黄茜茜 姚 洁 蔡玉娜 李晓伟 郭 妍

(陕西中医药大学护理学院，陕西省咸阳市 712000)

【提要】 术后康复治疗是全膝关节置换术(TKA)患者恢复活动能力的关键，直接影响患者的手术效果及生活质量。渐进式抗阻力运动是肌肉克服外来阻力时进行的一种无氧主动运动，主要包括克服弹性物体运动、对抗性运动、抗阻运动和利用力量训练器械等方式，相对于其他运动方式，其是一种更有效的提高肌肉力量的方法。本文就渐进式抗阻力运动的机制、运动方式、运动时间、适用人群，以及在TKA后康复治疗中的临床应用效果进行综述，旨在为TKA患者术后功能康复提供参考。

全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)是一种应用人工材料制造的假体代替膝关节，以使得关节功能近似正常的一种手术方式，随着基础理论知识及医疗技术的不断发展，TKA的理论体系及治疗方式逐步成熟[1]。目前TKA是临床上治疗晚期膝关节骨性关节炎的一种成熟的手术方式，可以有效改善膝关节病变导致的膝部疼痛、活动受限及关节畸形等[2]。术后运动治疗对TKA患者的功能康复至关重要，运动疗法包括主动运动、被动运动及抗阻力运动等方式。但TKA后患者下肢肌力下降，尤其是股四头肌力量的下降将直接影响患者运动功能的恢复和生活质量的提高。从病理生理学角度看，相对于其他运动方式，渐进式抗阻力运动是能够更有效地提高肌肉力量的方法[3]，因此，本文就渐进式抗阻力运动的机制、运动方式、运动时间、适用人群及在TKA后康复治疗中的应用效果进行综述。

1 渐进式抗阻力运动

1.1 渐进式抗阻力运动的概述 渐进式抗阻力运动又称为力量运动或阻力运动，是肌肉克服外来阻力时进行的一种无氧主动运动，主要包括克服弹性物体运动、对抗性运动、抗阻运动和利用力量训练器械等方式[4]。从机械学角度来看，渐进式抗阻力运动包括同心和偏心的肌肉动作，可以缓解膝关节骨性关节炎患者的疼痛[5]。其中每日可调渐进式阻力训练是一种结构化渐进强化技术，通过对患者进行间断分期力量训练，优化患者对阻力训练的适应能力，从而增强患者的股四头肌力量和下肢功能[6]，将其应用于TKA后患者的康复锻炼过程中，可以在增加阻力的同时增加肌肉力量训练，促进术后早期功能康复。

1.2 渐进式抗阻力运动的机制 渐进式抗阻力运动是一种增强肌肉力量的训练方法，其机制可能为：渐进式抗阻力运动后，患者血液中的代谢物质(如乳酸与H+等)增加，在酸性环境中生长激素水平显著提升，且体内的类胰岛素生长因子、睾固醇、白细胞介素-6等多种激素皆会受到代谢的压力而提高其浓度，这种局部代谢产物的刺激是增强肌肉力量的重要原因[7]；同时，渐进式抗阻力运动可通过提高骨骼肌磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信号通路中关键信号分子的表达，进而促进信号传导，增加骨骼肌细胞的体积和数量，扩大毛细血管在骨骼肌上的分布密度，增强骨骼肌的有氧代谢能力，增加其肌肉力量[8]。Lee等[9]的研究证实，渐进式抗阻力运动并不是通过增加肌肉纤维的数量，而是通过增大肌肉纤维来提升肌肉力量。综上，渐进式抗阻力运动通过增强神经信号传导或改变体内代谢物质，提升患者的肌肉力量，促进TKA患者术后运动功能的恢复。

1.3 渐进式抗阻力运动的方式 研究表明，正常人行走时膝盖需要屈曲65°，下楼时膝盖需要屈曲90°，从低矮的椅子上站起来时膝盖需要屈曲105°[10-11]。大多数骨科医生推荐TKA患者在术后恢复过程中进行低冲击性的保守活动，如骑自行车、散步、游泳等运动，通常不鼓励冲击力较大的活动，否则会导致关节负荷增加，以及人工关节磨损加速和碎片形成，引发假体周围骨溶解或导致假体置换失败[12]。因此，为满足TKA患者的日常生活需求，提高其日常生活质量，选取有效的渐进式抗阻力运动训练方式进行术后康复至关重要。笔者结合国内外文献，将渐进式抗阻力运动训练方式分为以下四大类：(1)阻力训练机。使用阻力训练机进行渐进式阻力变化训练，可进行膝关节伸展、膝关节屈曲、髋关节伸展、髋关节外展和髋关节内收等活动，患者在选定的速度下运动，训练机可将超过此速度的运动力量转化为一种对抗运动的阻力，即超速越大，产生的阻力越大[13]。(2)递进式水上耐力训练。递进式水上耐力训练是公认的在功能康复后期对TKA患者具有保护作用的方式之一，其原理是当浮力与患者运动方向相反并且达到一定速度时可以达到抗阻力运动的效果，进而增加患者的肌肉力量，促进关节功能的恢复[14]。(3)固定式自行车训练。固定式自行车训练在骑行过程中通过腿部伸展屈曲进行功能锻炼，增加骑行阻力可以增加腿部股四头肌和臀大肌的肌肉力量[15]。有研究表明，固定式自行车训练不仅有增加肌肉力量的作用，还在肌肉强化运动的过程中存在更多潜在益处，包括减少患者术后因不良生活方式或运动方式引起的疾病和减轻疾病造成的负担[16]。(4)简易抗阻力运动。在临床上，TKA术后患者可通过简易的渐进式抗阻力运动方式进行功能锻炼，包括利用徒手、滑车和重锤、摩擦力、浮力、流体阻力等进行简易抗阻力运动疗法，已被证实具有良好的康复效果[17]，可以解决临床中设备短缺或训练方式难以实现的弊端。

