置换病人[7,40-41]和脊柱手术[33,42]病人，干预方式以运动锻炼为主。研究者发现，将健康教育、戒烟限酒、营养补充和心理支持联合运动疗法的多维度预康复干预方案比单一运动干预方案更有效，可使病人以更好的营养状态和心理水平提高自身生理储备，延缓疾病进展和应对手术应激，帮助其在术后更快地恢复到术前基线水平甚至高于基线水平，从而改善预后[33,43]。现阶段腰椎退行性疾病病人的预康复的内容主要集中在医疗优化、康复功能锻炼、营养干预计划、心理支持和健康教育[44-46]，但是干预措施需要根据具体评估进行个性化干预，以确保高质量的临床标准和病人的安全。

表1 预康复干预流程

3.3 腰椎退行性疾病病人的预康复干预团队及场所 由于现阶段病人病情的复杂性，往往是多病共存，为保证病人安全，预康复干预措施需要由多学科团队协作完成，团队成员主要包括外科医生、护理人员、麻醉师、内科医生、老年病学家、康复治疗师、营养师和心理学医生组成[40-42]。康复的场所主要以脊柱诊所、社区以及住院康复中心为主[40-42,44]。不同研究显示预康复结局也不统一[7,43,45,47-49]，研究显示，以家庭预康复为基础结合移动平台指导监督的自主运动模式，能够有效提高病人的依从性。

3.4 腰椎退行性疾病病人的预康复干预时限 目前，国内预康复的开展集中于肿瘤病人、肺切除病人、腹部大手术病人等[50]，而且预康复时机主要局限于院内康复，院内预康复虽然依从性强，与常模相比，康复的时间过短，对病人预后的影响比较弱。现阶段预康复的干预时限在2～8周，有学者对癌症病人的预康复结果表明，预康复的时间如果超过3个月，病人依从性降低，而6～8周的预康复中病人维持良好的依从性[8]。研究发现，对于计划接受手术的病人进行8周的术前功能锻炼是具有成本效益的[6]。干预时长还需根据病人具体情况及我国国情作出相应调整。理想情况下，应该在外科手术路径中尽早开始康复行动，并且至少需要进行4周的运动训练，才能实现有意义的改善。

综上所述，预康复模式在相关研究中已验证了其有效性，但是国内在腰椎退行性疾病病人中还未开展，为应对老龄化制定适合我国腰椎退行性疾病病人的预康复模式，对病人实施更加科学、规范的预康复方案，有效改善病人术前基线健康水平、预防和减少术后并发症、改善术后结局是十分必要和迫切的。