肌力訓練在預防髖部骨折關節置換術后脫位的作用及研究進展

游世英,楊伶俐,熊 雁,路星辰,岑 媛

陸軍軍醫大學大坪醫院骨科,重慶 400042

據統計,因髖部骨折行關節置換術的數量在全球急劇上升,其中在亞洲人群中,年發比例占總骨折比例超過1/2,而我國每年發生髖部骨折約有100萬例[1]。隨著老年社會的到來,髖關節置換術(hip replacement,HR)是治療髖部骨折、重塑關節功能最精準的手段之一,有效降低了并發癥及死亡風險。研究統計發現髖關節置換術術后假體脫位率在術后并發癥中已躍居第2位[2],關節功能康復欠佳等誘因致并發癥發生率比例偏高[3],其中髖關節外展肌乏力、張力降低被認為與假體脫位密切相關[4]且極易被忽視。Resende等[5]研究表明髖關節肌群疲乏無力會干擾核心肌群的穩定性。若髖關節置換術術后康復不及時,易引起髖周肌肉萎縮,肌肉力量下降,從而導致部分患者出現假體松動,甚至脫位。一般患者發生脫位后經手法即可實現假體復位,但仍有部分患者需再次接受手術甚至翻修才可達到復位效果,不僅嚴重影響假體使用壽命,而且給患者帶來沉重的經濟負擔。因此,術后早期康復被認為是有效預防髖關節置換術后假體脫位的重點方法之一,尤其是肌力的康復訓練,故本文就肌力訓練對髖關節置換術后脫位的防治作用進行綜述。

1 髖關節置換后假體發生脫位的機制

髖關節置換術后首次脫位多發生在術后3個月以內,發生率約3%,翻修術后脫位率約10%[2],使用嚴格限制性假體的脫位復發率更高。脫位的機制有:(1)創傷后髖關節局部組織瘢痕形成,軟骨發生溶解,股骨頭壞死,部分患者伴隨臀肌攣縮、患肢萎縮,嚴重者伴有肢體神經癥狀及感染可能[6]。(2)術中假體安放角度、假體放置時將關節囊修剪成寬度大概在2cm的四方形瓣,先牽開內側縫合關節囊再外旋肌聯合股骨粗隆部鉆孔修復,可有效將后外側入路脫位率降至0.73%[7]。(3)術中未修復關節囊及周圍肌肉組織,脫位率可超過5.24%[8]。髖關節置換術后易發生后脫位,后外側入路為了更好暴露關節和后方關節囊,有時會切斷部分股方肌和損傷閉孔外肌,修復不充分,易導致脫位風險增加。當髖關節囊薄弱時,與其他維持髖關節穩定的外旋肌群相比,閉孔外肌的作用更加突出,閉孔外肌緊鄰坐骨韌帶下方,坐骨韌帶是髖關節囊后方最重要肌群,有效限制髖關節的屈曲、內收和內旋,起到防止后脫位的發生。因此,髖部肌力主被動訓練不但可以預防肌肉攣縮及粘連,還可增加關節置換假體周圍組織的穩定性。

2 肌力對髖關節置換術后假體穩定的影響因素

髖關節是連接軀干與下肢最重要的關節,亦是負荷最大的、承力最重的關節,在人類直立行走過程中同時兼顧靈活性和穩定性。髖部發生骨折后嚴重影響髖關節的靈活性和穩定性、致殘率極高,故關節置換術被認為是當前緩解髖關節疼痛、改善其功能最有效的治療手段之一。而髖部骨折、手術對髖關節周圍肌群的損傷、假體安放位置對髖關節肌肉張力、外展力量都有明顯影響。當髖關節周圍肌群疲乏無力肢體擺動時引發骨盆下降,使膝關節重心偏移,增加了膝關節俯沖矩和內側關節壓力,導致不可逆的關節變形。髖關節伸展肌可能會偏離抵消膝關節壓力,從而卸載內側脛關節力度,髖關節屈肌、伸肌和內外部旋轉肌均有力量缺陷,步態呈現骨盆代償[9];鄧芳等[10]指出髖關節周圍軟組織張力及關節平衡性是影響假體脫位的關鍵因素。另外,體質指數、腰骶部核心肌群力量、年齡、肌肉質量等多種因素影響髖周肌群肌力。有研究表明肌肉力量鍛煉可幫助髖關節置換術后神經和肌肉-肌腱復合體的結構重建[11],早期堅持遞進式肌肉力量鍛煉可改善患肢髖周肌群靈活性及雙下肢平衡性[12-14],運動處方進階式訓練大幅度提高髖周及減少髖關節置換術后脫位發生率[15]。因此,肌力訓練被認為是預防術后假體脫位的一個最主要因素。

