踝關節骨折術后早期抗阻鍛煉儀的設計

楊 慧，徐冬梅，劉 婷

踝關節是人體負重最大的關節，日常活動中的行走和跳躍等活動，主要依靠踝關節的背伸和跖屈運動[1]。踝關節骨折約占全身骨折總數的3.92%[2]，損傷機制復雜，多合并韌帶損傷及關節脫位[3]。由于近年快速康復外科理念在圍術期臨床護理中的廣泛應用[4]，帶動著骨科術后康復也得到了長足的發展。圍術期功能鍛煉在骨科病人康復過程中至關重要[5]，踝關節骨折復位后應盡早進行踝關節活動及肌肉收縮活動[6]，以利于消腫，防止踝關節僵硬，最大限度地減少關節內外組織粘連攣縮及肌肉萎縮，使踝關節功能逐步趨于正常,有利于縮短住院時間及康復時間[7]。主動抗阻運動是病人在主動運動過程中克服阻力，對關節肌肉進行鍛煉，進一步實現關節機能恢復和肌力鍛煉的康復訓練方法[8]。踝關節主動抗阻運動[9]主要訓練踝關節周圍肌肉及其他軟組織，使痙攣肌肉得到舒張、祛除水腫、消除疼痛，加快致痛物質的排泄，使病變肌肉恢復伸展性，提高主動肌與拮抗肌工作的協調性，增強周圍肌肉的力量，擴大踝關節的活動幅度，保持踝關節的穩定性[10]。故而筆者根據踝關節骨折術后康復訓練的功能要求，設計出一種踝關節主動抗阻鍛煉儀(以下簡稱鍛煉儀)， 已獲得實用新型專利證書(專利號：ZL 2017 2 0386064.9)，可以供病人在躺臥時、坐在椅子上或站立時使用，使用便捷、容易操作、經濟，旨在為踝關節骨折術后病人提供高效、安全的早期功能鍛煉新方法，促進踝關節骨折術后快速康復的開展。現介紹如下。

1 材料與方法

1.1 材料 該鍛煉儀由踏腳板、底板、腳套、阻力部件、轉桿、軸環、繩套、凸起顆粒、硅膠防滑墊、角度尺、弧形板組成，為長方體裝置。踏腳板、底板由不銹鋼板制成，阻力部件為壓力彈簧筒，轉桿、軸環由鋼料制成，繩套為塑料粘扣帶，腳套上的凸起顆粒、防滑墊為硅膠材料，腳套、弧形板由高強度塑料件制成。

1.2 制作方法 該鍛煉儀包括踏腳板、底板和腳套踏腳板與底板轉動連接，踏腳板的上端面設有腳套，踏腳板與底板之間通過轉動連接組件實現轉動連接，踏腳板的底部還通過阻力部件與底板相連，轉動連接組件上固定連接有角度尺。①底板由1塊厚度為8.0 mm的不銹鋼板制成，底板尺寸為長40.0 cm×寬30.0 cm；踏腳板由1塊厚度為4.0 mm的不銹鋼板制成，底板尺寸為長30.0 cm×寬25.0 cm；底板與踏腳板中間部位由轉動連接組件平行連接，轉動連接組件包括踏腳板兩端的轉桿與底板兩端的軸環，轉桿的兩端分別置于兩側軸環內實現踏腳板與底板的轉動連接。底板表面與踏腳板底部沿縱軸方向，距離轉動連接組件連線中點5cm處開始分別向兩端開設寬5 cm的凹槽，凹槽內設有多個彈簧筒卡扣。②阻力部件為壓力彈簧筒，一側利用卡扣固定在底板上，另一側利用卡扣固定在腳踏板底部。③踏腳板上固定有1只由高強度塑料件制成的腳套，腳套內面為純棉布料，兩側有長度為15.0 cm塑料粘扣帶，腳套上布滿硅膠凸起顆粒。④角度尺為半圈型尺體，尺體上端面刻有角度量表，兩端軸環側內各與1個角度尺固定連接，一側的角度尺為上半圓放置，另一側的角度尺則為下半圓放置。⑤弧形板通過螺栓與底板固定連接。結構示意圖見圖1、圖2。

