智能可穿戴設備在前交叉韌帶重建病人居家康復中的應用效果

董 坤 ，郭錦麗 ，李佳慧 ，賈 婷

1.山西醫科大學護理學院，山西 030001；2.山西醫科大學第二醫院

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL）損傷是因體育運動導致的常見膝關節損傷[1]。ACL損傷后病人膝關節穩定性下降，嚴重影響其運動能力及生活質量。臨床實踐已證明，關節鏡下外科手術重建是目前治療ACL損傷的有效方法[2]。但通過手術僅能恢復病人膝關節結構穩定性，其功能穩定性的恢復仍需肌腱再血管化組織愈合改建，在此過程中科學規范的康復護理是保證移植肌腱愈合、提高膝關節穩定性、恢復膝關節功能的關鍵環節[3]。當前醫療背景下病人平均住院日縮短，ACL重建后的康復訓練由院內轉向院外，家庭康復時間占整個康復周期的95%以上[4]。目前，我國社區護理功能尚未完全發揮，與之相適應的康復理療體系也亟須優化，病人居家康復進程中缺乏規范有效的指導，康復效果較差。如何對ACL重建病人進行康復管理，保證其康復鍛煉的標準性、依從性，提高居家康復效果成為目前亟待解決的問題。近年來，移動醫療與生物傳感技術的飛速發展推動可穿戴設備在骨科康復領域的使用，為病人居家康復提供了一種新型模式[5-6]。因此，本研究應用智能可穿戴設備（NEO-SMART）對ACL重建術后病人進行康復管理，探究其在居家康復護理中的應用價值。

1 對象與方法

1.1 對象 選取2020年4月—2020年8月在山西醫科大學第二醫院運動醫學科行ACL重建術病人70例作為研究對象。納入標準：MRI證實為ACL損傷或ACL損傷合并半月板損傷病人；年齡18～45歲；病人意識清楚，無認知功能障礙，并自愿參與配合本研究；術前無明顯的肢體腫脹、關節僵硬等；無其他膝部疾病及并發癥。排除標準：合并血管、神經、骨折及膝關節其他韌帶損傷者；術后合并出血、感染等并發癥者；隨訪時間＜3個月，無法完成干預者。本研究經山西醫科大學第二醫院醫學倫理委員會審核批準，研究中所有病人均被告知詳細試驗內容并了解研究目的，簽署知情同意書。采用隨機數字表法將符合納入標準的70例病人分為觀察組和對照組，每組35例。干預過程中觀察組失訪2例，3例病人因個人原因退出研究；對照組失訪3例，2例病人出現術后感染，最終完成本研究病人60例，每組30例。兩組病人一般資料比較差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性，詳見表1。

表1 兩組病人一般資料比較

1.2 干預方法 兩組病人住院期間和出院后均接受醫護協同指導下的常規康復訓練，包括康復訓練的動作方法及相應護理措施。對照組出院后采用常規康復計劃，進行自主訓練，指導來源于醫護口頭指導及公眾號，醫護于病人出院前1 d加強指導，告知病人第一階段康復護理方案及支具的調節使用方法，指導病人定期完成門診復查。觀察組在常規康復基礎上使用可穿戴設備進行康復鍛煉，由研究者指導病人離院前掌握可穿戴設備的使用，兩組病人康復流程相同，總康復時間均為12周。

1.2.1 手術與術后康復方法 兩組病人手術方式均為關節鏡下自體股薄肌與半腱肌重建前交叉韌帶術，手術中及術后康復指導均由同一組醫護團隊完成。ACL重建術后康復方案由運動醫學科醫師、康復治療師及骨科專科護士組成的多學科團隊制定，共4個階段，每個階段根據移植物的情況安排不同的康復護理，所有訓練動作均給予細化。詳見表2。

表2 ACL重建術后康復方案

1.2.2 應用智能可穿戴設備康復方法 NEO-SMART是一種用于測量記錄關節活動度的設備。該設備由可穿戴智能綁帶（內置姿態傳感器）、醫護端小程序及病人端APP（骨事通）構成。病人使用時通過藍牙信號將綁帶與APP連接（連接時兩者距離不超過1 m），同時依據APP訓練模塊的引導將綁帶固定于正確位置，按照醫護推送的個體化康復方案進行鍛煉（系統內預設不同階段康復方案）。NEO-SMART內置傳感器實時記錄病人康復動作的活動角度、次數及時長，系統通過預先設定的次數及角度自動判別病人鍛煉是否達標，超出或未達到設定值時軟件均給予警示提醒，每完成最低有效次數才能記錄康復數據。醫護端通過客觀數據的反饋，可實時評估、分析、調整康復方案，進行術后遠程精細化管理。病人可直觀了解自身康復狀況，學習相關康復護理知識。同時，NEO-SMART設置提醒功能，每日發送短信督促病人進行康復訓練。

