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本文是关于前交叉韧带重建(ACLR)后引入开链运动(OKC)锻炼标准的范围综述。研究发现多数研究采用时间标准,临床标准应用较少。建议结合临床和时间标准制定康复方案,为临床决策提供依据,推动 ACLR 康复规范化。
背景
前交叉韧带重建(Anterior Cruciate Ligament Reconstruction,ACLR)术后康复的关键目标,是确保患者能安全、高效地重返运动(Return to Sport,RTS),同时最大程度降低再次受伤风险,并优化膝关节功能。在康复早期,由于闭链运动(Closed Kinetic Chain,CKC)能通过增加胫股压缩力和腘绳肌激活,限制胫骨前移,从而产生较低的移植物应力,所以常被优先选用。然而,CKC 运动在孤立和强化股四头肌方面并非最佳选择,而股四头肌对于恢复膝关节功能和降低再次受伤风险至关重要。
开链运动(Open Kinetic Chain,OKC)在改善股四头肌力量方面效果显著,且不会损害移植物稳定性,但在临床实践中,其应用仍存在争议。临床医生担心 OKC 运动可能会导致移植物松弛,这使得 OKC 运动在 ACLR 康复中的应用并不统一。不过,近期研究表明,CKC 和 OKC 运动相结合,能够促进股四头肌恢复,推动患者更早重返运动,还能改善功能结局,且不会增加胫骨前移松弛度。
从生物力学角度来看,OKC 腿伸展时 ACL 的应变(3.8%)明显低于正常行走时(13%)。而且,对比 ACLR 术后早期 CKC 和 OKC 运动的研究发现,术后 3、6 或 12 周,OKC 运动在提高膝关节伸肌的等速力量和耐力方面表现更优。目前的临床实践指南也支持在早期康复中安全使用 OKC 运动,强调其在提升股四头肌力量、加快重返运动进程且不影响膝关节稳定性方面的作用。
股四头肌力量与多种良好的康复结局密切相关,包括改善步态、提升功能表现、提高生活质量,以及降低再次受伤和患膝骨关节炎的风险。股四头肌力量的恢复,以及手术侧与非手术侧肢体力量的对称性,是康复进程推进、恢复跑步和重新开始体育活动的重要标准。尽管 OKC 运动有诸多益处,但现有研究在移植类型、样本大小、干预策略和结局测量等方面存在差异,限制了相关证据的临床适用性。目前的指南在确定 OKC 运动引入的合适时机方面,缺乏标准化标准,导致临床实践存在差异。因此,本范围综述旨在探究科学文献中用于确定 ACLR 术后引入 OKC 运动合适时机的时间和(或)临床标准。
方法
范围综述允许研究人员使用不同的研究设计,探索和梳理特定主题的现有证据。本综述遵循 Levac 等人描述的方法以及乔安娜?布里格斯研究所(Joanna Briggs Institute)的范围综述方法,报告遵循系统评价和荟萃分析扩展的首选报告项目(Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses Extension for Scoping Reviews,PRISMAScR)。该综述未预先注册,且没有患者或公众参与。
在纳入标准方面,所有以英文撰写的临床试验、初步研究、建议、康复方案和案例研究均被纳入,但文献综述、系统评价和荟萃分析,以及会议摘要和社论被排除在外,且对出版年份没有限制。研究对象限定为接受过使用腘绳肌腱或髌腱移植物的 ACLR 患者(排除其他类型手术),年龄在 16 至 60 岁之间。同时,接受过半月板切除术、存在软骨损伤或骨软骨缺损、内侧副韧带损伤、后交叉韧带损伤或 ACL 翻修手术的患者被排除。本研究仅纳入涉及使用任何类型 OKC 运动(无论有无阻力)进行股四头肌强化训练的患者的研究,不考虑 OKC 运动的类型(如手动阻力、腿伸展机、等速运动等)、阻力位置(胫骨近端或远端)、负荷大小、肌肉收缩类型、膝关节运动范围或强化训练方案的持续时间。对于未明确详细说明所使用的 OKC 强化训练方案和移植物类型的研究,将被排除。
