膝关节交叉韧带损伤重建术后关节功能锻炼的临床研究

揭鹏，宋长志，成意，刘云飞，陈康

(南通大学第四附属医院，盐城市第一人民医院，江苏 盐城 224006)

随着交通事故的日益增多和健康运动水平的发展，我国膝关节交叉韧带损伤患者也明显呈上升趋势。膝关节交叉韧带损伤后对膝关节功能影响较大，大约55%～65%的前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)损伤伴有半月板损伤，严重者可导致伤残[1-2]。膝关节交叉韧带损伤手术重建后膝关节功能恢复不尽人意[3-4]，目前文献报道其优良率为69%～95%[5]，膝关节交叉韧带损伤重建术后的功能锻炼计划对膝关节的功能恢复有着较重要的意义，相关文献报道，欧洲术后功能锻炼计划的Lysholm评分为(93.2±4.1)分[6]、美国术后功能锻炼计划的Lysholm评分为(96.15±13.64)分[7]、上海六院术后功能锻炼计划的Lysholm评分为(93.7±3.3)分[8]。但是目前术后锻炼尚无统一标准，为改善患者术后膝关节功能，降低致残率，笔者团队开展了膝关节交叉韧带损伤重建术后关节功能锻炼计划的临床研究。

南通大学第四附属医院自2009年3月至2018年3月收治了207例膝关节交叉韧带损伤患者，按照收治时间前后，术后分别采用了欧洲术后功能锻炼计划(2009年3月至2012年3月)、美国术后功能锻炼计划(2012年3月至2015年3月)以及南通大学第四附属医院功能锻炼计划(2015年3月至2018年3月)。本研究对接受3个不同时段的术后功能锻炼计划的临床效果进行了回顾性研究，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本组共207例，其中男113例，女94例；年龄16～59岁，平均(29.03±6.13)岁；损伤原因：运动伤25例，交通事故伤105例，高处坠落或重物砸伤15例，日常生活损伤62例；学生22例，体育运动员40例，其他职业145例。手术距受伤时间7 d～3个月，临床表现均为患侧膝关节疼痛，活动受限，Lachman实验(+)，所有患者均行交叉韧带重建术，均获随访，随访时间1～5年，平均(2.54±0.53)年。按收治时间先后，患者术后接受了不同的功能锻炼计划，分别为：A组41例(2009年3月至2012年3月)，采用欧洲功能锻炼计划进行术后膝关节功能锻炼；B组68例(2012年3月至2015年3月)，采用美国功能锻炼计划进行术后膝关节功能锻炼；C组98例(2015年3月至2018年3月)，采用南通大学第四附属医院功能锻炼计划进行术后膝关节功能锻炼。三组患者年龄、性别、前后交叉韧带重建例数和随访时间等方面的比较，差异无统计学意义，具有可比性(P>0.05，见表1)。

表1 207例患者一般资料比较

1.2 手术方法 三组患者均由同一主刀医生在全麻下完成关节镜下自体交叉韧带单束解剖重建术。股骨侧悬挂Endobutton钢板，胫骨侧可吸收挤压螺钉固定。术后患肢支具保护，预防感染，消肿。

1.3 术后锻炼方法 A组采用欧洲术后功能锻炼计划[9]。术后1周内冰敷以及使用药物控制疼痛和水肿，进行膝关节完全伸展运动如股四头肌等长收缩训练、直腿抬高训练等，在不危及韧带移植物的情况下，进行膝关节0°～90°屈曲训练。术后2～9周，膝关节屈曲训练逐渐实现全活动范围，同时保持完全伸展，从第2周开始屈曲120°，从第5周开始屈曲130°，逐渐增加膝关节屈曲角度，并在此阶段于平坦地面上进行步态训练；术后9～16周，在保持膝关节活动范围的基础上进一步加强功能性动态平衡训练，从第9周开始恢复跑步，并逐渐增加持续时间和速度，以减少神经肌肉适应和恢复时间，从第13周开始在户外慢跑；术后16～22周，最大化肌肉耐力和力量，最大限度地实现神经肌肉控制，允许跑、转弯和切割动作变化，增加持续时间和速度并最大化。

B组采用美国术后功能锻炼计划[10]。术后2周内进行踝关节运动并同样控制水肿及疼痛，同时在进行直腿抬高训练以及肌肉等长练习的基础上加入本体感受训练和强化练习；术后3周进行主动膝关节0°～90°屈曲训练，此后活动范围每周至少增加10°，术后6周内实现全活动范围；术后6～9周增加关节负重行走，去除支具，完全负重行走；术后10～12周进行跑步训练；术后13～24周逐渐增加阻力强化练习和本体感觉训练。

