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为解决髌骨骨折术后下肢肌肉萎缩问题,研究人员开展个性化血流限制训练(BFR)研究,发现训练可行且效果良好。
髌骨骨折术后康复难题与新探索
髌骨骨折(Patellar fracture,PF)是常见的骨科损伤,就像一颗 “小炸弹”,打乱了患者的正常生活节奏,严重影响他们的行动能力和生活质量。在众多 PF 亚型中,AO/OTA 34 C1 和 C2 型骨折较为常见,它们各具特点,严重程度也有所不同。手术虽然能帮助骨折复位,但术后肢体的固定却带来了新麻烦 —— 下肢肌肉萎缩。患者常常会感到下肢力量明显下降,这主要是股四头肌萎缩在 “作祟”。有研究表明,PF 手术治疗后的患者,中期会存在显著的功能缺陷,比如股四头肌等长伸展力量与未受伤一侧相比平均减少 26%,等速伸展功率在不同角速度下也大幅降低。而且,下肢瘫痪的情况可能会持续数年,这不仅增加了再次受伤的风险,还可能导致关节恶化。
为了帮助患者更好地恢复,高强度抗阻训练曾被视为提升骨骼肌形态和功能适应的 “黄金标准”。然而,这种训练所需的高负荷(60 - 80% 的 1 - 重复最大负荷,1 - RM)对很多患者来说并不适用,因为它可能会引起过度不适,甚至加重关节损伤。于是,血流限制(Blood flow restriction,BFR)训练逐渐进入人们的视野,它通过限制血流,让患者在低强度训练下也能实现肌肉尺寸和力量的提升,在一些骨科疾病康复中已初显成效。但针对 PF 患者的个性化 BFR 训练,此前还无人涉足。
在这样的背景下,南京第一医院的研究人员勇挑重担,开展了一项具有开创性的研究。他们想探究个性化 BFR 训练对 PF 术后患者的可行性和效果,研究成果发表在《BMC Musculoskeletal Disorders》上,为该领域带来了新的曙光。
研究方法:精心设计,步步为营
研究人员采用病例系列研究方法,精心挑选了符合特定标准的参与者。纳入标准涵盖了年龄、手术时间、健康状况、康复意愿等多个方面,比如要求参与者年龄在 18 - 65 岁之间,在过去 6 个月内接受过髌骨骨折手术等;同时明确了一系列排除标准,排除那些存在严重合并症、下肢有重大损伤史等不适合 BFR 训练的人群。
最终,招募到了两位具有代表性的参与者:一位是 47 岁的男性,患有右侧膝关节闭合性、移位性 PF(AO/ATO 34 C1);另一位是 28 岁的女性,右侧膝关节同样是闭合性、移位性 PF(AO/ATO 34 C2)。
在手术技术上,医生们采用了一套严谨的操作流程。患者仰卧位,术前静脉注射预防性抗生素,然后使用大腿止血带,通过纵向手术切口对骨折区域进行评估和处理,用大毛巾钳复位骨折,在透视引导下插入克氏针并用钛缆固定,构建张力带结构。
术后,参与者接受了为期六周、每周两次的个性化 BFR 训练。训练内容包括直腿抬高和膝关节伸展,这些动作看似简单,却对恢复股四头肌力量至关重要。训练过程中,使用医疗级止血带系统(A.T.S. 4000TS Tourniquet System),将止血带压力设定为下肢闭塞压力(LOP)的 60%,并在组间休息时松开止血带。
为了全面评估训练效果,研究人员还使用了多种测量方法。例如,通过 IsoMed 2000 的腿部伸展模块测量膝关节伸肌的峰值扭矩;运用 “亮度模式”(B - mode)超声成像设备测量股直肌(Rectus femoris,RF)的横截面积;借助 MyotonPRO 现代设备测定 RF 僵硬度;采用 Lysholm 评分评估下肢功能,该评分涵盖了跛行、膝关节锁定、疼痛等多个方面,能综合反映下肢的功能状态。
研究结果:训练成效显著,前景乐观
经过六周的个性化 BFR 训练,两位参与者都取得了令人惊喜的进步。
- 膝关节伸肌峰值扭矩:男性参与者的膝关节伸肌峰值扭矩从 27.6 N?m/kg 提升到 40.9 N?m/kg,增加了 48.2%;女性参与者从 36 N?m/kg 大幅提升到 84.5 N?m/kg,增幅高达 134.7%。这表明训练显著增强了膝关节伸肌的力量。
- 股直肌横截面积:男性的 RF 横截面积从 7.09 cm2 增长到 7.65 cm2,增长了 7.9%;女性从 5.66 cm2 增加到 6.04 cm2,增长了 6.8%。说明训练促进了肌肉的生长,有助于改善肌肉的形态。
- 股直肌僵硬度:男性的 RF 僵硬度从 226 N/m 提升到 244 N/m,提升了 7.9%;女性从 255 N/m 增加到 297 N/m,提升了 14.2%。这意味着肌肉的机械性能得到了改善,对维持关节稳定性有积极作用。
- Lysholm 评分:男性的 Lysholm 评分从 63 分提高到 86 分,提升了 23 分,功能状态从 “差” 提升到 “良好”;女性从 43 分提高到 73 分,提升了 30 分,功能状态从 “差” 提升到 “中等”。这充分证明了训练对改善下肢功能、减轻疼痛等方面具有显著效果。
研究结论与讨论:意义重大,未来可期
综合研究结果,六周的个性化 BFR 训练显著改善了 PF 术后三个月参与者的膝关节伸肌峰值扭矩、RF 横截面积、RF 僵硬度和 Lysholm 评分。这意味着参与者的下肢功能得到了有效恢复,他们有可能重新回归正常的工作、运动和生活,如跑步、骑自行车等。
从机制上分析,BFR 训练会导致代谢产物积累,营造酸性环境,增强交感神经活动,促进肌肉纤维募集;同时,压力袖带营造的缺氧环境会促使血管生成因子增加,有利于肌肉生长。在肌肉横截面积增加方面,代谢产物激活相关系统,提升生长激素水平,促进肌肉细胞增殖;在肌肉僵硬度增加方面,可能与肌肉力量增强、胶原蛋白合成增加有关;而 Lysholm 评分的提升,则得益于训练减轻了疼痛,增强了肌肉力量,使患者在日常活动中更加轻松。
不过,这项研究也存在一些局限性。样本量较小,且参与者在年龄、性别、骨折类型等方面存在差异,缺乏对照组,这些都限制了研究结果的普遍性和因果推断。但这并不影响其重要意义,它为后续研究奠定了坚实的基础。未来,需要开展更大样本量、更严格设计的随机对照试验,进一步验证个性化 BFR 训练的有效性、安全性和耐受性,探索其在不同人群中的应用效果,为 PF 术后患者的康复提供更科学、更有效的方案。
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