연구 논문

전방십자인대 재건술 후 혈류 제한 훈련에 대한 다기관 후향적 연구

DOI:

10.3791/69343

⸱

2025년 11월 7일

 ,  ,  , 
1Department of Rehabilitation Medicine, Suining County Hospital of Traditional Chinese Medicine, 2Department of Rehabilitation Medicine, The First Affiliated Hospital of Soochow University, 3Rehabilitation Department, Xuzhou Rehabilitation Hospital/The Affiliated Xuzhou Rehabilitation Hospital of Xuzhou Medical University

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

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본 연구는 전방십자인대 재건술 후 근력 향상과 기능 회복에 있어 혈류 제한 훈련의 이점을 평가하였다.

초록

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대퇴사두근 약화 및 기능 회복 지연은 전방십자인대 재건술(ACLR) 후 일반적입니다. 기존의 재활 프로토콜은 종종 수술 후 초기에 적절한 근육 부하를 전달하지 못합니다. 저부하 저항과 혈관 폐색을 결합한 혈류 제한 훈련(BFRT)은 수술 후 초기에 근육 비대와 기능을 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 이 연구는 BFRT가 초기 ACLR 회복에서 표준 재활에 비해 우수한 결과를 제공하는지 여부를 평가하는 것을 목표로 했습니다. 이 다기관 후향적 코호트 연구에는 2021년 12월부터 2024년 12월까지 3개 병원에서 치료받은 428명의 ACLR 환자가 포함되었습니다. 선택 편향을 최소화하고 균형 있고 비교 가능한 기준선 특성을 달성하기 위해 캘리퍼스 폭 0.02를 사용하여 1:1 성향 점수 매칭(PSM)을 수행했습니다. 스크리닝 및 성향 점수 매칭 후 316명의 환자(그룹당 158명)가 최종 분석에 포함되었습니다. 30초 기립 반복, 1분 한쪽 다리 발뒤꿈치 올리기, 6분 걷기 거리(6MWD) 및 IKDC(International Knee Documentation Committee) 점수를 포함한 기능적 결과를 수술 후 0주, 4주, 8주 및 12주에 평가했습니다. 모든 측정에서 유의미한 시간, 그룹 및 상호 작용 효과가 관찰되었습니다(p < 0.05). 모든 수술 후 후속 평가(4주, 8주 및 12주)에서 BFRT 그룹은 30초 기립 반복, 1분 한쪽 다리 발뒤꿈치 올리기, 6MWD 및 IKDC 점수(모든 비교에 대해 p< 0.05 ). 결론적으로 BFRT는 ACLR 후 조기 기능 회복을 가속화합니다. 안전성과 타당성을 고려할 때 임상 실습에서 표준 재활 프로토콜의 보조 수단으로 권장될 수 있습니다.

서론

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전방십자인대(ACL) 부상은 가장 흔한 스포츠 관련 무릎 부상 중 하나입니다. 전방십자인대 재건술(ACLR)은 일차 수술적 치료법이지만 수술 후 대퇴사두근 위축, 근력 약화 및 기능 회복 지연과 관련이 있는 경우가 많습니다1. 역학 데이터에 따르면 연간 100,000명당 약 68.6건의 발병률을 시사하며, 환자의 거의 75%가 1년 동안 ACLR을 필요로 합니다2. 수술 후 근육 위축 및 근력 결핍은 회복 시간을 연장하고 재부상 위험을 증가시킵니다. 환자는 지속적인 근육 약화로 인해 스포츠에 복귀하지 못합니다 3,4,5. 연구에 따르면 대퇴사두근 근력 손실은 수술 후 처음 6개월 이내에 발생할 수 있으며 이러한 결손은 12개월 이상 지속될 수 있어 재부상 위험 증가 및 기능 회복 불량에 기여하는 핵심 요인이 될 수 있습니다6.

고부하 저항 훈련과 같은 기존의 재활 프로토콜은 수술 상처 민감성과 손상된 조직 무결성으로 인해 수술 후 초기에 어려운 경우가 많습니다. 청소년의 경우 골격 발달에 대한 우려 때문에 고부하 근력 운동을 권장하지 않습니다. 따라서 안전하고 효과적인 대안을 모색하는 것이 시급합니다. 저부하 저항 운동과 말초 혈관 폐색을 결합한 혈류 제한 훈련(BFRT)은 최근 ACLR 재활에서 상당한 주목을 받고 있습니다. 그 메커니즘은 단백동화 신호 전달 경로를 활성화하여 근육 위축을 완화하고 근력 회복을 촉진하는 허혈-재관류 효과를 포함하는 것으로 생각됩니다 7,8.

