前交叉韌帶重建術后運動員等速肌力訓練的研究

張明宇，張亮，鄭江，張憲，楊鎮(zhèn)

(西安交通大學醫(yī)學院附屬紅會醫(yī)院運動醫(yī)學科，陜西 西安 710054)

前交叉韌帶重建術后運動員等速肌力訓練的研究

張明宇，張亮，鄭江*，張憲，楊鎮(zhèn)

(西安交通大學醫(yī)學院附屬紅會醫(yī)院運動醫(yī)學科，陜西 西安 710054)

目的 采用等速肌力鍛煉系統(tǒng)對膝關節(jié)前交叉韌帶重建術后運動員進行康復訓練，通過測量肌肉力量評估等速肌力訓練對運動員術后恢復的作用。方法 選擇2014年3月至2015年12月膝關節(jié)前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)斷裂、需行重建手術的30 例運動員患者納入研究，其中男26 例，女4 例，年齡16～23歲，受傷至手術時間1～6.5個月。隨機分成訓練組15 例(等速訓練患側肌力)和對照組15 例(常規(guī)康復訓練)并分別進行功能訓練，在術后第12、24周進行肌力測試。結果 術后12周、24周訓練組在60°/s、120°/s測試屈肌及伸肌峰力矩值都有明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結論 等速康復力量訓練對運動員ACL重建術后肌肉功能恢復有較好的促進作用，值得進一步推廣。

運動員；等速訓練；前交叉韌帶重建；康復

Key words：athlete；isokinetic exercise；anterior cruciate ligament reconstruction；rehabilitation

膝關節(jié)前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)斷裂在運動員中發(fā)生率很高，多見于足球、籃球、武術、體操、滑雪等項目[1-2]。ACL斷裂后通常需要手術治療，術后出現(xiàn)患膝肌肉功能降低、肌力下降、膝關節(jié)穩(wěn)定功能降低，嚴重影響膝關節(jié)運動功能。如何合理有效地提高術后運動員膝關節(jié)肌肉力量一直是教練員和運動員最關心的問題。等速運動的概念于20世紀60年代后期，由Hislop和Penine首先提出[3]。20世紀70年代初美國Cybex公司制造出第一臺等速肌力訓練儀器，此后世界上許多國家開始了等速技術的應用和研究，并被認為是肌力測試和訓練的一次重大創(chuàng)新。目前越來越多的人把等速訓練作為運動員肌力訓練和肢體損傷后肌肉康復的一個重要手段。我科自2014年3月至2015年12月對陜西省運動員ACL重建術后患者使用德國ISOMed2000等速訓練系統(tǒng)進行了訓練，并與未使用等速訓練系統(tǒng)運動員患者進行屈伸肌指標等數(shù)據(jù)對比，報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 陜西省集訓隊及體育學院運動員中ACL斷裂患者30 例，由我科高年資副主任醫(yī)師3人通過查體、MRI確診患者均為ACL斷裂、膝關節(jié)無其他損傷，需行重建手術。其中男26 例，女4 例，年齡16～23歲，受傷至手術時間1～6.5個月。

1.2 治療

1.2.1 分組 所有患者隨機分為訓練組和對照組2組。訓練組(15例)：ACL重建手術及等速肌力鍛煉；對照組(15例)：ACL重建手術及常規(guī)康復鍛煉。

1.2.2 訓練組

1.2.2.1 手術方式 患者全身麻醉，患肢取腘繩肌腱行單束ACL重建。

1.2.2.2 術后處理 冰敷、抬高患肢以減輕腫脹及緩解疼痛。

1.2.2.3 常規(guī)康復鍛煉 a)術后1～7 d：患肢彈力繃帶包扎3 d后，改用可調節(jié)支具固定于完全伸膝位；進行踝泵，股四頭肌等長收縮，直腿抬高等訓練；3 d后膝關節(jié)被動活動度0°～90°。b)術后2～3周：繼續(xù)上述訓練，髖關節(jié)外展、內(nèi)收、后伸訓練。c)術后4～5周：逐步開始負重，支具限制活動范圍為0°～30°；直腿抬高、腘繩肌抗阻收縮、提踵訓練；膝后肌、髖周肌、踝周肌牽張訓練，膝關節(jié)活動度0°～120°。d)術后6～8周：進行閉鏈肌力練習，腘繩肌、股四頭肌抗阻訓練，本體感覺訓練，膝關節(jié)活動度與健側相同。e)術后第9～12周：強化各項肌力練習：坐位抗阻屈伸膝；上下臺階練習；靜蹲練習。f)術后3～6個月：逐漸恢復日常生活活動，開始游泳、跳繩、慢跑，并進行運動員專項訓練。

