前十字靱帯再建後の血流制限トレーニングの多施設レトロスペクティブ研究

サマリー

この研究では、前十字靱帯再建後の筋力と機能回復の強化における血流制限トレーニングの利点を評価しました。

要約

大腿四頭筋の衰弱と機能回復の遅れは、前十字靱帯再建術 (ACLR) 後によく見られます。従来のリハビリテーション プロトコルでは、術後初期段階で適切な筋肉負荷を提供できないことがよくあります。低負荷抵抗と血管閉塞を組み合わせた血流制限トレーニング (BFRT) は、筋肥大を強化し、術後早期に機能させる可能性があります。この研究は、BFRT が ACLR の早期回復において標準的なリハビリテーションと比較して優れた結果をもたらすかどうかを評価することを目的としていました。この多施設レトロスペクティブ・コホート研究には、2021年12月から2024年12月の間に3つの病院で治療を受けた428人のACLR患者が含まれていた。選択バイアスを最小限に抑え、バランスのとれた同等のベースライン特性を達成するために、キャリパー幅 0.02 を使用して 1:1 の傾向スコア マッチング (PSM) を実行しました。スクリーニングと傾向スコアのマッチングの後、316 人の患者 (グループあたり 158 人) が最終分析に含まれました。30 秒間の座位から立位までの繰り返し、1 分間の片足かかと上げ、6 分間の歩行距離 (6MWD)、および国際膝文書化委員会 (IKDC) スコアを含む機能的転帰は、術後 0 週間、4 週間、8 週間、および 12 週間で評価されました。有意な時間、グループ、および相互作用の効果がすべての測定で観察されました (p < 0.05)。すべての術後フォローアップ評価 (4 週間、8 週間、および 12 週間) で、BFRT グループは、30 秒の座位から立位までの繰り返し、1 分間の片足かかと上げ、6MWD、および IKDC スコアを含む、すべての機能測定において対照群と比較して統計的に優れた結果を示しました (p< 0.05 すべての比較)。結論として、BFRT は ACLR 後の早期機能回復を促進します。その安全性と実現可能性を考慮すると、臨床現場における標準的なリハビリテーションプロトコルの補助として推奨される場合があります。

概要

前十字靱帯 (ACL) 損傷は、スポーツ関連の膝の損傷として最も一般的なものの一つです。前十字靱帯再建術 (ACLR) は主要な外科的治療ですが、術後の大腿四頭筋萎縮、筋力低下、機能回復の遅延を伴うことがよくあります¹。疫学データは、年間 100,000 人あたり約 68.6 例の発生率を示唆しており、患者のほぼ 75% が 1 年以内に ACLR を必要としています²。術後の筋萎縮や筋力不足は回復時間を延長し、再損傷のリスクを高めます。患者は持続的な筋力低下のためにスポーツに戻ることができません ^3,4,5。研究によると、大腿四頭筋の筋力低下は手術後最初の 6 か月以内に発生する可能性があり、この欠損は 12 か月以上持続する可能性があり、再損傷のリスク増加と機能回復不良に寄与する重要な要因となります⁶。

高負荷抵抗トレーニングなどの従来のリハビリテーション プロトコルは、手術創の感受性や組織の完全性の低下により、術後初期段階では困難になることがよくあります。青少年では、骨格の発達に関する懸念から、高負荷の筋力トレーニングは推奨されません。したがって、安全で効果的な代替手段を模索することが急務です。低負荷の抵抗運動と末梢血管閉塞を組み合わせた血流制限トレーニング(BFRT)は、最近、ACLRリハビリテーションで大きな注目を集めています。そのメカニズムには、同化シグナル伝達経路を活性化する虚血再灌流効果が関与していると考えられており、それによって筋萎縮を軽減し、筋力の回復を促進します^7,8。

現在の臨床研究では、BFRT が比較的低い負荷下でも、術後早期の大腿四頭筋萎縮を大幅に軽減し、膝伸筋トルクを高め、機能回復の過程を加速できることが示されています。しかし、多施設データは依然として不均一であり、一部の研究では、長期追跡調査中に BFRT による追加の長期的な筋力向上を実証できていません。したがって、ACLR の現在の疫学的負担と術後リハビリテーションの臨床的必要性に照らして、BFRT ^9,10 の有効性と適用性を明らかにするには、さらなる調査が必要です。これに関連して、この多施設レトロスペクティブ分析は、ACLR 患者の筋力回復、機能的転帰、スポーツ復帰率に対する BFRT の効果を体系的に評価することを目的としています。方法論と結果の詳細は以下のとおりです。

プロトコル

遂寧県中医病院の倫理委員会によって倫理的承認が与えられました(承認番号20240116001)。研究に登録する前に、すべての参加者から書面によるインフォームドコンセントが得られました。この研究で使用された機器とソフトウェアの詳細は、 材料表.

