膝关节前交叉韧带损伤后下肢肌力变化的等速测试研究*

张其亮　丁利琼　滕学仁　刘玉新

膝关节前交叉韧带损伤后下肢肌力变化的等速测试研究*

张其亮①丁利琼①滕学仁①刘玉新①

目的：研究膝关节前交叉韧带损伤后患者膝关节周围肌肉力量的减退情况及其与受伤时间的关系，为前交叉韧带损伤重建手术时机的选择提供依据。方法：选择2010年1月-2013年10月之间单侧膝关节单纯前交叉韧带损伤患者194例为研究对象，应用等速测试仪进行膝关节屈伸肌峰力矩（PT）、相对峰力矩（PT/BW）、屈伸肌峰力矩比（H/Q）及总功（TW）测试，分析并比较肌力变化与受伤时间的关系。结果：患肢与健肢比较，伤后膝关节屈伸肌的PT、PT/BW、TW值均明显减低，H/Q值显著升高，差异均有统计学意义（P＜0.01）。受伤时间与肌力减退明显相关，随受伤时间延长，屈伸肌PT值逐渐下降（r=-0.813；r=-0.852），4组屈伸肌的PT值比较差异均有统计学意义（P＜0.05），其中1月之内组患者屈伸肌的PT值最高。结论：膝关节前交叉韧带损伤后，患肢肌力随时间延长会逐渐下降，前交叉韧带损伤后重建应尽可能地选择在术后1月内及术后3～6个月内肌肉力量相对较好的时间段进行。

前交叉韧带损伤； 等速测试； 肌力

First-author's address：Qingdao Municipal Hospital，Qingdao 266071，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2015.27.003

前交叉韧带（Anterior cruciate ligament，ACL）重建的最终目的是为了恢复膝关节的稳定性及运动功能，其中膝关节周围肌肉力量的恢复至关重要。前交叉韧带损伤后，由于疼痛、制动、缺乏早期活动等原因，不可避免地造成膝关节周围肌肉力量的减退，有些患者甚至行韧带重建后也存在肌力恢复不良或者不能完全恢复的情况，这严重影响了患者的治疗效果及运动能力恢复［1］。因此，有必要了解患者受伤后肌肉力量的变化情况，以便更好地选择手术时机、制定术后康复计划，最大可能地避免术后肌力的丧失。为此，本研究利用等速肌力测试系统，对ACL损伤患者术前进行肌力测试，并分析患者肌力变化与受伤时间的关系，为患者手术时机的选择提供依据。

1　资料与方法

1.1一般资料收集2010年1月-2013年10月到青岛市市立医院骨科就诊的单膝前交叉韧带损伤患者194例，男121例，女73例；年龄21～50岁，平均（33.6±8.35）岁；体重44～86 kg，平均（61.7±10.14）kg。所有患者均最终经关节镜检查证实有明确的ACL断裂。其中运动性损伤129例，车祸伤47例，其他伤18例，全部为单侧损伤。排除标准：合并其他韧带损伤；合并关节软骨损伤患者：年龄大于55岁患者；合并下肢骨折的患者；不能完成康复计划及等速测试患者。参照Yoon等［1］的标准，按照患者受伤到手术时间分为4组，急性期40例（1个月内组）、亚急性期55例（1～3个月组）、慢性期50例（3～6个月组），陈旧期49例（6个月以上组）。4组患者的性别组成、年龄、体重等一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05）。

1.2方法 等速仪器的准备：（1）按照等速系统的使用说明，适当调整等速设备座椅，以利于患者处于舒适、放松的状态，避免因座椅高度、倾斜角度等造成患者肌力测试不准确。一般调整座椅高度为“1级”，椅背后仰角度为70°。（2）患者在座椅上的姿势和位置：双侧腘窝在下肢自然下垂时位于座椅前缘，前后位置以屈伸活动时腘窝及下肢不受阻碍为佳，双手放于两边的把手，等速测试时可握紧。测力计与被测量肢体的位置：测力计位于被侧量肢体的外侧，转动臂角度设定为大约30°～40°。（3）激光定位：先将患肢放于测力计上，暂不固定，嘱患者缓慢行膝关节屈伸活动，微微调整肢体前后、左右方向，以使激光正好位于关节活动轴的轴心，准确定位完成后牢固固定测力计。选择合适的约束带分别固定患者的踝关节和膝关节上方，注意不能妨碍膝关节屈伸，固定需牢靠，以防测试中膝关节有前后或者侧方移动，影响测力计测试。所有入选对象肌力测试前均在等速测试仪行平衡校准和适应运动。利用等速测试系统分别对患者的患侧和健侧肢体进行等速测试，测试时角速度选用60°/s，180°/s，均采用等速向心模式对每侧膝关节的伸肌、屈肌进行测试，测试指标包括峰力矩（PT值）、相对峰力矩（PT/BW）、屈肌和伸肌峰力矩比值（H/Q值）、总功率（TW）等。