1—踏腳板；2—底板；3—腳套；4—阻力部件；5—轉桿；6—軸環；7—繩套；8—硅膠防滑墊；9—角度尺；10—弧形板圖1 鍛煉儀主視圖

1—踏腳板；2—腳套；3—繩套；4—凸起顆粒；圖2 踏腳板的俯視圖

1.3 使用方法

1.3.1 體位選擇 該鍛煉儀可供病人在臥位時、坐姿或站立時使用。

1.3.2 鍛煉方法 ①病人臥位時：將足部和小腿分別放置于腳套和弧形板內，粘好粘扣帶，選擇合適勁度系數的壓力彈簧筒，再根據病人腳的尺寸選擇合適的彈簧筒卡扣位置，并連接好。指導病人完成以下動作。腳掌用力下踩(踝關節抗阻跖屈運動)：使腳尖一側的踏腳板底端的彈簧筒下壓收縮，下壓至病人所能達到的最大限度時保持5～10 s后緩慢放松回位。此運動過程中腳掌所帶動的關節與肌肉需要用力克服彈簧筒收縮時的阻力，以此來達到鍛煉的目的。同時，腳掌下壓時病人還可以觀察腳掌所在的踏腳板一側與下半圓的角度尺所對應的刻度，來觀察到每次下壓時的角度，從而可以合理安排每次鍛煉的量和力度，判斷自己康復的進展。腳跟用力下踩(踝關節抗阻背伸運動)：使腳跟一側的踏腳板底端的彈簧筒下壓收縮，下壓至病人所能達到的最大限度時保持5～10 s后緩慢放松回位。此運動過程中，腳跟所帶動的關節與肌肉需要用力克服彈簧筒收縮時的阻力，以此來達到鍛煉的目的。同樣，當腳跟所在的踏腳板一側下壓時，腳尖所在的一側勢必會因此而翹起，此時病人可以觀察腳尖所在的一側與上半圓的角度尺所對應的刻度來觀察到每次下壓時的角度。鍛煉頻率每次10～15 min，每天3次或4次。鍛煉時可根據病人手術方式和自身肌力不同，更替勁度系數不同的壓力彈簧筒，制定個體化的鍛煉次數、時間及強度，從而達到循序漸進、全面鍛煉踝關節周圍核心肌群力量的效果。②病人站立或坐姿使用時：只需擰下弧形板與底板之間的螺栓，并取下弧形板，按照臥位時的使用方式同樣進行鍛煉。

2 優點

2.1 科學性 傳統的關節康復訓練多是由護士或康復理療師輔助病人去完成關節、肌肉及韌帶的康復訓練。傳統的康復訓練方法存在的問題：①以護士或康復理療師徒手康復訓練為主，整個康復訓練過程需要消耗其大量的精力和體力[11]；②康復效果受護理人員的康復知識掌握情況、護理人員學歷、專科工作經驗、康復知識學習情況、有無相關制度和規定以及醫院級別等5個相關因素的影響[12]；③康復訓練過程單調重復，病人始終處于被動訓練狀態，不能積極主動地參與到康復訓練的過程中[13]。該踝關節抗阻鍛煉儀考慮了踝關節的生理結構、解剖特點及踝關節骨折術后康復訓練的功能要求而設計。踝關節在執行各個運動時都有其運動范圍，由于個體原因每個人的運動極限范圍并不完全相同，有統計顯示，踝關節的運動范圍背伸為20.3°～29.8°，跖屈為32.6°～40.8°[14],不同性別比較差異無統計學意義[15]。該鍛煉儀背伸與跖屈的運動范圍均大于人體踝關節所能完成相關運動的極限范圍。肌肉力量是人體完成各種動作的動力來源，踝關節的兩種主要運動是背伸、跖屈。背伸肌群包括脛骨前肌、拇長伸肌、趾長伸肌和第三腓骨肌。跖屈肌群包括小腿三頭肌、趾長屈肌、拇長屈肌和脛骨后肌[16]，該鍛煉儀通過抗阻訓練可以提高踝關節核心肌群的等動等張收縮肌力和肌肉耐力，保持踝關節的穩定性。另外，腳套上的凸起顆粒可以幫助病人按摩腳底的穴位，加速血液循環，促進組織恢復。該鍛煉儀為主動抗阻鍛煉方式，以病人為核心，使病人主動參與及反復訓練特定的運動作業，進一步增強信心，以挖掘與提高病人自身的運動功能和運動能力，誘發肌肉活動和控制運動的能力，提高康復訓練的效率和康復效果[17]，同時減輕了護士和康復理療師的工作量。此外，抗阻運動可增加下肢肌肉力量，有利于術后病人早期下床活動，充分體現了護理在快速康復外科中的作用[18]。

2.2 個性化使用 在踝關節骨折病人功能鍛煉時不僅要考慮其穩定性，還要考慮其靈活性，以達到滿足日常活動的需要[19-20]。踝關節抗阻鍛煉儀在使用過程中，病人可以采用多種體位進行鍛煉，如臥位、坐位或站立等。可根據病人腳的實際尺寸選擇合適的踩踏著力點，而且，該鍛煉儀也可根據病人不同手術方式、康復鍛煉進展和自身肌力來選取不同勁度系數的壓力彈簧筒進行鍛煉，勁度系數逐步增加，病人的肌力也逐步增加，循序漸進，增強病人肌肉力量的同時防止并發癥的發生。另外，病人在康復訓練的過程中可通過觀察角度尺的刻度來判斷康復的進展，從而可以合理安排每次鍛煉的量和力度，直觀地反饋康復的結果，避免過度鍛煉對踝關節功能恢復產生的不良影響[21]。

2.3 安全性 安全性是指在病人進行康復訓練過程中不會對病人造成二次傷害或者加重病人的損傷。據文獻顯示抗阻運動可使肌群收縮與舒張擠壓靜脈血管，使下肢靜脈血液回流加快，防止靜脈血瘀滯，有效減少了深靜脈血栓的發生風險[22]。故在臨床實際應用過程中該鍛煉儀不僅適用于踝關節骨折病人，還適用于下肢骨折、下肢關節置換、脊柱術后、長期臥床等病人。該鍛煉儀在常州市某三級甲等醫院骨科6個病區開展使用，收集了342例病人的使用反饋。在詳細介紹了該鍛煉儀的使用目的及使用方法后，327例(95.6%)病人能夠配合使用。在使用過程中尚未發現因鍛煉導致的傷口出血、引流量增多等情況，按病人可耐受程度循序漸進增加鍛煉次數、時間及強度。術后腫脹值及疼痛明顯減輕，關節活動度增加，滿足病人下肢肌肉鍛煉，增強肌肉力量，促進血液循環，肢體功能恢復良好。

2.4 經濟性 該鍛煉儀結構簡單、質量較輕、方便移動、病人可以隨時隨地進行訓練，不受地域和環境的影響。同時使用方便、操作簡單，具有較大的商業價值和實際應用價值。