血流限制性运动干预前交叉韧带重建术后关节软骨退变的效果观察
会议名称：《第十三届全国体育科学大会》
会议日期：2023年
学科分类：0403[教育学-体育学] 040302[教育学-运动人体科学(可授教育学、理学、医学学位)] 04[教育学] 1002[医学-临床医学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 10[医学]
关 键 词：前交叉韧带重建 血流限制性运动训练 关节软骨退变
摘 要：研究目的:前交叉韧带(anterior cruciate ligament, ACL)损伤为常见的运动损伤,ACL重建术后可改善膝关节的稳定性,但难以恢复膝关节正常的力学结构,并且术后关节软骨退变及骨性关节炎为常见的并发症。骨骼肌力量训练是一种用于预防和治疗关节软骨退变的重要手段,其可以有效地长期稳定关节活动,减轻关节负荷,促进关节软骨的修复和重建。但由于膝关节软骨退变常伴有一定程度的关节周围肌肉萎缩和关节痛,因此对于高强度的抗阻运动,患者可能难以耐受和坚持。血流限制性(Blood flow Restriction, BFR)运动训练通过在四肢附近放置一个充气袖带,可以有效地闭塞血管,限制血液流动,使远端肢体相对缺血,不仅可以使骨骼肌达到低强度和高强度抗阻训练的效果,还不会引起肌肉水肿或增加疼痛。因此,本研究拟对前交叉韧带重建术后12周患者进行6周的血流限制性运动训练。观察并对比训练前后的关节软骨的变化,拟探讨ACL重建术后血流限制性运动训练对预防和治疗关节软骨退变的疗效。研究方法:选取在天津医院关节镜外科接受ACL重建术后符合纳入和排除标准的30名患者,随机分为血流限制性运动训练组(BE,n=15)和空白对照组(NC,n=15)。两组均在术后12周接受约6周的康复训练,BE组在接受常规康复训练的基础上接受血流限制性(Blood flow Restriction, BFR)运动训练,NC组仅接受常规康复训练。其中BFR运动训练为在患侧下肢近端靠近腹股沟处使用宽为18cm的专用袖带充气加压带,设置压力为100mmHg,进行加压以限制和阻断股动脉血流。然后在等速肌力训练仪上,以主动运动为主的训练方式,对患侧膝关节进行屈伸肌的等速肌力训练。训练的角速度为10°/s,对于关节活动受限的患者,最低点停5s,然后在不引起疼痛或微痛的前提下,逐渐增加关节活动度。在屈伸膝(膝屈伸范围0～90°)练习过程中给予30%1RM负荷的阻力。常规康复训练包括髌骨松动术和股四头肌功能恢复训练,髌骨松动术是进行髌骨的上下滑动训练,以增加膝关节的屈曲和伸直活动度。股四头肌功能恢复训练为在中等强度活动量的基础上,通过评估患者的实际耐受程度,选择不同强度的股四头肌开链和闭链运动训练。BE组和NC组均在干预前后对KOOS评分(包括KOOS疼痛评分和KOOS-ADL)、股四头肌峰值力矩(Peak Torque,PT)和关节软骨-T2映射成像等测试指标进行检测,并比较干预前后的变化。在KOOS评分中由于疼痛和ADL与关节软骨退变最密切相关,因此选择疼痛和ADL作为关节软骨退变早期筛查的标准。在等速肌力测试中以60°/s的角速度对健侧和患侧膝关节进行慢速和快速肌力测试。膝关节软骨-T2映射成像则用GE HDxt1.5T超导全身磁共振扫描仪(GE,美国)检查关节软骨的变化,将AW4.6工作站用于将T2映射成像选项输入Functool软件,在设置感兴趣区域(region of interest,ROI)后,再在每个ROI中取三个ROI值手动测量T2值,然后取平均值。测试后的所有指标的数据使用SPSS22.0(IBM Corp,Armonk,NY,USA)进行统计分析。用平均值±标准差来表示其中符合正态分布的连续变量,中位数(极差)来表示不服从正态分布的连续变量。研究结果:BE组和NC组的各项测试指标在干预前均无显著差异(P0.05)。进行6周的BFR运动训练后,发现BE组的KOOS-ADL显著低于NC组(P≤0.05),提示6周的BFR运动训练可较好改善ACL重建术后患者的日常生活活动能力。而为进一步探究日常生活活动能力改善的原因,进行了KOOS疼痛评分的检测,测试结果表明,6周的BFR运动训练后,BE组的KOOS疼痛评分相较于NC组更低,并且两组间的评分有显著差异(P≤0.05),表明BFR运动训练后日常生活活动能力的改善可能是由于疼痛的缓解。随后,通过对关节软骨-T2映射成像的检测后发现,BE组相较于NC组关节软骨-T2映射成像值明显降低,结果具有显著性差异(P≤0.05)。这说明疼痛的缓解实质上可能是由于在进行BFR运动训练后关节软骨退变的改善。最后,对股四头肌进行了等速肌力测试测得其峰值力矩。测试结果表明,BE组和NC组在训练后的PT均有明显变化,但BE组的变化更为显著(P≤0.05),表明BFR运动训练可显著增强股四头肌的肌力,改善膝关节稳定性。目前认为BFR运动训练增强肌肉力量的机制主要有两种:(1)代谢应激:BFR运动训练可以增加骨骼肌蛋白的合成,通过增加II型肌纤维的募集来增加肌肉力量,促进骨骼肌中局部激素的释放,并加速活性氧(reactive oxygen species,ROS)的产生。(2)肌肉损伤机制:BFR运动训练后可能会导致肌肉损伤的代偿性修复