1.2.2.4 等速肌力訓練 第一階段(3～4周)：選擇被動訓練模式，即患肢隨測試儀做等速運動，運動時的負荷由l Nm逐漸遞增直到略感到疼痛為止。運動時的速度：30°/s、60°/s、90°/s、60°/s、30°/s，每次訓練時間為15 min，每天訓練2次，隔日進行，連續(xù)2周。第二階段(5～12周)：改用等速向心訓練模式，60°/s、90°/s、120°/s，每次訓練時間為30min，每天訓練2次，隔日進行，連續(xù)8周。第三階段(13～24周)：改用等速向心訓練與等速離心訓練模式相結合，運動速度先低速(60°/s)，后改為中速(120°/s)，最后改為高速(180°/s)每次訓練時間為30min，每天訓練2次，隔日進行，連續(xù)12周。

1.2.3 對照組 a)手術方式：同訓練組；b)術后處理：同訓練組；c)常規(guī)康復鍛煉：同訓練組；d)不進行等速肌力訓練。

1.3 訓練效果測試

1.3.1 測試方法 在訓練12周及24周后在相同條件下對訓練組和對照組應用IsoMed2000測定患者雙膝關節(jié)伸屈力量。測試前登記受試者的姓名、性別、年齡、身高、體重，并編號，將預定好的實驗參數(shù)設置輸入到計算機中。受試者做全身性準備活動以提高其心肺功能，有慢跑、拉伸等活動，并盡量活動膝部。受試者取座位，上身與大腿成90°位，胸、腰、大腿均用皮帶固定住，使MERAC動力儀的旋轉軸與受試者的膝關節(jié)解剖旋轉軸對齊，并將配件杠桿臂固定在踝部近側；測定膝關節(jié)內(nèi)收外展肌的各項數(shù)值，在正式測試前，要求測試對象進行兩、三次熱身練習，以掌握動作要領。

1.3.2 測試內(nèi)容 受試者膝關節(jié)屈、伸肌群等速向心收縮。測試速度為慢速60°/s和快速120°/s兩種，依次進行測試，固定好后讓受試者在60°/s速度下試做幾次，然后依次進行60°/s×6次和快速120°/s×6次的測試，組間隙為3 min。

1.3.3 測試指標 峰值力矩(peak torque，PT)，是指肌肉收縮產(chǎn)生的最大力矩輸出，代表肌肉收縮產(chǎn)生的最大肌力；拮抗肌比例，屈肌峰值力矩/伸肌峰值力矩(hamstring-to-quadriccps，H/Q)，它反映了膝部拮抗肌之間的平衡情況，單位常用百分比表示(%)。

1.4 統(tǒng)計方法 應用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件，對所得的不同時期(12周、24周)兩組患者患肢峰力矩PT值、膝關節(jié)屈肌與伸肌峰力矩比值即H/Q值進行兩樣本t檢驗。

2 結 果

2.1 研究對象術前情況比較 訓練組及康復組患者一般情況(年齡、身高、體重)比較，P>0.05，兩組患者一般情況沒有差別(見表1)。

表1 訓練組與對照組一般情況比較

2.2 等速訓練對患者伸屈肌力影響

2.2.1 峰值力矩(PT) 在術后第12、24周采用患側峰力矩/健側峰力矩的比值，分別對兩組患者進行等速肌力評定來評定患肢肌力的恢復程度。術后第12、24周股四頭肌峰力矩的比較，訓練組股四頭肌肌力明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；術后第12、24周腘繩肌峰力矩比較，訓練組腘繩肌患側峰力矩/健側峰力矩比值明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表2。

2.2.2 屈肌峰值力矩/伸肌峰值力矩(H/Q) 比較兩組患者患側膝關節(jié)屈肌峰力矩與伸肌峰力矩的比值變化，在術后12周、24周時(P<0.05)，差異有統(tǒng)計學意義，見表3。

表2 術后不同角速度患側與健側峰力矩比值，%)

表3 術后不同角速度屈肌與伸肌峰力矩比值，%)

3 討 論

膝關節(jié)損傷或術后常會出現(xiàn)患膝屈伸肌群的肌肉功能降低，關節(jié)動力穩(wěn)定結構功能降低，影響關節(jié)運動功能，膝關節(jié)肌肉力量對于運動員尤其重要。ACL重建術后早期會出現(xiàn)膝關節(jié)肌肉萎縮、肌力下降現(xiàn)象，一項來自NBA的研究發(fā)現(xiàn)，在27名接受ACL重建手術的籃球運動員當中，22%的人無法重返NBA賽場[4]。因此，在ACL重建術后的康復治療中，充分恢復動力穩(wěn)定結構的功能，對恢復關節(jié)功能、重建關節(jié)穩(wěn)定性及預防再損傷和關節(jié)退行性損害都具有重要意義。我國于20世紀80年代初開始購進等速儀器，主要應用于運動員的肌肉功能評價和運動創(chuàng)傷后的肌力訓練[5]。近幾年來國內(nèi)一些綜合性醫(yī)院也購進等速儀器，應用于各種運動創(chuàng)傷的運動員和患者肌肉功能評定和康復治療，積累了一定的臨床經(jīng)驗，使等速技術在我國，尤其在運動醫(yī)學和康復醫(yī)學領域中得到發(fā)展和應用[6]。本研究應用等速測試系統(tǒng)訓練并評定運動員膝關節(jié)ACL斷裂患者術后伸屈膝肌群功能，了解等速訓練對肌力康復效果的影響，為膝關節(jié)ACL重建術后患者的康復提供可靠的理論依據(jù)。

