全膝关节置换后局部加压冷疗结合CPM功能锻炼对早期关节功能恢复的影响

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.07.003

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

CPM机：即持续被动训练机，是通过-5°-115°活动范围的连续匀速被动活动，刺激骨原细胞向关节软骨分化，加速关节软骨以及周围的韧带和肌腱的愈合和再生；CPM引起持续的关节活动，能增加关节液代谢，促进粘连的瘢痕组织松解；CPM还能促进局部血液循环，促进炎性因子吸收，从而发挥镇痛、改善局部营养代谢、促进软骨的修复和愈合作用。有研究发现，全膝关节置换术后使用CPM机训练能增加患者出院时关节活动度。初次全膝关节置换术后早期行CPM锻炼并不增加隐性失血量。

局部加压冷疗：是一种物理止血方法，一方面加压可起到压迫作用，减少局部毛细血管出血；另一方面，冷疗则是通过冰袋冰敷刺激皮肤冷感受器，引起血管收缩，血管通透性下降，减少出血及炎性水肿和渗出，从而减轻局部积血、积液对膝关节腔造成的压力，避免全膝关节置换术后膝关节畸形及功能障碍，还能从一定程度上规避深静脉血栓形成风险。

摘要

背景：早期康复训练有利于全膝关节置换后关节功能的恢复；而术后冰敷能部分缓解全膝关节置换后的疼痛，增强早期康复训练的有效性。

目的：探讨局部加压冷疗结合CPM功能锻炼对全膝关节置换后早期功能障碍及关节功能的影响。

方法：选择2013年2月至2015年2月行全膝关节置换治疗的106例患者为研究对象，根据入院时间按照单双号随机分为观察组和对照组，每组53例。对照组术后进行CPM功能锻炼，观察组在术后给予局部加压冷疗结合CPM功能锻炼。比较2组患者膝关节肿胀程度、疼痛目测类比评分、美国特种外科医院膝关节功能评分及临床疗效。

结果与结论：①术后24，48 h，观察组目测类比评分、肿胀值均明显低于对照组(P < 0.01)；②术后2周，2组除肌力外，其余均明显改善(P < 0.05-0.01)，观察组美国特种外科医院膝关节功能评分系统中疼痛、功能、活动度、稳定性维度和总分均明显高于对照组，减分项目评分明显低于对照组(P < 0.05)；③随访6个月，观察组膝关节功能优良率87%明显高于对照组70%(P < 0.05)；④结果表明，局部加压冷疗结合CPM功能锻炼有助于缓解全膝关节置换后的早期疼痛及肿胀程度，促进膝关节功能恢复。

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

ORCID: 0000-0001-7972-2281(王显勋)

关键词: 骨科植入物, 人工假体, 全膝关节置换, 持续被动运动, 加压冷疗, 膝关节功能

Abstract:

BACKGROUND: Early rehabilitation training is beneficial for the functional recovery after total knee arthroplasty (TKA), and its effectiveness can be enhanced through ice compression that can partly alleviate the postoperative pain.

OBJECTIVE: To explore the effect of local compression cryotherapy combined with continuous passive motion on the early functional recovery after TKA.

METHODS: 106 patients undergoing TKA from February 2013 to February 2015 were enrolled, and randomly divided into observation and control groups (n=53 per group) according to the admission time and simple sampling. The control group was given continuous passive motion, while the observation group was subjected to local compression cryotherapy combined with continuous passive motion. The swelling degree, visual analogue scale scores, hospital for special knee surgery scores, and efficacy were compared between two groups.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) The swelling degree and visual analogue scale scores in the observation group were significantly lower than those in the control group at 24 and 48 hours after surgery (P < 0.01). (2) At 2 weeks after surgery, all indicators except muscle strength were significantly improved in both two groups (P < 0.05-0.01); the pain, function, activity, stability and total scores of hospital for special surgery knee scores in the observation group were significantly higher than those in the control group, and the reduction project scores were significantly lower than those in the control group (P < 0.05). (3) After followed up for 6 months, the excellent rate of knee joint function in the observation group was significantly higher than that in the control group (87% versus 70%, P < 0.05). (4) These results suggest that local compression cryotherapy combined with continuous passive motion can improve early pain and swelling degree, and promote the functional recovery after TKA.

