血流限制训练对前交叉韧带重建患者膝关节功能恢复的Meta分析

doi:10.12307/2024.008

中国组织工程研究 ›› 2024, Vol. 28 ›› Issue (12): 1962-1968.doi: 10.12307/2024.008

• 骨与关节循证医学 evidence-based medicine of the bone and joint • 上一篇

血流限制训练对前交叉韧带重建患者膝关节功能恢复的Meta分析

左会武1，耿治中2，陈鹏1，林熙凯1，陈建1

1武汉体育学院运动医学院，湖北省武汉市 430079；2上海体育学院运动科学学院，上海市 200438

收稿日期:2023-01-06 接受日期:2023-03-04 出版日期:2024-04-28 发布日期:2023-08-23
通讯作者: 陈建，博士，副教授，硕士生导师，武汉体育学院运动医学院，湖北省武汉市 430079
作者简介:左会武，男，1998年生，安徽省马鞍山市人，汉族，武汉体育学院在读硕士，主要从事运动损伤康复研究。
基金资助:
湖北省教育厅科学研究计划项目(B2021193)，项目负责人：陈建

Knee function recovery in patients with anterior cruciate ligament reconstruction after blood flow restriction training: a meta-analysis

Zuo Huiwu1, Geng Zhizhong2, Chen Peng1, Lin Xikai1, Chen Jian1

1College of Sports Medicine, Wuhan Sports University, Wuhan 430079, Hubei Province, China; 2School of Kinesiology, Shanghai University of Sport, Shanghai 200438, China

Received:2023-01-06 Accepted:2023-03-04 Online:2024-04-28 Published:2023-08-23
Contact: Chen Jian, PhD, Associate professor, Master’s supervisor, College of Sports Medicine, Wuhan Sports University, Wuhan 430079, Hubei Province, China
About author:Zuo Huiwu, Master candidate, College of Sports Medicine, Wuhan Sports University, Wuhan 430079, Hubei Province, China
Supported by:
Scientific Research Plan Project of Hubei Provincial Department of Education, No. B2021193 (to CJ)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

血流限制训练：为近年来一种新兴的肌力训练方式，通过在训练时使用加压装置对肢体进行适当的加压，实现被施压肢体动脉血流的部分阻塞和静脉血流的闭塞，以达到施加较低负荷可以产生与较大负荷抗阻运动相似的效果。
前交叉韧带重建术：前交叉韧带断裂后，为了恢复膝关节结构稳定性及功能，通过手术方式将自体肌腱、同种异体肌腱或人工韧带等移植物对前交叉韧带进行重建。

目的：系统评价血流限制训练对前交叉韧带重建术后康复的临床疗效，以期为临床实践提供参考依据。

方法：计算机检索中国知网、万方数据库、PubMed、Web of Science、EBSCO等数据库，搜集国内外有关血流限制训练干预前交叉韧带重建术后康复的随机对照试验，检索时限均从各数据库建库至2022-08-10。结局指标包括膝关节肌力、膝关节周围肌肉量及膝关节功能评价，均为连续性变量。由2名研究者独立筛选文献、提取资料并使用PEDro量表、Cochrane风险偏倚评估工具进行纳入研究的偏倚风险评价，然后采用RevMan 5.4软件进行Meta分析。
结果：共纳入9篇文献，包括226例受试者，其中试验组114例，对照组112例。Meta分析结果显示，血流限制训练组与常规抗阻训练组相比，可以显著改善患者膝关节肌力[SMD=0.54，95%CI(0.29，0.79)，P < 0.01]、肌肉量[SMD=0.26，95%CI(0.06，0.46)，P=0.01]及膝关节功能[SMD=1.17，95%CI(0.53，1.80)，P < 0.01]；亚组分析显示，仅当干预时间> 4周时，膝关节肌力[SMD=0.68，95%CI(0.38，0.97)，P < 0.01]与肌肉量[SMD=0.38，95%CI(0.09，0.68)，P=0.01]出现显著性改善。

结论：当前的证据表明，血流限制训练可以改善前交叉韧带重建术后患者肌力及膝关节功能，减少肌肉萎缩，并建议术后干预时间达到4周以上以获得更好的肌力与肌肉量改善效果。

https://orcid.org/0000-0002-4949-190X (左会武)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 血流限制训练, 前交叉韧带重建, 术后康复, 股四头肌肌力, Meta分析

Abstract: OBJECTIVE: To systematically review the clinical effect of blood flow restriction training on rehabilitation after anterior cruciate ligament reconstruction to provide a reference for clinical practice.
METHODS: Databases including CNKI, WanFang, PubMed, Web of Science and EBSCO were searched to collect randomized controlled trials of blood flow restriction training in the intervention of anterior cruciate ligament reconstruction from inception to August 10, 2022. Outcomes included knee muscle strength, knee muscle mass, and knee function evaluation, all of which were continuous variables. Two reviewers independently screened the literature and extracted data. Cochrane bias risk assessment tool and Physiotherapy Evidence Database Scale were used to evaluate the bias risk of the included articles. Meta-analysis was then performed using RevMan 5.4 software.
RESULTS: A total of 9 publications were included, including 226 subjects, 114 in the trial group and 112 in the control group. Meta-analysis results showed that compared with conventional resistance training, the blood flow restriction training group could significantly improve knee muscle strength [SMD=0.54, 95%CI(0.29,0.79), P < 0.01], muscle mass [SMD=0.26, 95%CI(0.06,0.46), P=0.01] and knee joint function [SMD=1.17, 95%CI(0.53,1.80), P < 0.01]. Subgroup analysis showed that only when the intervention time was more than 4 weeks, there were significant improvements in knee joint muscle strength [SMD=0.68, 95%CI(0.38,0.97), P < 0.01] and muscle mass [SMD=0.38, 95%CI(0.09,0.68), P=0.01].
CONCLUSION: Current evidence shows that blood flow restriction training can improve muscle strength and knee function in patients with anterior cruciate ligament reconstruction and reduce muscle atrophy. It is recommended that the postoperative intervention time should be more than 4 weeks to achieve better muscle strength and muscle mass improvement.

