强化髋周肌力训练对踝关节骨折患者平衡及步态功能的影响

王明宇 ,翟宏伟 ,刘 娜,孟 晴 ,毕迎立 ,陈 伟

(1.徐州市中心医院康复科,徐州医科大学徐州临床学院,江苏 徐州 221009 2.徐州医科大学附属徐州康复医院康复科,江苏 徐州 221010)

踝关节是人体运动的重要枢纽和承重关节,其稳定性和灵活性是人体完成站立、行走、下蹲、跑跳等动作的基本保障,同时也是运动中最易受伤的关节,踝关节的功能障碍会使人体平衡协调能力下降,行走功能失常[1]。目前临床上针对踝关节骨折康复重点集中于踝关节本身,而对踝关节损伤导致下肢整体功能受损,特别是损伤后继发性髋周功能不良重视不足[2],导致患者恢复周期延长,康复效果不佳,甚至在回归生活后发生跌倒及二次损伤风险较高,不仅增加了治疗负担,也对患者的身体和精神造成创伤和困扰。本研究拟对踝关节骨折患者髋关节功能、平衡及步态变化进行研究,尝试对目前常规踝关节骨折康复方案进行改良,为后续康复方案进一步优化提供依据。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料选择2021年3月至2022年3月徐州市中心医院及徐州市康复医院收治的踝关节骨折患者48例。纳入标准:①年龄18～55岁,性别不限,病程6周至6个月; ② 早期经手术治疗,下肢髋、膝、踝关节无明显畸形者;③单侧踝关节骨折;④无明显认知障碍;⑤既往无其他外伤史;⑥实验前均签署知情同意书。排除标准:①存在其他导致步行功能异常的疾病,如其他肌肉骨骼疾病(如病理性骨折)、神经系统疾病或其他可能影响运动功能的疾病; ② 合并严重的心、肺等重要脏器病变;③存在术后并发症或合并神经损伤者;④不能接受治疗方案及不能配合治疗。采用随机数字表法分为观察组和对照组各24例。两组患者基线资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),见表1。本研究患者均知情同意。已取得徐州市康复医院伦理委员会科研项目伦理审查。

表1 两组患者基线资料比较

1.2 治疗两组患者均给予踝关节骨折术后常规康复治疗,观察组在此基础上另增加强化髋周肌群力量训练内容。常规康复治疗方式包括药物治疗(改善循环、促进骨折愈合等)和常规综合康复治疗。康复治疗师对患者进行一对一为期6周的康复训练,治疗强度与患者基础情况相适应。

1.2.1常规综合康复治疗[3.4]①恢复关节活动度: 主动运动:由患者主动进行各运动轴方向运动,遵守循序渐进的原则,运动幅度逐渐增大。在治疗师指导下以不产生疼痛为原则进行,每日至少20 min。关节松动技术:治疗师一手固定关节近端,另一手握住关节远端,在轻度牵引下,完成前后、内外及旋转松动,使骨端能在关节囊和韧带等软组织的弹性范围内发生移动。用于缓解疼痛和僵硬,并增加关节活动度,根据患者情况逐渐增加手法等级(1～4级)。每日2次,每次20 min,每周6天。②踝关节肌力训练: 以等长收缩和抗阻练习为主, 在治疗师监护下按渐进原则进行,引起肌肉适度疲劳为宜。每日30 min。每周5天。③平衡及协调功能练习: 本体感觉训练:于康复治疗师指导下进行平衡垫上抛接球训练,后期可逐渐增强难度,如双膝屈曲角度增大、各方向拍球训练;以及意大利TecnoBody平衡仪训练。每次30 min。每周6天。步态训练:治疗师指导下进行直线、转弯、画圆行走训练,并纠正不良步态,后期可视患者情况进行复杂路况(如:跨越障碍物、上下楼梯等)步行训练。每次20 min,每天1次,每周6次。④物理因子治疗:局部偏振光、热疗物理因子治疗。每日40～60 min,每周6次。