参加者の人口統計と一般情報

2021年12月から2024年12月の間に遂寧県中医病院、東呉大学第一付属病院、徐州リハビリテーション病院でACLRを受けた合計428人の患者が遡及的にレビューされた。112 人の患者を除外し、1:1 の傾向スコア マッチング (PSM) を適用した後、316 人の患者が含まれ、BFRT グループと従来のリハビリテーション グループの各グループに 158 人が含まれていました (図 1)。BFRT または従来のリハビリテーション グループへの患者の割り当ては、術後ケア¹¹ の確立されたクリニカル パスと、医師と患者の間で意思決定を共有することに基づいていました¹²。

対照群には、18歳から55歳までの男性85名と女性73名が含まれ、平均年齢は35.85歳±5.41歳でした。患側は左が92例、右が66例でした。BFRTグループには、19歳から53歳までの男性82名と女性76名が含まれ、平均年齢は36.15歳±4.72歳でした。患側は左88例、右70例でした。2 つのグループ間でベースライン特性に統計的に有意な差はなく (p > 0.05)、比較可能性を示しています (表 1)。

この研究では、次の包含基準と除外基準が採用されました。選択基準は、ACL 損傷の 2022 年臨床診療ガイドラインに従って実施された ACLR、一次単束 ACL 再建、術後のリハビリテーションの遵守、およびグレード II 以下のアウターブリッジ分類で構成されていました。除外基準には、他の重大な膝の病状、重度の骨粗鬆症、主要な臓器機能障害(心臓、肝臓、または腎臓)、凝固障害、および膝の神経血管損傷が含まれていました。

リハビリテーション介入

多施設研究全体の一貫性を確保するために、標準化された従来のリハビリテーション プロトコルが 3 つの参加センターすべてで実施されました。このプロトコルは、確立された ACL 術後リハビリテーション ガイドライン^11,13 に基づいて開発され、参加機関間の専門家のコンセンサスを通じて正式に承認されました。主なコンポーネントは次のとおりです。標準化されたプロトコルの目標と原則: すべてのセンターは、腫れと痛みの軽減、関節の可動域の回復に焦点を当てた初期段階の同一の段階的な目標を順守しました。後の段階では、漸進的な負荷の原則に基づいて、漸進的な筋力強化が強調されました。機器の使用に関する許可された変動性と管理措置: センターは、地元で入手可能であるが機能的に同等のリハビリテーション デバイス (さまざまなブランドの大腿四頭筋トレーナーやバランス ボードなど) を使用することが許可されていましたが、処方されたエクササイズ、対象となる筋肉群、および強度の進行基準は、サイト間で厳密に標準化されました。品質保証: 実装のばらつきを最小限に抑えるために、集中監督チームが設立されました。症例報告フォームのレビュー、標準化されたトレーニングの提供、臨床上の質問への対処のために毎月の仮想会議が実施され、センター間で介入が一貫して提供されるようにしました。中心効果の感度分析:結果に対する潜在的な部位固有の影響を評価するために、中心を線形混合モデルのランダム効果として含めました。感度分析では、一次アウトカムとセカンダリアウトカムの両方について、中心効果に起因する統計的に有意な分散(p > 0.05)は見られず、わずかな運用上の差異が全体的な結果の一貫性や妥当性を損なわないことが確認されました。