Key words: blood flow restriction training, anterior cruciate ligament reconstruction, postoperative rehabilitation, quadriceps muscle strength, meta-analysis

中图分类号:

左会武, 耿治中, 陈鹏, 林熙凯, 陈建. 血流限制训练对前交叉韧带重建患者膝关节功能恢复的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(12): 1962-1968.

Zuo Huiwu, Geng Zhizhong, Chen Peng, Lin Xikai, Chen Jian. Knee function recovery in patients with anterior cruciate ligament reconstruction after blood flow restriction training: a meta-analysis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2024, 28(12): 1962-1968.

图/表（结果） 12

2.1 文献检索结果根据检索策略初步检索获得355篇文献，采用EndNote X9.1(https://endnote.com/)剔除重复发表文献后得到92篇；通过阅读文章标题摘要后剔除57篇，得到35篇文献；阅读全文后剔除26篇，最终纳入9篇文献[20-21，26-32]，包括8篇英文文献[21，26-32]，1篇中文文献[20]，共226例受试者，其中试验组114例，对照组112例。文献筛选流程及结果见图 2。

2.2 纳入研究的基本特征提取纳入文献中的基本信息(包括第一作者、国家、发表年份、研究分组、样本量等)，见表1；同时归纳文献具体干预措施特征(具体干预方案、干预时间、血流限制参数、评价指标及评价时间等)，见表2。

2.3 纳入文献方法学质量评价结果纳入的9篇文献均为随机对照试验。分配隐藏方面，3篇文献详细描述，其余文献均未描述。盲法方面，提及受试者盲法的文献有5篇[21，26-28，30]；提及治疗师盲法的文献有1篇[30]；仅有1篇文献未提及评估者盲法[31]。根据PEDro量表评分标准，纳入的文献方法学质量优秀为3篇[21，27，30]、良好为6篇[20，26，28-29，31-32]，文献整体质量较高，PEDro量表评分结果见表3。文献质量评价结果见图3，4。

2.4 Meta分析结果
2.4.1 膝关节周围肌力共纳入8篇随机对照试验的18项试验[20-21，26-28，30-32]，试验组和对照组的合并样本量共664例。由于研究间存在中等异质性(I2=55%，P=0.003)，故采用随机效应模型进行分析；由于测量单位不同，故采用SMD进行合并。结果显示，BFRT组干预后肌力改善显著优于常规抗阻训练组[SMD=0.54，95%CI(0.29，0.79)，P < 0.000 1]，见图5。亚组分析中发现，当干预时间≤4周时，BFRT组肌力与常规抗阻训练组差异无显著性意义[SMD=0.51，95%CI(-0.07，1.09)，P=0.09]；当干预时间 > 4周时，BFRT组肌力显著优于常规抗阻训练组[SMD=0.68，95%CI(0.38，0.97)，P < 0.000 01]；术前干预试验中，两组无统计学差异[SMD=0.00，95%CI(-0.30，0.30)，P=1.00]，见图6。敏感性分析表明，1项研究具有较高敏感性[31]，将其剔除后对剩余文献进行Meta分析，研究间异质性减小(I2=47%，P=0.02)，且合并结果较稳定[SMD=0.50，95%CI(0.27，0.73)，P < 0.01]。

2.4.2 膝关节周围肌肉量共纳入7篇随机对照试验的14项试验[20-21，26-27，29-30，32]，试验组和对照组的合并样本量共390例。由于研究间异质性较低(I2=10%，P=0.34)，故采用固定效应模型进行分析；由于测量单位不同，故采用SMD进行合并。结果显示，BFRT组干预后膝关节肌肉量改善显著优于常规抗阻训练组[SMD=0.26，95%CI(0.06，0.46)，P=0.01]，见图7。亚组分析中发现，当干预时间≤4周时，BFRT组肌肉量与常规抗阻训练组差异无显著性意义[SMD=0.10，95%CI(-0.21，0.41)，P=0.53]；当干预时间 > 4周时，BFRT组肌肉量改善显著优于常规抗阻训练组[SMD=0.38，95%CI(0.09，0.68)，P=0.01]；在术前干预试验中，两组差异无显著性意义[SMD=0.36，95%CI(-0.26，0.99)，P=0.26]，见图8。