현재 임상 연구에 따르면 BFRT는 상대적으로 낮은 부하에서도 수술 후 초기 대퇴사두근 위축을 크게 줄이고 무릎 신근 토크를 향상시키며 기능 회복 과정을 가속화할 수 있는 것으로 나타났습니다. 그러나 다기관 데이터는 여전히 이질적이며 일부 연구에서는 연장된 추적 관찰 동안 BFRT를 사용한 추가적인 장기적인 근력 증가를 입증하지 못했습니다. 따라서 현재 ACLR의 역학적 부담과 수술 후 재활의 임상적 필요성에 비추어 볼 때 BFRT 9,10의 효능과 적용 가능성을 명확히 하기 위한 추가 조사가 필요합니다. 이러한 맥락에서 이 다기관 후향적 분석은 ACLR 환자의 근력 회복, 기능적 결과 및 스포츠 복귀율에 대한 BFRT의 효과를 체계적으로 평가하는 것을 목표로 합니다. 방법론과 결과는 아래에 자세히 설명되어 있습니다.

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프로토콜

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윤리적 승인은 쑤녕현 한의학병원 윤리위원회(승인 번호 20240116001)에 의해 승인되었습니다. 연구에 등록하기 전에 모든 참가자로부터 서면 동의서를 얻었습니다. 이 연구에 사용된 기기 및 소프트웨어에 대한 자세한 내용은 재료 표에서 찾을 수 있습니다.

참가자 인구 통계 및 일반 정보

2021년 12월부터 2024년 12월까지 쑤녕현 한의학병원, 수저우대학교 제1부속병원, 쉬저우재활병원에서 ACLR을 받은 총 428명의 환자를 후향적으로 검토하였다. 112명의 환자를 제외하고 1:1 성향 점수 매칭(PSM)을 적용한 후 BFRT군과 기존 재활군의 각 그룹에 158명씩 총 316명의 환자가 포함되었습니다(그림 1). BFRT 또는 기존 재활 그룹에 대한 환자 할당은 수술 후 관리11 및 의사와 환자 간의 의사 결정 공유를 기반으로 했습니다12.

대조군은 18세에서 55세 사이의 남성 85명과 여성 73명으로 평균 연령은 35.85±5.41세였습니다. 영향을 받은 쪽은 92건에서 왼쪽, 66건에서 오른쪽이었습니다. BFRT 그룹에는 19세에서 53세 사이의 남성 82명과 여성 76명이 포함되었으며 평균 연령은 36.15±4.72세였습니다. 영향을 받은 쪽은 88건에서 왼쪽, 70건에서 오른쪽이었습니다. 두 그룹 간의 기준선 특성에는 통계적으로 유의미한 차이가 없었으며(p > 0.05), 비교 가능성을 나타냅니다(표 1).

이 연구는 다음과 같은 포함 및 제외 기준을 채택했습니다. 포함 기준은 ACL 손상에 대한 2022년 임상 진료 지침에 따라 수행된 ACLR, 일차 단일 번들 ACL 재건, 수술 후 재활 순응도 및 등급 II 이하의 Outerbridge 분류로 구성되었습니다. 제외 기준에는 기타 중요한 무릎 병리, 중증 골다공증, 주요 장기 기능 장애(심장, 간 또는 신장), 응고병증 및 무릎의 신경혈관 손상이 포함되었습니다.

