膝關節交叉韌帶損傷重建術后關節功能鍛煉的臨床研究

揭鵬，宋長志，成意，劉云飛，陳康

(南通大學第四附屬醫院，鹽城市第一人民醫院，江蘇 鹽城 224006)

隨著交通事故的日益增多和健康運動水平的發展，我國膝關節交叉韌帶損傷患者也明顯呈上升趨勢。膝關節交叉韌帶損傷后對膝關節功能影響較大，大約55%～65%的前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)損傷伴有半月板損傷，嚴重者可導致傷殘[1-2]。膝關節交叉韌帶損傷手術重建后膝關節功能恢復不盡人意[3-4]，目前文獻報道其優良率為69%～95%[5]，膝關節交叉韌帶損傷重建術后的功能鍛煉計劃對膝關節的功能恢復有著較重要的意義，相關文獻報道，歐洲術后功能鍛煉計劃的Lysholm評分為(93.2±4.1)分[6]、美國術后功能鍛煉計劃的Lysholm評分為(96.15±13.64)分[7]、上海六院術后功能鍛煉計劃的Lysholm評分為(93.7±3.3)分[8]。但是目前術后鍛煉尚無統一標準，為改善患者術后膝關節功能，降低致殘率，筆者團隊開展了膝關節交叉韌帶損傷重建術后關節功能鍛煉計劃的臨床研究。

南通大學第四附屬醫院自2009年3月至2018年3月收治了207例膝關節交叉韌帶損傷患者，按照收治時間前后，術后分別采用了歐洲術后功能鍛煉計劃(2009年3月至2012年3月)、美國術后功能鍛煉計劃(2012年3月至2015年3月)以及南通大學第四附屬醫院功能鍛煉計劃(2015年3月至2018年3月)。本研究對接受3個不同時段的術后功能鍛煉計劃的臨床效果進行了回顧性研究，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本組共207例，其中男113例，女94例；年齡16～59歲，平均(29.03±6.13)歲；損傷原因：運動傷25例，交通事故傷105例，高處墜落或重物砸傷15例，日常生活損傷62例；學生22例，體育運動員40例，其他職業145例。手術距受傷時間7 d～3個月，臨床表現均為患側膝關節疼痛，活動受限，Lachman實驗(+)，所有患者均行交叉韌帶重建術，均獲隨訪，隨訪時間1～5年，平均(2.54±0.53)年。按收治時間先后，患者術后接受了不同的功能鍛煉計劃，分別為：A組41例(2009年3月至2012年3月)，采用歐洲功能鍛煉計劃進行術后膝關節功能鍛煉；B組68例(2012年3月至2015年3月)，采用美國功能鍛煉計劃進行術后膝關節功能鍛煉；C組98例(2015年3月至2018年3月)，采用南通大學第四附屬醫院功能鍛煉計劃進行術后膝關節功能鍛煉。三組患者年齡、性別、前后交叉韌帶重建例數和隨訪時間等方面的比較，差異無統計學意義，具有可比性(P>0.05，見表1)。

表1 207例患者一般資料比較

1.2 手術方法 三組患者均由同一主刀醫生在全麻下完成關節鏡下自體交叉韌帶單束解剖重建術。股骨側懸掛Endobutton鋼板，脛骨側可吸收擠壓螺釘固定。術后患肢支具保護，預防感染，消腫。

1.3 術后鍛煉方法 A組采用歐洲術后功能鍛煉計劃[9]。術后1周內冰敷以及使用藥物控制疼痛和水腫，進行膝關節完全伸展運動如股四頭肌等長收縮訓練、直腿抬高訓練等，在不危及韌帶移植物的情況下，進行膝關節0°～90°屈曲訓練。術后2～9周，膝關節屈曲訓練逐漸實現全活動范圍，同時保持完全伸展，從第2周開始屈曲120°，從第5周開始屈曲130°，逐漸增加膝關節屈曲角度，并在此階段于平坦地面上進行步態訓練；術后9～16周，在保持膝關節活動范圍的基礎上進一步加強功能性動態平衡訓練，從第9周開始恢復跑步，并逐漸增加持續時間和速度，以減少神經肌肉適應和恢復時間，從第13周開始在戶外慢跑；術后16～22周，最大化肌肉耐力和力量，最大限度地實現神經肌肉控制，允許跑、轉彎和切割動作變化，增加持續時間和速度并最大化。

B組采用美國術后功能鍛煉計劃[10]。術后2周內進行踝關節運動并同樣控制水腫及疼痛，同時在進行直腿抬高訓練以及肌肉等長練習的基礎上加入本體感受訓練和強化練習；術后3周進行主動膝關節0°～90°屈曲訓練，此后活動范圍每周至少增加10°，術后6周內實現全活動范圍；術后6～9周增加關節負重行走，去除支具，完全負重行走；術后10～12周進行跑步訓練；術后13～24周逐漸增加阻力強化練習和本體感覺訓練。