1.3统计学处理 使用SPSS 10.0统计软件进行分析，计量资料采用（x-±s）表示，比较采用t检验、Spearman相关分析及单因素方差分析对所有患者的两侧下肢肌力等速测试值进行统计，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1两侧膝关节周围屈伸肌力的比较 两侧的60°/s、180°/s屈伸肌的PT、PT/BW、TW值比较差异有统计学意义（P＜0.01），患侧的屈伸肌PT、PT/BW、TW值显著小于患健，提示前交叉韧带损伤后患侧肢体的屈伸肌力均有明显减退。患侧H/Q比值明显高于健侧，差异均有统计学意义（P＜0.01），提示患肢伸肌肌力的下降要比屈肌严重，见表1。

表1　患者两侧膝关节的等速测试结果比较（±s）

表1　患者两侧膝关节的等速测试结果比较（±s）

*与健侧比较，P＜0.01

PT/BW N·m类型 PT N·m TW N·m H/Q % 60°/s180°/s60°/s180°/s60°/s180°/s60°/s180°/s患侧肢体伸肌102.19±24.51*74.96±22.35*1.46±0.24*1.08±0.20*123.50±25.03*94.82±23.08*62.06±7.01*72.55±11.20*（n=194）屈肌 67.67±20.44*54.38±21.67*0.99±0.15*0.78±0.16*87.04±17.86*63.00±24.56*健侧肢体伸肌187.45±33.65 126.86±27.242.75±0.381.90±0.28232.46±40.03 166.82±36.5752.50±5.4266.21±9.35 （n=194）屈肌 98.47±25.35 78.73±21.311.44±0.241.17±0.21126.37±30.04 104.35±24.56

2.2患侧肢体伸屈肌肌力与受伤时间之间的关系 采用单因素方差分析对不同时间组患者屈伸肌的PT值进行比较，结果显示，各组之间屈伸肌的PT值比较差异均有统计学意义（P＜0.05），其中1月内组患者的肌力最好，3～6个月组患者肌力其次，1～3个月组患者肌力再次，6个月以上组最差。采用Spearman相关分析对所有患者的受伤时间与伸屈肌的PT值进行相关性分析，结果显示，患者屈伸肌的PT值与受伤时间有明显负相关性（r=-0.813；r=-0.852），提示随着受伤时间延长，患者的伸直及屈曲肌力逐渐降低，且受伤时间越长，肌力减退越多，见表2。

表2　患侧肌力情况与受伤时间之间的关系（±s） 　N·m

表2　患侧肌力情况与受伤时间之间的关系（±s） 　N·m

*与其他三组比较，P＜0.01

屈肌PT组别伸肌PT 60°/s180°/s60°/s180°/s 1月内组（n=40）156.02±35.31*112.09±27.24*90.66±27.24*76.11±23.69*1～3月个组（n=55） 85.81±27.43 66.35±19.8161.17±18.9348.42±16.20 3～6个月组（n=50）106.88±24.21 76.67±24.3071.82±20.4856.87±18.28 6个月组（n=49） 71.82±22.10 52.56±17.3251.95±16.5440.75±12.85

3　讨论

近年来，ACL重建后肌力康复越来越受到重视，尽管随着手术技术的提高、固定方式的进步、积极康复程序的出现以及康复的社区化，患者术后肌力的恢复有了很大的改善，但仍有很多ACL损伤的患者在重建术后残余了永久的肌力减退［2-4］。Palmieri-Smith等［5］的研究指出，无论是应用自体半腱股薄肌腱、自体骨-髌腱-骨移植物还是异体移植物，前交叉韧带损伤重建术后都会存在股四头肌肌力的永久性缺失，有些病例的股四头肌肌力永久性减退甚至超过20%。这种肌力减退不仅会影响患者的关节稳定性及运动能力的康复，而且会破坏关节内环境，造成年轻患者骨关节炎的提前发生［6-7］。这严重影响了ACL重建术后的远期疗效。为了更好地提高患者术后肌力的恢复，很多学者开始关注术前患者肌力的变化情况。Jong等［8］针对191例前交叉韧带损伤患者进行等速肌力测试的研究证实：ACL损伤后，股四头肌及腘绳肌肌力在60°/s和180°/s测试时均有明显减退。吴毅等［9］对膝关节ACL损伤后的运动员进行等速测试的研究发现，患肢肌力会有明显减退，屈肌、伸肌肌力下降的程度不完全平行，伸肌肌力的下降要快的多，因此，患肢的H/Q比值会有一定增高。周谋望等［10］用等张肌力测试的方法，对ACL断裂后的患者进行健侧和患侧的肌力测试，结果显示，患肢肌肉的力量、最大功率、收缩速度等指标较对侧肢体均有明显降低。本研究的结果亦显示，前交叉韧带损伤后，伸肌及屈肌的PT、PT/W、TW值显著低于健侧肢体，证实损伤后膝关节的主要伸屈肌力均有显著减退。进一步的分析证实，患者伸屈肌的PT值与受伤时间有明显相关性，患肢肌力变化的总体趋势是，随着受伤时间的延长，肌力逐渐下降。