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

Key words: Arthroplasty, Replacement, Knee, Prosthesis Implantation, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 3

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引言

材料方法

1.1 设计 随机对照试验。

1.2 时间及地点 于2013年2月至2015年2月在湖北省中山医院完成。

1.3 对象　选择2013年2月至2015年2月行全膝关节置换治疗的106例患者为研究对象，所有患者均符合全膝关节置换手术指征，均为单侧膝关节置换。男42例，女64例；年龄52-80岁，平均(65.16±5.40)岁；病程5-30年，平均(21.00±2.25)年；部位：左膝58例，右膝48例；类型：骨性关节炎60例，类风湿性关节炎37例，创伤性关节炎9例；Kellgren与Lawrence分级：Ⅱ级10例，Ⅲ级17例，Ⅳ级79例。

本次研究经医院伦理委员会批准，告知研究事项后签署知情同意书，根据入院时间按照单双号随机分为观察组和对照组，每组53例。

1.3.1 纳入标准 ①年龄50-80岁之间；②入院后经X射线、CT及其他检查，结合临床表现，明确膝骨关节炎诊断；③自愿参与本次研究，治疗意愿强烈；④单侧患膝关节，单次手术置换，若双侧膝关节患病，分期置换，且2次置换手术间隔时间至少6个月^[8]。

1.3.2 排除标准 ①全身基础性重症疾病，或其他无法耐受手术治疗者，如心脑血管严重疾病者，内分泌系统功能异常者，精神系统功能异常者，血常规检测结果严重异常者，肝肾功能严重不全者，或免疫功能严重下降者，既往消化道溃疡或出血病史者，以及恶性肿瘤者等；②对全身炎症产生一定影响，或无法使用糖皮质激素治疗者，如膝关节结核者，糖尿病合并者，类风湿关节炎者，强直性脊柱炎者，或关节内出现不同程度感染者；③手术治疗前14 d内持续性服用镇痛药物者；④两侧膝关节同时置换者，或拟经膝关节返修术治疗者；⑤免疫系统疾病，或临床表现包括慢性疼痛的相关疾病；⑥患有对患膝同侧下肢肌力、或下肢疼痛程度产生一定影响疾病者，如小儿麻痹症、患侧髋关节发生病变者、梨状肌综合征者、腰椎间盘突出有症状者；⑦患侧膝关节肌力不足4级；⑧不愿参加本次研究，或无法完成本次治疗者^[9-13]。

1.3.3 膝骨关节炎诊断准 ①最近1个月时间内，膝关节出现反复性疼痛；②经负重位、或站位拍摄X射线片，检查结果提示膝关节间隙狭窄、膝关节软骨下骨发生硬化性病变，或伴发囊性病变，膝关节缘形成骨赘；③抽取关节液，清亮，有一定的黏稠度，检测白细胞，计数不超过 2×10⁵L^-1；④年龄不低于40岁；⑤晨僵时间不超过3 min；⑥膝关节屈伸活动时有不同程度的摩擦音，或摩擦感。符合上述条件前2条，或第1，3，5，6条，或第1，4，5，6条结合，可诊断为膝骨关节炎^[14-18]。

1.3.4 肌力判断标准 ①0级，无任何肌肉收缩表现，完全瘫痪；②1级，肌肉可轻度收缩，关节活动完全受限；③2(-)级，当未抵抗引力时，仅能完成起始运动动作；④2级，当未抵抗引力时，可完成整个动作；⑤2(+)级，当抵抗引力时，仅能完成起始运动动作；⑥3(-)级，当抵抗引力时，仅能完成部分运动动作幅度；⑦3级，当抵抗引力时，能够完成整个运动幅度；⑧3(+)级，当抵抗引力+最小程度阻力时，可完成整个运动动作幅度；⑨4级，当抵抗引力+中等程度阻力时，能够完成整个运动动作幅度；⑩5级，当抵抗引力+最大程度阻力时，能够完成整个运动动作幅度^[19]。

1.4 方法　2组患者全膝关节置换术后均常规给予抗炎、抗凝治疗，早期指导患者进行主动及被动康复锻炼，麻醉苏醒后指导患肢踝泵训练(踝关节背伸、背屈)、股四头肌等长收缩练习，每次训练15-20 min，4-6次/d；术后3 d继续踝泵练习，指导患者患肢主动进行直腿抬高训练臀大肌、股四头肌、腘绳肌，同时主动屈伸膝关节，每次屈膝到患者疼痛可耐受的最大角度。训练时循序渐进，并通过下床活动、手扶护栏下蹲、坐马桶等进一步训练患膝屈曲及活动功能。