2.4.3 膝关节功能评价共纳入3篇随机对照试验的8项试验[20，26-27]，试验组和对照组的合并样本量共238例。由于研究间异质性较高(I2=80%，P < 0.01)，故采用随机效应模型进行分析；由于测量单位不同，故采用SMD进行合并。结果显示，在膝关节功能改善方面，BFRT组显著优于常规抗阻训练组[SMD=1.17，95%CI(0.53，1.80)，P=0.000 3]，见图9。亚组分析中发现，当干预时间≤4周[SMD=1.60，95%CI(0.79，2.40)，P < 0.000 1]及 > 4周[SMD=0.92，95%CI(0.09，1.75)，P=0.03]时，BFRT组与常规抗阻训练组差异均有显著性意义，见图10。

2.5 敏感性分析通过在Revman 5.4软件中依次去除单个研究进行9篇文献的敏感性分析。研究发现Meta分析结果均未出现明显改变，提示Meta分析结果较为可信。
2.6 发表偏倚风险对BFRT的随机对照试验进行漏斗图评估潜在发表偏倚，漏斗图对称则表明存在发表偏倚的可能性较小。结果发现，漏斗图均基本对称，仅在BFRT组与常规抗阻训练组肌力对比中发现1篇文献偏离中心，分析原因可能是由于该文献将3种速度下的等速伸膝峰力矩数据合并计算从而导致效应量偏大，将该文献剔除后重新进行Meta分析，总效应量并未出现显著性改变，表明发表偏倚风险较小，见图11-13。