3 不同部位的肌力訓練對預防髖關節置換術后假體脫位的影響

3.1髖部肌力及下肢肌力訓練 引用仿生學理念采用杠桿重建平衡原理在髖關節置換術中達到杠桿和著力點的生物力學重建,為側肢循環建立贏取時間,從而實現激活髖關節周圍肌群[16]。在B超下可見支持帶血管、神經、肌肉部分功能受損,髖關節周圍肌腱韌帶、髂脛束、髖周肌群、外展肌群、梨狀肌、股直肌、縫匠肌的離斷,髂腰肌、外旋六肌部分離斷,半腱膜肌等肌群肌肉力量強度下降,易導致多次脫位后再復位,單腿站立時對側骨盆向下傾斜致髖關節內收,外旋轉肌疲乏與前交叉韌帶損傷和髕股疼痛綜合征有關,縮短周圍神經肌肉協調能力,術中韌帶的重建及關節囊的修補,可有效緩解髖關節外展肌群無力,從而優化支撐骨盆穩定平衡性[17]。

早期持續髖周肌的抗阻訓練對術后減輕疼痛、關節活動度都有促進作用,但目前國內外抗阻運動方案無統一標準。評估髖關節活動范圍可讓肢體0°～90°屈曲時測量髖關節內外旋轉、髖關節屈伸、內收內旋、外展外旋角度。下肢的外旋靠梨狀肌、閉孔內肌、閉孔外肌、股方肌、上孖肌、下孖肌、內收肌等肌群,側臥抬腿、站立位后伸、單腿站立可有效進行臀中肌、臀大肌及髂腰肌肌肉力量訓練,激活周圍肌肉及軟組織韌帶使股骨頭假體穩定于髖臼中,減少髖臼撞擊及其磨損。由于患者對髖部周圍肌群的肌肉力量訓練認知不達標,后期可能會導致習慣性脫位。蔣林峻等[18]研究發現患肢制動3d,關節周圍致密結締組織漸漸地轉變為疏松的結締組織,膠原纖維形成,肌力下降。為防止關節僵硬及廢用綜合征的發生,早期的主動運動可以預防關節周圍肌肉粘連與攣縮。大多數觀念主張患者初始階段積極主動進行髖關節周圍肌群力量的訓練,術后當天麻藥消散,感知覺恢復后,即可主動行踝泵運動及股四頭肌肉等長收縮訓練,患肢床上平移外展、直腿抬高、側抬腿訓練,下床借助助行器輔助行走過渡到獨立行走,靠墻下蹲練習[19];術后1個月之內察覺髖膝關節力量和功能下降,應強化股四頭肌和腘繩肌的力量訓練。然而少部分患者應當由醫師或康復師基于患者自身全身評估及肌力評估結果,決定患者早期是否需要先使用下肢等速肌力被動康復訓練再逐漸過渡到主動康復訓練。Raghava等[20]對331例患者研究后發現髖部周圍組織肌肉的強化訓練可以減少膝關節疼痛并可增加髖部周圍組織力量,臀肌力量也會影響膝關節的負荷以及膝關節骨性關節炎的疾病進展,應有針對性的制定髖關節肌肉鍛煉計劃來改善內側隔室負荷。戴繁林等[21]研究發現髖關節周圍最主要肌群臀中肌、臀大肌、髂腰肌的肌力和張力對防止髖關節脫位有直接作用。

肌力訓練早期常被腦神經科重視,隨著物理醫學、康復醫學、運動醫學的研究增加,越來越多的專科領域重視肌力訓練。何雯雯等[22]發現采用彈力帶漸進式抗阻訓練可增強髖膝關節周圍肌肉力量,有效抑制肌肉痙攣,提高運動耐力[23]。安丙辰等[24]發現國內外診療指南推薦運用股四頭肌肉訓練方法來增強髖關節周圍力量,減輕炎性疼痛的發生,從而減少非甾體類藥物的使用,尤其對有胃腸疾病史的患者來說是一個福音。階梯抗阻訓練髖周肌肉提高患肢穩定性,術后1～2周開始行患肢最大肌力訓練,有學者發現在治療師的監督下持續肌力訓練3～6個月可達健側,隨訪1年雙側無差異性,對于需要從事體力活動的患者而言,結合耐力訓練,髖關節穩定性更好[25-26]。

