虛擬現(xiàn)實技術(shù)在老年全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后早期功能鍛煉中的應(yīng)用效果

李國威 李一杰 張大衛(wèi) 王 哲 陳 濤

(中山大學附屬第五醫(yī)院，廣東 珠海 519000)

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(TKA)是治療各種終末期膝關(guān)節(jié)疾患有效方法之一，其主要通過置入人工關(guān)節(jié)來改變關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)及下肢力線，從而緩解患者關(guān)節(jié)疼痛〔1〕。但由于多數(shù)老年患者各器官功能發(fā)生退行性病變，機體抵抗力和恢復力均顯著降低，TKA術(shù)后易出現(xiàn)關(guān)節(jié)腔出血，增加深靜脈血栓(DVT)形成風險，且由DVT繼發(fā)的肺栓塞是行TKA患者術(shù)后早期猝死的主要原因〔2〕。因此，如何通過有效康復訓練促進高齡患者術(shù)后機體功能恢復是目前臨床研究的熱點。虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR)是將計算機仿真系統(tǒng)與人機接口技術(shù)相結(jié)合的一項技術(shù)，具有沉浸性、交互性及構(gòu)想性等基本特征，可使患者與虛擬環(huán)境相交互并完成任務(wù)訓練，從而實現(xiàn)下肢運動功能重建的作用〔3〕。目前，VR已廣泛用于腦卒中及心理精神疾病治療等領(lǐng)域，且均取得了突出成效〔4〕，但該技術(shù)運用于膝關(guān)節(jié)功能鍛煉康復鮮有報道，且關(guān)于其在預(yù)防TKA患者術(shù)后DVT發(fā)生作用的研究更為罕見。本研究通過隨機對照研究方法，探討VR在老年TKA術(shù)后早期功能鍛煉的應(yīng)用效果。

1 資料與方法

1.1一般資料 取2014年11月至2015年12月于中山大學附屬第五醫(yī)院收治并行TKA治療的78例骨關(guān)節(jié)炎患者作為研究對象，納入標準〔5〕：①所有患者符合《骨關(guān)節(jié)炎診治指南》中相關(guān)診斷標準；②單側(cè)患病，擬行單側(cè)TKA；③年齡60～85歲；④膝關(guān)節(jié)屈曲畸形不超過30°，內(nèi)翻不超過20°。排除標準：①既往有膝關(guān)節(jié)手術(shù)病史者；②合并嚴重心、肝、腎衰竭或肺功能障礙者；③患有精神疾病或腦器質(zhì)性疾病者；④伴有嚴重心血管疾病或呼吸系統(tǒng)疾病不能耐受術(shù)后康復訓練者；⑤過度肥胖及骨質(zhì)疏松嚴重者。對象分組方法選取隨機數(shù)字表法，分為對照組(39例)和觀察組(39例)。研究組男23例，女16例；年齡60～83〔平均(71.82±7.98)〕歲；病程1～11〔平均(8.58±2.53)〕年；病灶位置：左膝21例，右膝18例；致病原因：骨性關(guān)節(jié)炎25例，創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎8例，類風濕關(guān)節(jié)炎6例。對照組男21例，女18例，年齡61～84〔平均(72.97±7.82)〕歲；病程2～12〔平均(8.72±2.61)〕年；病灶位置：左膝22例，右膝17例；致病原因：骨性關(guān)節(jié)炎24例，創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎7例，類風濕關(guān)節(jié)炎8例。兩組一般資料差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，有可比性。

1.2方法 兩組均由同一組醫(yī)師進行TKA，術(shù)后常規(guī)給予生命體征、營養(yǎng)狀況、心理狀況等觀察，同時接受抗炎、補液、抗凝鎮(zhèn)痛等對癥支持處理。對照組于術(shù)后48 h或拔除引流管后1 d開始在持續(xù)被動運動(CPM)機上進行功能鍛煉。開始15°～30°，速度緩慢，20 min/次，2次/d，并以每天增加5°的訓練角度逐漸增加患者活動度直至最大耐受程度，同時在肌肉等長舒縮運動基礎(chǔ)上，使用CPM機進行被動屈伸膝活動，連續(xù)治療2 w。在對照組基礎(chǔ)上，觀察組患者術(shù)后第2天采用VR康復鍛煉，虛擬沉浸性場景為水上賽艇運動，交互性為屈膝劃槳使賽艇前行，并按照患者運動功能設(shè)定劃槳速度和虛擬場景，30 min/次，3次/d。VR設(shè)備和技術(shù)均由滄州市米德科技公司提供。

1.3觀察指標 ①于術(shù)前、術(shù)后2 w、術(shù)后2個月分別采用視覺模擬評分(VAS)、美國特種外科醫(yī)院膝關(guān)節(jié)功能(HSS)評分及Berg平衡量表(BBS)評分對患者疼痛程度、膝關(guān)節(jié)功能及平衡能力進行評定，且均由2位5年以上臨床工作經(jīng)驗的康復醫(yī)師共同完成；②抽取術(shù)前、術(shù)后2 w及術(shù)后2個月患者晨起空腹外周靜脈血5 ml，采用日立7200全自動化生化分析儀測定D-二聚體(D-D)、纖維蛋白原(FIB)、凝血酶原時間(PT)、活化部分凝血酶時間(APTT)等凝血功能指標；③采用彩色多普勒超聲測定患者股靜脈血流峰度及平均速度，并記錄DVT發(fā)生情況。

1.4統(tǒng)計學方法 采用SPSS22.0軟件包進行t及χ2檢驗。

2 結(jié) 果

2.1兩組VAS比較 術(shù)前兩組VAS差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；術(shù)后2 w及2個月，兩組VAS均顯著低于術(shù)前，且觀察組均顯著低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組VAS比較分，n=39)