参考文献

[1] FILBAY SR, GRINDEM H. Evidence-based recommendations for the management of anterior cruciate ligament (ACL) rupture. Best Pract Res Clin Rheumatol. 2019;33(1):33-47.
[2] LAI CCH, ARDERN CL, FELLER JA, et al. Eighty-three per cent of elite athletes return to preinjury sport after anterior cruciate ligament reconstruction: a systematic review with meta-analysis of return to sport rates, graft rupture rates and performance outcomes. Br J Sports Med. 2018;52(2):128-138.
[3] SANDERS TL, MARADIT KREMERS H, BRYAN AJ, et al. Incidence of Anterior Cruciate Ligament Tears and Reconstruction: A 21-Year Population-Based Study. Am J Sports Med. 2016;44(6):1502-1507.
[4] PASCHOS NK, HOWELL SM. Anterior cruciate ligament reconstruction: principles of treatment. EFORT Open Rev. 2017;1(11):398-408.
[5] MALL NA, CHALMERS PN, MORIC M, et al. Incidence and trends of anterior cruciate ligament reconstruction in the United States. Am J Sports Med. 2014;42(10):2363-2370.
[6] 陈连旭,付立功.前交叉韧带断裂和重建的临床流行病学分析[J].中国组织工程研究,2016, 20(24):3602-3608.
[7] HEWETT TE, DI STASI SL, MYER GD. Current concepts for injury prevention in athletes after anterior cruciate ligament reconstruction. Am J Sports Med. 2013;41(1):216-224.
[8] BIRCHMEIER T, LISEE C, KANE K, et al. Quadriceps Muscle Size Following ACL Injury and Reconstruction: A Systematic Review. J Orthop Res. 2020;38(3):598-608.
[9] VAN GRINSVEN S, VAN CINGEL RE, HOLLA CJ, et al. Evidence-based rehabilitation following anterior cruciate ligament reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2010;18(8):1128-1144.
[10] MONK AP, DAVIES LJ, HOPEWELL S, et al. Surgical versus conservative interventions for treating anterior cruciate ligament injuries. Cochrane Database Syst Rev. 2016;4(4):CD011166.
[11] THOMAS AC, WOJTYS EM, BRANDON C, et al. Muscle atrophy contributes to quadriceps weakness after anterior cruciate ligament reconstruction. J Sci Med Sport. 2016;19(1):7-11.
[12] PALMIERI-SMITH RM, THOMAS AC. A neuromuscular mechanism of posttraumatic osteoarthritis associated with ACL injury. Exerc Sport Sci Rev. 2009;37(3):147-153.
[13] KOCHMAN M, KASPRZAK M, KIELAR A. ACL Reconstruction: Which Additional Physiotherapy Interventions Improve Early-Stage Rehabilitation? A Systematic Review. Int J Environ Res Public Health. 2022;19(23):15893.
[14] CULVENOR AG, GIRDWOOD MA, JUHL CB, et al. Rehabilitation after anterior cruciate ligament and meniscal injuries: a best-evidence synthesis of systematic reviews for the OPTIKNEE consensus. Br J Sports Med. 2022;56(24):1445-1453.
[15] WORTMAN RJ, BROWN SM, SAVAGE-ELLIOTT I, et al. Blood Flow Restriction Training for Athletes: A Systematic Review. Am J Sports Med. 2021;49(7):1938-1944.
[16] PIGNANELLI C, CHRISTIANSEN D, BURR JF. Blood flow restriction training and the high-performance athlete: science to application. J Appl Physiol (1985). 2021;130(4):1163-1170.
[17] 魏佳,李博,冯连世,等.血流限制训练的方法学因素及潜在安全性问题[J].中国体育科技, 2019,55(3):3-12.
[18] HUGHES L, PATON B, ROSENBLATT B, et al. Blood flow restriction training in clinical musculoskeletal rehabilitation: a systematic review and meta-analysis. Br J Sports Med. 2017;51(13):1003-1011.
[19] 李新通,潘玮敏,覃华生,等.血流限制训练:加速肌肉骨骼康复的新方法[J].中国组织工程研究,2019,23(15):2415-2420.
[20] 李奇,李蕊,罗昌禄,等.血流限制性运动对前交叉韧带重建术后膝关节功能的影响[J].广东医学,2019,40(10):1405-1408.
[21] KACIN A, DROBNIČ M, MARŠ T, et al. Functional and molecular adaptations of quadriceps and hamstring muscles to blood flow restricted training in patients with ACL rupture. Scand J Med Sci Sports. 2021;31(8):1636-1646.
[22] BOBES ÁLVAREZ C, ISSA-KHOZOUZ SANTAMARÍA P, FERNÁNDEZ-MATÍAS R, et al. Comparison of Blood Flow Restriction Training versus Non-Occlusive Training in Patients with Anterior Cruciate Ligament Reconstruction or Knee Osteoarthritis: A Systematic Review. J Clin Med. 2020;10(1):68.
[23] WENGLE L, MIGLIORINI F, LEROUX T, et al. The Effects of Blood Flow Restriction in Patients Undergoing Knee Surgery: A Systematic Review and Meta-analysis. Am J Sports Med. 2022;50(10): 2824-2833.
[24] GIBSON W, WAND BM, O’CONNELL NE. Transcutaneous electrical nerve stimulation (TENS) for neuropathic pain in adults. Cochrane Database Syst Rev. 2017;9(9):CD011976.
[25] HAYDEN JA, ELLIS J, OGILVIE R, et al. Exercise therapy for chronic low back pain. Cochrane Database Syst Rev. 2021;9(9):CD009790.
[26] CURRAN MT, BEDI A, MENDIAS CL, et al. Blood Flow Restriction Training Applied With High-Intensity Exercise Does Not Improve Quadriceps Muscle Function After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction: A Randomized Controlled Trial. Am J Sports Med. 2020;48(4):825-837.
[27] HUGHES L, ROSENBLATT B, HADDAD F, et al. Comparing the Effectiveness of Blood Flow Restriction and Traditional Heavy Load Resistance Training in the Post-Surgery Rehabilitation of Anterior Cruciate Ligament Reconstruction Patients: A UK National Health Service Randomised Controlled Trial. Sports Med. 2019;49(11):1787-1805.
[28] ŽARGI T, DROBNIČ M, STRAŽAR K, et al. Short-Term Preconditioning With Blood Flow Restricted Exercise Preserves Quadriceps Muscle Endurance in Patients After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Front Physiol. 2018;9:1150.
[29] IVERSEN E, RØSTAD V, LARMO A. Intermittent blood flow restriction does not reduce atrophy following anterior cruciate ligament reconstruction. J Sport Health Sci. 2016;5(1):115-118.
[30] GRAPAR ZARGI T, DROBNIC M, JKODER J, et al. The effects of preconditioning with ischemic exercise on quadriceps femoris muscle atrophy following anterior cruciate ligament reconstruction: a quasi-randomized controlled trial. Eur J Phys Rehabil Med. 2016;52(3):310-320.
[31] TAKARADA Y, TSURUTA T, ISHII N. Cooperative effects of exercise and occlusive stimuli on muscular function in low-intensity resistance exercise with moderate vascular occlusion. Jpn J Physiol. 2004;54(6):585-592.
[32] Ohta H, Kurosawa H, Ikeda H, et al. Low-load resistance muscular training with moderate restriction of blood flow after anterior cruciate ligament reconstruction. Acta Orthop Scand. 2003; 74(1):62-68.
[33] PERRATON L, CLARK R, CROSSLEY K, et al. Impaired voluntary quadriceps force control following anterior cruciate ligament reconstruction: relationship with knee function. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2017;25(5):1424-1431.
[34] NEUMAN P, OWMAN H, MÜLLER G, et al. Knee cartilage assessment with MRI (dGEMRIC) and subjective knee function in ACL injured copers: a cohort study with a 20 year follow-up. Osteoarthritis Cartilage. 2014;22(1):84-90.
[35] CENTNER C, WIEGEL P, GOLLHOFER A, et al. Effects of Blood Flow Restriction Training on Muscular Strength and Hypertrophy in Older Individuals: A Systematic Review and Meta-Analysis. Sports Med. 2019;49(1):95-108.
[36] LIXANDRÃO ME, UGRINOWITSCH C, BERTON R, et al. Magnitude of Muscle Strength and Mass Adaptations Between High-Load Resistance Training Versus Low-Load Resistance Training Associated with Blood-Flow Restriction: A Systematic Review and Meta-Analysis. Sports Med. 2018;48(2):361-378.
[37] PECK BD, BRIGHTWELL CR, JOHNSON DL, et al. Anterior Cruciate Ligament Tear Promotes Skeletal Muscle Myostatin Expression, Fibrogenic Cell Expansion, and a Decline in Muscle Quality. Am J Sports Med. 2019;47(6):1385-1395.
[38] NOEHREN B, ANDERSEN A, HARDY P, et al. Cellular and Morphological Alterations in the Vastus Lateralis Muscle as the Result of ACL Injury and Reconstruction. J Bone Joint Surg Am. 2016;98(18):1541-1547.
[39] HWANG PS, WILLOUGHBY DS. Mechanisms Behind Blood Flow-Restricted Training and its Effect Toward Muscle Growth. J Strength Cond Res. 2019;33 Suppl 1:S167-S179.
[40] COUNTS BR, DANKEL SJ, BARNETT BE, et al. Influence of relative blood flow restriction pressure on muscle activation and muscle adaptation. Muscle Nerve. 2016;53(3):438-445.
[41] SPRANGER MD, KRISHNAN AC, LEVY PD, et al. Blood flow restriction training and the exercise pressor reflex: a call for concern. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2015;309(9):H1440-H1452.
[42] PANAGOPOULOS A, GIANNATOS V, MOROS G, et al. Isokinetic Muscle Strength and Knee Function in Anatomical Anterior Cruciate Ligament Reconstruction With Hamstring Autografts: A Prospective Randomized Comparative Study Between Suspensory and Expandable Femoral Fixation in Male Patients. Cureus. 2022;14(12): e32482.
[43] ITHURBURN MP, LONGFELLOW MA, THOMAS S, et al. Knee Function, Strength, and Resumption of Preinjury Sports Participation in Young Athletes Following Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. J Orthop Sports Phys Ther. 2019; 49(3):145-153.
[44] GRINDEM H, SNYDER-MACKLER L, MOKSNES H, et al. Simple decision rules can reduce reinjury risk by 84% after ACL reconstruction: the Delaware-Oslo ACL cohort study. Br J Sports Med. 2016;50(13):804-808.
[45] ITHURBURN MP, PATERNO MV, FORD KR, et al. Young Athletes With Quadriceps Femoris Strength Asymmetry at Return to Sport After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction Demonstrate Asymmetric Single-Leg Drop-Landing Mechanics. Am J Sports Med. 2015;43(11):2727-2737.
[46] LADLOW P, COPPACK RJ, DHARM-DATTA S, et al. Low-Load Resistance Training With Blood Flow Restriction Improves Clinical Outcomes in Musculoskeletal Rehabilitation: A Single-Blind Randomized Controlled Trial. Front Physiol. 2018; 9:1269.
[47] PTASINSKI AM, DUNLEAVY M, ADEBAYO T, et al. Returning Athletes to Sports Following Anterior Cruciate Ligament Tears. Curr Rev Musculoskelet Med. 2022;15(6):616-628.
[48] JENKINS SM, GUZMAN A, GARDNER BB, et al. Rehabilitation After Anterior Cruciate Ligament Injury: Review of Current Literature and Recommendations. Curr Rev Musculoskelet Med. 2022;15(3):170-179.
[49] SALAGAS A, TSOUKOS A, TERZIS G, et al. Effectiveness of either short-duration ischemic pre-conditioning, single-set high-resistance exercise, or their combination in potentiating bench press exercise performance. Front Physiol. 2022;13:1083299.
[50] WAHLSTRØM KL, BJERRUM E, GÖGENUR I, et al. Effect of remote ischaemic preconditioning on mortality and morbidity after non-cardiac surgery: meta-analysis. BJS Open. 2021;5(2):zraa026.
[51] JIN Z, ZHENG E, SARELI C, et al. Monocyte Chemotactic Protein-Induced Protein 1 (MCPIP-1): A Key Player of Host Defense and Immune Regulation. Front Immunol. 2021;12:727861.

