胫骨高位截骨后康复功能锻炼的系统综述△

刘爱峰，马信龙，马剑雄，巩树伟，余伟杰，靳 博

（1.天津中医药大学第一附属医院骨伤科，天津 300381；2.天津市天津医院骨科研究所，天津 300050；3.天津中医药大学，天津 300193）

膝关节骨性关节炎（knee osteoarthritis,KOA）是一种累及软骨及其周围组织的退行性关节疾病。以关节软骨的损伤和缺失为主要病理改变，同时还有关节下骨的重塑、骨赘形成、周围韧带松弛、关节周围肌肉的减弱以及滑膜炎症等改变。近年来，随着我国人口老龄化增长的趋势，KOA的发病率不断增长。据国内统计资料显示，我国大约有3%的人群患有关节炎（osteoarthritis,OA），而KOA占大部分比例［1］。其中>55岁的人群中约60%在X线检查中可有KOA表现，65岁以上的老年人中KOA的发病率可达85%，高达1 500万人［2］。胫骨高位截骨术（high tibial oste⁃otomy,HTO）用于治疗KOA已有60余年的历史，近年来随着内固定技术的不断发展，骨移植物的选取更加广泛，内侧开放式楔形截骨术（open wedge high tibial osteotomy,OWHTO）在临床中大量的用于治疗单侧间室的KOA［3］。HTO作为膝骨关节炎阶梯治疗中的重要组成部分，相较“换膝”的人工关节置换术，HTO适应证更为宽泛，更适用于年轻患者，它在秉承我国传统医学“骨正筋柔”理论的同时也更加重视“保膝”理念的传播［4］。功能锻炼是运动疗法的一种，它是通过肢体运动来预防和治疗某些损伤性疾病，促进肢体功能恢复的一种有效方法［5］。主要内容有肌力训练、关节活动训练、有氧运动等。功能锻炼不仅是膝骨关节炎的非手术治疗方式之一，它也在膝骨关节炎手术治疗后的康复中扮演着重要的角色［6］。本文将通过对检索的文献进行梳理分析，探究HTO术后功能锻炼的研究进展，进而对不同阶段的康复运动方案进行总结归纳。

1 资料与方法

1.1 资料来源

应用计算机检索PubMed、万方数据库、知网数据库中2008—2020年出版的相关文章，英文检索词为“high tibial osteotomy,functional exercise,rehabilita⁃tion,knee osteoarthritis”；中文检索词为“高位胫骨截骨，功能锻炼，康复，膝骨性关节炎”。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准：（1）论述膝骨关节炎发病率的文章；（2）论述HTO手术研究现状的文章；（3）论述膝骨关节炎、HTO术后康复功能锻炼的相关文章。

排除标准：（1）重复性研究；（2）与主题相关性差的研究。

1.3 质量评估

通过上述计算机检索和人工检索，共检索到200余篇参考文献，按纳入标准进行人工筛选，排除与主题相关性差及重复、陈旧的文献，最终纳入30篇文献。纳入研究的文献包括6篇中文，24篇英文。其中包含有综述、META分析、临床试验、动物试验等。文献检索流程见图1。

图1 HTO术后康复功能锻炼研究进展综述文献检索流程图

1.4 数据的提取

本研究信息记录侧重于HTO术后多种康复锻炼方法的研究进展。

2 文献综述

2.1 肌力收缩性训练

目前研究认为坚持适宜的肌力训练可提高膝关节的负荷能力，减轻疼痛和关节积液，恢复膝关节力学平衡，增强膝关节稳定性及韧带、肌肉组织的肌力和耐力并改善病变软骨组织的修复过程［7-8］。最重要的是，进行适当的肌肉训练有强大的镇痛效果，Bannu⁃ru和Fransen［9，10］发现与两种最常见的术后镇痛药相比，适当的肌肉训练与非甾体类抗炎药镇痛效果相同，在减轻膝关节疼痛方面比对乙酰氨基酚（扑热息痛）的疗效高出2～3倍。

目前对于HTO术后病人的肌肉训练大多针对于下肢股四头肌力量的训练，股四头肌作为膝关节的启动肌，是伸膝的主要动力肌，同时负责膝关节的稳定性，尤其是髌骨和膝关节前后向稳定性。因此加强股四头肌肌力，有助于保护膝关节，训练内容一般包括等长训练与等张训练。股四头肌等长收缩练习是HTO术后早期患者常见的康复锻炼方式，它不但可以改善股四头肌的神经肌肉控制能力，尽可能减少股四头肌的废用性萎缩，还能在肌肉收缩过程中提拉髌骨，防止术后髌上囊的粘连，并能促进循环，加快消肿。Huang等［11］将250名膝骨关节炎患者随机分为两组，试验组采取股四头肌等长收缩运动，对照组采取局部理疗和口服非甾体抗炎药，通过3个月的短期随访发现，系统性股四头肌等长收缩训练能有效缓解关节疼痛，改善膝关节功能。

