探讨智能可穿戴康复系统在人工全膝关节置换(TKA)术后患者康复训练中的临床应用价值。
前瞻性研究。纳入2017年10月—2018年4月在北京博爱医院接受TKA手术治疗的120例患者，其中男51例、女69例，年龄55～78岁，体质量指数(BMI)19.7～32.6 kg/m2，术前膝关节活动度(ROM)84°～117°，K-L分级Ⅲ级42例、Ⅳ级78例。采用随机数法将患者分为对照组60例和康复组60例。住院期间和出院后，对照组患者采用传统遵医嘱、按时复查方式训练，康复组使用NEO-SMART智能可穿戴康复系统辅助进行康复训练。观察两组患者在各随访时间点的膝关节疼痛视觉模拟评分(VAS)、ROM、美国特种外科医院(HSS)膝关节评分。
两组患者性别、年龄、BMI、K-L分级比较，差异均无统计学意义(P值均>0.05)。120例患者中4例失访，其余均获随访6个月。对照组和康复组患者的VAS比较，术后48 h差异无统计学意义(P>0.05)，术后2周和1个月时康复组VAS分别为(2.2±0.61)和(1.2±0.37)分，对照组分别为(2.5±0.82)和(1.7±0.53)分，康复组均低于对照组，差异均有统计学意义(P值均<0.01)；两组患者膝关节ROM比较，术后48 h差异无统计学意义(P>0.05)。术后2周、1个月、3个月时分别为88.7°±3.60°和93.1°±3.07°、96.8°±3.76°和103.5°±3.47°、99.8°±4.05°和107.3°±4.33°，差异均有统计学意义(P值均<0.01)；两组患者HSS评分比较，术后1、3、6个月康复组均显著优于对照组(P值均<0.01)。
使用智能可穿戴康复系统可显著提高TKA患者的术后康复训练效果，值得临床推广应用。
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全膝关节置换(total knee arthroplasty, TKA)可有效矫正患肢膝关节的关节畸形，改善膝关节的功能状态，解除关节疼痛[1]。TKA术后的康复训练对手术效果具有很大影响，因此，临床医生越来越重视对患者术后康复的管理和指导。目前，我国康复医疗资源相对不足，TKA患者术后住院时间短，患者的主要康复训练过程是出院后在家中完成的。由于患者在家庭训练中缺乏专业的康复知识及医护人员的指导，住院期间健康宣教和康复指导难以得到有效延伸，患者依从性降低，康复训练的标准性、有效性较差，导致家庭康复的效能仅达到住院康复的60%[2]。近年来，移动互联网和生物传感技术可穿戴设备与康复工程的结合成为研究热点[3]。目前，国内已有学者对智能可穿戴康复系统的临床应用效果进行了相关研究报道[4]，它由可穿戴智能脚环、医生端及患者端APP构成，通过医生端制定个性化康复方案，患者端使用可穿戴智能脚环进行锻炼，并详细记录患者锻炼后的康复数据，方便医生及时进行方案调整。本研究采用随机对照的方法，探讨智能可穿戴康复系统在TKA术后患者康复训练中的应用价值，为临床TKA术后治疗方案的选择提供参考。
纳入标准：(1)重度膝关节骨关节炎成人患者(Kellgren-LawrenceⅢ级或者Ⅳ级)，性别不限；(2)选择后交叉韧带保留型假体进行单侧膝关节置换；(3)患者自愿配合本研究并签署知情同意书。排除标准：(1)合并严重脏器及血液疾病，以及精神疾病的患者；(2)膝关节畸形或伴有其他相关神经肌肉疾患；(3)住院期间发生严重并发症。
前瞻性研究。纳入2017年10月—2018年4月于北京博爱医院进行TKA的120例患者为研究对象。其中男51例，女69例，年龄55～78(67.1±5.5)岁；术前膝关节活动度(range of motion, ROM)为84°～117°(95.8°±8.1°)；参考Kellgren-Lawrence分级(K-L分级)标准[5]进行膝骨关节炎严重程度分级，其中Ⅲ级42例，Ⅳ级78例。
按入组顺序进行编号，采用Stata 7.0软件生成一组随机数方法随机分为康复组与对照组，每组60例。住院期间，两组患者均执行医生制定好的相同的康复训练方案：术后第1天只进行踝泵训练，术后第2天起进行踝泵训练、直腿抬高、滑移屈膝、坐位屈/伸膝训练、静蹲、扶助行器负重行走等。