引言

前交叉韧带断裂为常见的膝关节运动损伤，临床上通常推荐进行前交叉韧带重建(anterior cruciate ligament reconstruction，ACLR)以恢复膝关节的结构稳定性[1-2]。据统计，仅在美国，每年就进行了大约20万次ACLR术，且行ACLR术者数量逐年增加[3-5]。而在中国，随着竞技体育事业的发展及全民健身理念的推广，前交叉韧带损伤的发生率也逐渐升高[6]。尽管 ACLR术能够恢复患者膝关节的稳定性，但ACLR术后患者仍存在关节积液[7]、肌肉萎缩无力[8]、关节失稳[9]、膝关节相关生活质量下降等问题[10]，其中患者膝关节功能状态不佳往往由于ACLR术后股四头肌萎缩无力引起[11]，且在康复后仍持续存在数年[8]。同时，由于术后膝关节周围肌肉力量和耐力下降导致关节运动模式的改变，还会增加继发性膝关节骨关节炎及二次损伤风险[12]。因此，ACLR术后早期合理解决股四头肌等肌肉力量下降、肌肉萎缩问题是术后康复的重点内容，也是患者恢复功能、早日重返运动的重要保证[13-14]。
血流限制训练(blood flow restriction training，BFRT)作为一种辅助性肌力训练的方式，通常可用于运动员的肌力强化[15-16]，其通过在抗阻训练时辅以加压袖带对肢体进行适当的加压，实现被施压肢体动脉血流的部分阻塞和静脉血流的闭塞，这种闭塞使肌肉组织中产生了相对无氧的环境，不仅可增加Ⅱ型肌纤维募集，提高合成代谢相关激素水平和胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor 1，IGF-1)的释放，还通过哺乳动物雷帕霉素途径(mammalian target of rapamycin，mTOR)增加蛋白质合成或减少肌肉生成抑制素的表达，从而使肌力得到增加、肌肉量得以改善，最终达到施加较低负荷产生与较大负荷抗阻运动相似的效果[17]。近年来BFRT也逐渐被应用于临床肌肉骨骼系统疾病的康复，有研究发现，在术后早期患者无法承受大负荷抗阻时选择BFRT可维持、恢复肌肉功能，膝关节术后患者BFRT对于早期股四头肌的肌纤维募集能力、蛋白合成能力均有积极影响，在失用性肌萎缩及肌力下降方面的改善也被关注[18-19]。
目前国内外研究中BFRT 对于ACLR术后康复干预尚无统一推荐方案(干预时间、加压袖带宽度、加压程度参数等)，且现有BFRT对于ACLR术后康复的随机对照试验结论也尚不一致。李奇等[20]研究发现BFRT对ACLR术后患者肌力、肌肉量有显著改善，而KACIN等[21]研究发现BFRT并不能改善ACLR术后患者肌肉量，两研究间BFRT干预时间上的差异可能是导致临床疗效不一的因素。目前已有BFRT对ACLR术后康复效果的系统评价，BOBES ÁLVAREZ等[22]与HUGHES等[18]均未对相关结局指标数据进行定量Meta分析，WENGLE等[23]虽进行了Meta分析，但Meta指标中大多为量表评分，无膝关节肌力方面评价指标，且各Meta分析文献量均较少，可能使结果存在异质性。该文章采取Meta分析方法，检索BFRT对ACLR术后康复疗效的随机对照试验，并纳入膝关节肌力、关节周围肌肉横截面积及膝关节功能评分为结局指标，为BFRT在ACLR术后康复中的应用提供临床循证依据。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