峰力矩是膝關節(jié)屈伸運動過程中最大力矩的輸出值，代表著肌肉的最大肌力，被視為等速測試中的黃金指標和參照值。在本研究中經(jīng)過24周的等速力量訓練，受試者在60°/s和120°/s測試時的各項力量指標都有不同程度的增長。從PT值來看，無論是屈肌群還是伸肌群均有不同程度的增長，伸肌比屈肌增長幅度要大。膝屈肌和伸肌峰力矩比值代表腘繩肌與股四頭肌力量的比值，是評價膝關節(jié)屈伸肌力平衡的重要指標，對判斷膝關節(jié)穩(wěn)定性有重要意義。對不同人群的膝關節(jié)進行慢速等速肌力測試時，H/Q比值一般在50%～60%范圍內(nèi)變動。受傷后伸肌群力量下降幅度大于屈肌群，導致H/Q比值升高。伸肌力量下降幅度大的原因不完全清楚，有些研究認為由于損傷后患者經(jīng)常會有不同程度的關節(jié)內(nèi)黏連，部分伸膝裝置位于關節(jié)內(nèi)，而屈肌肌群的肌腱位于關節(jié)外，受黏連的影響較小[7]。即使是正常膝關節(jié)，也因傷膝的影響而減少運動量或停止運動，導致伸肌群力量下降而使H/Q值升高。因而康復訓練恢復伸肌功能后可以有效地改變H/Q。謝光柏等[8]對34名正常青壯年膝屈伸肌進行等速肌力測試評定，結論在相同測試速度下，不同性別之間相同側膝同名肌峰力矩值比較有顯著性差異(P<0.01)。認為正常青壯年左右膝屈伸肌等速肌力測試結果之間的正常相差15%左右。

Ali等[9]認為人體兩側同名肌的峰值力矩差異應在10%以內(nèi)，這樣才能保證肌力平衡。而有的國內(nèi)學者認為伸肌差異超過20%，屈肌差異超過30%時，才說明存在肌力不平衡。但不論差異在多大以上才有意義，減小差異使肌力平衡的觀點是公認的。因此對膝關節(jié)損傷者的患側進行康復力量訓練，使患側達到或超過健側的80%，對恢復運動能力和避免再次損傷都是有意義的。本研究中經(jīng)過等速康復鍛煉運動員ALC重建患者患側肢體在伸直及屈曲方面比較可見：訓練組較對照組各項指標均有明顯提高，表明患側肢體肌肉力量得到了有效地改善；股四頭肌和腘繩肌的肌力恢復至健側的90%左右，恢復效果較為理想。提示等速肌力訓練對運動員膝關節(jié)ACL重建術后后肌肉功能的恢復有較好的促進作用。

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Study of Rehabnitation Program on the Isokinetic Muscle Power of Athletes after Anterior Cruciate Ligament Reconstruction

Zhang Mingyu，Zhang Liang，Zheng Jiang，etal

(Department of Sports Medicine，Honghui Hospital of Medical College of Xi’an Jiaotong University，Xi’an 710054，China)

To evaluate the influence of rehabilitation program on the muscle power of athletes with anterior cruciate ligament rupture after the reconstruction，and measure the muscle strength after training by isokinetic muscle strength system.Methods Subjects were assigned randomly to either exercise group(n=15，isokinetic exercises) or control group(n=15，commonly exercises).Both groups received rehabilitation training after ACL reconstruction.Subjects were assessed with isokinetic measurement after 12 and 24 weeks postoperation.Results After operation 12 and 24 weeks of constant speed strength training，the exercise group in 60°/s，120°/s test flex and extent peak torque has a different degree of growth，were significantly higher than that in control group (P<0.05).Conclusion Isokinetic strength training of rehabilitation for recovery of muscle function after ACL reconstruction has good promoting effect，worthy of further promotion.

1008-5572(2016)12-1080-03

2014年陜西省體育科研常規(guī)課題(2014047)；*本文通訊作者：鄭江

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2016-03-15

張明宇(1976- )，男，副主任醫(yī)師，西安交通大學醫(yī)學院附屬紅會醫(yī)院運動醫(yī)學科，710054。