在信息来源、文献检索和证据来源选择上,首先在 MEDLINE 数据库进行探索性检索,确定相关医学主题词(MeSH terms)、文本词项和关键词,并与作者团队协商制定最终检索词串。然后,由第一作者系统检索四个在线数据库(MEDLINE via PubMed、Embase、ScienceDirect 和 CINAHL),并筛选纳入研究的参考文献列表,以及关键系统综述和叙述性综述,同时使用 Google Scholar 进行引文追踪。检索到的所有文章被下载并转移到 Zotero v6.0.13 管理平台,去除重复文章后,由两名评审人员(HR 和 FF)独立通过标题和摘要筛选文章的 eligibility,之后进行全文筛选,如有分歧先在评审人员会议上讨论,若无法达成共识,则咨询资深作者(AJM、VK、JR)解决。
数据提取方面,制定了标准化的数据提取 Excel 表格,并在 10% 的符合条件的研究样本上进行了试点测试。提取的数据包括文章标识符(作者、标题、出版年份、国家和研究设计)、移植物类型、OKC 运动开始的时间点、开始 OKC 运动的标准、OKC 运动的类型(运动范围 Range of Motion,ROM、收缩模式、负荷和进展)。对于报告或建议进行股四头肌强化的 OKC 运动,但未详细说明开始标准的研究,通过电子邮件联系作者(两次),若未收到回复,则将该研究排除在范围综述之外。
由于本研究是对代表康复策略的变量(基于时间的标准和临床标准)进行描述性分析,而非对人群干预结果的分析,所以认为描述性总结受研究质量或偏倚风险的负面影响较小。在数据管理和综合方面,数据以计数和百分比(%)、中位数和四分位数间距(Interquartile Range,IQR)或均值和标准差(Standard Deviation,SD)呈现,同时采取措施确保结果不受异常值的过度影响。若研究比较了不同时间标准或其他标准的两种康复方案,则所有标准都包含在总结中。
结果
研究筛选流程显示,最初确定了 226 条潜在记录,去除 44 条重复记录后,182 条记录进行标题 / 摘要筛选,其中 145 条被排除,37 条进行全文评估,最终 26 项研究被纳入。
在纳入的研究中,21 项(80.7%)使用或包含基于时间的标准来引入 OKC 股四头肌强化训练,引入 OKC 运动的中位时间为术后 15 天(范围 1 - 270 天;均值 ± 标准差为 31.6±56.7 天)。这些研究中,三分之一(9 项,34.6%)在术后第 7 天至第 30 天引入 OKC 强化训练,6 项(23.1%)在术后第一周(1 - 7 天)建议或引入 OKC 股四头肌强化训练。12 项研究(46.1%)使用骨 - 髌腱 - 骨(Bone Patellar Tendon Bone,BPTB)移植物,14 项研究(53.8%)使用腘绳肌移植物,BPTB 移植物引入 OKC 运动的时间为 42.8±74.1 天,腘绳肌移植物为 35.5±38.8 天。
只有 3 项研究(11.5%)同时使用基于时间和临床的标准来引入 OKC 股四头肌强化训练,其中 2 项研究的患者使用 BPTB 移植物,且这 3 项研究均在术后第二周左右(12 - 19 天)引入 OKC 强化训练。临床标准方面,所有研究都将膝关节活动范围作为必要标准,同时要求患者能不用拐杖行走。2 项研究规定 ACLR 患者应达到膝关节完全伸直(0°)和 90° 屈曲,1 项研究仅提及膝关节屈曲活动范围(90°)作为引入 OKC 强化训练的要求。
5 项研究(19.2%)仅使用临床标准来允许 ACLR 术后引入 OKC 股四头肌强化训练,这些研究的患者均为 BPTB 和腘绳肌移植物混合。使用的标准包括股四头肌完全激活(膝关节完全伸直且髌骨上移)、独立行走、膝关节积液极少或无、膝关节主动屈曲活动范围达到 120° 以及膝关节无松弛。3 项研究将疼痛作为标准,设定数字疼痛评分量表上的阈值<2 或 3/10 作为引入 OKC 运动的标准。
讨论
OKC 运动引入、临床实践和指南