综上，笔者认为渐进式抗阻力运动可分为阻力训练机、递进式水上耐力训练、固定式自行车训练、简易抗阻力运动4种方式，以上4种方式均通过不同方法对TKA患者术后运动功能恢复训练进行渐进式的阻力增加，从而增加下肢肌肉力量，促进患肢的功能康复。

1.4 渐进式抗阻力运动的时间 渐进式抗阻力运动是静态和动态肌肉收缩的结合，包括骨骼肌的缩短和延长[18]。渐进式抗阻力运动适用于肌力4级以上的患者[19]。目前关于渐进式抗阻力运动的时间尚无统一标准。在李振芳等[20]的研究中TKA患者从术后第2天即进行渐进式抗阻力运动训练，结果显示该训练方法可以有效改善TKA患者的膝关节功能，促进患者的康复；一篇关于下肢渐进式抗阻力运动训练治疗TKA的疗效和安全性的系统评价研究显示[21]，大部分研究中的渐进式抗阻力运动起始时间为术后4～8天，最早在术前4周，最晚于手术后4个月，因运动方式不同，运动周期也存在差异。故笔者认为目前对于渐进式抗阻力运动训练在术前、术后的起始时间及运动周期并无明确规定，在临床中可根据不同的训练方式和患者肌力情况确定渐进式抗阻力运动训练的起始时间及周期，并在运动过程中根据患者的肌力及关节活动度适当增减阻力，以及对姿势、体位进行适当调整，最终使患者恢复良好的下肢功能活动范围，以及日常生活的能力。

1.5 渐进式抗阻力运动的适用人群 TKA患者大多为老年患者，且女性多于男性[22]。一般认为老年人的运动能力弱于年轻人，进行渐进式抗阻力运动训练需要考虑到患者的年龄因素，超过一定负荷的运动量可对老年患者造成一定的不良影响。但有研究表明，年龄并不是影响渐进式抗阻力运动训练提高肌肉力量效果的关键因素，且老年患者已被证实可以接受与年轻患者相同的渐进式抗阻力运动训练来促进肌肉力量的提升[23]。研究表明，患有膝关节骨性关节炎和行TKA的老年女性患者不会受到肌肉骨骼的限制，与年轻女性患者一样可以安全有效地增加抗阻力运动的强度[24]。Miller等[25]研究发现，渐进式抗阻力运动训练对55～74岁的老年男性及女性人群均表现出近似的长期肌肉适应性，进而导致肌肉力量的增加。还有研究显示，随着年龄的增长，渐进式抗阻力运动训练不仅可以保持老年人肌肉健康，而且可减轻心血管疾病危险因素造成的影响，以及降低2型糖尿病及癌症的发生率和病死率[26]。因此，笔者认为渐进式抗阻力运动作为最常见的肌肉强化运动，可以有效控制因患者年龄增加、肢体功能降低等因素导致的肌肉力量下降或丧失，并认为渐进式抗阻力运动适用于致力提高肌肉力量的所有人群，且不受年龄和性别的限制。

2 渐进式抗阻力运动在TKA后康复治疗中的应用

近年来，术后早期加速康复受到了越来越多的关注，目前提倡TKA后24 h内进行康复治疗以增加关节活动度和肌肉力量，其中渐进式抗阻力运动被认为是TKA后患者功能恢复的重要方式之一。研究表明，TKA后早期康复不仅可以减轻患者疼痛，而且可以有效改善患者膝关节活动度和肌肉力量，提高患者的生活质量[27]。Liu等[21]的研究表明，渐进式抗阻力运动能改善机体的肌肉力量、平衡能力和协调能力等身体机能指标，提高人体的运动能力，使成骨效应最大化，对TKA患者术后功能康复起到积极作用。国内膝关节骨性关节炎的相关康复指南[28]已明确提出渐进式抗阻力运动能够显著提升患者的股四头肌肌肉力量，且国外已有较多研究支持渐进式抗阻力运动可作为TKA患者恢复运动功能的有效方式之一[23-24]。