C組采用南通大學第四附屬醫院鍛煉計劃。術后4周內支具固定并積極控制水腫及疼痛，患肢處于伸直位并進行股四頭肌等長收縮及踝關節屈伸訓練；術后第5周開始調整支具活動度，從30°開始，每周增加30°，至術后8周，關節活動度調整至120°，患者同樣從術后第5周開始進行膝關節屈曲訓練，屈曲從30°開始，每周增加30°，至術后8周，支具活動度調整至120°；術后第9周去除支具，進行股四頭肌抗阻訓練；12～16周進行側向活動，進行本體感覺運動以及慢跑、自行車耐力訓練，術后4～6個月進行等速肌力開鏈訓練。

1.4 研究方法 分別于術后4周、6周、8周、3個月、6個月、術后1年、術后2年對患者進行Lysholm膝關節功能評分和Tegner運動水平評分。Lysholm膝關節評估量表由8個項目組成，包括跛行(5分)、支撐(5分)、上樓梯(10分)、下蹲(5分)、不穩定(25分)、交鎖(15分)、疼痛(25分)、腫脹(10分)，共0～100分，分數越高，功能越好。分別于術后3個月、6個月、1年、2年記錄出現關節松動及關節僵硬的患者例數，其中關節松動以Lachman試驗評估，通過KT-2000測定脛骨前移距離，了解關節松動情況，Ⅰ度為脛骨前移1～5 mm，Ⅱ度為脛骨前移6～10 mm，Ⅲ度為脛骨前移大于10 mm，以Ⅲ度前移為納入標準。關節僵硬定義為術后關節屈曲攣縮大于15°和/或關節活動范圍小于75°，伴有持續疼痛和/或明顯的功能損害為納入標準[11-12]。

2 結 果

2.1 術后Lysholm膝關節功能評分 三組患者術后4周、6周、8周、3個月、6個月、術后1年、術后2年分別進行Lysholm膝關節功能評分。結果發現三組在術后4周、6周比較，差異有統計學意義(P<0.05)，而在術后8周、術后3個月、術后6個月、術后1年、術后2年比較，差異無統計學意義(P>0.05，見表2)。

表2 三組患者不同時間段Lysholm膝關節功能評分比較分)

2.2 術后Tegner運動水平評分 三組患者術后4周、6周、8周、3個月、6個月、術后1年、術后2年分別進行Tegner運動水平評分。結果發現三組在術后4周、6周比較，差異有統計學意義(P<0.05)，而在術后8周、術后3個月、術后6個月、術后1年、術后2年比較，差異無統計學意義(P>0.05，見表3)。

表3 三組患者不同時間段Tegner運動水平評分比較分)

2.3 術后關節松動例數 統計術后3個月、6個月、1年、2年關節松動例數并計算其松動率。三組患者術后3個月關節松動率比較，差異無統計學意義(P>0.05)，術后6個月、術后1年、術后2年關節松動率比較，差異均有統計學意義(P<0.05，見表4)。

表4 三組患者不同時間段術后關節松動情況比較[例(%)]

2.4 術后關節僵硬例數 統計術后3個月、6個月、1年、2年關節僵硬患者并計算其僵硬率。三組患者術后3個月、6個月、1年、2年的術后僵硬率比較，差異無統計學意義(P>0.05，見表5)。

表5 三組患者不同時間段術后關節僵硬情況比較[例(%)]

3 討 論

在交叉韌帶損傷后，腱-骨愈合進程直接影響患者術后恢復以及臨床制定功能鍛煉計劃，因此腱-骨愈合時間一直是廣大臨床醫生及學者共同關注的問題。Aga等[13]研究表明，雙束和單束ACL重建技術相比，膝關節松弛測量或活動水平無差異，只要隧道位置適當，重建韌帶束的數量不會影響臨床和主觀結局。肌腱到骨的愈合過程是一個連續的生物學變化，并且骨隧道中的肌腱移植愈合可分為四個階段：炎癥期、增殖期、基質合成和基質重塑[14]。浸潤和募集炎癥細胞及干細胞的釋放可能導致細胞因子和生長因子的釋放，導致血管和神經向內生長。針對動物模型的研究發現，纖維血管界面在3個月時形成，可能對應于炎癥期和增殖期。在基質合成階段，膠原纖維在肌腱-骨界面處形成。在6個月時，纖維界面與周圍骨連續接觸，可能對應于基質合成階段。在基質重塑階段，新形成的移植物-骨界面被肌腱移植物和骨隧道之間形成的成熟膠原纖維重塑[15]。在10個月時，形成成熟的Sharpey樣纖維間接插入，可能對應于基質重塑階段。此外Zhao等[16]研究顯示，在新西蘭兔模型上發現韌帶重建術后4周，可見少量軟骨細胞樣細胞，炎性細胞較少。8周時發現了更致密的Sharpey樣纖維。12周時發現連接肌腱和骨隧道的連續Sharpey樣纖維。因此交叉韌帶重建術后腱-骨愈合成熟一般需要12周時間。

