Research progress on effects of different ankle pump exercises on venous drainage of the lower limb
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摘要: 静脉血栓栓塞症（VTE）在亚洲人群中的发病率逐年上升，已成为严重影响患者生活质量、导致院内死亡的主要原因之一，因此对其进行有效防治至关重要。踝泵运动作为一种安全、经济、易获得的血栓预防措施，已被广泛应用于临床。但不同医疗单元的踝泵运动方式各异，目前尚无统一标准，常无法达到应有效果。本文围绕运动自主性、运动形式、运动角度、运动频率几个方面综述踝泵运动方式，并对现有踝泵运动联合辅助装置及协同措施进行综述，旨在为临床正确实施踝泵运动提供参考依据，最大程度发挥踝泵运动的血栓预防效果。Abstract: The incidence of venous thromboembolism (VTE) is increasing year by year in Asian population, and has become a major cause of seriously affecting patients' quality of life and hospital death. Therefore, effective prevention and treatment of VTE are very important. Ankle pump exercise is widely used as a safe, economical and accessible measure for thrombosis prevention. However, there is no unified standard for ankle pump movement in different medical units in clinical practice, thus it's unable to achieve the desired effect. In this study, we reviewed the movement modes of the ankle pump from aspects of movement autonomy, form, angle and frequency. In addition, we also had a review in the ankle pump auxiliary devices and promotion measures, aiming to provide a basis for the correct clinical implementation of ankle pump movement and to give full play to the thrombosis prevention effect of ankle pump exercise.
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近年来，静脉血栓栓塞症(VTE)在亚洲人群中的发病率逐年上升，严重影响患者的生活质量，加重患者的经济负担，甚至可导致患者院内死亡[1-2], 故VTE防治已成为临床关注的热点。相较于血栓形成后的治疗成本，血栓预防的成本更低，对患者的影响更小。经典血栓栓塞理论[3]认为，血流瘀滞是血栓形成的3大危险因素之一，因此促进下肢静脉回流可有效预防下肢深静脉血栓形成(DVT)。现有的血栓预防措施中[4-5]，药物预防法不适用于出血风险较高、出血后果严重的患者，而机械预防法由于设备供应不足、穿着不适且易使用不当等问题，患者依从性较差，不利于临床推广应用。踝泵运动作为血栓的基础预防措施，已被多部指南及专家共识所推荐[6-8]。然而，目前关于踝泵运动的研究[9-10]大多集中于应用效果方面，而较少涉及具体的运动方式，且各医疗单元应用的踝泵运动方式各异，临床尚无统一标准。如何进行标准化踝泵运动，从而更高效地促进下肢静脉回流以降低DVT的发生率，是当前亟待解决的问题。本文围绕踝泵运动的具体运动方式、联合辅助装置及协同措施进行综述，旨在为临床正确实施踝泵运动提供一定的参考依据。
1. 踝泵运动的原理及优势
1.1 踝泵运动的概念及原理
踝泵运动，指通过踝关节的运动，像泵一样促进下肢血液循环和淋巴回流，包括踝关节的屈伸、内外翻和环转运动。踝泵运动直接作用于比目鱼肌和腓肠肌，通过比目鱼肌与腓肠肌的舒缩将停滞在静脉或静脉窦的血液泵出，促进血液向心流动。当肌肉收缩时，肌肉内和肌肉间的静脉被挤压，使静脉压升高，促使远心端的静脉瓣关闭，使静脉血不能倒流，而开放近心端的静脉瓣，有利于血液从近心端挤向心脏方向; 当肌肉舒张时，挤压作用消失，挤压处静脉压降低，促使近心端的静脉瓣膜关闭而远心端的静脉瓣膜开放，有利于血液从远心端充盈静脉[11-13]。当运动仅针对脚趾时，则因为无法作用于小腿肌肉，对DVT并无显著预防效果[14]。
1.2 踝泵运动的优势