笔者将渐进式抗阻力运动在TKA康复治疗中的应用效果总结为以下3个方面：(1)渐进式抗阻力运动对TKA患者术后膝关节功能的影响。李振芳等[20]对45例TKA患者采用沙袋进行渐进式抗阻力运动训练，训练周期为1个月，结果显示渐进式抗阻力运动训练对TKA患者术后膝关节功能的恢复具有促进作用，可显著提升患肢的肌肉力量，增强关节的稳定性，改善患者的行走功能。Liu等[21]、Mistry 等[12]均认为渐进式抗阻力运动和平衡训练在改善TKA患者的膝关节功能方面均有效。Yousefian等[29]认为，渐进式抗阻力运动训练[包括上下楼梯法(渐进式增加楼梯高度)和固定骑自行车法(渐进式增加踏板阻力)]可以加强TKA患者术后的股四头肌肌力，显著提升膝关节功能，从而促进患者身体功能的改善与生活质量的提升。因此，笔者认为渐进式抗阻力运动训练可以通过提高下肢肌肉力量，促进TKA患者术后膝关节功能的恢复。(2)渐进式抗阻力运动对TKA患者术后疼痛的影响。目前渐进式抗阻力运动训练已被广泛用于TKA患者的关节功能治疗，但对TKA患者术后疼痛的影响结果尚不统一。李振芳等[20]认为，渐进式抗阻力运动训练与TKA患者术后疼痛评分无关。但Skoffer等[30]、Vincent[31]等研究不同的渐进式抗阻力运动训练对TKA患者术后疼痛的影响，结果显示渐进式抗阻力运动训练能有效地降低患者行走时的疼痛程度，并提升患者的膝关节伸肌和屈肌肌力。因此，笔者认为渐进式抗阻力运动训练对于TKA患者术后疼痛的影响目前还存在争议，还需要进一步研究证实渐进式抗阻力运动对TKA患者术后疼痛的影响。(3)渐进式抗阻力运动对TKA患者术后并发症的影响。高风险的跌倒、肢体失去平衡及下肢静脉血栓是TKA患者术后的主要并发症[32]，术后运动功能的恢复训练应根据患者年龄、心理状态、全身情况、耐受程度等进行综合评估，无论采用何种渐进式抗阻力运动训练方式，都应伴随着静态、半动态和动态平衡的改善。①跌倒。跌倒是TKA患者术后常见的并发症之一。研究表明， 40%的TKA患者术后12个月内至少发生一次跌倒[33]。Levinger等[34]发现，采用渐进式抗阻力运动训练对TKA患者进行术后康复，随访12个月后未发现有患者发生跌倒，这提示渐进式抗阻力运动训练可明显改善患者的肌肉力量，预防跌倒的发生。因此，笔者认为基于患者膝关节伸肌力量和动态稳定性关系的渐进式抗阻力运动训练，在功能锻炼期间可有效加强下肢肌肉力量，预防跌倒的发生。②肢体失去平衡。肢体失去平衡是TKA患者术后严重影响日常生活能力的重要因素。研究表明，以股四头肌作为主要驱动力的渐进式抗阻力运动比常规物理治疗更能提高TKA患者的平衡能力，闭合运动链练习(如踏步)也可能通过刺激本体感觉系统来影响患者的平衡控制力[29]。Mistry等[12]的研究也证实长期有效的渐进式抗阻力运动训练可显著提高TKA患者的肢体平衡能力。③下肢静脉血栓。下肢静脉血栓形成也是TKA患者术后的严重并发症之一。研究表明，TKA术后渐进式抗阻力运动训练可促进患者下肢的血液循环，防止血液凝集，可降低下肢静脉血栓形成的发生率[18]。Wen等[35]认为，渐进式抗阻力运动训练可以降低血管内皮细胞的氧化应激水平，抑制血管内皮细胞功能障碍，维持血流动力学和生化状态的稳定，降低下肢静脉血栓发生风险。综上，渐进式抗阻力运动可有效降低TKA患者术后跌倒、肢体失去平衡及下肢静脉血栓的发生率。

3 小 结

虽然目前国内有关渐进式抗阻力运动应用于TKA后康复治疗的研究仍较少，但国外已有大量研究证实渐进式抗阻力运动在TKA后康复治疗中的应用是安全可行的，其是改善TKA患者术后肌肉适应性的有效方式。笔者认为，渐进式抗阻力运动训练对TKA患者术后的整体健康具有改善作用：首先，渐进式抗阻力运动可降低TKA患者术后的疼痛感知度，增加股四头肌肌肉力量，提升膝关节功能，从而促进关节功能的康复；其次，适当安全的渐进式抗阻力运动训练可显著降低TKA患者的跌倒、肢体失去平衡及下肢静脉血栓的发生率。但是渐进式抗阻力运动训练在临床上也存在一定的问题：其一是渐进式抗阻力运动训练需要与多种运动方式配合才能达到功能康复的效果；其二是渐进式抗阻力运动训练的起始时间及运动周期尚无统一标准，还需要进一步研究明确；其三是目前国内渐进式抗阻力运动训练在TKA后康复功能锻炼中的研究较少，还需要大量、规范的临床试验结果提供参考，以便获得更为满意的疗效。伴随着医学理念与技术的发展，笔者认为渐进式抗阻力运动训练有望成为TKA患者术后康复治疗的研究热点之一。