居家訓練前測試下肢肌力,股四頭肌最大等長主動收縮力,通過使用牽拉儀器進行訓練,運用語言與視覺進行誘導測試,膝關節伸屈肌群做5次最大主動收縮記錄收縮峰力矩。連續2周進行髖關節周圍肌群訓練,使膝關節伸屈肌、伸肌群等速峰力矩均達到較高水平。訓練后可選膝關節伸屈等速肌力測試、國際通用的西安大略和曼徹斯特大學骨性關節炎指數可視化量表(WOMAC)評分評估、6min步行運動測試等進行髖關節肌力評定。運動療法可以促進肌肉肌腱復合體、神經重構的結構重建,膠原纖維和肌纖維有序排列。目前臨床上常用來恢復肌力的方法采用主被動運動、抗阻運動來增加肌肉和肌腱復合體力度,以期增加髖關節的穩定性,從而預防脫位的發生[27]。

3.2下肢離心肌與向心肌收縮訓練 規律的離心肌與向心肌收縮有助于韌帶組織血管的重建,增加髖部周圍肌群外旋、外展、內收、內旋的能力。髖關節屈曲角度與腘繩肌及股四頭肌離心與向心收縮有關系,腘繩肌離心收縮峰力矩明顯大于股四頭肌向心收縮峰力矩,臨床中術后多注重股四頭肌向心收縮。安丙辰等[24]發現在日常生活中應注重預防腘繩肌的損傷,頻繁的讓腘繩肌做最大離心收縮可能引起肌肉的部分損傷削弱肌力,應制定循序漸進的康復訓練方案進行腘繩肌的力量及耐力訓練。Alfredson等[31]在實驗過程中發現離心收縮可以誘發組織結構重建,協助修復軟組織微損傷。運用離心肌收縮康復方案來鍛煉腘繩肌微損傷后、減少慢性肌腱炎的疼痛,有效減少軟組織的彈性及肌肉鋒力矩的改變,把這種功能恢復保護機制稱為“重收縮效應”[32]。急性肌腱損傷后2周在超聲檢查中可見新生血管生成并長入組織,間接幫助肌腱愈合[33-34]。單純的離心收縮可能引起急慢性軟組織損傷,建議離心收縮與向心收縮兩者結合更佳。結合有氧運動強化心肺功能,運用肌力訓練強化髖關節周圍肌肉及下肢肌力、增加關節穩定性、提高平衡能力,最終達到預防髖關節脫位的發生。

3.3胸腰背部核心肌群的肌力訓練 核心肌群的穩定是維持軀干四肢運動平衡的基礎。核心肌群肌力耐力及股四頭肌鍛煉與單純的股四頭肌訓練相比髖周肌群力量更強。髖關節和骨盆周圍肌群訓練及盆底肌肉訓練,主要鍛煉方式選用單臀橋,雙臀橋、側橋運動,仰臥擺腿、平板運動、狗式或鳥式運動、靜態切換重心轉移、多方向行走、單腿站立外展等多種訓練方法保持軀干的穩定,激活臀部核心肌群力量[7]。積極進行核心肌群周圍的神經肌肉訓練,可改善股骨、髖臼、髖關節的動態穩定性,加強髖關節周圍肌肉群及下肢肌肉力量[28]。核心肌力量訓練時配合呼吸訓練,可改善動態和靜態步態平衡力,核心肌群的穩定有助于患者的腰背部的直立,幫助患者從臥過渡到走,從而改善髖關節結構上的機械負荷。加強髖部肌肉運動可以增加核心穩定,核心肌群訓練對身體功能、髖關節的運動有積極影響[29]。結構化教育和神經肌肉鍛煉可重塑核心肌群及骨盆穩定性[30]。總之核心肌群的穩定對預防髖關節置換術后假體脫位非常重要。