C组采用南通大学第四附属医院锻炼计划。术后4周内支具固定并积极控制水肿及疼痛，患肢处于伸直位并进行股四头肌等长收缩及踝关节屈伸训练；术后第5周开始调整支具活动度，从30°开始，每周增加30°，至术后8周，关节活动度调整至120°，患者同样从术后第5周开始进行膝关节屈曲训练，屈曲从30°开始，每周增加30°，至术后8周，支具活动度调整至120°；术后第9周去除支具，进行股四头肌抗阻训练；12～16周进行侧向活动，进行本体感觉运动以及慢跑、自行车耐力训练，术后4～6个月进行等速肌力开链训练。

1.4 研究方法 分别于术后4周、6周、8周、3个月、6个月、术后1年、术后2年对患者进行Lysholm膝关节功能评分和Tegner运动水平评分。Lysholm膝关节评估量表由8个项目组成，包括跛行(5分)、支撑(5分)、上楼梯(10分)、下蹲(5分)、不稳定(25分)、交锁(15分)、疼痛(25分)、肿胀(10分)，共0～100分，分数越高，功能越好。分别于术后3个月、6个月、1年、2年记录出现关节松动及关节僵硬的患者例数，其中关节松动以Lachman试验评估，通过KT-2000测定胫骨前移距离，了解关节松动情况，Ⅰ度为胫骨前移1～5 mm，Ⅱ度为胫骨前移6～10 mm，Ⅲ度为胫骨前移大于10 mm，以Ⅲ度前移为纳入标准。关节僵硬定义为术后关节屈曲挛缩大于15°和/或关节活动范围小于75°，伴有持续疼痛和/或明显的功能损害为纳入标准[11-12]。

2 结 果

2.1 术后Lysholm膝关节功能评分 三组患者术后4周、6周、8周、3个月、6个月、术后1年、术后2年分别进行Lysholm膝关节功能评分。结果发现三组在术后4周、6周比较，差异有统计学意义(P<0.05)，而在术后8周、术后3个月、术后6个月、术后1年、术后2年比较，差异无统计学意义(P>0.05，见表2)。

表2 三组患者不同时间段Lysholm膝关节功能评分比较分)

2.2 术后Tegner运动水平评分 三组患者术后4周、6周、8周、3个月、6个月、术后1年、术后2年分别进行Tegner运动水平评分。结果发现三组在术后4周、6周比较，差异有统计学意义(P<0.05)，而在术后8周、术后3个月、术后6个月、术后1年、术后2年比较，差异无统计学意义(P>0.05，见表3)。

表3 三组患者不同时间段Tegner运动水平评分比较分)

2.3 术后关节松动例数 统计术后3个月、6个月、1年、2年关节松动例数并计算其松动率。三组患者术后3个月关节松动率比较，差异无统计学意义(P>0.05)，术后6个月、术后1年、术后2年关节松动率比较，差异均有统计学意义(P<0.05，见表4)。

表4 三组患者不同时间段术后关节松动情况比较[例(%)]

2.4 术后关节僵硬例数 统计术后3个月、6个月、1年、2年关节僵硬患者并计算其僵硬率。三组患者术后3个月、6个月、1年、2年的术后僵硬率比较，差异无统计学意义(P>0.05，见表5)。

表5 三组患者不同时间段术后关节僵硬情况比较[例(%)]

3 讨 论

在交叉韧带损伤后，腱-骨愈合进程直接影响患者术后恢复以及临床制定功能锻炼计划，因此腱-骨愈合时间一直是广大临床医生及学者共同关注的问题。Aga等[13]研究表明，双束和单束ACL重建技术相比，膝关节松弛测量或活动水平无差异，只要隧道位置适当，重建韧带束的数量不会影响临床和主观结局。肌腱到骨的愈合过程是一个连续的生物学变化，并且骨隧道中的肌腱移植愈合可分为四个阶段：炎症期、增殖期、基质合成和基质重塑[14]。浸润和募集炎症细胞及干细胞的释放可能导致细胞因子和生长因子的释放，导致血管和神经向内生长。针对动物模型的研究发现，纤维血管界面在3个月时形成，可能对应于炎症期和增殖期。在基质合成阶段，胶原纤维在肌腱-骨界面处形成。在6个月时，纤维界面与周围骨连续接触，可能对应于基质合成阶段。在基质重塑阶段，新形成的移植物-骨界面被肌腱移植物和骨隧道之间形成的成熟胶原纤维重塑[15]。在10个月时，形成成熟的Sharpey样纤维间接插入，可能对应于基质重塑阶段。此外Zhao等[16]研究显示，在新西兰兔模型上发现韧带重建术后4周，可见少量软骨细胞样细胞，炎性细胞较少。8周时发现了更致密的Sharpey样纤维。12周时发现连接肌腱和骨隧道的连续Sharpey样纤维。因此交叉韧带重建术后腱-骨愈合成熟一般需要12周时间。