재활 개입

다기관 연구 전반에 걸쳐 일관성을 보장하기 위해 표준화된 기존 재활 프로토콜이 세 참여 센터 모두에서 구현되었습니다. 이 프로토콜은 확립된 ACL 수술 후 재활 지침11,13을 기반으로 개발되었으며 참여 기관 간의 전문가 합의를 통해 공식적으로 승인되었습니다. 주요 구성 요소는 다음과 같습니다. 표준화된 프로토콜 목표 및 원칙: 모든 센터는 동일한 단계적 목표를 준수했습니다. 후기 단계에서는 점진적 부하의 원리에 따라 점진적인 근육 강화를 강조했습니다. 장비 사용에 대한 허용된 가변성 및 통제 조치: 센터는 현지에서 사용 가능하지만 기능적으로 동등한 재활 장치(예: 다양한 브랜드의 대퇴사두근 트레이너 또는 밸런스 보드)를 사용할 수 있었지만 처방된 운동, 대상 근육 그룹 및 강도 진행 기준은 사이트 전반에 걸쳐 엄격하게 표준화되었습니다. 품질 보증: 구현 변동성을 최소화하기 위해 중앙 집중식 감독 팀이 구성되었습니다. 증례 보고서 양식을 검토하고, 표준화된 교육을 제공하고, 임상 질문을 해결하기 위해 월간 가상 회의를 실시하여 센터 전반에 걸쳐 일관된 개입 제공을 보장했습니다. 중심 효과에 대한 민감도 분석: 결과에 대한 잠재적인 부위별 영향을 평가하기 위해 중심을 선형 혼합 모델에서 무작위 효과로 포함했습니다. 민감도 분석에서는 1차 및 2차 결과 모두에 대해 중심 효과(p > 0.05)로 인한 통계적으로 유의미한 분산이 없는 것으로 나타났으며, 사소한 운영 차이가 전체 결과의 일관성이나 타당성을 손상시키지 않음을 확인했습니다.

두 그룹의 기존 재활 프로토콜은 다음과 같았습니다. 수술 후 0-2주에 통증 없는 활성 무릎 운동 범위(ROM) 운동을 하루에 3-5회 시작합니다. 앉거나 누운 상태에서 편안하고 통증이 없는 범위 내에서 무릎을 부드럽게 움직입니다. 부종 조절을 위해 환자에게 발목을 무릎 위로, 무릎을 심장 위로 올려 누운 자세를 유지하도록 지시합니다. 환자에게 발목 펌프를 세트당 30-50회, 세션당 3세트, 하루 2회 반복하도록 합니다. 환자에게 무릎을 완전히 펴고 다리를 15°-30° 각도로 들어 올려 다리를 곧게 올리도록 지시합니다. 5-10초 동안 유지합니다. 하루에 10회씩 10세트를 수행합니다. 운동 후 또는 통증이 발생할 때 세션당 10-15분 동안 냉동 요법을 적용하십시오. ADL 교육에는 침대에서 의자로 옮기는 것, 옷 입기, 배변 및 몸단장이 포함되었습니다. 수술 후 2주차(외래/입원 환자 재활)부터 무릎 신전/굴곡 기계를 사용하여 주당 2x-3회 15-30회 반복 x 3-5세트로 점진적인 저항 훈련을 시작합니다. 이중 다리에서 단일 다리 자세로 진행하는 균형 훈련을 구현합니다. 하루에 10회 반복하면서 30초 동안 유지합니다. 고급 ADL 훈련(걷기, 계단 오르기)을 시작합니다. 그런 다음 적절하게 점진적인 파워 트레이닝을 진행합니다.

혈류 제한 훈련(BFRT) 그룹

BFRT 그룹의 환자는 저항 훈련 중에 BFR 커프 적용을 추가하여 대조군과 동일한 표준 프로토콜을 받았습니다.

