智能训练系统在全膝关节置换术患者围术期康复训练中的应用：一项前瞻性随机对照研究

doi:10.3877/cma.j.issn.2096-0263.2025.05.005

目的

观察智能训练系统在全膝关节置换患者围手术期康复过程中实施效果。

方法

开展一项前瞻性随机对照试验，连续收集北京医院骨科2023年12月至2024年7月收治的40例全膝关节置换术的患者，男性13例，女性27例，平均年龄（70.40±6.22）岁。采用随机数表法，分为对照组与试验组，各20例。对照组给予常规康复训练指导，试验组在常规康复的基础上应用智能训练系统进行康复训练，对比两组在膝关节功能、膝关节活动度、首次下地时间、锻炼依从性、日常生活活动能力、护理满意度以及疼痛情况。

结果

试验组和对照组在术后各时间点的HSS、膝关节活动度、Barthel指数、NRS疼痛评分进行了重复测量设计的方差分析显示，不同组别间差异均有统计学意义（P<0.001），与对照组相比试验组术后4天及6周膝关节功能评分更高（P<0.001），术后第1天、第4天及6周的膝关节活动度更大（P<0.001），术后4天及6周的日常生活活动能力评分更高（P<0.001），且术后1至4天及术后6周疼痛评分更低（P<0.05）。组别与时间点间均存在显著的交互作用（P<0.001），试验组在术后各时间点间差异均有统计学意义。此外，试验组的锻炼依从性、首次下床时间及护理满意度均显著优于对照组（P<0.001）。

结论

智能可穿戴训练系统在全膝关节置换术围手术期的应用效果显著，能有效提高康复效果，值得临床广泛应用及推广。

关键词: 全膝关节置换, 智能训练系统, 康复, 随机对照试验

Objective

To observe the implementation effect of an intelligent training system in the perioperative rehabilitation of patients undergoing total knee arthroplasty (TKA).

Methods

A prospective randomized controlled trial was conducted. A total of 40 patients who underwent TKA in the Department of Orthopedics, Beijing Hospital, from December 2023 to July 2024, The cohort consisted of 13 males and 27 females, with a mean age of 70.40±6.22 years. Using a random number table, patients were allocated to either the control or experimental group, with each group consisting of 20 patients. The control group received standard rehabilitation training, while the experimental group received rehabilitation training based on an intelligent training system in addition to conventional rehabilitation. Outcomes compared between the two groups included knee joint function, range of motion (ROM), adherence to rehabilitation training, first ambulation time, activities of daily living (ADL), nursing satisfaction,and pain levels.

Results

Repeated measures analysis of variance for HSS scores, ROM, Barthel Index, and NRS pain scores at various postoperative time points indicated statistically significant differences between the groups (P<0.001). Compared with the control group, the experimental group showed higher knee function scores at 4 days and 6 weeks postoperatively (P<0.001), greater knee range of motion at postoperative days 1, 4, and 6 weeks (P<0.001), higher activities of daily living scores at postoperative days 4 and 6 weeks (P<0.001), and lower pain scores from postoperative days 1 to 4, as well as at 6 weeks (P<0.05). Significant interactions between group and time point were observed (P<0.001), with statistically significant differences noted across all postoperative time points in the experimental group. Furthermore, the experimental group showed significantly superior exercise compliance, time to first ambulation, and nursing satisfaction compared with the control group (P<0.001).

Conclusion

The intelligent wearable training system demonstrates significant efficacy in perioperative rehabilitation for TKA patients, effectively improving rehabilitation outcomes and warranting widespread clinical application and promotion.