本范围综述纳入的 26 项研究表明,手术后的时间是 ACLR 术后允许引入 OKC 股四头肌强化运动最常报告的标准。从 21 项研究中发现,康复中引入 OKC 运动的中位时间是术后 15 天,时间范围跨度较大。26 项研究中只有 5 项报告或建议了引入 OKC 运动的临床标准,最常报告的临床标准包括膝关节屈曲 ROM>100°、极少或无关节积液、步态正常、股四头肌正常激活。
以往和当前的 ACLR 术后康复临床实践指南建议,将 OKC 股四头肌强化运动推迟到术后 4 周,且在膝关节运动受限的范围内(膝关节屈曲 90° - 45°)进行。这些指南与本综述的结果与欧洲目前的物理治疗实践相符,即使用 OKC 运动进行 ACLR 康复的从业者中,大多数在术后 6 周前引入这些运动,只有约 20.0% 在术后 12 周后开始。对希腊物理治疗师的调查显示,大多数(64.3%)根据临床标准(如移植物类型、膝关节肿胀和疼痛)和手术时间的组合来引入 OKC 运动;相反,61.7% 的佛兰德物理治疗师在 ACLR 康复期间不使用 OKC 运动,这可能源于传统观念认为 OKC 膝关节伸展运动对 ACL 移植物有危险,或者反映了更保守的治疗方法。然而,临床实践指南和当前临床实践与当代证据不一致,当代证据表明,在 ACLR 人群中,早期或晚期引入 OKC 运动与闭链运动相比,在胫骨前移松弛度、股四头肌力量、患者报告的功能或身体功能方面没有差异。尽管指南对使用腘绳肌移植物的 ACLR 患者引入 OKC 运动更为保守,但本综述中大多数研究在康复早期就引入了 OKC 运动,虽然膝关节运动范围受限,但允许外部阻力。
仅基于术后时间引入 OKC 股四头肌运动在临床实践中不相关
当代 ACLR 术后康复的证据和临床实践指南主张摒弃以时间为导向的康复理念,认为康复应基于标准和特定目标分阶段进行。然而,这些建议仍使用基于时间的标准(术后第四周)来引入 OKC 股四头肌运动,本范围综述中 80.7% 的纳入研究也是如此。目前对 ACL 移植物愈合过程各阶段,尤其是其持续时间的了解仍然有限。根据成像和活检研究数据,移植物愈合阶段持续 3 个月,包括炎症和细胞坏死期(3 - 6 周);使用 BPTB 移植物时,骨 - 骨界面的巩固需要 3 个月;使用腘绳肌移植物进行重建时,骨隧道的愈合甚至更长(超过一年)。ACLR 移植物的低刚度可能表明其成熟度不足,拉伸强度尚未恢复。Lindanger 等人的前瞻性研究对膝关节松弛度进行了分类,侧方差异<3mm 定义为 “紧”,3 - 5mm 为 “轻微松弛”,>5mm 为 “移植物松弛”,并建议将前向平移<3mm 作为重返运动的标准。这些数据以及早期对开链运动使用的警告,导致临床医生担心 OKC 运动会导致 ACL 移植物松弛,尽管有大量相反的证据,但这种观念依然存在。不过,ACLR 术后移植物成熟阶段的拉伸强度仍不清楚。
ACLR 康复中机械负荷的作用
从另一个角度看,生物组织(包括肌腱)对机械负荷的适应是康复的基本原理。用于 ACL 移植物的肌腱在受到控制的负荷时会发生肥大和结构适应,这凸显了恢复过程中适当机械应力的重要性。早期和渐进性加载已被证明能促进最佳的组织重塑和功能恢复,因为它能刺激细胞活动和胶原蛋白合成,从而增强移植物的机械性能。
在 ACLR 的背景下,OKC 运动所引入的负荷并不过度,处于支持移植物适应的范围内。这些运动在孤立股四头肌的同时,为移植物提供了有针对性的负荷,有助于肌肉恢复,并防止股四头肌功能和形态出现长期缺陷。强调早期、控制加载的益处,有助于支持将 OKC 运动安全纳入康复方案,体现其在促进移植物健康和恢复肌肉力量方面的双重作用。由于移植物作为活组织会对施加的机械应力做出反应,且 OKC 运动施加的应力与步态相似,所以可以假设早期对移植物施加机械负荷(张力)应能促进愈合反应,并改善其机械性能,就像健康竞技运动员在赛季前后 ACL 的变化一样。同时,必须认识到肌肉在抵抗胫骨相对于股骨的前移方面的作用,有研究建议,旨在降低 ACL 损伤风险的干预措施应考虑针对这些特定肌肉的功能。此外,拉伸应力大多与年龄相关,老年人的拉伸强度较低。
引入 OKC 股四头肌运动的基于标准的方法
