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研究一:前交叉韧带断裂患者本体感觉改变和脑灰质体积变化目的:探索前交叉韧带(Anterior Cruciate Ligament,ACL)断裂后患者本体感觉改变和脑结构重塑的变化特征及其与正常对照人群的区别,以及患者膝本体感觉与脑结构重塑的关系。方法:选择2017年6月-2018年6月在青岛市市立医院骨科运动医学中心就诊,经确诊的单纯右侧ACL完全断裂的男性患者18名为ACL断裂组,另一组为活动水平相匹配的健康男性18名命名为健康组。分别使用Lysholm膝关节评分表、kneelax3、ISOMED2000、改良星偏移平衡测试(modified star excursion balance test,m SEBT)、单腿跳测试(single hop distance,SHD)对受试者的主观感受、胫骨前移程度(anteroposterior shift of the tibia,APST)、膝关节位置觉(the active angle reproduction test,AART)、平衡和功能进行评估;使用磁共振成像设备(3.0T)采集脑结构图像,利用Matlab软件做体素基础上的形态测量研究(Voxel Based Morphometry,VBM)分析标准脑灰质体积变化,以及其与各项评分的相关性。结果:ACL断裂组与健康组相比,APST,AART,m SEBT,SHD的结果均有显著性差异(p<0.01)。经Pearson相关分析发现,在p=0.05水平上,ACL断裂组AART与Lysholm评分,m SEBT,SHD之间没有相关性,与APST具有中等程度相关性(p=0.02,r=0.54);健康组AART与APST,m SEBT,SHD之间没有相关性。ACL断裂组部分脑区的标准脑灰质体积与健康组相比,左侧小脑的Crus1部位显著增大,右侧大脑的辅助运动区、顶上回、顶下缘角回、尾状核和海马旁回部位显著减小。经Pearson相关分析发现,在p=0.05水平上,ACL断裂组右侧辅助运动区,顶上回,顶下缘角回,尾状核的标准脑灰质体积变化与m SEBT得分显著负相关,但是相关程度只有中等。结论:ACL断裂患者膝关节本体感觉信号传入的减少造成大脑皮层中枢对感觉和运动信息的整合处理能力下降,动作逐渐趋向于简单化,对运动的认知和记忆出现障碍,神经肌肉控制能力下降;一段时间的ACL断裂状态导致患者脑结构发生了可塑性改变,具体表现为控制动作精确性和感觉运动整合的皮层相关脑区体积缩小,而失去抑制的皮层下运动中枢体积增加,提示ACL断裂患者的运动控制策略由皮层向皮层下运动控制策略的转移;此外,膝本体感觉误差可能与胫骨前移程度有一定关系,改良星偏移平衡测试的结果可能与大脑皮层的运动脑区的激活有关。今后,在该类患者的康复治疗过程中应着重本体感觉的加强和运动皮层的刺激。研究二:肌内效贴布对ACL断裂患者膝本体感觉和功能的影响目的:探索应用肌内效贴布(Kinesio Tape,KT)改善外周本体感觉对ACL断裂患者的本体感觉、平衡和功能表现的影响,研究通过加强外周本体感觉的方法促进膝本体感觉和功能恢复的可行性。方法:选择2017年6月-2018年6月在青岛市市立医院骨科运动医学中心就诊,经确诊的单纯右侧ACL完全断裂男性患者16例作为研究对象。对患肢使用KT前、后和患侧、健侧下肢分别进行对比研究,使用Lysholm评分表评价患者的主观感觉和患膝运动功能;使用kneelax3设备评估膝关节的APST;采用ISOMED2000等速肌力测试系统评估患者膝关节的AART;采用m SEBT评估患者的平衡;采用SHD评估患者的功能表现。结果:患侧下肢使用KT前、后各项指标改善显著,Lysholm评分从76.00±3.78分提高到84.06±3.66分(p<0.01);AART从4.06°±1.06°下降到2.44°±0.81°(p<0.01);m SEBT综合得分从0.84±0.04m提高到0.94±0.04m(p<0.01);SHD从0.92±0.27m提高到1.06±0.38m(p<0.01)。另外,患侧与健侧下肢对比,各测试结果存在显著差异,APST显著较高(8.19±1.83VS7.25±1.00,p<0.05),AART显著较高(2.44±0.81VS1.81±0.66,p<0.05),m SEBT显著较低(0.94±0.04VS1.01±0.04,p<0.01),SHD显著较低(1.06±0.38VS1.26±0.96,p<0.01)。患侧下肢使用KT后,经Pearson相关分析发现,在p=0.01水平上,AART与Lysholm评分具有中等程度的负相关(r=-0.659),与APST,m SEBT,SHD没有相关性。结论:使用肌内效贴布单纯增加膝外周本体感觉输入的方法治疗有助于ACL断裂患者患膝本体感觉、平衡及运动功能的恢复,但并不能完全恢复正常,并且,ACL断裂患者在使用肌内效贴布后,其本体感觉增强程度与主观性的膝关节功能评分改善具有相关性,与客观监测指标并无相关,推测使用肌内效贴布虽增加了本体感觉信息的传入但并不能代偿本体感觉输入减少造成的功能障碍,仅对ACL断裂患者主观感受的影响较大。建议在前交叉韧带损伤后的膝关节功能康复训练中加强运动控制训练以改善中枢对运动的控制。研究三:神经肌肉训练促进ACL重建术后患者本体感觉恢复和脑重塑的功能磁共振研究目的:探索神经肌肉训练(Neuromuscular Training,NT)对ACL重建术后患者膝关节本体感觉和运动功能的恢复以及对脑功能重塑的影响和特征。方法:选取2017年8月至2018年8月在青岛市市立医院骨科运动医学中心就诊的符合标准的单纯右侧ACL重建术后男性患者24名为实验对象,随机分成对照组(n=12)和实验组(n=12)。对照组采用3个月的门诊常规康复治疗和3个月的居家自我康复;实验组前3个月的康复治疗方法与对照组一致,其后采用3个月的NT方法康复治疗,每周2次,每次60min,共6个月。两组患者在术前和治疗6个月后,分别评估Lysholm评分,患肢APST和膝AART.对比两组各项测试,并就两组各自Lysholm评分与APST,AART做Pearson相关分析。然后,治疗6个月后的两组患者进行任务态的f MRI,采用Matlab软件处理数据,找出两组激活脑区的不同,做各脑区激活强度与功能测试的Pearson相关分析。结果:(1)术后6个月与术前相比,实验组和对照组各自Lysholm评分、APST和AART均有显著性改善。(2)术后6个月,实验组和对照组各自的AART与Lysholm评分或APST均未表现出相关性。(3)术后6个月,实验组与对照组相比,激活显著增加的脑区有小脑蚓部和扣带回;激活显著减少的脑区有颞下回和舌回。(4)术后6个月,实验组小脑蚓部激活与Lysholm评分具有较强的正相关;对照组颞下回和舌回的激活与其Lysholm得分正相关程度较强。结论:(1)ACL重建术后病患经过NT康复治疗,膝关节整体功能、胫骨前移程度和本体感觉恢复的效果要好于居家康复治疗。(2)患者主观功能评估和胫骨前移程度不能简单地作为指标评估反映ACL重建术后病患的膝本体感觉康复情况。(3)术后进行NT康复治疗,ACL重建患者皮层运动脑区之间的联系加强,大脑皮层与小脑之间的纤维传导信息交流增多,增强了小脑的运动性学习能力和大脑的运动整合能力,运动时降低对视觉信息辅助的需求。