膝關節前交叉韌帶損傷后下肢肌力變化的等速測試研究*

張其亮　丁利瓊　滕學仁　劉玉新

膝關節前交叉韌帶損傷后下肢肌力變化的等速測試研究*

張其亮①丁利瓊①滕學仁①劉玉新①

目的：研究膝關節前交叉韌帶損傷后患者膝關節周圍肌肉力量的減退情況及其與受傷時間的關系，為前交叉韌帶損傷重建手術時機的選擇提供依據。方法：選擇2010年1月-2013年10月之間單側膝關節單純前交叉韌帶損傷患者194例為研究對象，應用等速測試儀進行膝關節屈伸肌峰力矩（PT）、相對峰力矩（PT/BW）、屈伸肌峰力矩比（H/Q）及總功（TW）測試，分析并比較肌力變化與受傷時間的關系。結果：患肢與健肢比較，傷后膝關節屈伸肌的PT、PT/BW、TW值均明顯減低，H/Q值顯著升高，差異均有統計學意義（P＜0.01）。受傷時間與肌力減退明顯相關，隨受傷時間延長，屈伸肌PT值逐漸下降（r=-0.813；r=-0.852），4組屈伸肌的PT值比較差異均有統計學意義（P＜0.05），其中1月之內組患者屈伸肌的PT值最高。結論：膝關節前交叉韌帶損傷后，患肢肌力隨時間延長會逐漸下降，前交叉韌帶損傷后重建應盡可能地選擇在術后1月內及術后3～6個月內肌肉力量相對較好的時間段進行。

前交叉韌帶損傷； 等速測試； 肌力

First-author's address：Qingdao Municipal Hospital，Qingdao 266071，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2015.27.003

前交叉韌帶（Anterior cruciate ligament，ACL）重建的最終目的是為了恢復膝關節的穩定性及運動功能，其中膝關節周圍肌肉力量的恢復至關重要。前交叉韌帶損傷后，由于疼痛、制動、缺乏早期活動等原因，不可避免地造成膝關節周圍肌肉力量的減退，有些患者甚至行韌帶重建后也存在肌力恢復不良或者不能完全恢復的情況，這嚴重影響了患者的治療效果及運動能力恢復［1］。因此，有必要了解患者受傷后肌肉力量的變化情況，以便更好地選擇手術時機、制定術后康復計劃，最大可能地避免術后肌力的喪失。為此，本研究利用等速肌力測試系統，對ACL損傷患者術前進行肌力測試，并分析患者肌力變化與受傷時間的關系，為患者手術時機的選擇提供依據。

1　資料與方法

1.1一般資料收集2010年1月-2013年10月到青島市市立醫院骨科就診的單膝前交叉韌帶損傷患者194例，男121例，女73例；年齡21～50歲，平均（33.6±8.35）歲；體重44～86 kg，平均（61.7±10.14）kg。所有患者均最終經關節鏡檢查證實有明確的ACL斷裂。其中運動性損傷129例，車禍傷47例，其他傷18例，全部為單側損傷。排除標準：合并其他韌帶損傷；合并關節軟骨損傷患者：年齡大于55歲患者；合并下肢骨折的患者；不能完成康復計劃及等速測試患者。參照Yoon等［1］的標準，按照患者受傷到手術時間分為4組，急性期40例（1個月內組）、亞急性期55例（1～3個月組）、慢性期50例（3～6個月組），陳舊期49例（6個月以上組）。4組患者的性別組成、年齡、體重等一般資料比較差異無統計學意義（P＞0.05）。

1.2方法 等速儀器的準備：（1）按照等速系統的使用說明，適當調整等速設備座椅，以利于患者處于舒適、放松的狀態，避免因座椅高度、傾斜角度等造成患者肌力測試不準確。一般調整座椅高度為“1級”，椅背后仰角度為70°。（2）患者在座椅上的姿勢和位置：雙側腘窩在下肢自然下垂時位于座椅前緣，前后位置以屈伸活動時腘窩及下肢不受阻礙為佳，雙手放于兩邊的把手，等速測試時可握緊。測力計與被測量肢體的位置：測力計位于被側量肢體的外側，轉動臂角度設定為大約30°～40°。（3）激光定位：先將患肢放于測力計上，暫不固定，囑患者緩慢行膝關節屈伸活動，微微調整肢體前后、左右方向，以使激光正好位于關節活動軸的軸心，準確定位完成后牢固固定測力計。選擇合適的約束帶分別固定患者的踝關節和膝關節上方，注意不能妨礙膝關節屈伸，固定需牢靠，以防測試中膝關節有前后或者側方移動，影響測力計測試。所有入選對象肌力測試前均在等速測試儀行平衡校準和適應運動。利用等速測試系統分別對患者的患側和健側肢體進行等速測試，測試時角速度選用60°/s，180°/s，均采用等速向心模式對每側膝關節的伸肌、屈肌進行測試，測試指標包括峰力矩（PT值）、相對峰力矩（PT/BW）、屈肌和伸肌峰力矩比值（H/Q值）、總功率（TW）等。