除股四头肌力量训练外，在HTO术后早期应同时配合踝泵运动，通过踝关节的屈伸和环绕运动，促进下肢的血液循环和淋巴回流，避免关节挛缩、循环不良以及因术后制动而形成血栓等并发症的发生，为下一阶段功能锻炼做好准备。Aalderink［12］认为在术后最初的两周内，肌肉训练不宜过多，应仅包括等轴股四头肌收缩训练，指导患者在平卧位进行踝泵训练。但在此膝关节仍需要在弹力绷带的保护下进行训练，同时使用冰袋来减轻关节内渗出。在术后2-6周，应逐渐增加练习强度，如直腿抬高训练，以强化股四头肌。不同于股四头肌等长收缩训练，仰卧直腿抬高还有髂腰肌参与运动，为站立与行走做好准备。但作者认为此时期仍应保持非负重状态，以保护截骨部位周围的骨愈合。在术后6周之后，其认为该时期患者常出现两种不同的情况：一种是想要快速负重，另一种是谨慎不愿负重。作者认为在这一过渡时期，理疗师的作用至关重要，其应为患者制定较为个性化的肌肉训练计划，同时还要解除一系列心理问题。在此时期的肌肉训练中也应注意对膝关节的保护，因为在此时期截骨移位的风险仍然存在，过度的活动会导致置入物移位和丧失下肢力线的对齐。

目前HTO术后功能锻炼的焦点都在股四头肌力量，但其他肌肉也可能影响膝部负荷和骨关节炎的进展。在一项针对膝骨关节炎患者肌肉模式的研究中，通过比较腓肠肌、股四头肌、腘绳肌肌电图与膝外侧力矩发现膝骨关节炎患者肌肉激活和膝关节力学与健康成人之间存在差异，这可能是导致膝骨关节炎进行性发展的重要因素［13］。腘绳肌和股四头肌是膝关节拮抗肌，前后侧肌力平衡对于膝关节稳定性至关重要，在HTO术后第2周，若患者仍未能达到屈膝90°，可进行俯卧悬挂和膝关节伸展桥练习，不但可以增强腘绳肌肌力，同时能减轻其紧张度，进而促进膝关节的伸展。

关于术后进行负重性肌肉训练目前临床上仍存在一定分歧，大多数临床人员以及研究者考虑到置入物的位置以及钢板的强度认为HTO术后不应过早进行负重性肌肉收缩训练［14］，同时更有研究者指出术后负重锻炼应该是个体化方案，针对患者的年龄、性别、体重以及楔形截骨范围采取不同的康复治疗，过早的进行负重下肢肌肉训练会导致经过手术矫正的下肢力线再次畸形［15］。但 Takeuchi［16］对行 OWHTO 手术的患者建立了早期负重锻炼方案，在截骨后1周允许部分负重锻炼，所有患者在3周进行全负重锻炼。随访期平均为15个月，在15个月后没有发现感染、骨不连、人工骨楔塌陷或螺钉松动的病例，所有的患者下肢力线均矫正成功。Kean［17］则认为HTO手术患者在术前就应该开始进行关节周围肌肉力量训练，该研究对HTO患者在术前进行为期12周的针对四头肌和绳肌力量训练，发现术前训练组的患者在KOOS评分以及生活质量评分相比于常规手术训练组均显著提高。

2.2 关节活动度训练

HTO术后膝关节的制动使关节囊、关节周围韧带、肌肉、肌腱失去了正常的牵伸，关节周围纤维组织基质中的化学成分发生改变，使组织弹性下降，膝关节容易出现活动受限、僵直甚至无法弯曲。恢复良好的膝关节活动范围是HTO手术最重要的目的之一。根据以往的研究，与全膝关节置换术或单髁置换术相比，高位胫骨截骨术的优势在于能更好地恢复膝关节屈曲活动范围［18-19］。关节活动度训练常在不负重情况下进行膝关节屈伸功能锻炼，目的在于拉伸关节周围肌肉，增强其肌力，松解关节内粘连的滑膜组织，改善关节内营养循环，消除关节液，减轻膝关节的疼痛程度。

在HTO术后进行关节活动度训练常使用仰卧屈膝练习、坐位伸膝练习和倒蹬车练习，使膝关节在其轴位进行活动锻炼［20］。仰卧屈膝练习结束后要用冰袋冷敷膝关节，同时遵循从小角度开始，由小到大，次数由少到多，时间由短至长的原则，以患者不感到明显疼痛为准则。坐位伸膝练习可以进一步加强股四头肌肌肉力量及膝关节活动度，常分为无阻力伸膝练习和抗阻力伸膝练习。初次训练时，应从无阻力练习开始，逐渐过渡到抗阻力练习，抗阻力伸膝练习是前者的加强训练，训练强度因人而异，掌握循序渐进原则。倒蹬车练习可以使下肢力量不断加强，进一步增加膝关节和髋关节的灵活度。同时也有各种器械辅助进行关节屈伸，主要针对于不能自主活动，或过于畏痛的患者。常用的器械包括CPM机、股四头肌训练椅等，但锻炼效果不如主动运动明显［21］。