1.2.2强化髋周肌群力量训练[2.5]采用一康A8-2型等速肌力测试及训练系统,选择髋关节等速训练模式, 角速度60°/s,进行髋关节伸展/屈曲、外展/内收方向的等速肌力训练,每周3～4次,隔天一次,共训练6周。伸展/屈曲模式:受试者处于仰卧位,固定大腿远端,尽全力进行最大屈曲、伸展,每组10次,共6组,每组间隔60 s。外展/内收模式:受试者处于侧卧位,固定大腿远端,尽全力进行最大外展、内收,每组10次,共6组,每组间隔60 s。

1.3 观察指标

1.3.1髋关节外展、伸展力量评估 通过一康A8-2型等速肌力测试及训练系统评估干预前后两组患者髋关节外展、伸展肌力。分别记录治疗前后3次结果取平均值,以相对峰力矩值(峰力矩体重比)进行比较[6]。峰力矩:即测试中的最大力矩输出值,代表肌肉收缩产生的最大肌力;峰力矩越大表明患者肌肉力量越强。峰力矩体重比:单位体重的峰力矩值称为峰力矩体重比,代表肌肉收缩的相对肌力,可用于比较不同个体的肌力。

1.3.2平衡能力分析 采用Tinetti量表(Tinetti Balance and Gait Analysis)和意大利TecnoBody平衡测试及训练系统评定。Tinetti量表包括平衡和步态测试两部分,满分28分。Tinetti评分<24分,表示患者存在平衡功能障碍;如果<15分,表示有跌倒的危险性[7]。意大利TecnoBody 平衡仪测试测量指标(闭眼):重心摆动轨迹长(Sway length,SL)反应重心移动的幅度;外周面积(Sway area,SA)反映患者重心移动大小的幅度。平衡仪的测定结果越高,提示患者的身体摆动幅度越大,其稳定性、本体感觉越差,即患者的平衡功能越差。

1.3.3步态分析 采用意大利TecnoBody Walker-view数字化跑台对患者进行三维步态分析。具体方法:测试前,患者于步态分析仪上行走两分钟,熟悉步态分析仪并热身。分别对患者干预前后进行测试,记录患者步态周期髋关节活动度、步长、步态周期。步行速度:记录患者10米直线距离步行时间并计算步行速度,进行三次取平均值。

1.4 统计学方法采用 SPSS 25.0 软件进行统计分析。正态分布计量资料以均数±标准差表示,组内比较采用配对t检验,组间比较采用独立样本t检验;非正态计量资料用中位数和四分位数M(P25,P75)表示,组间比较采用秩和检验。计数资料比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组干预前后髋关节外展、伸展力量比较干预前两组患者髋外展、伸展等速相对峰力矩比较,差异无统计学意义(P>0.05);干预后两组患者相对峰力矩较干预前增加,且观察组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组干预前后髋外展、伸展等速肌力相对峰力矩比较

2.2 两组干预前后Tinetti量表评分比较干预前后两组Tinetti评分均增高,且观察组优于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05);干预后观察组患者跌倒风险(Tinetti评分<15)小于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 两组干预前后Tinetti评分比较

2.3 两组干预前后平衡仪指标比较两组患者治疗后SL和SA均较治疗前下降,且观察组较对照组下降明显,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表4。

表4 两组干预前后平衡仪指标比较

2.4 两组干预前后步态指标比较干预后两组步态指标(患侧髋关节活动度、患侧步长、步速)均较干预前有提升,且观察组较对照组改善明显,差异均有统计学意义(P<0.05)。干预后两组步态周期比较,差异无统计学意义(P>0.05);但观察组干预前后差值即进步效果优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表5、表6。