出院后延续住院期间的训练方式，两组患者的术后康复训练时间均持续到术后3个月。对照组按照医生制定的康复方案自行训练。康复组由主治医师通过骨事通APP制定符合患者手术和术后实际情况的个性化康复方案，并指导患者进行康复治疗。患者使用智能可穿戴设备和配套的APP软件(NEO-SMART勤动可穿戴康复系统，北京医迈科技有限公司)，在系统的辅助下完成训练：在骨事通APP中查看每天的康复训练内容，按照每一个康复动作的标准指导视频进行训练；训练过程中，绑在脚踝上的智能脚环实时测量并记录膝关节ROM等康复数据，通过网络上传云端，方便医生监督并据此做出方案调整。
患者分别于术后2周、1、3、6个月门诊随访。观察两组患者住院期间和门诊随访时术后的疼痛、膝关节功能恢复程度和膝关节ROM：术后48 h、2周和1个月时评估患者疼痛VAS[6]；术后48 h、2周和1、3个月时，用量角器测量并记录患侧膝关节ROM；术后1、3、6个月评估术侧膝关节的美国特种外科医院(Hospital for Special Surgery, HSS)膝关节评分[7]。所有患者HSS评估由同一位有经验的骨科主治医师完成；膝关节ROM测量由相同年资的2位主治医师分别测量，结果取平均值。若2位医师测量结果相差大于3°，则进行重新测量。
应用SPSS 20.0软件对数据进行统计学分析。服从正态分布的计量资料用
±s表示。两组患者的组间比较采用配对t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
对照组和康复组患者分别有：男27、24例，女33、36例，年龄(67.4±5.3)岁、(66.9±5.6)岁，BMI(26.2±3.1)kg/m2、(25.4±3.3)kg/m2，K-L Ⅲ级24、18例，K-L Ⅳ级36、42例，差异均无统计学意义(χ2＝0.307、t＝0.502、t＝1.368、χ2＝1.319, P值均>0.05)。
术后48 h、2周随访时，两组患者疼痛VAS随时间逐渐降低，术后48 h评分相似，但两组间差异无统计学意义(P>0.05)。术后2周、1个月时，康复组疼痛VAS低于对照组，差异均有统计学意义(P值均<0.01)。见表1。
两组膝关节置换患者术后康复训练期间膝关节VAS、ROM、HSS评分的比较(
±s)
两组膝关节置换患者术后康复训练期间膝关节VAS、ROM、HSS评分的比较(±s)
| 观察指标 | 对照组 | 康复组 | t值 | P值 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 例数 | 60 | 60 | |||
| VAS(分) | |||||
| 术后48 h | 3.4± 1.06 | 3.3±1.02 | 0.526 | >0.05 | |
| 术后2周 | 2.5± 0.82 | 2.2±0.61 | 2.274 | <0.05 | |
| 术后1个月 | 1.7± 0.53 | 1.2±0.37 | 5.992 | <0.01 | |
| ROM(°) | |||||
| 术前 | 95.3±78.0 | 95.2±8.36 | 0.010 | >0.05 | |
| 术后48 h | 74.8±10.28 | 75.2±7.25 | 0.246 | >0.05 | |
| 术后2周 | 88.7± 3.60 | 93.1±3.07 | 7.204 | <0.01 | |
| 术后1个月 | 96.8± 3.76 | 103.5±3.47 | 10.143 | <0.01 | |
| 术后3个月 | 99.8± 4.05 | 107.3±4.33 | 9.799 | <0.01 | |
| HSS评分(分) | |||||
| 术后1个月 | 65.8± 5.05 | 71.6±4.00 | 6.974 | <0.01 | |
| 术后3个月 | 79.2± 4.74 | 85.2±4.73 | 6.941 | <0.01 | |
| 术后6个月 | 84.7± 3.20 | 88.3±4.43 | 5.103 | <0.01 | |
注：VAS为视觉模拟评分；ROM膝关节为活动范围；HSS为纽约特种外科医院膝关节评分；a术后6个月HSS评分例数为56例