对照组在常规康复锻炼的同时，术后48 h(或切口引流管拔管后第1天)开始使用CPM机行功能锻炼。CPM机训练时从屈膝0 - 40°开始，初始活动范围30°-60°，每次屈伸活动周期45 s，每次训练30-60 min，每天两至三次，每天增加屈曲角度5°-15°，直至患膝关节屈曲105°-115°，患膝关节伸直0°。CPM机训练时间为2周^[20-23]。

观察组采用局部加压冷疗结合CPM机功能锻炼，CPM机训练方法同对照组，同时在术后返回病房后，采用EVERCRYO冷加压自动循环系统，通过电动泵产生脉冲压(4.7-7.3 kPa)调节冰囊内压力，冰水24 h循环使用，膝部冰上囊面积(570 mm×360 mm)，冰囊内温度控制11-13 ℃，连续冷疗48 h，期间密切观察患者皮肤颜色、张力、温度等参数，48 h后停止冰敷^[24-29]。

1.5 主要观察指标

1.5.1 疼痛评分与肿胀度术后24，48 h，测量髌骨上极2 cm、髌骨中点、腓肠肌最粗点周径取其平均值，以术后、术前膝关节周径差值计算肿胀值；采用目测类比评分评估疼痛程度^[6]，赋值0-10分，分值越高，疼痛程度越强烈，其中术后24 h为静止状态下目测类比评分，术后48 h为运动状态下评分^[30-31]。

1.5.2 膝关节功能评分术前、术后2周，采用美国特种外科医院(the hospital for special surgery，HSS)膝关节评分系统评估膝关节功能^[7]，包括疼痛30分、功能22分、活动范围18分、肌力10分、屈曲畸形10分、关节稳定性10分，同时根据是否需要助行器、存在内外翻畸形及伸直不全等进行扣分。HSS满分为100分，分值越高，膝关节功能越好^[32-35]。

1.5.3 临床疗效判断标准随访6个月，根据患者膝关节功能HSS评分判断临床疗效，优>85分，良70-84分，中60-69分，差<59分，优良率为优、良所占总例数的百分比。

1.6 统计学分析 采用SPSS 20.0软件进行统计学分析，关节功能等计量资料用x(_)±s表示，采用方差分析或t 检验，优良率等计量资料用百分数表示，采用卡方检验，P < 0.05表示差异有显著性意义，P < 0.01表示差异有非常显著性意义。

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讨论

膝骨关节炎典型临床特征是关节滑膜或膝关节软骨出现不同程度的退行性病变，以中老年患者多见，女性患者偏多，发病变较轻者仅能出现轻度膝关节肿胀，或轻微疼痛，但随着病情逐渐深入发展，膝关节痛感及肿胀程度逐渐剧烈，病情特别严重者可出现膝关节活动受限、关节变形等。其中，女性患者偏多与本次研究发现一致^[36]。膝骨关节炎病理变化主要包括：①膝关节软骨出现不同程度的软化，导致软骨深层发生皲裂，病情继续发展，可导致软骨纤维化→剥脱→缺失，病情特别严重者可见膝关节负重软骨出现完全剥脱情况，进而促使软骨下骨发生外露，而关节间隙则逐渐趋于狭窄，非负重软骨出现肥厚及增生现象，软骨边缘发生软化，经骨化作用后形成骨赘，可直接造成膝关节的关节面出现生物应力失衡现象；②膝关节负重区软骨下部位骨质密度逐渐增加，表现为象牙样硬化病变，而在非负重区域，则可见软骨下骨出现一定萎缩，囊性病变，或骨质疏松症。在病理状态下，软骨下骨中央位置存在持续性磨损现象，软骨外周则不断出现新增生，如此循环往复，不断恶化，最终造成膝关节变形，导致肢体畸形；③软骨剥脱后漂浮在膝关节腔内的滑液中，或黏附在滑膜上，继而对滑膜产生一定的刺激作用，导致充血性水肿，增加滑液渗出量，促使滑液浑浊，更加黏稠；④关节囊发生纤维性病变，以及增生性病变，加重膝关节受限程度；⑤膝关节疼痛导致邻近肌肉处于长时间痉挛状态(保护性)，伴发肌肉萎缩，肌力下降。关节活动量降低，最终造成膝关节出现纤维性僵直现象。上述膝关节病变可相互作用，推动膝骨关节炎病情逐渐向前发展^[37]。