表5 两组干预前后步态周期患侧髋关节活动度及步长比较

表6 两组干预前后步态周期及步速比较

3 讨论

3.1 踝关节骨折患者平衡功能及步态障碍踝关节骨折是最常见的下肢骨折类型,通常需制动或手术治疗[8]。研究表明,与健康对照组相比,手术及制动后踝关节骨折患者的临床特征、平衡及步态功能发生了改变[9]。踝关节不稳定、解剖错位等可导致下肢生物力学和功能性踝关节改变,导致患者疼痛、僵硬、ROM减少、软组织改变、本体感觉受损和下肢肌肉无力,进而损害患者平衡和步态功能[10]。Oana 等对即将进行康复治疗的踝关节骨折患者进行评估,与健康对照组对比患者组所有时间和空间步态参数存在明显差异;同时,患者患侧和非患侧下肢的步长、摆动时间、单次支撑时间、步幅、步频和速度均显著缩短[11]。Hsu等认为踝关节骨折患者步态异常和活动受限持续数月或数年;同时发现踝关节骨折患者行走速度、步长、步频、躯干运动对称性、重心偏移程度等均显著低于正常人群,甚至部分患者在2年随访期间有多次跌倒史[1]。

3.2 踝关节骨折患者强化髋周肌力训练的关键分析研究表明,制动患者发生肌肉废用性萎缩的同时会伴随肌力下降,其中姿势肌(背肌)和抗重力肌(下肢)下降明显[12]。完全制动时肌肉力量下降速率约为1%/天,3～5 周内肌力下降可达 20%～50%[13]。踝关节骨折患者由于长期制动及神经病理性原因导致踝关节周围肌力下降,髋踝协调性下降同时伴随髋周肌力下降,造成步态及平衡能力下降[14]。踝关节骨折患者踝关节肌力训练是必须的,但制动造成的下肢其他关节肌力丢失也不容忽视[15]。研究已证实踝关节骨折患者的髋部改变,对于踝关节骨折患者的康复训练需强化髋部肌肉尤其是臀大肌及臀中肌的力量训练[2,5]。

等速肌力训练作为康复中有效的肌力训练方式,本研究结果表明在常规治疗基础上增加强化髋周肌群等速肌力训练后,患者髋关节相对峰力矩提升明显,同时步行功能、平衡功能的改善情况优于常规康复治疗,充分证明了强化髋关节髋关节等速肌力训练对踝关节骨折患者的必要性。同时,平衡、步行功能的改善可以极大提高患者自主活动能力和范围,增强患者信心,调整心理状态,对骨折的康复和早日回归正常生活具有重要意义。

之前的研究认为踝关节功能障碍患者的平衡和步行功能表现较差,主要是足踝肌肉、骨骼状况改变,尤其是踝关节背屈活动度降低[10],如完成矢状面动作单腿伸展或落地等[16];现科研人员发现平衡障碍不仅与踝关节本身相关,也与下肢其他部位肌力下降有关,如臀部肌肉[2,15]。髋关节与踝关节作为神经肌肉复合体,其功能协调对于姿势稳定性至关重要,特别对于内外侧支撑基础减少而需要高度平衡的姿势任务 (如单腿站立、串联站立等)[17,18];对于这些任务,踝关节肌肉进行的姿势矫正往往无法应对身体大幅波动,需要髋关节的参与和协调以保持平衡[17]。本研究通过强化患者髋周肌力训练,改善踝关节骨折患者髋关节的参与协调程度,患者的平衡能力大幅提升;同时根据Tinetti量表评分提示强化训练患者跌倒风险也较常规治疗患者减少,表明强化训练可以大幅提升患者的平衡能力和步行能力。

髋周肌群作为核心力量肌肉,其运动控制能力对人体步行及整个躯体的运动功能有着重要作用[18]。步态中髋、踝关节保持高度协调,静态平衡阶段髋踝关节的主要作用是支撑体重并防止摔倒,而动态平衡中的主要作用是参与推进阶段[19]。通过髋关节和踝关节肌肉之间的高度交互和协调,才得以在健全的步态中实现支撑和推进。本研究的实验结果验证了髋周肌群训练对于踝关节骨折患者步态恢复的重要作用,强化训练组的步速、步频、步长较对照组明显提升,步态周期也有相应缩短。

综上所述,髋周肌群力量的增加对于踝关节骨折患者的康复具有积极意义,增强患者的平衡能力和步态功能,值得临床推广。但本研究样本量较小,同时对于踝关节损伤和潜在的髋关节功能缺陷在多大程度上阻碍了平衡及步态表现仍不甚清晰,有待进一步细化其影响。