两组患者术前和术后48 h膝关节ROM比较，差异均无统计学意义(P值均>0.05)；术后2周、1个月和3个月时，康复组膝关节ROM高于对照组，差异均有统计学意义(P值均<0.01)。见表1。
术后6个月，对照组有4例患者失访。术后1、3、6个月时，康复组的HSS评分均高于对照组，差异均有统计学意义(P值均<0.01)，见表1。
随着TKA手术例数的不断增加，术后专业康复锻炼的重要性日益提升[8]。张英泽等[9]研究发现，膝关节周围骨折手术后，正确的心理指导、及时的主被动功能训练是患者膝关节功能恢复的关键。路黎明等[10]研究显示，骨折1个月内是进行康复治疗的最佳时期，早期的康复治疗对改善膝关节活动范围非常重要。在中国目前的医疗环境下，TKA术后患者仍然以传统的家庭康复模式为主，其疗效与患者本人的依从性、康复训练的标准度等密切相关。有研究表明，家庭康复只能达到住院康复效果的60%左右[11]。
研究发现，患者膝关节ROM大于90°时才可满足一般的生活需求[12]。本研究中，患者术前ROM为84°～117°，术后48 h对照组和康复组的膝关节ROM差异无统计学意义，术后2周、1、 3个月，康复组的膝关节ROM明显优于对照组，且差异有统计学意义。笔者分析，在术后2周以后，对照组仅依靠医生的医嘱和自我约束进行训练，在早期有一定的成效；但由于患者依从性差，主动训练的时间、强度不能达到标准要求，导致对照组患者膝关节周围的肌肉力量相对较差，对照组患者的膝关节活动度训练效果不理想，膝关节的ROM低于康复组。Brennan等[13]发现，住院治疗与门诊治疗的天数与患者康复结果显著相关，在门诊治疗就诊次数更多的患者能获得更好的功能康复，说明在患者术后康复中，医生的专业指导至关重要。在本研究中，康复组患者相较于对照组，术后2周至3个月膝关节活动度更好，分析原因：(1)通过可穿戴康复设备和配套的软件系统，患者能参照医生定制的详细康复计划，在专业康复动作指导下进行训练，有助于提高训练质量，更好地完成每天的训练任务；(2)智能可穿戴设备内置的传感器可监测肢体活动数据，判断患者康复锻炼的动作达标情况，从而使患者随时了解自己的康复情况，能积极参与和配合训练，依从性和主动性相对较高，提高了康复锻炼的效率，最终达到增加膝关节活动度的目的。
TKA术后疼痛是影响患者康复很重要的因素之一[14]。许多患者因为术后剧烈的疼痛产生心理压力，甚至导致静脉血栓形成、肺栓塞等疾病[15]，影响TKA术后康复效果[16]，所以降低TKA术后疼痛对于患者术后康复至关重要[17,18]。本研究中，术后2周和1个月时康复组VAS明显优于对照组，可能是智能可穿戴康复系统辅助下康复可更快速地改善肌力和关节活动度等肢体功能，减少了康复过程中关节活动带来的疼痛感。这在一定程度上可提高患者的依从性，在心理方面增加患者的康复信心，更好地配合康复训练，同时可加快膝关节周围肌力和TKA术后膝关节活动度的恢复[19,20]。
有计划的康复锻炼和良好的术后随访与康复督导，可以有效增强患者术后功能康复效果。HSS评分在TKA术后应用广泛，可全面整体地评价整个膝关节的运动情况，系统全面地反映术后膝关节的恢复情况[21,22]。邢伟鹏等[22]对比了康复训练结合持续被动运动机锻炼的康复组与单纯持续被动运动机锻炼的对照组的康复效果，结果显示康复组的HSS评分(81.61±11.82)分明显优于对照组(74.12±12.83)分。付梅、李俊茹[23]的研究显示，使用手机微信软件进行TKA术后的回访，可有效改善患者的焦虑情况，提高患者依从性，提高术后1周、 1个月及3个月的ROM评分和HSS评分，加快了患者膝关节功能的恢复。本研究中，康复组HSS评分在术后1、 3、6个月均优于对照组，进一步表明使用可穿戴康复系统辅助康复进行的有计划的康复训练和良好的随访监测，可对康复训练效果和膝关节功能改善起到积极促进作用。
综上所述，智能可穿戴康复系统为TKA术后患者提供了一种有效指导和监测康复训练的方式，可帮助患者更好地完成康复训练计划，促进膝关节的功能恢复，显著提高康复效果，值得临床推广应用。本研究不足之处主要是：样本量不够大；随访时间较短，未能观察到术后中、长期的功能结果；观察指标较少，未对患者康复训练的依从性、疗效满意度以及日常活动能力等方面进行随访观察。凡此种种，今后将做更多的相关研究和进一步探讨。
所有作者均声明不存在利益冲突