1.3統計學處理 使用SPSS 10.0統計軟件進行分析，計量資料采用（x-±s）表示，比較采用t檢驗、Spearman相關分析及單因素方差分析對所有患者的兩側下肢肌力等速測試值進行統計，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1兩側膝關節周圍屈伸肌力的比較 兩側的60°/s、180°/s屈伸肌的PT、PT/BW、TW值比較差異有統計學意義（P＜0.01），患側的屈伸肌PT、PT/BW、TW值顯著小于患健，提示前交叉韌帶損傷后患側肢體的屈伸肌力均有明顯減退。患側H/Q比值明顯高于健側，差異均有統計學意義（P＜0.01），提示患肢伸肌肌力的下降要比屈肌嚴重，見表1。

表1　患者兩側膝關節的等速測試結果比較（±s）

表1　患者兩側膝關節的等速測試結果比較（±s）

*與健側比較，P＜0.01

PT/BW N·m類型 PT N·m TW N·m H/Q % 60°/s180°/s60°/s180°/s60°/s180°/s60°/s180°/s患側肢體伸肌102.19±24.51*74.96±22.35*1.46±0.24*1.08±0.20*123.50±25.03*94.82±23.08*62.06±7.01*72.55±11.20*（n=194）屈肌 67.67±20.44*54.38±21.67*0.99±0.15*0.78±0.16*87.04±17.86*63.00±24.56*健側肢體伸肌187.45±33.65 126.86±27.242.75±0.381.90±0.28232.46±40.03 166.82±36.5752.50±5.4266.21±9.35 （n=194）屈肌 98.47±25.35 78.73±21.311.44±0.241.17±0.21126.37±30.04 104.35±24.56

2.2患側肢體伸屈肌肌力與受傷時間之間的關系 采用單因素方差分析對不同時間組患者屈伸肌的PT值進行比較，結果顯示，各組之間屈伸肌的PT值比較差異均有統計學意義（P＜0.05），其中1月內組患者的肌力最好，3～6個月組患者肌力其次，1～3個月組患者肌力再次，6個月以上組最差。采用Spearman相關分析對所有患者的受傷時間與伸屈肌的PT值進行相關性分析，結果顯示，患者屈伸肌的PT值與受傷時間有明顯負相關性（r=-0.813；r=-0.852），提示隨著受傷時間延長，患者的伸直及屈曲肌力逐漸降低，且受傷時間越長，肌力減退越多，見表2。

表2　患側肌力情況與受傷時間之間的關系（±s） 　N·m

表2　患側肌力情況與受傷時間之間的關系（±s） 　N·m

*與其他三組比較，P＜0.01

屈肌PT組別伸肌PT 60°/s180°/s60°/s180°/s 1月內組（n=40）156.02±35.31*112.09±27.24*90.66±27.24*76.11±23.69*1～3月個組（n=55） 85.81±27.43 66.35±19.8161.17±18.9348.42±16.20 3～6個月組（n=50）106.88±24.21 76.67±24.3071.82±20.4856.87±18.28 6個月組（n=49） 71.82±22.10 52.56±17.3251.95±16.5440.75±12.85

3　討論

近年來，ACL重建后肌力康復越來越受到重視，盡管隨著手術技術的提高、固定方式的進步、積極康復程序的出現以及康復的社區化，患者術后肌力的恢復有了很大的改善，但仍有很多ACL損傷的患者在重建術后殘余了永久的肌力減退［2-4］。Palmieri-Smith等［5］的研究指出，無論是應用自體半腱股薄肌腱、自體骨-髕腱-骨移植物還是異體移植物，前交叉韌帶損傷重建術后都會存在股四頭肌肌力的永久性缺失，有些病例的股四頭肌肌力永久性減退甚至超過20%。這種肌力減退不僅會影響患者的關節穩定性及運動能力的康復，而且會破壞關節內環境，造成年輕患者骨關節炎的提前發生［6-7］。這嚴重影響了ACL重建術后的遠期療效。為了更好地提高患者術后肌力的恢復，很多學者開始關注術前患者肌力的變化情況。Jong等［8］針對191例前交叉韌帶損傷患者進行等速肌力測試的研究證實：ACL損傷后，股四頭肌及腘繩肌肌力在60°/s和180°/s測試時均有明顯減退。吳毅等［9］對膝關節ACL損傷后的運動員進行等速測試的研究發現，患肢肌力會有明顯減退，屈肌、伸肌肌力下降的程度不完全平行，伸肌肌力的下降要快的多，因此，患肢的H/Q比值會有一定增高。周謀望等［10］用等張肌力測試的方法，對ACL斷裂后的患者進行健側和患側的肌力測試，結果顯示，患肢肌肉的力量、最大功率、收縮速度等指標較對側肢體均有明顯降低。本研究的結果亦顯示，前交叉韌帶損傷后，伸肌及屈肌的PT、PT/W、TW值顯著低于健側肢體，證實損傷后膝關節的主要伸屈肌力均有顯著減退。進一步的分析證實，患者伸屈肌的PT值與受傷時間有明顯相關性，患肢肌力變化的總體趨勢是，隨著受傷時間的延長，肌力逐漸下降。