此外，在人體交叉韌帶重建術后6周時，在脛骨隧道中看到Sharpey樣纖維，而在術后3個月時，肌腱移植物和骨隧道之間形成了纖維血管界面。在術后6個月時，纖維界面與覆蓋板層骨的類骨質組織連續接觸，在術后8個月時顯示肌腱組織牢固附著于股骨骨隧道。在術后10個月時，獲得了成熟的間接錨固，并且具有sharpey纖維特征，在8～24個月時脛骨隧道出現軟骨化生[17]。

總之，交叉韌帶重建術后至少6周才會出現Sharpey樣纖維，而膠原纖維與骨組織緊密結合至少需要3～6個月時間。所以筆者認為膝關節重建術后1周和2周后開始膝關節屈曲運動，無論是從動物實驗研究的結果還是臨床研究的結果來看都為時過早，不利于膠原纖維與骨組織緊密結合，提高了韌帶重建術后松動的風險，影響患者交叉韌帶重建術的成功率及術后恢復。另有研究表明，交叉韌帶重建術后移植物在拉伸強度變化過程中，在生物力學方面表現為術后第1周強度較強，術后第6周強度較弱，之后便逐漸增強并達穩定，直到52周后完全穩定[18]，進一步證明術后過早進行膝關節功能鍛煉容易影響患者的術后恢復。Dagher等[19]研究表明，術后早期制動減少巨噬細胞聚集，并使急性炎癥消退，可以有效改善腱-骨愈合。Hays等[20]研究也表明，交叉韌帶重建術后活動過早會導致韌帶移植物張力變大，從而導致關節松弛。

通過數據分析可知，術后4周、6周Lysholm和Tegner評分有差異可能是由于A、B組術后固定時間較短，C組術后固定時間較長，可能導致關節功能恢復啟動慢，故早期C組的Lysholm評分與A、B兩組比較差異有統計學意義，但后期隨著時間延長，膝關節功能逐漸恢復，C組Lysholm評分與A、B兩組無差異，說明適當延長至4周的膝關節固定時間對Lysholm和Tegner評分短期內有影響，而長期無明顯影響。

據文獻報道，在僵硬率方面，歐洲方案術后關節僵硬率為8.5%[21]，美國術后關節僵硬率為8.8%[22]，本組術后僵硬率為8.16%，與歐洲和美國方案基本一致。雖然C組術后2年中共發生7例關節僵硬，其中有2例為術后6個月～1年出現關節僵硬的患者，這2例患者中1例為強直性脊柱炎患者，另1例為類風濕性關節炎患者。Nelissen等[23]研究發現，類風濕骨關節炎患者交叉韌帶病理結果顯示廣泛的黏液樣變性和膠原纖維規則或不規則排列，并且滑膜細胞層增厚、血管增生、含鐵血黃素沉積、淋巴聚集和組織細胞分散在膠原纖維之間，這類患者存在廣泛的黏液樣變性，所以筆者考慮1例強直性脊柱炎患者以及另1例類風濕性關節炎患者為免疫性疾病導致關節僵硬及軟組織纖維化的可能大，在統計學上存在假陽性可能。若除外強直性脊柱炎及類風濕性關節炎患者，C組僵硬率相較而言會更低一些。

在松動率方面，歐洲方案術后松動率為11.1%[24]，美國方案術后松動率為17%[25]，早期在3個月內松動率未見明顯差異，但3個月之后筆者發現松動率隨膝關節固定時間的延長而降低，因此筆者有理由認為膝關節固定過短或過早進行膝關節功能鍛煉對韌帶松弛是有影響的。C組中術后1年的關節松弛例數僅占5.1%，雖然病例數有所增加，但松動率相較而言下降，說明早期適當延長制動時間，對于提供移植物重建骨-腱愈合的環境以及對減少術后韌帶松弛的發生都有重要的意義。

本研究術后松動基于KT-2000儀器測定，在患者清醒狀態下可能會對韌帶松弛結果產生影響。且本研究隨訪及跟蹤后續時間略短，檢查醫生臨床經驗存在差異性，可能對實驗結果有所影響，進而使統計學結果可能出現偏倚，后續研究需進一步完善。

綜上所述，筆者臨床研究發現南通大學第四附屬醫院改良后的功能鍛煉計劃在Lysholm評分、Tegner評分及膝關節僵硬率方面，與歐洲和美國計劃無明顯差異，但可明顯降低術后松動率。A、B兩組采用歐洲及美國功能鍛煉標準早期活動后松動率明顯較高，南通大學第四附屬醫院制動4周后進行膝關節屈曲運動，術后松動率明顯降低，術后僵硬率與A、B兩組相比仍無明顯差異。同時考慮醫療環境及降低醫療糾紛的目的，筆者更建議膝關節交叉韌帶損傷重建后常規制動4周后再進行膝關節屈伸功能鍛煉，但對于特殊人群如痛風性關節炎、類風濕關節炎、強直性脊柱炎患者，由于廣泛的黏液樣變性更容易導致關節僵硬，術后關節活動時間需要提前，根據筆者的經驗，術后提前1～2周(即術后制動2～3周)進行膝關節屈伸功能鍛煉較為合適。