本研究同时发现，不同受伤时间段内患肢肌力减退的情况是有差异的。损伤后早期1月以内，肌力情况减低较少，分析其肌力减退的原因可能与膝关节肿胀、急性疼痛、活动减少等有关。伤后1～3个月内，患者肌肉力量明显减退，且减退程度是各个时间段之中最严重者，这可能与患者制动时间延长、活动能力进一步减少、本体感觉减退有关。伤后3～6个月内，患肢肌力有部分恢复，但是增加的程度和速度有限，分析其变化的原因，可能是由于患肢急性损伤症状已基本消除，下肢活动量也逐渐增加，甚至有部分患者已无严重不适，可以完成日常活动，下肢肌力与随着活动量的加大、肌肉有效收缩的增加有关。伤后6个月以上，患肢肌力再次出现一种缓慢但小幅度的下降，其原因是患者虽然已经逐渐适应了损伤后的生活，但由于前交叉韧带损伤带来的继发损伤开始出现，因此造成相应的慢性疼痛症状及活动能力受限，因此患者会有意识地保护下肢，以减少肌肉收缩和活动量，考虑这是患肢肌力再次下降的主要原因［11］。

术前肌力减退不仅会加重关节不稳定造成的功能障碍，加快关节退变的发生，还会影响重建术后肌力的恢复［12-13］。Logerstedt等［14］对55例前交叉韧带损伤患者的术前肌力及术后6个月IKDC2000评分进行分层线性回归模型分析证实，ACL损伤后术前肌力的下降程度是影响术后康复的重要因素，并认为良好的术前肌力有助于提高术后康复效果。Eitzen等［15］研究则证实，术前短期的康复锻炼能有效地提高股四头肌的肌力情况，进而显著提高重建术后肌力及关节功能的恢复。

综上所述，本研究认为，从保证肌力恢复及提高术后疗效的角度看，ACL损伤后重建应尽可能的选择在在术后1月内及术后3～6个月内肌肉力量相对较好的时间段进行，尽量避免在肌力较弱的1～3个月及6个月以后进行；而对于一些因为未能及时就诊或者明确诊断而错过了最佳肌力时期的患者，建议患者在术前进行肌力测试，并进行积极的有效的肌力康复，将肌力恢复到一定程度再行手术治疗为宜。

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A Isokinetic Testing Study on the Changement of Muscle Strength in the Patients with Anterior Cruciate Ligament Injury

/ZHANG Qi-liang，DING Li-qiong，TENG Xue-ren，etal.//Medical Innovation of China，2015，12（27）：009-012

Objective： To investigate the relationship between muscle strength and injure time in the patients with anterior cruciate ligament rupture.To provide the basis for the choice of anterior cruciate ligament injury reconstruction operation time.Method：194 cases with unilateral ACL rupture were selected from January 2010 to Octomber 2013 as research objections.The PT value，PT/BW value，H/Q value and TW value of patients were obtained by isokinetic testing. The relationship between the injury time and these values was analyzed.Result：Compared with the healthy side， the PT value，PT/BW value and TW value of the injured side decreased significantly，the H/Q increased，the differences were statistically significant（P＜0.01）.Injury time was associated with decreased muscle strength obviously， with the extension of injury time， flexor PT values gradually decline （r=0.813；r=0.852）， compared four groups of flexor PT value，the differences were statistical significance （P＜0.05），within one month of flexor PT value was the highest.Conclusion： In patients with anterior cruciate ligament injury， muscle strength of injured limb would gradually declined according to the injure time. The surgery treatment of patients with anterior cruciate ligament injury should be taken within 1 month or in 3 months to 6 months when the muscle strength of the injured limb is better.

Anterior cruciate ligament injury； Isokinetic testing； Muscle sthength

青岛市医疗卫生优秀人才培养项目资助（V市YQ2014Y310）

①山东省青岛市市立医院 山东 青岛 266071

刘玉新

（2015-04-30） （本文编辑：周亚杰）