材料方法

1.1 资料来源
1.1.1 检索者由2名独立研究人员严格按照检索策略分别进行独立检索。
1.1.2 资料库外文数据库包括PubMed、Web of Science、PEDro、Embase、Clinicaltrails、EBSCO、Ovid、Cochrane，Google scholar；中文数据库包括中国知网、万方数据库、维普数据库(VIP)。
1.1.3 检索词中文检索词为 “前十字韧带重建，前交叉韧带重建，ACL，ACLR，血流限制训练，加压训练，kaatsu”；英文检索词为“anterior cruciate ligament reconstruction，anterior cruciate ligament reconstruction，ACL，ACLR，blood flow restriction，blood flow occlusion，kaatsu，vascular occlusion，vascular restriction，therapeutic occlusion，occlusion training，ischemic training”。
1.1.4 检索时间范围各数据库建库至2022-08-10。

1.1.5 文献检索策略采用主题词和关键词结合的方式进行检索，以PubMed和中国知网为例，检索策略见图1。

1.2 纳入与排除标准
1.2.1 纳入标准 ①研究类型及语种：BFRT干预ACLR术后康复的随机对照试验，语言限中文和英文；②研究对象：为ACLR术后患者，手术移植类型与性别不限；③干预措施：对照组给予常规抗阻训练干预，试验组在对照组的基础上给予BFRT干预；④结局指标：主要结局指标为膝关节肌力(等速肌力、最大等长肌力、10RM力量)及膝关节周围肌肉量(股四头肌、腘绳肌横截面积)；次要结局指标为膝关节功能评价：包括Lysholm评分、IKDC评分。该研究膝关节肌力指标只提取肌力(单位：N)和力矩(单位：Nm)2种数据进行Meta分析。
1.2.2 排除标准 ①不符合纳入标准的文献；②研究对象合并膝关节其他损伤如半月板、软骨手术；③非中文或英文的文献；④综述类文章；⑤动物实验；⑥重复发表；⑦无法获取全文或文章无法提取有效信息，且向作者索要无果；⑧试验结果未用x±s表示的文献。
1.3 文献筛选使用EndNote X9.1软件对不同数据库检索到的文献进行独立筛选，首先通过软件自动剔除重复文献；再由2名研究人员根据纳入及排除标准，独立阅读文章标题与摘要，排除明显不相关的文献，并初步选取符合纳入标准的文献；再对初步纳入的文献进行全文阅读，根据排除标准进一步剔除不符合要求的文献，若遇分歧由第3名研究人员参与判定并达成共识。
1.4 资料提取由2名研究人员通过阅读全文后进行以下文献资料提取：①文献的基本信息，包括第一作者、发表年份、发表国家以及样本量等；②患者基本信息(包括年龄、性别、人群、移植物类型)；③试验设计、干预措施(包括训练方式、干预时间、干预频率)、血流限制参数(袖带宽度、血流限制程度)；④结局指标，包括膝关节相关肌力测量指标、膝关节周围肌肉量测量指标及膝关节功能评价指标；⑤方法学质量。提取信息后进行相互核对，若遇分歧由第3名研究人员参与判定并达成共识。
1.5 文献方法学质量评价由2名研究人员根据物理治疗证据数据库(Physiotherapy Evidence Database，PEDro)量表[24]、Cochrane协作网提供的风险偏倚评估工具分别对纳入研究的方法学质量进行评估[25]，其中PEDro量表总分10分，包含11个条目(第1个条目不计分)，其中< 4分为差；4-5分为一般；6-8分为良好；9-10分为优秀，具体评分条目包括：随机化、分配隐藏、基线可比性、盲法设置(受试者、治疗师或评定者)、受试者随访(> 85%)、意向性分析、组间统计对比、点测量值及差异量。若遇分歧由第3名研究人员参与判定并达成共识。
1.6 统计学分析采用Cochrane协作网提供的Revman 5.4进行Meta分析。该研究数据类型均为连续性变量资料，效应指标根据单位相同或不同分别采用均数差(mean difference，MD)或标准化均数差(standard mean difference，SMD)表示，并计算95%置信区间(confidential interval，CI)。纳入研究结果间的异质性采用χ2检验进行分析(检验水准为α=0.1)，同时结合I2定量判断异质性的大小。若P > 0.10，I2 < 50%，认为研究间具有同质性，采用固定效应模型进行Meta分析；若P < 0.10，I2 > 50%，认为研究间存在异质性，采用随机效应模型进行Meta分析，并进行亚组分析、敏感性分析、发表偏倚检验等方法寻找并确定异质性来源。由于纳入的BFRT研究在干预时间上存在较大差异，故根据各研究不同干预时间进行亚组分析。通过在Revman 5.4软件中逐个去除单篇文献进行敏感性分析，以确定单篇文献对总效应量是否存在显著性影响；发表偏倚使用漏斗图进行检验。该研究经过武汉体育学院生物统计学专家核实。