据文献报道，骨关节炎国内发病率约为4%，其中70岁以上老人膝骨关节炎发病率7%，而80岁以上群体中发病率约11.2%。随着中国逐渐进入老龄化社会，民众生活条件逐渐改善，肥胖者逐年上升，膝关节炎发病率也逐渐增加。膝骨关节炎病变主要在于性别、体形、骨质疏松、慢性劳损以及炎症等。老年群体具有一定的生物学特征，如免疫力较差，诸多脏器机能处于持续性衰退中，部分高龄患者无法耐受手术治疗等，因此临床治疗老年患者时，应在准确诊断的同时给予及时高效的治疗措施，并关注其身体状况，规避意外情况发生风险。

人工全膝关节置换是治疗膝关节疾病的一种新技术，适用于膝骨关节炎病情特别严重者，导致出现膝关节疼痛、畸形，不稳以及膝关节屈伸活动受限等，具有减轻晚期膝关节疾病所致的疼痛和功能障碍的作用，可有效改善患者的生活质量，延缓病情发展，促使膝关节功能尽快恢复^[38]。术后早期进行功能康复锻炼，能促进膝关节功能的恢复。CPM机是通过-5°-115°活动范围的连续匀速被动活动，刺激骨原细胞向关节软骨分化，加速关节软骨以及周围的韧带和肌腱的愈合和再生；CPM引起持续的关节活动, 能增加关节液代谢, 促进粘连的瘢痕组织松解；CPM还能促进局部血液循环，促进炎性因子吸收，从而发挥镇痛、改善局部营养代谢、促进软骨的修复和愈合作用。有研究发现，全膝关节置换术后使用CPM机训练能增加患者出院时关节活动度。初次全膝关节置换术后，早期行CPM锻炼并不增加隐性失血量。

人工全膝关节置换后局部皮肤、骨创面及血管的损伤，人工膝关节假体造成的异物反应均可刺激局部组织发生渗出及炎性反应，后者可能激活凝血因子异常，增加术后出血和切口血肿的发生率。局部加压冷疗是一种物理止血方法，一方面加压可起到压迫作用，减少局部毛细血管出血；另一方面，冷疗则是通过冰袋冰敷刺激皮肤冷感受器, 引起血管收缩, 血管通透性下降，减少出血及炎性水肿和渗出，从而减轻局部积血、积液对膝关节腔造成的压力，避免全膝关节置换术后膝关节畸形及功能障碍，还能从一定程度上规避深静脉血栓形成风险。吴明珑等^[39]发现，全膝关节置换患者术后持续24 h冰敷能明显减轻患肢肿胀和疼痛，冷疗能减慢神经冲动传导, 降低神经末稍的敏感性，有利于减轻术后疼痛程度。本文研究结果也支持这一观点。

局部加压冷疗能减轻全膝关节置换术后充血肿胀压迫所致的疼痛,可提高患者进行CPM锻炼的主动性和依从性，进而促进关节功能的恢复。相关文献报道很多，如谢琪等^[40]采用持续脉冲加压冷疗对膝关节镜治疗的患者进行干预，同常规冰敷方法比较，结果显示，治疗后患膝肿胀程度及引流量均优于对照组(P < 0.05)，提示加压冷疗法可有效促进患者术后早期功能康复，但少有对HSS膝关节评分系统各维度展开比较研究的，与本次研究结果相似。

本研究中，观察组在疼痛、功能、活动度、稳定性维度、减分项目、HSS总分上明显优于对照组，数据比较差异均有显著性意义，而2组患者在肌力、屈曲畸形方面数据比较差异无显著性意义，提示局部加压冷疗联合CPM功能锻炼有助于改善患者关节功能，缓解肿胀表现，改善关节活动度，为患者接受膝关节恢复性功能锻炼减少了疼痛造成的干扰，提高患者生活质量，促使患者尽快恢复。这也可以从临床疗效比较中得到证实。

结论：研究结果表明，局部加压冷疗结合CPM功能锻炼有助于缓解全膝关节置换术后肿胀与疼痛程度，促进膝关节功能关节恢复，提高临床疗效。需要指出的是，局部冷疗结合CPM功能锻炼是一个持续的过程，期间需要医患之间的密切配合，其长期疗效值得期待。

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