下肢骨折患者进行部分负重训练的研究进展

虞中添 付云飞 张丽华 米立新 马玉宝※

虽然有些下肢骨折术后患者应根据具体情况改变负重方案和执行时间，但是对于大部分下肢骨折术后的患者，临床上推荐进行早期负重[1～3]，尤其对于最常见的老年髋部骨折患者来说，减少由于卧床导致的并发症发生更为重要[4,5]。DiStasio在研究中表明踝关节术后患者使用可移动矫形器早期离床可以减少下肢肿胀的发生、改善关节功能、增大关节活动范围[6],但在AO Principles of Fracture Management指南上要求下肢骨折患者12周内不负重，之后循序渐进地增加患肢的负荷[7]。

对于不同恢复负重量的标准由于在国际上没有达成共识，通常使用：第一阶段0～20%，第二阶段20%～50%，第三阶段50%～75%[8]。此外，早期负重也有利于患者功能恢复，刺激成骨细胞加速骨组织的生长[9,10]。但是对于患肢，过大的负重有可能导致骨不连或者延迟愈合[2,11～13]，以及骨折端位移位或者内固定结构的损坏等问题，最终导致由于负重过多引发继发损伤。

基于以上两点，业界提出早期部分负重的概念。训练方法通常是让患者在使用辅具的情况下(一般进行三点支撑)，利用生物反馈装置等学习并掌握对患侧肢体负重量的调整[14]。

临床上用于指导部分负重的方法包括治疗师通过接触对负重负荷的判断[15]、口头指导、浴室秤的使用、力板、生物反馈装置，其中生物反馈装置得到的训练效果相对于其他方法更加有效[16]，有很大的发展潜力。

1.部分负重训练方法的发展进程

目前为止，大部分医院使用的部分负重训练的方法有传统的负重训练方法如浴室秤[16]，和生物反馈装置如压敏鞋垫等。Krause通过一组对比实验发现后者比前者的训练对患者更有效；Hustedt等学者也认同这一观点[8,11,16～19]。

1.1 传统部分负重训练方法 在应用生物反馈装置进行负重训练前，通常通过“有经验的治疗师将手置于患者患侧下肢下方测量”去主观判断负荷量的大小，并进行口头指导[15]；或者是用浴室秤的方法，让患者双侧或单侧使用拐杖同时患肢支撑在浴室秤上，通过视觉的反馈进行患侧负重的调节，此方法也可算是早期利用视觉进行生物反馈训练的方法。

目前在大多数医院仍然在使用浴室秤对患者训练，但是经实验验证以上两种方法的训练效果远不如使用生物反馈装置对患者的训练。Hurkmans让10名物理治疗师(5名有负重训练经验，5名没有)对10名不同负荷程度(10%、50%、100%体重)的部分负重训练患者进行观察，结果是治疗师经验丰富与否与能否准确目测评估患侧负重量无关[15]，所以本方法的施行效果过于受治疗师主观判断的影响，目前已经较少应用。浴室秤的方法仅适用于患者处于静态时下肢部分负荷的判断，当患者处于行走过程中时无法使用浴室秤对患侧下肢的受力进行动态的测量和分析，导致训练效果下降，因为患者在行走过程中会出现超过负荷预值的情况。Dabke对6名健康志愿者和23名下肢骨折术后患者应用浴室秤进行部分负重训练，结果表明没有受试者可以实现规定重量的负重，此方法是不十分准确的[20]。

1.2 生物反馈装置在负重训练的应用 生物反馈装置通常是由物理治疗师使用，患者利用辅助具在行进过程中由生物反馈装置将动态的压力峰值等测量结果反馈给治疗师及患者，从而调节患侧负重。Isakov研究认为基于计算机的生物反馈装置相对于传统方法更能够提高患者的依从性[21]。目前医院应用力台作为检验生物反馈装置有效性的金标准[20]。Youdas的研究中表明，使用前臂杖进行三点步行相较于使用助行器、手杖、腋下拐杖减重效果都更好[22]。近年来生物反馈应用于负重训练的研究发展及有效性见表1。

表1 生物反馈装置应用于部分附中训练的发展

2.部分负重训练没有广泛应用的理由

2.1 部分负重训练依从性偏低 目前大部分有关负重训练的文献将关注点放在提高负重训练依从性方面，但见效甚微，可能是因为较少有临床医生从微观角度解释或者探究具体负荷大小及施加方式(如跟骨骨折患者应该足尖点地进行训练还是以足跟着地)对于不同类型下肢骨折患者临床效果的影响，这也间接成为患者对负重训练满意度相对较低以及临床未普及应用部分负重训练的原因之一。