両グループの従来のリハビリテーションプロトコルは次のとおりです。術後 0-2 週目に、痛みのないアクティブな膝可動域 (ROM) 運動を 1 日あたり 3 回から 5 回開始します。座っているとき、または仰向けに寝ているときは、痛みのない快適な範囲で膝をそっと動かします。浮腫をコントロールするには、足首を膝の上に上げ、膝を心臓の上に上げて仰臥位を維持するように患者に指示します。患者にアンクルポンプをセットあたり30〜50回、セッションごとに3セット、1日2回実行してもらいます。膝を完全に伸ばしたままにし、脚を15°〜30°の角度に上げて、まっすぐな脚上げを行うように患者に指示します。5〜10秒間保持します。1日10回の繰り返しを10セット実行します。運動後または痛みが生じたら、セッションごとに10〜15分間凍結療法を適用します。ADL トレーニングには、ベッドから椅子への移動、着替え、トイレ、身だしなみが含まれていました。術後 2 週目以降 (外来/入院リハビリ) に、膝伸展/屈曲マシンを使用して、15-30 回の繰り返し x 3-5 セット、週に 2x-3 回の漸進的なレジスタンス トレーニングを開始します。両足から片足のスタンスに進むバランストレーニングを実施します。1日あたり10回繰り返し、30秒間保持します。高度なADLトレーニング(ウォーキング、階段昇降)を開始します。その後、必要に応じてプログレッシブパワートレーニングに進みます。

血流制限トレーニング(BFRT)グループ

BFRT グループの患者は、レジスタンス トレーニング中に BFR カフの適用を追加して、対照群と同じ標準プロトコルを受けました。

BFRT のセットアップと圧力測定: 測定前の指示を提供します。血流制限トレーニング圧力評価(LOP測定)の目的と手順について患者に通知します。血管疾患、重度の糖尿病、凝固障害などの禁忌がないことを確認します。患者に快適な仰臥位または座位で横になるように指示します。足背動脈の触診や視覚化を改善するには、仰臥位が好まれます。患肢は、交差や緊張を伴わずに、伸ばしてリラックスさせる必要があります。皮膚の完全性を評価して、開いた傷や損傷した領域にカフを置かないようにします。ズボンの脚を鼠径部まで巻き上げて、太ももを露出させます。大腿骨の近位の3分の1を見つけます。これは、上前腸骨棘 (ASIS) から膝蓋骨の上縁までの巻尺を使用して測定できます。適切な幅(通常は12〜15 cm)の袖口を選択し、指定された領域に巻き付けます。肌を圧迫することなく、適度な締め付けを確保します。袖口は、折り目、ねじれ、滑る危険がなく、平らに置く必要があります。圧力システムに便利に接続できるように、出口(コネクタ)は外側を向く必要があります。カフを圧力ポンプ装置に接続します。手動膨張電球を使用することもできます。デバイスが適切に機能していること、ゲージがゼロに校正されていること、圧力値がはっきりと見えることを確認してください。すべての接続が密閉されていることを確認してください。袖口を一時的に収縮させてリラックスさせます。足の外側、第1中足骨と第2中足骨の間の足背動脈を触診します。脈拍が簡単に触知できない場合は、脈拍部位に聴診器を装着するか、携帯用ドップラー流量検出器のいずれかを使用してください。識別したら、後で使用するためにプローブを正しい位置にマークを付けるか固定します。脈拍を継続的に監視しながら、低速(約10 mmHg / s)でカフを膨らませます。脈拍が完全に消える圧力を記録します。この値は、1 回の試行の LOP です。カフを完全に収縮させ、5分間待ちます。合計3回の試行で測定を2回繰り返します。以下に示すように、3 つの LOP 値の平均を計算して、患者の最終的な LOP を確立します。
例: LOP 試験 1 = 130 mmHg、試験 2 = 128 mmHg、試験 3 = 132 mmHg
次に、最終LOP =(130 + 128 + 132)/ 3 = 130 mmHg。
目標トレーニング圧力を計算します。トレーニング圧力は、LOP の 60% から 80% の間に設定する必要があります。式:目標圧力= LOP x(0.6-0.8)
例:LOP = 130 mmHg、目標圧力= 78-104 mmHg。推奨される安全範囲:50〜150 mmHg(完全な閉塞またはリスクを回避するため)。
特別な考慮事項: 高血圧または手足の周囲が大きい患者の場合、膨張圧の調整が必要になる場合があります。いずれかの 2 つの LOP 測定値が 10 mmHg 以上異なる場合は、精度のために追加の測定を実行します。運動前に、カフを目標圧力まで膨らませ、副作用(激しい痛み、しびれなど)がないか患者を1〜2分間監視します。

