早期功能锻炼运用于全膝关节置换术的研究进展

廖秋姣 唐爱合 林小珍 莫 伟 周兰岛 唐 强 刘芳印

1.右江民族医学院护理学院，广西百色 533000；2.右江民族医学院附属医院关节外科老年骨科，广西百色 533000；3.右江民族医学院附属医院烧伤整形与创面修复外科，广西百色 533000；4.右江民族医学院附属医院护理部，广西百色 533000

骨关节炎（osteoarthritis，OA）是一种常见的退行性关节疾病，以剧烈疼痛、活动范围减少和功能下降为主要临床表现，其中以膝骨关节炎（knee osteoarthritis，KOA）发病率最高[1]。对全球310 种常见疾病的发病率和残疾年限研究显示，2005—2015 年，KOA 的发病率上升至32.7%，KOA 对患者和社会造成的负担在所有OA 疾病中占比高达85%[2]。目前针对KOA 的非手术治疗仅能达到减轻疼痛和控制症状的目的，全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）是终末期KOA 最常见的手术治疗方法[3]。TKA 的主要目标是重建患者受损的关节结构和功能。然而，手术本身并不能完全恢复患者膝关节的功能，TKA 术前或术后往往需要采取康复锻炼以增强股四头肌的功能等与膝关节相关的功能恢复，从而有效地缓解疼痛并改善功能。本文重点阐述早期功能锻炼运用于TKA 的研究进展，以期为加强预防术后并发症和增加患者生活质量的优质护理提供指导。

1 早期康复力量训练

1.1 术前力量训练

TKA 可有效缓解终末期KOA 的膝关节疼痛，改善患者的膝关节功能和生活质量。术前的长时间关节制动可能会使患者的肌力受损，活动度降低，对术后结局产生不良影响。近年来，术前力量训练已被提出为缓解患者术前疼痛、加快手术进程和促进术后功能恢复的潜在方法。研究表明，重度KOA 患者可通过定期力量训练减轻膝关节疼痛，提高膝关节功能[4]。通过解决不良TKA 预后的可变预测因素，TKA 术前锻炼有助于改善患者手术的预后结局[5]。对现有临床试验的荟萃分析表明，术前锻炼包括膝关节伸肌力量锻炼在TKA 术前及术后3 个月内适度增加了膝关节伸肌力量[4]。根据Calatayud 等[6]的研究，术前高强度力量训练可减轻疼痛，改善术前下肢肌肉力量、活动度和功能表现，从而缩短住院时间，加快TKA 后的身体和功能恢复。这些发现提示术前训练在减轻TKA 术后患者的疼痛和加快功能恢复方面有促进作用。

1.2 术后力量训练

KOA 患者由于疼痛、活动范围缩小和固定不动，肌肉力量会大大降低，并可能在TKA 术后持续数年。术后肌肉力量的损伤与神经运动功能和中枢神经驱动有关，恢复过程中，肌肉力量的下降可能会进一步降低神经活性，导致肌肉力量下降的恶性循环[7]。在恢复的早期阶段，肌肉功能的适应和肌肉力量的提高主要归因于神经适应和中枢神经活性[7]。功能锻炼期间需要高负荷运动，以达到足够的神经肌肉激活水平，从而刺激肌肉生长和力量恢复。为了获得正常的步行功能和增加日常活动中的灵活性，术后尽早恢复肌肉力量是必不可少的。此外，早期恢复膝关节活动度和身体功能也是TKA 术后的主要目标。在术后康复期间，通常使用阻力训练、被动运动和主动运动来改善膝关节活动度[8]。

一项系统综述探讨了渐进性阻力训练对TKA 手术前后患者肌力和功能、生活质量及不良事件发生率的影响，数据表明TKA 术后应用渐进性阻力训练是安全可行的[9]。在一项聚焦于后期临床和家庭渐进式阻力训练对女性TKA 患者影响的研究中，发现两种干预措施均改善了股四头肌和髋外展肌力量、患者报告的结局、膝关节活动度和关节活动意识[10]。连续被动运动（continuous passive motion，CPM）在术后早期显著改善了膝关节屈曲，但对长期临床和功能结果没有显著影响[11]。Eymir 等[12]比较TKA 患者住院康复期间主动足跟滑动运动联合标准物理治疗与CPM 联合标准物理治疗的术后结局，研究结果支持主动足跟滑动运动疗法能提供更实用的康复，并为TKA 患者带来有益的效果。