本研究同時發現，不同受傷時間段內患肢肌力減退的情況是有差異的。損傷后早期1月以內，肌力情況減低較少，分析其肌力減退的原因可能與膝關節腫脹、急性疼痛、活動減少等有關。傷后1～3個月內，患者肌肉力量明顯減退，且減退程度是各個時間段之中最嚴重者，這可能與患者制動時間延長、活動能力進一步減少、本體感覺減退有關。傷后3～6個月內，患肢肌力有部分恢復，但是增加的程度和速度有限，分析其變化的原因，可能是由于患肢急性損傷癥狀已基本消除，下肢活動量也逐漸增加，甚至有部分患者已無嚴重不適，可以完成日常活動，下肢肌力與隨著活動量的加大、肌肉有效收縮的增加有關。傷后6個月以上，患肢肌力再次出現一種緩慢但小幅度的下降，其原因是患者雖然已經逐漸適應了損傷后的生活，但由于前交叉韌帶損傷帶來的繼發損傷開始出現，因此造成相應的慢性疼痛癥狀及活動能力受限，因此患者會有意識地保護下肢，以減少肌肉收縮和活動量，考慮這是患肢肌力再次下降的主要原因［11］。

術前肌力減退不僅會加重關節不穩定造成的功能障礙，加快關節退變的發生，還會影響重建術后肌力的恢復［12-13］。Logerstedt等［14］對55例前交叉韌帶損傷患者的術前肌力及術后6個月IKDC2000評分進行分層線性回歸模型分析證實，ACL損傷后術前肌力的下降程度是影響術后康復的重要因素，并認為良好的術前肌力有助于提高術后康復效果。Eitzen等［15］研究則證實，術前短期的康復鍛煉能有效地提高股四頭肌的肌力情況，進而顯著提高重建術后肌力及關節功能的恢復。

綜上所述，本研究認為，從保證肌力恢復及提高術后療效的角度看，ACL損傷后重建應盡可能的選擇在在術后1月內及術后3～6個月內肌肉力量相對較好的時間段進行，盡量避免在肌力較弱的1～3個月及6個月以后進行；而對于一些因為未能及時就診或者明確診斷而錯過了最佳肌力時期的患者，建議患者在術前進行肌力測試，并進行積極的有效的肌力康復，將肌力恢復到一定程度再行手術治療為宜。

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A Isokinetic Testing Study on the Changement of Muscle Strength in the Patients with Anterior Cruciate Ligament Injury

/ZHANG Qi-liang，DING Li-qiong，TENG Xue-ren，etal.//Medical Innovation of China，2015，12（27）：009-012

Objective： To investigate the relationship between muscle strength and injure time in the patients with anterior cruciate ligament rupture.To provide the basis for the choice of anterior cruciate ligament injury reconstruction operation time.Method：194 cases with unilateral ACL rupture were selected from January 2010 to Octomber 2013 as research objections.The PT value，PT/BW value，H/Q value and TW value of patients were obtained by isokinetic testing. The relationship between the injury time and these values was analyzed.Result：Compared with the healthy side， the PT value，PT/BW value and TW value of the injured side decreased significantly，the H/Q increased，the differences were statistically significant（P＜0.01）.Injury time was associated with decreased muscle strength obviously， with the extension of injury time， flexor PT values gradually decline （r=0.813；r=0.852）， compared four groups of flexor PT value，the differences were statistical significance （P＜0.05），within one month of flexor PT value was the highest.Conclusion： In patients with anterior cruciate ligament injury， muscle strength of injured limb would gradually declined according to the injure time. The surgery treatment of patients with anterior cruciate ligament injury should be taken within 1 month or in 3 months to 6 months when the muscle strength of the injured limb is better.

Anterior cruciate ligament injury； Isokinetic testing； Muscle sthength

青島市醫療衛生優秀人才培養項目資助（V市YQ2014Y310）

①山東省青島市市立醫院 山東 青島 266071

劉玉新

（2015-04-30） （本文編輯：周亞杰）