結果の測定

ベースライン (T0) および術後 4 週間 (T1)、8 週間 (T2)、および 12 週間 (T3) での機能的転帰を評価します。4 つの主要なメジャーを使用します。
30 秒の座位から立位までのテスト¹⁴: 30 秒の座位から立位までのテストで下肢の筋肉機能を評価します。参加者に、腕を胸の上で交差させて、標準的な椅子から 30 秒以内にできるだけ多くの完全な立って座るサイクルを完了するように指示します。
1 分間の片足かかと上げテスト¹⁵: 患肢のふくらはぎの筋持久力を評価する 1 分間の片足かかと上げテストを使用して評価しました。姿勢補正なしでフルレンジのかかと上げとして定義され、1 分で完了した正しい繰り返しの総数を記録します。
6 分間歩行テスト (6MWD)¹⁶: 6MWD で機能的歩行能力を測定します。参加者が平らな面を 6 分間に歩くことができる合計距離を m 単位で記録し、安全性を監視します。
国際膝文書化委員会 (IKDC) 主観的膝評価^17,18: IKDC 主観的膝評価フォームを使用して、患者から報告された膝の機能を評価します。このアンケートでは、0 から 100 までの標準化されたスコアが得られ、スコアが高いほど膝の機能が優れていることを示します。

統計分析

統計分析: SPSS ソフトウェア (バージョン 27.0) を使用して統計分析を実行します。Shapiro-Wilk 検定を使用して連続変数の正規性を評価します。正規分布データを平均±標準偏差 (±s) として表示し、非正規分布データを四分位範囲 [M(IQR)] の中央値として報告します。カテゴリ変数を頻度とパーセンテージ [n(%)] として要約します。傾向スコアのマッチングの前に、正規分布データの独立サンプル t 検定または非正規分布データのマンホイットニー U 検定を使用して、連続変数のグループ間比較を実施します。必要に応じて、χ² 検定またはフィッシャーの正確確率検定を使用してカテゴリ変数を比較します。4 つの時点での繰り返し測定 (T0、T1、T2、T3) を考慮して、一般化推定方程式 (GEE) を使用して、各結果測定に対する時間、グループ、および時間 x グループの相互作用の影響を評価します。統計的に有意な交互作用効果が観察された場合は、さらにグループ内およびグループ間のペアワイズ比較を実行します。事後分析では、ボンフェローニ補正を適用して多重比較を調整し、有意性しきい値をp < 0.0083(調整済みα = 0.05/6 比較)に設定して、ファミリーごとのエラー率を制御します。複数の代入を使用して欠損値を処理します: 5 つの代入データセットを生成し、それらを個別に分析し、結果をプールして堅牢な推定値を生成します。両側統計検定を使用し、名目有意水準は α = 0.05 です。p が 0.05 の場合、統計的に有意な結果<考えます。

結果

カイ二乗検定(χ²)検定によって決定されたように、性別(p = 0.822)、年齢(p = 0.053)、および患側(p = 0.733)を含む2つのグループのベースライン人口統計学的特徴は、統計的に有意な差なしで同等でした。研究の開始時 (T0)、独立した t 検定により、すべての機能的転帰測定値も BFRT グループと対照グループの間で類似していることが明らかになりました。

30秒の座位から立位までのテスト

30 秒間の座位から立位までのテストでは、ベースラインのパフォーマンスは同様でした (コントロール: 8.31 ±1.81 対 BFRT: 8.17 ±2.01 繰り返し; t = 0.651、p = ...

ディスカッション

ACL 再建後の術後リハビリテーションの中心的な課題は、移植片の強度と固定技術だけでなく、筋萎縮による筋力の低下、特に大腿四頭筋の萎縮にあり、機能回復とスポーツ復帰のタイムラインにより直接的な影響を与えます¹⁹。高負荷トレーニングは、手術後早期には実行できないことがよくあります。BFRT は低負荷の代替手段として浮上しており、そのメカニズムはホルモンおよび代謝ストレス反応による肥大の促進を伴うと考えられています ^5,7。この研究は、BFRT を標準的なリハビリテーションに組み込むことで、重要な術後早期段階での機能回復を大幅に加速できることを提案しています。

この多施設レトロスペクティブ研究では、ACL 再建後の患者の大腿四頭筋とハムストリングの筋力、上腕三頭筋の持久力、歩行能力、および関節機能に対する BFRT の効果を調査しました

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
血流制限カフ	鄭州東恒新材技術有限公司	T-BFR-0355	低負荷抵抗トレーニング中の近位太ももの閉塞に使用されます
ドップラー流量検出器	SonoSite Inc.、ワシントン州ボセル、アメリカ合衆国	HFL38x(参照番号P07682-30)	血管評価および血流制限の確認に使用
IBM SPSS 統計ソフトウェア	IBM社、アメリカ	バージョン26.0	データ分析および統計に使用