BFRT 설정 및 압력 결정: 사전 측정 지침을 제공합니다. 혈류 제한 훈련 압력 평가(LOP 측정)의 목적과 절차를 환자에게 알립니다. 혈관 질환, 중증 당뇨병 또는 응고 장애와 같은 금기 사항이 없는지 확인하십시오. 환자에게 편안한 누운 자세 또는 앉은 자세로 눕도록 지시하십시오. 족근 동맥의 더 나은 촉진 또는 시각화를 위해 앙와위가 선호됩니다. 영향을 받은 사지는 교차하거나 긴장하지 않고 확장되고 이완되어야 합니다. 열린 상처나 손상된 부위 위에 커프를 착용하지 않도록 피부 무결성을 평가하십시오. 바지 다리를 사타구니 부위까지 말아 허벅지를 노출시킵니다. 대퇴골의 근위 1/3을 찾습니다. 이것은 전상장골추(ASIS)에서 슬개골의 상부 경계까지 줄자를 사용하여 측정할 수 있습니다. 적절한 너비(일반적으로 12-15cm)의 커프를 선택하고 지정된 부위에 감습니다. 피부를 압박하지 않고 적당한 탄력을 유지하세요. 커프는 접히거나 뒤틀리거나 미끄러질 위험이 없이 평평하게 놓여야 합니다. 압력 시스템에 편리하게 연결할 수 있도록 콘센트(커넥터)가 바깥쪽을 향해야 합니다. 커프를 압력 펌프 장치에 연결합니다. 수동 팽창 전구를 사용할 수 있습니다. 장치가 제대로 작동하는지, 게이지가 0으로 보정되었는지, 압력 값이 명확하게 보이는지 확인하십시오. 모든 연결이 밀봉되어 있는지 확인하십시오. 이완을 위해 커프를 일시적으로 수축시킵니다. 제1 중족골과 제2 중족골 사이의 발 측면에 있는 족족근 동맥을 촉진합니다. 맥박을 쉽게 만져지지 않는 경우 맥박 부위 위에 청진기 또는 휴대용 도플러 유량 감지기 중 하나를 사용하십시오. 식별되면 나중에 사용할 수 있도록 프로브를 올바른 위치에 표시하거나 고정하십시오. 맥박을 지속적으로 모니터링하면서 느린 속도(약 10mmHg/s)로 커프를 팽창시킵니다. 맥박이 완전히 사라지는 압력을 기록하십시오. 이 값은 한 번의 시도에 대한 LOP입니다. 커프를 완전히 수축시키고 5분 동안 기다립니다. 총 3번의 시도에 대해 측정을 2회 반복합니다. 아래와 같이 환자의 최종 LOP를 설정하기 위해 세 LOP 값의 평균을 계산합니다.
예: LOP 시험 1 = 130mmHg, 시험 2 = 128mmHg, 시험 3 = 132mmHg
그러면 최종 LOP = (130 + 128 + 132)/ 3 =130mmHg.
목표 훈련 압력을 계산합니다. 훈련 압력은 LOP의 60%에서 80% 사이로 설정해야 합니다. 공식: 목표 압력 = LOP x (0.6-0.8)
예: LOP = 130mmHg, 목표 압력 = 78-104mmHg. 권장 안전 범위: 50-150mmHg(완전한 폐색 또는 위험을 피하기 위해).
특별 고려 사항: 고혈압이나 사지 둘레가 큰 환자의 경우 팽창 압력 조정이 필요할 수 있습니다. 두 LOP 판독값이 10mmHg 이상 차이가 나면 정확도를 위해 추가 측정을 수행합니다. 운동 전에 커프를 목표 압력으로 팽창시키고 부작용(예: 심한 통증, 무감각)이 있는지 1-2분 동안 환자를 모니터링합니다.

결과 측정

기준선(T0) 및 수술 후 4주(T1), 8주(T2) 및 12주(T3)에 기능적 결과를 평가합니다. 네 가지 기본 측정값을 사용합니다.
30초 기립 테스트14: 30초 기립 테스트로 하지 근육 기능을 평가합니다. 참가자들에게 팔짱을 끼고 표준 의자에서 30초 안에 가능한 한 많은 완전한 서서 앉기 주기를 완료하도록 지시합니다.
1분 한쪽 다리 뒤꿈치 올리기 테스트15: 1분 한쪽 다리 뒤꿈치 올리기 테스트를 사용하여 영향을 받은 사지의 종아리 근육 지구력을 평가했습니다. 자세 보상 없이 전체 범위 발뒤꿈치 올리기로 정의되는 총 올바른 반복 횟수를 1분 안에 기록합니다.
6분 걷기 테스트(6MWD)16: 6MWD로 기능적 보행 능력을 측정합니다. 안전 모니터링과 함께 참가자가 6분 동안 평평한 표면을 걸을 수 있는 총 거리를 m 단위로 기록합니다.
국제 무릎 문서화 위원회(IKDC) 주관적 무릎 평가17,18: IKDC 주관적 무릎 평가 양식을 사용하여 환자가 보고한 무릎 기능을 평가합니다. 이 설문지는 0에서 100까지의 표준화된 점수를 산출하며, 점수가 높을수록 무릎 기능이 더 좋음을 나타냅니다.