此外，在人体交叉韧带重建术后6周时，在胫骨隧道中看到Sharpey样纤维，而在术后3个月时，肌腱移植物和骨隧道之间形成了纤维血管界面。在术后6个月时，纤维界面与覆盖板层骨的类骨质组织连续接触，在术后8个月时显示肌腱组织牢固附着于股骨骨隧道。在术后10个月时，获得了成熟的间接锚固，并且具有sharpey纤维特征，在8～24个月时胫骨隧道出现软骨化生[17]。

总之，交叉韧带重建术后至少6周才会出现Sharpey样纤维，而胶原纤维与骨组织紧密结合至少需要3～6个月时间。所以笔者认为膝关节重建术后1周和2周后开始膝关节屈曲运动，无论是从动物实验研究的结果还是临床研究的结果来看都为时过早，不利于胶原纤维与骨组织紧密结合，提高了韧带重建术后松动的风险，影响患者交叉韧带重建术的成功率及术后恢复。另有研究表明，交叉韧带重建术后移植物在拉伸强度变化过程中，在生物力学方面表现为术后第1周强度较强，术后第6周强度较弱，之后便逐渐增强并达稳定，直到52周后完全稳定[18]，进一步证明术后过早进行膝关节功能锻炼容易影响患者的术后恢复。Dagher等[19]研究表明，术后早期制动减少巨噬细胞聚集，并使急性炎症消退，可以有效改善腱-骨愈合。Hays等[20]研究也表明，交叉韧带重建术后活动过早会导致韧带移植物张力变大，从而导致关节松弛。

通过数据分析可知，术后4周、6周Lysholm和Tegner评分有差异可能是由于A、B组术后固定时间较短，C组术后固定时间较长，可能导致关节功能恢复启动慢，故早期C组的Lysholm评分与A、B两组比较差异有统计学意义，但后期随着时间延长，膝关节功能逐渐恢复，C组Lysholm评分与A、B两组无差异，说明适当延长至4周的膝关节固定时间对Lysholm和Tegner评分短期内有影响，而长期无明显影响。

据文献报道，在僵硬率方面，欧洲方案术后关节僵硬率为8.5%[21]，美国术后关节僵硬率为8.8%[22]，本组术后僵硬率为8.16%，与欧洲和美国方案基本一致。虽然C组术后2年中共发生7例关节僵硬，其中有2例为术后6个月～1年出现关节僵硬的患者，这2例患者中1例为强直性脊柱炎患者，另1例为类风湿性关节炎患者。Nelissen等[23]研究发现，类风湿骨关节炎患者交叉韧带病理结果显示广泛的黏液样变性和胶原纤维规则或不规则排列，并且滑膜细胞层增厚、血管增生、含铁血黄素沉积、淋巴聚集和组织细胞分散在胶原纤维之间，这类患者存在广泛的黏液样变性，所以笔者考虑1例强直性脊柱炎患者以及另1例类风湿性关节炎患者为免疫性疾病导致关节僵硬及软组织纤维化的可能大，在统计学上存在假阳性可能。若除外强直性脊柱炎及类风湿性关节炎患者，C组僵硬率相较而言会更低一些。

在松动率方面，欧洲方案术后松动率为11.1%[24]，美国方案术后松动率为17%[25]，早期在3个月内松动率未见明显差异，但3个月之后笔者发现松动率随膝关节固定时间的延长而降低，因此笔者有理由认为膝关节固定过短或过早进行膝关节功能锻炼对韧带松弛是有影响的。C组中术后1年的关节松弛例数仅占5.1%，虽然病例数有所增加，但松动率相较而言下降，说明早期适当延长制动时间，对于提供移植物重建骨-腱愈合的环境以及对减少术后韧带松弛的发生都有重要的意义。

本研究术后松动基于KT-2000仪器测定，在患者清醒状态下可能会对韧带松弛结果产生影响。且本研究随访及跟踪后续时间略短，检查医生临床经验存在差异性，可能对实验结果有所影响，进而使统计学结果可能出现偏倚，后续研究需进一步完善。

综上所述，笔者临床研究发现南通大学第四附属医院改良后的功能锻炼计划在Lysholm评分、Tegner评分及膝关节僵硬率方面，与欧洲和美国计划无明显差异，但可明显降低术后松动率。A、B两组采用欧洲及美国功能锻炼标准早期活动后松动率明显较高，南通大学第四附属医院制动4周后进行膝关节屈曲运动，术后松动率明显降低，术后僵硬率与A、B两组相比仍无明显差异。同时考虑医疗环境及降低医疗纠纷的目的，笔者更建议膝关节交叉韧带损伤重建后常规制动4周后再进行膝关节屈伸功能锻炼，但对于特殊人群如痛风性关节炎、类风湿关节炎、强直性脊柱炎患者，由于广泛的黏液样变性更容易导致关节僵硬，术后关节活动时间需要提前，根据笔者的经验，术后提前1～2周(即术后制动2～3周)进行膝关节屈伸功能锻炼较为合适。