2 远程康复训练

线下功能锻炼具有明显的局限性，患者依从性和流动性限制了TKA 术后早期功能锻炼的监督管理。目前大多数功能锻炼主要通过家庭锻炼来完成，然而，由于低依从性和不规范性，家庭锻炼的康复效果欠佳。在功能锻炼中实施远程康复可以通过使用数字技术远程提供个性化评估和护理干预，具有为患者提供护理可及性和降低成本的优势。在一项针对326 例TKA 患者的队列研究中，对远程康复与传统“面对面”康复的安全性和有效性进行了比较，研究结果表明，与常规康复患者比较，远程康复患者的计划外医疗保健就诊率明显降低，提示远程康复可以成为TKA 术后传统康复训练的同样有效的替代方案[13]。Bell 等[14]开发了一项可穿戴的远程康复监测平台，该平台使用便携式惯性测量单元与移动应用程序和后端临床医生门户相结合，将该平台与标准的术后门诊康复进行比较后，证实了远程康复监测平台进行远程康复管理的可行性。医护人员还通过其他监控设备如可穿戴的身体活动监测器接收患者运动步数等检测指标的反馈，以指导患者后续护理建议[15]。

3 平衡训练

TKA 可以显著改善患者的运动功能障碍，具有良好的临床疗效。然而，据报道，KOA 患者出现关节位置感知能力下降和平衡能力下降，都被认为是术后早期跌倒的原因[16]。TKA 术后老年患者跌倒的频率远高于健康老年人。术后早期的力量锻炼主要集中在关节范围锻炼和肌肉力量的提升，对于患者平衡能力的改善作用是微弱的。因此，提高平衡能力，对于在术后保证患者自身安全及出院后提高日常生活质量是必要的。Khaptagaev 等[17]评估了一种稳定平台平衡训练在TKA 患者术后早期康复中的有效性，发现平衡训练改善了疼痛、水肿、术后行走能力及生活质量。一项随机对照试验术前高强度力量训练（下肢肌肉力量和平衡训练）对TKA 术后姿势控制的有效性，发现术前高强度力量训练能有效改善TKA 术前及术后早期的姿势控制，并建议同时开展术前力量训练和平衡训练，可以加速TKA 术后姿势控制的恢复[18]。

4 其他新型早期功能锻炼

4.1 神经肌肉电刺激（neuromuscular electrical stimulation，NMES）

MMES 作为恢复正常膝关节功能的辅助手段，是减少TKA 术后骨骼肌自主激活缺陷和预防肌肉萎缩的措施之一。涉及691 例患者的9 个随机对照试验的meta 分析显示，作为TKA 术后的辅助治疗，术后NMES 可改善患者短期至长期的股四头肌肌力、中期疼痛和中期功能。然而，汇总分析发现，许多结果未能实现有统计学意义的变化和最小的临床重要差异，因此临床益处仍有待证实[19]。一项前瞻性研究对术前NMES 对TKA 患者术后股四头肌肌肉力量、功能状态和生活质量的影响展开评估，研究结果表明NMES在患者报告和基于表现的身体功能和术前生活质量方面具有有益影响[20]。Cheuy 等[21]的工作旨在确定与标准护理康复比较，早期NMES 对TKA术后2 周股四头肌力量和骨骼肌纤维大小的影响。2 周后，与单独接受标准护理康复比较，接受NMES 患者的MHC ⅡA 和MHC ⅡA/ⅡX 纤维尺寸显著更大，表明NMES 通过对MHCⅡ型肌纤维大小的影响，减轻了TKA 术后的早期肌肉无力症状。

4.2 运动想象疗法

在TKA 康复的早期阶段，身体活动能力受到疼痛及肿胀的限制，因此寻找不同的运动方法可能会发挥康复作用。运动想象（motor imagery，MI）是患者无法活动时使用的主要运动方法，它被定义为在没有运动或肌肉激活的情况下做动作的动态心理过程，表现为患者只考虑运动执行的心理动作而没有实际的运动过程[22]。MI 在TKA 患者中的运用已有报道。在TKA术后6 个月时将MI 纳入传统物理治疗过程的研究表明MI 训练在步态表现和功能恢复中的有效性[23]。MI具有较高的安全性，接受MI 疗法的患者术后跌倒或接近跌倒的次数明显减少[24]。一项对7 个MI 对TKA康复早期阶段作用的随机对照试验进行的系统评价和meta 分析显示，MI 在恢复股四头肌力量、活动范围和降低TKA 术后患者的疼痛强度方面有积极作用[25]。这些结果表明，MI 可以改善TKA 患者的步态能力，并降低跌倒风险，安全性高。