2.2 对于早期负重的临床应用无通用指南和原则 国外临床医生通常建议患者在术后生命体征稳定后立即开始进行负重训练[7]，而我国对于下肢骨折术后患者通常要求根据患者情况卧床2～4周不等再进行部分负重训练。目前对于训练开始时间国内外还没有达成共识。另外，术后是否应该立即进行部分负重训练，Attila提出术后立即从200N开始负重训练对患者是无效的，并且严重影响骨折部分稳定性的建立及手术效果[32]。对于利用生物反馈装置训练患者部分负重的具体指导和原则这一领域研究文献相对较少，而且对于训练开始的时间、不同恢复时期负的重量标准(如以体重百分比规定部分负重量：20%、50%、100%等)、结束部分负重恢复全负重的条件、具体分级负重测量数值的有效性(与目前国际认为的“金标准”力板所测数值比较)[14,17]等，目前还没有统一标准。在此方面，Dabke提出负重的大小和频率影响骨折愈合的临床效果[20]。目前还没有大量临床试验推进此方面的研究，但是国内正在逐渐重视康复医学的作用，对于各项标准的建立可能还需要一段时间；另外也有可能是大量的数据更新过快，未成为新的标准便被推翻。

2.3 生物反馈设备的应用限制较多 对于生物反馈装置在临床上具体应用还没有进行评估，与之相关的研究也相对较少，这样会导致这类装置应用于患者时效果不能达到最大化。Gusinde对10名健康受试者分析足部负载特征时指出，不同的负重等级会导致足部负载的明显差异，尤其是对于10%和50%的体重(前者对应足部峰值压力、最大力量的一半，后者对应82%峰值压力和59%最大力量)，这有助于日后制订对于部分负重的分级标准[11]。此外，Gusinde和Van还指出对于跟骨骨折等需要缓解足后部压力时使用物理应变训练器可代替生物反馈装置的作用，但是对于需要缓解全脚掌压力的疾病必须使用生物反馈装置对全部脚掌进行受力分析[11,17]。Raaben对24例髋关节置换术后患者训练中提出生物反馈系统只能改善下肢峰值负荷，而患者无法改善步频及其他步态参数，因此生物反馈对于步态的改善还有待进一步研究[33]。

此外，对于常见的生物反馈装置需要根据临床应用和评估进行进一步改进，提高患者训练的满意度和有效性。Van在对9名患者利用Smart Step和Open Go进行训练时反映此类装置必须设计得更灵活，以适应患者需求和学习需要，部分患者习惯在达到规定负重上限时得到反馈，而另一部分则倾向于在规定范围之中接受反馈信号[34]。另外，Van和Winstein等学者提出反馈信号的频率应由一开始反馈频率较高的及时反馈逐渐过渡到反馈频率较低的延迟反馈，这样可以减少患者对设备的依赖，促进自我效能[15,34～36]。有学者认为触觉反馈由于刺激了本体感觉相关通路，可能对于负重觉的学习效果是最好的[37]。但是大多数试验则持不同观点，例如Smith对14名受试者在不同时期进行7种不同的反馈方案的试验中，得出听觉反馈相对于视觉反馈会更少地分散受试者注意力，而视觉终端反馈在表现出负重记忆时为最优训练方法[31]。Hershko提出将反馈装置的警报设置为略低于承重上限，以补偿患者反应时间和额外负荷(患者在警报后短时间内继续在患肢侧加载的现象)[26]。

Kernozek对17名健康大学生应用鞋内测量系统Pedar进行实验，得出当在跑步机上以2.24m/s和3.1m/s的速度慢跑时，跑步速度会显著影响足底不同区域力学数据测量的准确性和采集难度，尤其是外侧前脚区域数据可靠性最低[38]。本文认为该结论对部分负重训练中步行速度控制的临床应用上有所提示，当提高步行速度时站立期时间减少，生物反馈系统对于足部数据采集能力将有所下降；不同的仪器可以有不同的足底应用面积和使用方式，应根据仪器的特点和使用说明选择训练时步速。

最后，各种负重设备的使用费用相对较高[11,39]，也成为该技术未在医学界普及的原因之一。虽然利用物理应变训练器可以进行部分代替，但使用效果不如生物反馈设备。可能由于高额的设备费用，导致目前市面上的设备没有进行规模更大的临床评估，从而无法根据大部分患者的需求进行功能改善，最终演变成患者满意度不高、依从性下降，形成恶性循环。常见的生物反馈设备比较见表2。

表2 市面上常见三种生物反馈装置性能[17,33,34,39]