Key words: Total knee arthroplasty, Intelligent training system, Rehabilitation, Randomized controlled trial

图1 患者入组示意图

表1 TKA围手术期康复训练

阶段	时间范围	训练内容
术前	入院至手术当天	踝泵训练、直腿抬高训练、股四头肌等长收缩训练、膝关节主动屈伸（仰卧位）训练
术后一阶段	术后1~2天	在术前训练内容基础上新增坐下站起训练
术后二阶段	术后3天~出院	在术后一阶段训练内容基础上新增膝关节主动屈伸（坐位）训练、膝关节主动屈伸（站立位）训练、抗重力髋关节外展训练、站立训练、重心转移训练、行走训练

表1 TKA围手术期康复训练

阶段	时间范围	训练内容
术前	入院至手术当天	踝泵训练、直腿抬高训练、股四头肌等长收缩训练、膝关节主动屈伸（仰卧位）训练
术后一阶段	术后1~2天	在术前训练内容基础上新增坐下站起训练
术后二阶段	术后3天~出院	在术后一阶段训练内容基础上新增膝关节主动屈伸（坐位）训练、膝关节主动屈伸（站立位）训练、抗重力髋关节外展训练、站立训练、重心转移训练、行走训练

图2 智能训练系统流程示意图

表2 两组全膝关节置换患者的一般资料比较

基线特征	试验组（n=20）	对照组（n=20）	统计值	P值
年龄（岁，±s）	71.20±5.73	69.60±6.73	t=-0.810	0.423
性别[例（%）]			χ²=0.114	0.736
男	7（35.00）	6（30.00）
女	13（65.00）	14（70.00）
BMI（±s）	27.36±3.34	27.45±3.50	t=0.089	0.929
患侧[例（%）]			χ²=3.636	0.057
左	12（60.00）	6（30.00）
右	8（40.00）	14（70.00）
入院血红蛋白（g/L，±s）	128.70±12.96	129.60±12.55	t=0.223	0.825
入院白蛋白（g/L，±s）	37.80±2.76	37.00±3.04	t=-0.870	0.390
手术时长（min，±s）	187.75±27.50	204.25±35.44	t=1.640	0.108
术中出血量（ml，±s）	200(112.50，200)	200(12.50，200)	Z=-1.410	0.163
引流量（ml，_IQR）	352.25±221.10	336.00±167.90	t=-0.260	0.795

表2 两组全膝关节置换患者的一般资料比较

基线特征	试验组（n=20）	对照组（n=20）	统计值	P值
年龄（岁，±s）	71.20±5.73	69.60±6.73	t=-0.810	0.423
性别[例（%）]			χ²=0.114	0.736
男	7（35.00）	6（30.00）
女	13（65.00）	14（70.00）
BMI（±s）	27.36±3.34	27.45±3.50	t=0.089	0.929
患侧[例（%）]			χ²=3.636	0.057
左	12（60.00）	6（30.00）
右	8（40.00）	14（70.00）
入院血红蛋白（g/L，±s）	128.70±12.96	129.60±12.55	t=0.223	0.825
入院白蛋白（g/L，±s）	37.80±2.76	37.00±3.04	t=-0.870	0.390
手术时长（min，±s）	187.75±27.50	204.25±35.44	t=1.640	0.108
术中出血量（ml，±s）	200(112.50，200)	200(12.50，200)	Z=-1.410	0.163
引流量（ml，_IQR）	352.25±221.10	336.00±167.90	t=-0.260	0.795

表3 两组全膝关节置换患者入院时及术后HSS评分比较（分，

±s）

组别	例数	入院时	术后第4天	术后6周	F值	P值
试验组	20	60.79±7.20	65.20±4.65^*	77.35±5.56^*#	41.230	<0.001
对照组	20	56.44±13.90	44.02±6.83^*	61.63±8.41^#	23.170	<0.001
F值		1.548	131.332	48.581
P值		0.224	<0.001	<0.001

表3 两组全膝关节置换患者入院时及术后HSS评分比较（分，

±s）

组别	例数	入院时	术后第4天	术后6周	F值	P值
试验组	20	60.79±7.20	65.20±4.65^*	77.35±5.56^*#	41.230	<0.001
对照组	20	56.44±13.90	44.02±6.83^*	61.63±8.41^#	23.170	<0.001
F值		1.548	131.332	48.581
P值		0.224	<0.001	<0.001

表4 两组全膝关节置换患者入院时及术后膝关节活动度比较（

±s）

组别	例数	入院时	术后第1天	术后第4天	术后6周	F值	P值
试验组	20	93.45±11.57	62.85±12.35^*	83.30±12.47^*#	103.84±11.74^*#&	48.230	<0.001
对照组	20	92.25±21.37	33.15±14.89^*	50.60±14.93^*#	95.50±18.45^#&	125.730	<0.001
F值		0.049	47.169	56.520	2.904
P值		0.827	<0.001	<0.001	0.096