4.3 虚拟现实（virtual reality，VR）训练

VR 是使用支持3D 的头戴式设备和降噪耳机来创建人工环境，旨在通过模拟森林、草原、植被、海滩等自然环境，从而提供舒适的体验[26]。VR 可以使患者能够完全沉浸在模拟世界中，并通过提供多模态刺激来感受实际存在感。基于VR 的治疗主要包括三维跟踪技术和数字模拟教练，以演示和提供运动质量的即时反馈[27]。近年来，VR 治疗已被引入作为正式面对面治疗的辅助手段或作为主要的早期功能锻炼模式，远程医护人员甚至可以根据VR 平台的反馈以异地方式监测患者的进展[27]。基于VR 的康复护理在TKA 术后早期功能锻炼中是一个新的康复模式。在一项前瞻性随机对照研究中，对常规理疗和CPM 设备治疗施加额外的VR 治疗。研究发现TKA 术后立即开始VR干预减少了疼痛和焦虑，但对疼痛、焦虑和长期功能结果的影响并不比常规理疗更明显[28]。对TKA 术后患者康复过程中使用VR 工具进行训练效果的系统综述表明，与标准物理治疗比较，专门用于增强平衡VR 工具治疗干预在增强平衡力方面更有效。

4.4 水疗法

对于KOA 或TKA 术后患者，在陆地进行运动训练具有明显的挑战性，因为负重可能会导致患者的疼痛进一步加重。水具有各种优越的特性，包括流体静压、浮力、密度、比热容和电导率等，是进行康复锻炼的理想环境[29]。水疗法主要在水中开展多种广泛运动，包括改善关节活动性、关节灵活性或身体力量的运动练习[30]。在这种治疗概念中，利用水的流体静压和浮力等特殊物理特性，可能对骨骼、肌肉、血管或神经疾病患者的病痛部位有改善作用。水疗法目前已经成为许多疾病陆地运动疗法的替代或补充。有证据表明，水疗法可短期改善TKA 患者的疼痛、肌肉力量和生活质量等方面。Kim 等[31]开展了一项针对接受TKA 的晚期KOA 患者的术前水疗法进行小型试点研究，研究发现术前水疗法干预改善了患者的疼痛、僵硬症状、功能结局及抑郁和认知能力。在一项评估水疗法的时机是否影响TKA 术后临床结局的研究中，研究人员发现TKA 术后早期水疗法的效果与非甾体抗炎药治疗KOA 的效果相同[32]。

5 小结

随着全球老龄化逐年加剧，KOA 的发病率也逐年升高，TKA 也随着KOA 的发病率增加而稳步增长，TKA 术后的康复问题越来越受到重视[33]。本文对目前关于TKA 术后早期功能锻炼的研究设计、康复方法和结局指标进行了文献综述，以期为规范合理的TKA术后锻炼提供科学的指导。肌肉力量训练、远程康复训练、平衡训练可能是最普遍的锻炼形式，而NMES、VR、MI 和水疗法为代表的新型锻炼方式可以是常规康复的有效辅助手段。尽管有许多早期功能锻炼方式，但目前对有效的康复策略仍缺乏共识，缺乏循证实践指南和建议来指导术后TKA 康复。

此外，由于不同研究对各种锻炼方法的流程、持续时间和强度等存在较大差异，因此最终的临床结局往往有所差异。对此，临床医护人员应当根据膝关节功能、患者心理和社会标准制订合理的锻炼计划。同时，应当注意到心理、家庭和社会因素是改善患者教育和依从性的基础。应尽可能根据这些依从性基础，最大限度提高预测、跟踪和掌握患者的临床预后结局的能力，以便为他们提供最合适的康复指导和建议。早期功能锻炼方式的安全性是必须着重考虑的限制因素，临床不良事件不仅阻碍了研究的可重复性，也影响了临床实践的转化。TKA 术后的最佳康复方式，必须考虑每个患者的运动磨损、关节负荷、强度和假体类型等因素，才能达到个体化治疗的目的和效果。

利益冲突声明：本文所有作者均声明不存在利益冲突。