1.3 評價指標

1.3.1 膝關節活動度（ROM） 使用量角器測量病人ROM，測量3次后取平均值，誤差不得超過1°。

1.3.2 大腿周徑差 于髕骨上緣10 cm處用軟尺測量雙側大腿周徑，測量3次后取平均值，患側大腿周徑差值=健側大腿周徑-患側大腿周徑，誤差不超過0.1 cm。1.3.3 Lysholm膝關節評分 包括跛行、拄拐、絞鎖、不穩定、疼痛、腫脹、爬樓梯及下蹲8項內容，總分100分，≥95分為優秀，84～94分為良好，65～83分為尚可，＜65分為差[7]。

1.3.4 康復鍛煉依從性 使用國內譚媛媛等[8]研制的骨科患者功能鍛煉依從性量表。總分75分，≤20分為低依從性，21～54分為部分依從，≥55分為高依從性。

1.4 統計學方法 采用SPSS 20.0軟件對數據進行雙人錄入及統計分析，定性資料采用χ2檢驗，定量資料采用t檢驗、重復測量方差分析。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組ROM值比較 兩組ROM值重復測量方差分析結果顯示，時間效應、組間效應及交互效應均有統計學意義（P＜0.05）。術后4周、6周、8周觀察組膝關節ROM顯著優于對照組，見表3。

表3 兩組病人手術前后膝關節ROM值比較(±s) 單位：°

表3 兩組病人手術前后膝關節ROM值比較(±s) 單位：°

組別觀察組對照組t值P例數30 30術前105.77±13.35 105.17±10.82 0.191＞0.05術后4周90.53±5.42 81.55±6.88 5.622＜0.05術后6周119.51±1.65 106.88±5.94 11.225＜0.05術后8周125.03±3.46 117.31±7.80 4.952＜0.05術后12周128.66±3.16 127.10±2.91 1.985＞0.05

2.2 兩組大腿周徑差比較 兩組大腿周徑差重復測量方差分析結果顯示，時間效應、組間效應及交互效應均有統計學意義（P＜0.05）；術后4周、6周、8周、12周觀察組大腿周徑差值均小于對照組，詳見表4。

表4 兩組病人手術后大腿周徑差值比較(±s) 單位：cm

表4 兩組病人手術后大腿周徑差值比較(±s) 單位：cm

組別觀察組對照組t值P例數30 30術后4周1.40±0.31 2.16±0.34-9.110＜0.05術后6周1.31±0.30 2.15±0.37-9.675＜0.05術后8周1.14±0.30 2.11±0.51-8.845＜0.05術后12周1.01±0.27 2.10±0.60-9.152＜0.05

2.3 兩組膝關節功能評分比較 兩組Lysholm評分重復測量方差分析結果顯示，時間效應、組間效應及交互效應均有統計學意義（P＜0.05）；術后4周、6周、8周、12周觀察組膝關節功能評分高于對照組，詳見表5。

表5 兩組病人手術前后Lysholm膝關節功能評分比較(±s) 單位：分

表5 兩組病人手術前后Lysholm膝關節功能評分比較(±s) 單位：分

組別觀察組對照組t值P例數30 30術前43.53±18.62 46.03±18.36-0.524＞0.05術后4周44.80±10.79 32.47±8.89 4.833＜0.05術后6周63.20±5.67 46.97±6.23 10.550＜0.05術后8周74.40±7.78 61.70±9.33 5.724＜0.05術后12周85.63±5.76 74.10±9.66 5.616＜0.05

2.4 兩組康復鍛煉依從性評分比較 兩組依從性重復測量方差分析結果顯示時間效應、組間效應具有統計學意義（P＜0.05），時間和組間交互作用差異無統計學意義（P=0.059）。兩組病人術后康復鍛煉依從性得分比較見表6。

表6 兩組病人術后康復鍛煉依從性得分比較(±s) 單位：分

表6 兩組病人術后康復鍛煉依從性得分比較(±s) 單位：分

組別觀察組對照組t值P例數30 30術后4周65.67±5.05 49.27±5.81 11.669＜0.05術后6周64.93±4.73 49.03±5.27 12.304＜0.05術后8周62.23±5.20 46.60±6.20 10.583＜0.05術后12周60.90±6.23 43.57±6.86 10.241＜0.05