통계 분석

통계 분석: SPSS 소프트웨어(버전 27.0)를 사용하여 통계 분석을 수행합니다. Shapiro-Wilk 테스트를 사용하여 연속 변수의 정규성을 평가합니다. 정규 분포 데이터를 평균 ± 표준 편차(±s)로 표시하고 비정규 분포 데이터를 사분위수 범위[M(IQR)]의 중앙값으로 보고합니다. 범주형 변수를 빈도 및 백분율 [n(%)]으로 요약합니다. 성향 점수 매칭 전에 정규 분포 데이터에 대한 독립 표본 t-테스트 또는 비정규 분포 데이터에 대한 Mann-Whitney U 테스트를 사용하여 연속 변수의 그룹 간 비교를 수행합니다. 적절하게 χ2 검정 또는 피셔의 정확 검정을 사용하여 범주형 변수를 비교합니다. 4개의 시점(T0, T1, T2, T3)에서 반복 측정이 주어지면 일반화 추정 방정식(GEE)을 사용하여 각 결과 측정에 대한 시간, 그룹 및 시간 x 그룹 상호 작용의 효과를 평가합니다. 통계적으로 유의미한 상호 작용 효과가 관찰되면 그룹 내 및 그룹 간 쌍별 비교를 추가로 수행합니다. 사후 분석의 경우 Bonferroni 보정을 적용하여 다중 비교를 조정하고 유의 임계값을 p < 0.0083(조정된 α = 0.05/6 비교)으로 설정하여 가족별 오류율을 제어합니다. 다중 대치를 사용하여 결측값 처리: 5개의 대치된 데이터 세트를 생성하고 별도로 분석한 다음 결과를 풀링하여 강력한 추정치를 생성합니다. 명목 유의 수준이 α = 0.05인 양측 통계 검정을 사용합니다. p가 0.05인 경우 통계적으로 유의한 결과를 고려<.

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결과

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카이제곱(χ2) 테스트에 의해 결정된 바와 같이, 성별(p = 0.822), 연령(p = 0.053) 및 영향을 받은 측면(p = 0.733)을 포함한 두 그룹의 기본 인구통계학적 특성은 통계적으로 유의미한 차이 없이 비교 가능했습니다. 연구 시작(T0)에 독립적인 t-테스트는 모든 기능적 결과 측정도 BFRT 그룹과 대조군 간에 유사하다는 것을 보여주었습니다.

30초 기립 테스트

30초 기립 테스트의 경우 기본 성능은 유사했습니다(대조군: 8.31 ±1.81 대 BFRT: 8.17±2.01 반복; t = 0.651, p = 0.516). 그러나 ...

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토론

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ACL 재건 후 수술 후 재활의 핵심 과제는 이식편 강도 및 고정 기술뿐만 아니라 근육 위축으로 인한 근력 손실, 특히 대퇴사두근 위축에 있으며, 이는 기능 회복 및 스포츠 복귀 일정에 더 직접적인 영향을 미칩니다19. 고부하 훈련은 수술 후 초기에 불가능한 경우가 많습니다. BFRT는 호르몬 및 대사 스트레스 반응을 통한 비대 촉진을 포함하는 것으로 생각되는 메커니즘과 함께 저부하 대안으로 등장했습니다 5,7. 이 연구는 BFRT를 표준 재활에 통합하면 중요한 수술 후 초기 단계에서 기능 회복을 크게 가속화할 수 있다고 제안합니다.

이 다기관 후향적 연구는 ACL 재건 후 환자의 대퇴사두근 및 햄스트링 근력, 삼두근 지구력, 보행 능력 및 관절 기능에 대한 BFRT의 효과...

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공개 사항

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저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.

감사의 글

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데이터 수집 및 환자 관리에 기여한 쑤이닝 현 중의학 병원, 수저우 대학교 제1부속병원, 쉬저우 재활병원의 재활의학과에 감사드립니다. 이 연구는 특별한 자금을 받지 못했습니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
혈류 제한 커프정저우동행 신소재기술유한회사.T-BFR-0355저부하 저항 훈련 중 허벅지 근위 폐쇄에 사용됨
도플러 유량 검출기SonoSite Inc., 워싱턴주 보셀, 미국HFL38x (참조 P07682-30)혈관 평가 및 혈류 제한 확인에 사용
IBM SPSS 통계 소프트웨어IBM 코퍼레이션, 미국버전 26.0데이터 분석 및 통계에 사용됨

참고문헌

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