虽然传统上使用基于时间的标准来引入 OKC 股四头肌强化运动,但在临床实践中其相关性可能有限,也可能无法完全实现预期的安全目标。基于个性化临床推理方法,建议采用基于标准的框架来指导康复,包括引入 OKC 股四头肌运动,该框架应根据每位 ACL 重建患者的具体需求和进展进行调整。本范围综述中的研究表明,引入 OKC 运动的标准包括步态正常、无或极少膝关节积液、膝关节屈曲运动范围≥90°、股四头肌正常激活或主动直腿抬高无滞后。从临床角度看,这些标准都有直接或间接的证据支持其有用性和适用性。异常的膝关节屈曲会影响 OKC 膝关节伸展运动的进行,早期随访中膝关节屈曲不足与影像学上的骨关节炎存在相关;正常的步态能使 ACL 移植物在开始 OKC 运动前适应日常生活中的正常应力;由于关节源性肌肉抑制导致的股四头肌无法完全激活,会阻碍 OKC 股四头肌强化训练,且与受伤后早期的股四头肌严重无力有关。然而,尽管当前临床实践指南指出临床医生应监测前膝关节疼痛,并相应调整 OKC 膝关节负荷和强化训练的进展,但本综述中只有一项研究在应用 OKC 运动时采用了疼痛监测方法。目前尚不清楚运动过程中可接受的疼痛程度,虽然有观点认为运动相关的疼痛可能很重要,甚至可能是恢复的关键部分,因为运动中的疼痛并非成功康复的障碍,反而可能有助于取得更好的临床效果。
方法学考虑
本范围综述首次聚焦于 ACLR 术后患者引入 OKC 股四头肌强化运动的问题,但存在一些局限性,影响了研究结果的普遍性。
首先,纳入标准未考虑使用股四头肌腱移植物的 ACLR 情况,尽管近期有证据和建议支持其使用。由于移植物类型可能影响康复时间和方案,缺乏针对股四头肌腱移植物的研究限制了结果对该患者群体的适用性。未来研究应探讨腘绳肌、BPTB 和股四头肌腱移植物在康复时间和临床标准上是否存在差异。
其次,部分研究因康复方案描述不详细而被排除在综述之外,尽管尝试联系作者获取信息,但未能成功,这可能导致选择偏倚,因为只有明确报告 OKC 运动实施情况的研究被纳入,所以研究结果可能无法完全代表临床实践中的所有康复方法。
此外,专注于 OKC 运动的出版物可能倾向于比一般 ACLR 康复方案更早引入 OKC 运动,如果是这样,研究结果可能高估了标准临床环境中早期引入 OKC 运动的普遍性。这种潜在偏倚表明,需要更广泛地研究不同临床环境中康复方案的差异,特别是在保守治疗方法仍占主导的地区。
最后,搜索策略可能存在局限性,由于没有图书馆员参与搜索词的制定,可能遗漏了关键搜索词。虽然旨在构建全面系统的搜索策略,但缺乏专业输入可能影响了文献检索的完整性。这凸显了在未来综述中完善搜索方法的重要性,以确保更全面地获取相关研究。
临床意义
本范围综述的结果表明,临床标准在指导 ACLR 康复中引入 OKC 股四头肌强化运动方面具有重要价值。疼痛评分<2 - 3、膝关节 ROM(0 - 100°)、无膝关节积液、不用拐杖行走和膝关节完全伸直等临床指标,为根据患者个体需求制定康复方案提供了实用的基准。这些标准与之前的研究一致,即强调从严格的基于时间的康复方法转向更注重功能的基于标准的框架。
在术后早期以受限的运动范围(如 90° - 45°)引入 OKC 运动似乎是安全的,并且可能有助于提高股四头肌力量,同时不会对移植物完整性产生负面影响。这与机械负荷在 ACL 移植物适应中的作用相关,有证据表明,早期控制加载可以促进组织重塑、刺激胶原蛋白合成,并增强移植物的机械性能,同时不影响稳定性。OKC 运动施加的机械应力与正常步态相似,进一步支持了将其安全纳入康复方案的观点。
此外,早期和晚期引入 OKC 运动在胫骨前移松弛度、股四头肌力量、患者报告的功能或身体功能方面没有显著差异,这进一步表明,当临床标准表明患者已准备好时,延迟引入 OKC 运动可能没有必要。实际上,OKC 运动中对股四头肌的选择性激活,可能在解决关节源性肌肉抑制和预防长期股四头肌缺陷方面发挥关键作用,而长期股四头肌缺陷与恢复延迟和二次 ACL 损伤风险增加有关。
临床医生应综合考虑基于时间和临床的指标,进行个性化康复,并密切监测患者进展,根据需要调整方案。使用临床标准可以实现更个性化和适应性强的康复过程<