2.4 患者自身原因所造成的影响较大 Hustedt等学者指出体重指数与负重训练的依从性相互成反比，而男性相对于女性更容易超出规定的负重限度，另外年龄因素说法不一[14,33,40]。Pataky对11名患者进行4轮保持测试(获得测试、30min后的保持测试、第二天的保持测试、第四天的保持测试)，得出生物反馈的作用效果可在短时间内和停止训练后不久保持，但获得长期效果需要患者坚持训练[27]。疼痛因素也会对患者的训练效果造成影响[20]。目前大多数实验忽略评估患者的精神心理因素，但是Chow的研究表明精神心理因素会对训练效果产生较大影响[41]。Henri得出结论为性别、疼痛、行走时间及步数会影响部分负重的表现[42]，而所查阅文献中大部分实验对象是健康的志愿者，只有少部分是以下肢骨折患者作为研究对象。多数研究表明健康者部分负重能力优于患者，认为可能是由于疼痛等原因所导致[20]。

2.5 动态负载的实用性较低 患者普遍认为着陆负重相较于部分负重更难把握准确性。目前通常将20%的体重作为着陆负重、30%～50%的体重作为部分负重，值得一提的是对于着陆负重和部分负重的概念在骨科医生和康复治疗师两个团体中没有得到统一[18]。Hustedt对50名患者进行训练时发现相对于75磅的负重，25磅的要求更难完成[14]，Hurkmans的研究也得出了类似结论[43]。Rubin通过对25名骨科医生进行调查得出，只有24%的医生可以对“足趾负重”给出准确定义，并且建议随着下肢骨折患者的痊愈，应随时进行“可耐受负重”的评定，并以此为基础进行部分负重训练[44]。Hurkmans通过在医院和患者家中的对照实验观察得出，患者在医院可以按照规定负荷行走，但在家中无人监督情况下则较难完成[35]。

3.利用生物反馈设备进行负重训练所面临的问题及解决方法建议

生物反馈装置的使用一般是由物理治疗师对患者进行训练，也是目前负重训练效果较好的方法，但是对于生物反馈装置改善骨折术后患者康复效果缺乏循证医学的证据。促进生物反馈设备的广泛使用需要从宏观和微观两方面下手，前者已经展开研究，许多实验数据表明生物反馈设备可以有效提高患者骨折术后康复效果；而后者仍然欠缺，这需要我们在对患者进行人体运动学分析的基础上从基础医学的角度出发分析训练效果产生的原因。

生物反馈设备已经被证明具有巨大的发展潜力，学者们下一步应该把关注点放在负重训练的标准建立上，如减重分级以及各级减重磅数的上下可浮动范围，提高患者依从性，推进这类设备的临床广泛应用。对于部分负重标准的建立，可以以具体疾病为依据分类，如以踝关节骨折为一大类，在收集足够多的踝关节骨折术后患者数据的基础上进行部分负重标准的制定，具体临床应用在此基础上以患者的实际状况为准进行修改。

大多数文献采用纵向比较的研究方法，使用一种训练仪器和方法对于患者进行纵向比较，而缺少多种仪器、多种训练方法之间的横向比较，因此很难比较不同研究结果的优劣，难以制定临床统一指南。

关于大多数研究使用生物反馈设备对患者或者健康受试者进行负重训练实验时并没有规定和控制步速这一变量，多数实验只是让受试者以舒适的步速行走，对实验结果和设备的使用效果评价产生影响，或许可以进一步改善生物反馈装置的功能，例如由治疗师或者医师制定有利于患者实现部分负重的具体步速，将步速设置为有节奏的提示音进行反馈，以此配合患者的部分负重训练。

目前生物反馈系统的使用只是改变了患侧下肢压力最大峰值，对于其他步态参数没有影响，未来研究可以结合步态分析进一步改变患者骨折术后步态，可能会得到更好效果。但是Sigrist的研究表明，临床上普遍认为较好的视觉终端反馈和听觉反馈仅限于简单运动，例如站立位的单侧负重训练，而不适用于复杂运动如行走步态中的支撑期部分负重训练，因此未来生物反馈系统在部分负重训练的临床应用可操作性有待进一步考证[45]。

4.展望

利用生物反馈装置进行的部分负重训练虽然没有在医疗机构普及，但是多数实验可证明其对下肢骨折的骨科患者能产生更好的康复效果，并且有利于避免并发症的发生，减少由于并发症带来的医疗和护理压力，然而这一技术的使用方法和效果并没有得到完全阐明。目前为止我们只得到了Ⅲ级证据，需要在此方面开展更多循证医学的研究得到Ⅰ级临床证据，才更有说服力，更有助于该技术在临床应用的普及。