3.4上肢肌力訓練 因年齡、身體機能、麻醉及手術等原因導致關節置換術后患者出現早期患肢感知覺遲鈍、運動能力降低、全身肌力減弱等問題;術后早期搬動患者不當、患者自行活動或變換體位不當都可能導致髖關節置換術后假體脫位,在臨床工作中發現上肢的肌力訓練可有效配合下肢的活動,從而降低脫位風險。在骨科下肢手術中腦神經康復領域的經驗提示:握力是反應人體肌肉力量的重要指標之一,最大握力、最大捏力、最大夾指壓力與上肢功能評定存在相關性[35]。術前肌力評估,對于強化圍手術期肌肉訓練尤為重要,尤其是對于年老體弱患者來說,上肢肌力采用遞進式強化訓練,既能為床上活動、體位轉移打好基礎,又能為術后早期從床上活動過渡到行走提供幫助。有效的肌力訓練方法可以改善組織結構、肌肉形態,使肌力達到最大主動收縮力,有助患者從臥到坐,再逐漸過渡到站或行走,最終達到生活完全自理能力[4]。

4 肌力訓練預防髖關節置換術后假體脫位的方法

髖關節置換術后正確的搬運方式及體位管理,有效的術前健康教育是預防術后早期關節脫位的關鍵。術后搬運選擇過床易或2～4人平抬,臥床體位患肢應保持外展中立位30°,注意避免不當的搬運方式或者臥床體位在杠桿的作用下引起關節脫位。髖關節置換術后假體周圍軟組織損傷降低髖周肌群穩定性[36],王曉紅等[37]提出關節置換術后采用快速康復理念,麻醉清醒即評估患者雙下肢肌力及本體感知覺恢復情況,感知覺恢復即刻開始主動行踝泵運動、肌力和關節活動度訓練,漸進性的肌肉訓練、雙肘與健側肢體支撐抬起臀部進行單臀橋訓練,床上拉吊環做引體向上或橋式運動,平衡力訓練、髖膝關節活動度、行走訓練、步態訓練、抗阻力、負重等訓練增強髖部肌肉力量。Suettat等[38]提出積極康復訓練增加髖關節外展肌力,術后感覺恢復可在床上行患肢平行外移10～20cm,降低術后肌肉萎縮、疼痛及畸形的發生、增加關節活動度。趙海燕等[39]研究發現康復路徑運用于關節置換術后患者的功能訓練優勢逐漸顯現,早期循序漸進地行肌力康復訓練,利用肌力訓練處方增強髖關節周圍肌肉力量,減少手術部位肌肉粘連,減輕患肢疼痛。有效指導患者體位管理及體位轉移方法,輔助器具使用方法,可以避免引起髖關節置換術后脫位及其他不良事件的發生。防脫位的要求:環境寬敞明亮,避免地板濕滑障礙物過多、防滑鞋1雙、座椅的高度足底-腘窩的距離+4cm,轉身、彎腰拾物、盤腿等避免過度內收內旋,術后按照醫囑要求按時復查,可通過Barthel指數、Harris評分評估[40-41]。研究過程中發現多數老年患者下肢肌力弱,活動度受限,因疼痛、恐懼、理解能力下降、依從性低等原因拒絕肌力訓練或間斷肌力訓練,那么延續性護理是臨床醫療護理的拓展和延伸,更是對髖關節置換術后健康管理的延伸,做好患者及家屬的出院宣教,教會正確的肌力訓練方法及關節活動度訓練,避免不恰當的體位及動作,改變不良生活方式,有效幫助患者重拾康復信心,從而預防脫位的發生[40]。

5 小結

本文通過對髖關節置換術后肌力訓練綜述得出結論,核心肌群力量、髖周及下肢肌力訓練可以增加髖關節周圍肌肉群的穩定性,有效減少髖關節置換術后發生脫位風險。隨著老年社會的到來,髖部骨折后選擇關節置換的人群不斷的增加,如何快速有效安全實現術后康復是醫、護、康、患共同追求的目標,未來還需進一步探索肌力訓練干預處方如何幫助髖關節置換術后患者達到快速康復的目的。

作者貢獻聲明:游世英:文章選題、文獻搜索及整理、文章撰寫與修改;楊伶俐、熊雁、路星辰:文獻查閱指導修改;岑媛:文章選題、指導修改