讨论

ACLR术后由于创伤关节内或周围的机械感受器异常，导致股四头肌正常的神经肌肉传导通路产生障碍，通常表现为肌力减弱、伸膝障碍，临床上被称为失用性肌萎缩和关节源性抑制[11，33]，这种下肢肌力明显下降的状态可在ACLR术后持续数年，并与膝关节功能下降、关节退行性改变和增加二次损伤风险高度相关[34]。因此，术后早期针对膝关节肌力的训练尤为重要。根据美国运动医学会建议，达到70%1RM的高负荷抗阻运动是产生肌肉肥大和肌力增加的必要条件[35-36]。而患者由于术后早期关节功能水平下降、疼痛及炎症等因素无法进行中高强度肌力训练，导致早期康复介入时机的延误，从而形成一种恶性循环。BFRT作为近年来一种新兴的肌力训练方法，可使术后早期患者在可接受的较低训练负荷范围内进行肌力训练以恢复关节肌力，改善关节周围肌肉萎缩。虽然近年来国内外学者逐渐开展BFRT对于ACLR术后康复的临床研究，但其康复疗效方面仍存在一定争议，缺乏较为系统化的临床评价证据。
该研究通过对9篇随机对照试验进行Meta分析以评估BFRT对于ACLR术后康复的临床效果。结果显示，BFRT组与常规抗阻训练相比可以改善ACLR术后患者膝关节肌力、肌肉量及功能。有研究指出，ACLR术后股四头肌无力和萎缩与快肌纤维收缩频率和募集率减少以及体内肌肉生长抑制素表达增加有关[37-38]，而BFRT使股四头肌处于相对无氧的环境，促进了股四头肌代谢因子的积累与释放，同时mTOR通路上调可参与调节mRNA翻译起始及蛋白质合成，减少通路下调带来的蛋白质分解，且运动中蛋白激酶被IGF-1激活进而诱导mTOR以刺激蛋白质翻译，在促进股四头肌的生长中具有重要作用，最终产生膝关节肌肉力量改善及肌肥大效果[39-41]。此外，ACLR术后股四头肌萎缩无力会导致膝关节运动模式改变，从而更倾向于在落地时产生更小的膝关节屈曲角度及更大的膝外翻角度，增加了二次损伤的风险，还有可能带来膝骨关节炎、股骨关节软骨变薄等风险[42-45]。BFRT在改善患者股四头肌力量的同时也改善了膝关节的这种运动模式，这也可能是其改善ACLR术后患者膝关节功能的原因。该研究在膝关节功能改善指标上异质性较高，分析认为可能是因为纳入文献数量较少所致。
目前现有BFRT对于ACLR术后康复的随机对照试验结论尚不一致，各研究在BFRT干预时间的设置上存在较大差异，这可能也是导致研究结果差异的原因。因此，该研究根据纳入文献的干预时间不同分为术后干预≤ 4周、> 4周及术前干预3个亚组进行分析，进一步探究干预时间对于各结局指标的影响。亚组分析结果显示，BFRT组膝关节肌力及肌肉量指标均在干预时间> 4周时出现显著性改善，而干预时间≤4周及术前干预均未表现出显著性改善；在干预时间≤4周及> 4周时均出现膝关节功能显著提升。在肌力改善方面，LADLOW等[46]同样使用BFRT干预膝关节术后患者，结果显示腿举和抗阻伸膝5RM力量增加，该研究共包括3周27次训练，而KACIN等[21]的研究在相同3周内只有9次训练。在肌肉量方面， IVERSEN等[29]和KACIN等[21]分别在术后16 d和21 d进行了结局指标测量，分析认为干预时间≤4周未出现肌力及肌肉量的改善，可能是由于干预时间较短导致的训练总量较少有关，这表明术后更长的训练时间和训练量可能更大程度地募集Ⅱ型肌纤维、促进相关激素分泌及蛋白质合成，从而使BFRT发挥更大的力量增益，而术后干预时间过短也可能不足以使机体产生足够的激素分泌及诱导相关通路内足够的收缩蛋白合成及肌细胞生成。在膝关节功能评价改善方面，BFRT组中的2个亚组均存在显著性改善，值的一提的是，李奇等[20]研究中，治疗1，2个月后BFRT组膝关节功能评分显著高于对照组；而在治疗3个月后，与对照组相比，BFRT膝关节功能评分并未出现显著性改善，分析认为，尽管在干预后3个月时两组功能评分已达到相似水平，但BFRT带来的早期功能改善对于ACLR术后康复仍有积极意义。
ACLR术前的肌力及功能训练可以有效改善术后最终的康复效果[47-48]。以往研究指出手术中使用止血带可通过机械压迫、缺血应激及随后的肌肉缺血再灌注损伤进一步加速萎缩的发展，而BFRT预处理可以促进生存基因上调及相关凋亡基因下调并减少炎症反应[49-51]。该研究纳入2篇ACLR术前10 d内进行BFRT干预的文献，结果表明，在术前进行低负荷BFRT并不能有效改善术后患者肌力、减少肌肉萎缩，可能是由于术前10 d内干预的时间过短，不足以诱导肌细胞中的相关基因表达，或者由于术后肌肉组织负载大量减少、关节源性肌肉抑制导致其作用效果在术后康复阶段被掩盖，分析认为，增加术前干预时间或术前与术后BFRT相结合可能提供更明显的术后改善效果。然而，由于目前术前BFRT相关研究过少，今后需要更多的研究针对术前BFRT干预的时间、术前与术后BFRT相结合等问题进行高质量的临床随机对照研究。
该研究存在一定局限性：①由于纳入文献语言仅限中文和英文，且纳入文献数量较少，纳入人群年龄、性别、职业等存在差异，可能存在发表偏倚；②纳入部分文献质量不高，可能带来一定偏倚风险；③纳入的研究多为小样本随机对照试验，并且在BFRT干预方式、干预时间、血流限制参数设置等方面，并无完全统一的标准，这导致了不同研究间存在临床异质性的可能。由于该研究纳入文献数量及样本量有限，在试验设计方面缺乏多样性，无法通过亚组分析进行分类研究，建议今后针对BFRT不同的介入时期、参数(袖带宽度、血流限制程度)及训练负荷进行更多大样本、高质量的研究，进一步探索最佳的ACLR术后康复的BFRT方案。
综上所述，ACLR术后介入BFRT可以有效增强患者膝关节肌力，改善肌肉萎缩及膝关节功能，且建议临床干预时间> 4周以获得更好的肌力与肌肉量改善；此外，术前介入BFRT对于ACLR患者术后康复疗效的改善受限于研究数量，需要进一步研究论证。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