Yoshioka［22］设计了一款可以术后早期使用，又可以减少膝关节前部疼痛的仪器：HAL-SJ机器人，这是一种可穿戴的设备，可以方便自主控制膝关节的运动。肌肉动作电位的信号通过皮肤表面的电极被检测出来，并通过计算机处理，然后帮助病人执行预定的关节运动。该机器人的优点在于可以实时的测定膝关节周围5块主要肌肉的生物电势，从而使得训练更加精准化与个性化。同时Yoshioka将该机器人应用于HTO患者手术前后各个时期，在手术前进行关节周围功能锻炼可大大减少手术后功能恢复的难度，在手术后早期在机器人辅助下进行功能锻炼也有助于减少患者恐惧心理。

在国内的一些研究中同样也指出了关节活动度训练的重要性，孙建华等［23］的研究中，在麻醉解除后即行股四头肌收缩功能锻炼，术后3 d下床不负重活动，术后4周部分负重。俞颖豪等［24］在临床研究中对HTO术患者采取术后第1 d踝泵运动以及股四头肌功能活动，术后第2 d在陪伴下进行部分负重，术后4周逐渐增加负重力量。两篇研究都指出HTO患者术后早期功能锻炼对于手术成果的保留至关重要。

2.3 有氧运动

适当的进行有氧运动不仅能改善心肺功能，增快血液循环和增强免疫力，而且重要的是可降低患者的体重指数，从而降低关节内以及截骨处的压力水平，这对于HTO术后患者意义重大［25］。

目前HTO术后有氧运动仅在晚期进行，且样式比较单一，例如快走，慢跑，单车等项目。患者能选择的较少，且一旦患者对该类型有氧运动不感兴趣，则会大大降低恢复效果，以及患者的配合度［26］。因此寻找可以早期开始的且较为有趣的有氧运动就至关重要。

有氧运动中，游泳不仅可以改善心肺功能，并且水域环境可自由调节温度，从而降低运动时关节不适感。袁望舒等［27］通过研究膝关节骨性关节炎大鼠负重游泳运动，发现试验组大鼠关节软骨细胞破坏进程延缓，有效阻止大鼠关节软骨中MMP-13的增加，并且提高了大鼠运动能力，为负重游泳训练运用到患者膝骨性关节炎的治疗提供了理论基础。

传统的有氧运动较为枯燥，但太极拳是一种基于中国传统文化的身心锻炼方法，它将冥想与缓慢、轻柔、优雅的动作结合在一起来进行身体保健。在一项随机对照试验中，将40例膝骨关节炎患者随机分为两组，试验组进行每周2次，每次60 min的太极拳训练，持续12周后，膝关节骨关节炎患者在疼痛、身体功能、抑郁和健康状况方面有更大的改善［28］。并且一项对包括348例骨关节炎患者的7项研究进行的最新荟萃分析显示，与日常体育活动相比，太极拳训练8～24周后疼痛减轻更加明显［29］。对于太极拳训练的强度，在一项为期12周的太极拳治疗膝骨关节炎患者的强度—效应研究中发现，太极拳在减轻疼痛和改善功能方面具有近似线性的剂量-反应效应。2周至少改善20%，4～5周至少改善疼痛和功能50%。除了上述作用外，太极拳还能降低关节疼痛，减少僵硬度，提高功能［30］。这些试验表明，太极拳可以提供一种实用的身心结合的运动养生法来进行膝骨关节炎术后功能康复。身体部分提供的锻炼益处包括身体机能、平衡和肌肉力量，而精神部分包括促进心理健康、提高生活满意度等。因此在未来的研究中可以对HTO术后患者使用太极替换其他有氧运动来提升康复效果与患者依从性。

3 小结

综上所述，针对膝骨关节炎HTO术后康复功能锻炼，应体现分阶段、早活动的原则。在术后早期主要进行肌力练习，包括股四头肌等长收缩练习、踝泵运动等；后应逐渐增加关节活动练习，包括仰卧屈膝练习、坐位伸膝练习和倒蹬车练习等，训练强度应遵循循序渐进原则。一般于术后4周开始部分负重练习直至完全负重。后期为兼顾患者的术后疗效，有效缓解膝关节疼痛和改善功能，还应开展适当的有氧运动，保护膝关节，增强稳定性。对患者进行康复知识培训将增加患者对未来关节功能的期望值，给予患者合理的希望。这对于增加患者依从性极为重要。因此，如何在HTO术后根据不同的患者制定出个体化、合理、科学、系统的康复锻炼方案仍需要在未来的临床工作中进一步实践总结。