表4 两组全膝关节置换患者入院时及术后膝关节活动度比较（

±s）

组别	例数	入院时	术后第1天	术后第4天	术后6周	F值	P值
试验组	20	93.45±11.57	62.85±12.35^*	83.30±12.47^*#	103.84±11.74^*#&	48.230	<0.001
对照组	20	92.25±21.37	33.15±14.89^*	50.60±14.93^*#	95.50±18.45^#&	125.730	<0.001
F值		0.049	47.169	56.520	2.904
P值		0.827	<0.001	<0.001	0.096

表5 两组全膝关节置换患者术后首次下床时间、锻炼依从性和护理满意度比较（

±s）

组别	例数	术后首次下床时间（h）	锻炼依从性（分）	护理满意度（%）
试验组	20	32.60±15.60	58.45±5.49	4.95±0.22
对照组	20	49.47±11.78	33.00±4.27	3.60±0.60
t值		3.859	-16.366	-9.453
P值		<0.001	<0.001	<0.001

表5 两组全膝关节置换患者术后首次下床时间、锻炼依从性和护理满意度比较（

±s）

组别	例数	术后首次下床时间（h）	锻炼依从性（分）	护理满意度（%）
试验组	20	32.60±15.60	58.45±5.49	4.95±0.22
对照组	20	49.47±11.78	33.00±4.27	3.60±0.60
t值		3.859	-16.366	-9.453
P值		<0.001	<0.001	<0.001

表6 两组全膝关节置换患者入院及术后Barthel指数比较（

±s）

组别	例数	入院时	术后第4天	术后6周	F值	P值
试验组	20	89.25±8.78	66.25±8.57^*	91.50±5.64^#	82.950	<0.001
对照组	20	84.25±13.98	50.50±6.26^*	77.25±11.75^*#	67.120	<0.001
F值		1.836	44.076	23.902
P值		0.185	<0.001	<0.001

表6 两组全膝关节置换患者入院及术后Barthel指数比较（

±s）

组别	例数	入院时	术后第4天	术后6周	F值	P值
试验组	20	89.25±8.78	66.25±8.57^*	91.50±5.64^#	82.950	<0.001
对照组	20	84.25±13.98	50.50±6.26^*	77.25±11.75^*#	67.120	<0.001
F值		1.836	44.076	23.902
P值		0.185	<0.001	<0.001

表7 两组全膝关节置换患患者NRS疼痛评分比较（分，

±s）

组别	例数	入院时	术后第1天	术后第2天	术后第3天	术后第4天	术后6周	F值	P值
试验组	20	5.65±0.93	4.80±1.51^*	4.10±0.64^*#	3.00±0.32^*#&	2.65±0.59^*#&%	2.20±1.01^*#&%@	36.116	<0.001
对照组	20	5.05±1.19	5.80±0.89	5.35±0.81	4.30±0.73^*#&	4.40±0.68^*#&	3.95±1.05^*#&@	22.461	<0.001
F值		3.144	6.508	29.182	52.635	75.812	28.987
P值		0.084	0.015	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001

表7 两组全膝关节置换患患者NRS疼痛评分比较（分，

±s）

组别	例数	入院时	术后第1天	术后第2天	术后第3天	术后第4天	术后6周	F值	P值
试验组	20	5.65±0.93	4.80±1.51^*	4.10±0.64^*#	3.00±0.32^*#&	2.65±0.59^*#&%	2.20±1.01^*#&%@	36.116	<0.001
对照组	20	5.05±1.19	5.80±0.89	5.35±0.81	4.30±0.73^*#&	4.40±0.68^*#&	3.95±1.05^*#&@	22.461	<0.001
F值		3.144	6.508	29.182	52.635	75.812	28.987
P值		0.084	0.015	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001

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Application of intelligent training system in perioperative rehabilitation training for patients undergoing total knee arthroplasty: A prospective randomized controlled study

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