與同組術(shù)前比較：1)P<0.05，下表同

2.2兩組HSS評分比較 術(shù)前兩組HSS評分比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；術(shù)后2 w及2個月，兩組HSS評分均顯著高于術(shù)前，且觀察組均顯著高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表2。

2.3兩組BBS評分比較 術(shù)前兩組BBS評分比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；術(shù)后2 w及2個月，兩組BBS評分均顯著高于術(shù)前，且觀察組均顯著高于對照組(P<0.05)。見表3。

表2 兩組不同時間點HSS評分比較分，n=39)

2.4兩組凝血指標比較 術(shù)前兩組D-D、FIB、PT及APTT比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；術(shù)后2 w，兩組D-D、FIB均顯著高于術(shù)前，PT、APTT顯著低于術(shù)前(P<0.05)；術(shù)后2個月，兩組D-D、FIB均較術(shù)后2 w顯著降低，PT、APTT則顯著提高(P<0.05)；同時觀察組D-D、FIB均顯著低于同期對照組，PT、APTT均顯著高于同期對照組，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表4。

表3 兩組BBS評分比較分,n=39)

表4 兩組凝血指標比較

2.5兩組血流峰度及平均速度比較 術(shù)前兩組血流峰度及平均速度比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；術(shù)后2 w及2個月，兩組血流峰度及平均速度均顯著高于術(shù)前，且觀察組均顯著高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表5。

2.6兩組DVT發(fā)生率比較 對照組共出現(xiàn)10例(25.64%)DVT，觀察組共出現(xiàn)2例(5.13%)DVT，兩組比較差異有統(tǒng)計學意義(χ2=6.30，P=0.01)。

表5 兩組血流峰度及平均速度比較

3 討 論

研究表明，與髖關(guān)節(jié)相比，膝關(guān)節(jié)具有更為復雜的局部解剖和生物力學，加之老年群體具有一定生物學特征，如多存在骨質(zhì)疏松等并發(fā)癥、部分患者無法耐受手術(shù)治療、諸多臟器功能處于持續(xù)性衰退中等〔6〕，故而需將精湛的關(guān)節(jié)置換術(shù)與合理有效的康復鍛煉相結(jié)合，才可保障高齡患者預(yù)后質(zhì)量。CPM是連續(xù)勻速被動活動，且有研究證實，其具有以下優(yōu)勢〔7〕：①CPM能夠增加關(guān)節(jié)液代謝，促進粘連的瘢痕組織松解；②CPM引起持續(xù)的關(guān)節(jié)活動，可刺激骨原細胞向關(guān)節(jié)軟骨分化，有利于關(guān)節(jié)軟骨的愈合和再生；③CPM能夠促進局部血液循環(huán)，促進炎性因子吸收，進而起到抑炎、止痛及加速軟骨及周圍韌帶和肌腱修復和愈合等作用。

研究發(fā)現(xiàn)，CPM只能使關(guān)節(jié)早期活動的進程加快，且僅為關(guān)節(jié)向主動運動的一個過渡，具有一定被動性和局限性，而關(guān)節(jié)功能恢復必須通過患者自主鍛煉得以體現(xiàn)，故在進行被動運動前后的同時，仍應(yīng)結(jié)合關(guān)節(jié)主動活動，以達到提高整體治療效果的目的〔8〕。VR可使患者在虛擬環(huán)境中完成可控功能性運動和操作，從而發(fā)揮提高下肢運動能力的作用〔9,10〕?；赩R的康復訓練具有多種優(yōu)越性，可通過多傳感交互技術(shù)及高分辨顯示技術(shù)生成逼真的虛擬環(huán)境，并以自然方式與虛擬環(huán)境中的對象進行互動，產(chǎn)生與真實環(huán)境中完全一樣的感官感受，增加患者鍛煉樂趣，進而提高患者主動參與的積極性〔11〕。另外，基于VR屈膝劃槳可帶動患者進行強制性、主動性關(guān)節(jié)訓練，增加下肢屈肌力量，對疾病轉(zhuǎn)歸具有一定正面價值。本研究提示CMP配合VR康復鍛煉能夠明顯減輕患者術(shù)后疼痛，并提高其膝關(guān)節(jié)功能及平衡能力，考慮與VR康復鍛煉可加強膝關(guān)節(jié)周圍肌群的協(xié)同收縮及動力肌對關(guān)節(jié)的穩(wěn)定作用，促進膝關(guān)節(jié)損傷的修復有關(guān)。

TKA后局部皮膚、骨創(chuàng)面及血管的損傷均能夠刺激局部組織發(fā)生滲出及炎性反應(yīng)，加之老年患者體質(zhì)虛弱，術(shù)后常需長期臥床，缺乏適當?shù)年P(guān)節(jié)運動，易引起激活凝血因子異常，導致血液發(fā)生非正常凝結(jié)而堵塞靜脈管腔，致使靜脈回流障礙，加大DVT形成的風險〔12〕。FIB是一種具凝血功能的蛋白質(zhì)，其含量升高亦是血栓形成的危險因素之一；D-D是纖維蛋白特異性降解產(chǎn)物，其含量升高反映機體處于高凝狀態(tài)，故可作為判斷是否存在血栓形成性疾病的一種無創(chuàng)且可靠的敏感指標〔13〕。本研究表明CMP配合VR方案能夠有效刺激TKA術(shù)后患者肌肉組織血管擴張，以改善膝關(guān)節(jié)屈伸活動范圍及關(guān)節(jié)損傷部位的血液循環(huán)，從而加速關(guān)節(jié)高凝狀態(tài)的血液流速，最終起到抑制DVT形成的作用。

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