3 討論

3.1 NEO-SMART可有效改善病人早期膝關節活動度，促進肌肉力量的恢復 膝關節活動度是ACL重建術后強調的首要指標，良好的膝關節屈伸活動度及肌肉力量是病人恢復日常生活及重返運動的基礎[1]。本研究結果顯示，術后4周、6周、8周觀察組病人膝關節ROM值均優于對照組（P＜0.05），而術后12周隨訪時觀察組ROM值與對照組比較差異卻無統計學意義（P＞0.05），與吳昕霞等[9-10]研究結果一致，與亓攀等[11]研究結果不一致。亓攀等[11]納入的研究對象為膝關節置換術病人，結果表明使用可穿戴設備組術后12周時ROM值高于對照組。本研究中因康復方案要求術后6周ROM屈曲達120°后依據病人自身情況逐步進行關節活動度的訓練，3個月時尚不需要追求最大彎曲角度，故術后12周兩組病人ROM差異不大。但正是基于NEO-SMART的ROM訓練可在術后早期膝關節腔內尚未黏連時達到第一、第二階段規定度數，為肌肉力量的恢復奠定了基礎。本研究結果顯示，術后4周、6周、8周、12周觀察組大腿周徑差均小于對照組，表明NEO-SMART康復訓練在改善病人肌肉方面效果顯著，隨時間推移，周徑差逐步縮小。為保護移植韌帶，ACL重建術后前期需支具固定，不可避免會造成病人肌肉萎縮、關節僵硬。而NEO-SMART將可穿戴設備與APP相結合為病人屈膝練習提供一種客觀判斷依據，通過每日練習可增加關節活動范圍，盡早恢復關節活動度，重返日常生活。同時系統的語音提示可減少病人錯誤動作，保證其康復訓練質量，推動股四頭肌肌肉恢復。

3.2 NEO-SMART可促進病人膝關節功能的整體恢復 Lysholm膝關節功能評分量表主要用于評估膝關節韌帶損傷后關節功能狀況[12]。本研究結果顯示，術后4周、6周、8周、12周觀察組Lysholm膝關節功能評分高于對照組（P＜0.05），與相關研究結果[13]一致。提示使用NEO-SMART可明顯改善病人膝關節功能，利于術后康復，原因可能為：對比傳統自主康復訓練，有監督指導、重復練習、成績反饋的NEO-SMART康復模式可為病人提供更具實際意義的康復訓練。智能可穿戴設備集術后指導、智能評估、實時預警、隨訪跟蹤為一體，在國內醫護資源不足、康復理療分布不均的情況下，可在一定程度上減少人力投入，延伸優質護理服務，為病人居家康復提供一種系統化康復護理指導方案，利于病人科學、規范、高質量完成康復訓練任務，促進膝關節功能的整體恢復。

3.3 NEO-SMART可提高病人參與康復鍛煉的依從性 ACL重建病人術后康復結局與康復鍛煉依從性密切相關[14]。有研究指出，70%的病人未能嚴格遵守術后康復方案，康復鍛煉依從性較差[15-16]。本研究結果顯示，術后4周、6周、8周、12周觀察組病人康復鍛煉依從性得分均高于對照組（P＜0.05），與尤炎麗等[17]研究結果相似。原因可能為：以自主康復為主的傳統居家康復缺乏專業監督與指導，病人極易出現不會動、不愿動的現象，自我管理效能較低[16]。而將NEO-SMART作為居家康復輔助手段，可有效彌補自主康復訓練的不足。其中以任務為導向的康復訓練模塊可使病人明確每日目標實現情況，通過數據的直觀反饋衡量康復進度，進行自我管理。3D康復動作視頻指導、每日完成次數設定、短信提醒及醫護患間的定期交流反饋均可提高病人參與康復的自我能動性和積極性，有效解決康復鍛煉依從性低的難題。但本研究也發現，隨時間延長，病人康復鍛煉積極性有所下降，可能是因為ACL重建病人術后完全康復需較長的時間[18]，隨康復周期的延長，以青年為主的ACL重建病人逐步回歸日常生活，自覺康復，有所懈怠，且因重返學習或工作的需要，病人用于康復鍛煉的時間減少，故康復鍛煉積極性隨康復周期的延長逐漸下降。

4 小結

NEO-SMART為ACL重建病人居家康復提供了一種實時監督、有效指導、操作便捷的康復方式，在改善病人早期膝關節活動度及功能、促進肌肉力量恢復、提高康復鍛煉依從性方面有一定的積極作用。另外，本研究尚存在一定局限性：研究對象樣本量小，隨訪時間較短，未能觀察到智能可穿戴設備在ACL重建病人的中長期效果，將在今后的研究中進一步改進。