血流限制训练对前交叉韧带重建患者膝关节功能恢复的Meta分析

Knee function recovery in patients with anterior cruciate ligament reconstruction after blood flow restriction training: a meta-analysis

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表（结果） 12

参考文献

相关文章 15

引言

材料方法

讨论

文章快阅

延伸阅读

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	白晨, 杨文骞, 孟志超, 王宇泽. 损伤前交叉韧带修复及促进移植物愈合的策略[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(9): 1457-1463.
[2]	钟俊, 王文. 不同解剖修复策略改善慢性踝关节外侧不稳的网状Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(9): 1470-1476.
[3]	张熙辉, 李峥嵘, 李仕能, 邢增宇, 王蛟. 前交叉韧带重建后Pro-kin平衡系统训练患膝本体感觉和平衡功能的评价[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(8): 1259-1264.
[4]	马树微, 何生, 韩冰, 张缭云. 间充质干细胞来源外泌体治疗动物急性肝衰竭的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(7): 1137-1142.
[5]	张泽毅, 杨亦敏, 李文彦, 张美珍. 足前进角对不同年龄膝关节炎患者下肢动力学影响的系统综述和Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(6): 968-975.
[6]	胡智星, 李群, 杨超, 王潇潇, 方罗昌婷, 侯吴琼, 林娜, 陈卫衡, 刘春芳, 林雅. 不同因素影响激素性股骨头坏死家兔模型成模效果的网状Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(6): 976-984.
[7]	余照宇, 谭黎鑫, 孙凯, 鲁尧, 李勇. 骨水泥强化椎弓根螺钉治疗骨质疏松性胸腰椎退行性疾病的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(5): 813-820.
[8]	阿卜杜吾普尔·海比尔, 阿里木江·玉素甫, 买合木提·亚库甫, 麦麦提敏·阿卜力米提, 吐尔洪江·阿布都热西提. 特立帕肽和双膦酸盐治疗绝经后骨质疏松性骨折有效及安全性的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(4): 639-645.
[9]	白啸天, 陈昭颖, 宋以玲, 王烨, 刘静民. 极简鞋对足肌肌肉形态影响的系统性评价与Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(4): 646-650.
[10]	王娟, 王玲, 左会武, 郑成, 王广兰, 陈鹏. 肌内效贴对前交叉韧带重建后康复疗效的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(4): 651-656.
[11]	常万鹏, 张钟文, 杨钰琳, 訾阳, 杨梦琦, 杜冰玉, 王楠, 于少泓. 康复外骨骼机器人对脑卒中下肢运动功能障碍疗效的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(2): 321-328.
[12]	谢恩礼, 陶慧敏. 血流限制训练在临床康复医学中的应用趋势[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(2): 258-262.
[13]	王玲, 姜霞, 陈鹏, 郑成, 徐金容. 前交叉韧带重建患者双腿垂直跳跃期间的下肢生物力学特征[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(14): 2215-2220.
[14]	熊波涵, 卢晓君, 薛文强, 刘津瑞, 高娴玲, 余鸿, 李雅娟, 刘昊龙, 李彦林. 内减张技术辅助前交叉韧带重建对滇南小耳猪关节软骨的保护作用[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(14): 2221-2226.
[15]	张玥, 郭英杰, 程杨, 杨婷婷. 血流限制训练对上肢肌肉适能效益的影响[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(14): 2248-2253.