首先，踝泵运动促进下肢静脉回流的效果迅速且显著。研究[15]发现，即使仅进行持续1 min的踝泵运动，下肢静脉血液回流的速度也会加快; 即使与间歇充气压力装置(IPC)相比时，踝泵运动促进静脉回流的效果仍然不差，甚至更优[16-17]。其次，踝泵运动作为卧床患者普遍使用的基础预防措施，不需要借助其他辅助装置即可完成，对于患者而言无经济负担且更易获得。此外，无论是长途旅行的健康人员还是住院、居家患者(只要患者病情允许、可耐受)，取仰卧位或坐位均可进行踝泵运动，不但能有效促进下肢静脉回流，而且无并发症。踝泵运动作为应用最广泛的血栓预防措施之一，普及率高，认知程度高，患者及家属接受度高，临床实施时阻碍因素少。
2. 踝泵运动方式
2.1 踝泵运动自主性
足踝的主动运动和被动运动均能加快下肢静脉血流的峰值速度和平均速度。对于术后患者而言，即使因伤口疼痛及疲乏仅能进行1 min的主动踝泵运动，也会在运动后2 min即出现血流量增加现象，并可持续长达30 min[15]。WANG Z等[18]对比174例下肢手术患者采用常规护理与主动踝泵运动预防DVT的效果发现，在最大静脉血流量(MVO)、最大静脉血容量(MVC)、下肢水肿程度、血液流变学、DVT发生率方面，主动踝泵运动组均优于常规护理组，与一项对193例骨科术后患者MVO、MVC及血液流变学的研究[13]结论一致。由此提示，主动踝关节运动是促进下肢静脉回流和预防DVT发生的一种有效途径。
丁艳玲[19]应用彩色多普勒超声仪观察了329例健康成人踝关节运动时股静脉回流情况，发现主动运动增加血流速度的幅度大于被动运动，与陈廖斌等[20]研究结果相符。但YONEZAWA T等[21]研究显示，相较于静息状态而言，被动运动[借助平行链环式人踝关节康复辅助装置(PHARAD)]、主动运动、行走运动(3.0 km/h)三者的静脉血容量均增加，但三者间差异无统计学意义(P>0.05)。但目前关于机器辅助下运动的相关研究较少，研究结果可能存在偏倚，未来还应进一步比较机器辅助下的被动运动与主动运动在促进下肢静脉回流方面的效果。
2.2 踝泵运动形式
踝泵运动主要包括踝关节跖屈、背屈，内翻、外翻和联合环转，运动形式与促进静脉回流效果显著相关。早在1999年, SOCHART D H等[11]学者提出，采取以上踝泵运动形式时，股静脉血流速度均较静息状态有所提高，且环转运动的血流速度最快。进一步联合比较发现，主动环转运动产生的静脉血流速度最快，平均加快38%, 峰值速度加快58%, 显著高于其他运动形式产生的峰值流速和平均流速。其他研究[20]也同样证实了以上结论，并发现被动环转运动的股静脉血流速度增幅与主动屈伸、内外翻运动的增幅相近，三者间差异无统计学意义(P>0.05), 被动屈伸、内外翻运动加快股静脉血流速度的效果不及同种形式的主动运动和主、被动环转运动(P < 0.01)。因此，临床对于术后疼痛较明显、耐力较差的患者可采用踝关节被动环转运动来辅助改善下肢静脉回流情况，之后鼓励患者逐渐过渡到主动屈伸踝关节，并最终采用足踝主动环转运动方式进行锻炼，以最大程度促进静脉血液回流，避免血流滞缓，达到预防DVT的目的。
2.3 踝泵运动角度
足踝运动的不同角度与下肢静脉回流的不同速度有密切联系。目前研究较多的角度有单一踝关节背屈30°、舒适角度(联合跖屈30°背屈20°)、最大角度(联合跖屈45°背屈30°)。PI H等[22]监测了130名健康人员静止状态(A)、单一踝关节背屈30°(B)、最大角度(C)3种状态下的左侧下肢血流动力学、血氧饱和度及心率变化，发现B、C运动状态下，左侧下肢血流动力学参数显著高于静止状态，但3种状态下的血氧饱和度、心率差异无统计学意义(P>0.05), 且B运动的即时掌握率显著高于C。由此提示，踝关节主动背屈30°能促进下肢血液回流，且更易掌握，是一种预防DVT的好方法。相关研究[23-24]发现，舒适角度与最大角度均可加快股静脉血流速度，当持续时间相同时，两者的对股静脉血流速度的增幅差异具有统计学意义(P < 0.05)。究其原因，可能是与舒适角度相比，最大角度对比目鱼肌与腓肠肌的收缩舒张作用更强，进而对股静脉血流峰值速度的影响也更强，因此促进下肢静脉回流的效果更好。但对于年老体弱、多病无力的患者来说，舒适角度下的踝泵运动不失为预防DVT的重要措施。目前仅针对踝泵运动角度的对照研究尚较少，未来可开展更多运动角度的研究，以探讨针对不同人群的最佳踝泵运动角度。
2.4 踝泵运动频率
研究[25]表明，进行不同频率踝泵运动时，骨骼肌收缩、舒张力度不同，对静脉壁产生的压力不同，静脉充盈时间和速度也不同。目前，临床常用的踝泵运动频率为踝关节跖屈、背屈持续10 s, 但有研究[26-27]发现足踝跖屈背屈时间并非以10 s为佳或时间越久越好，而是以每次持续2 s或3 s最佳。冯周莲[27]观察股骨干骨折患者发现，持续时间为3 s的试验组，其股静脉血液回流峰值、下肢屈伸肌肌群表面肌力、肢体肿胀治疗有效率和疼痛视觉模拟评分法(VAS)评分均显著优于持续时间10 s的对照组(P < 0.05), 2组股静脉血液回流峰值时间均为3 s, 3 s后开始下降，表面肌电图显示3 s时屈伸肌群力量达高峰, 3 s后肌力开始下降，说明踝关节跖屈、背屈维持3 s更利于肢体静脉回流。
另有学者[28-29]对踝关节跖背屈运动频率进行细化研究发现，当频率为60次/min时，静脉回流速度最快。LI T H等[29]比较了6、10、30、60次/min 4种运动频率的下肢静脉回流平均速度及患者疲乏程度发现，快、慢频率的踝泵运动均能加快患者下肢静脉回流速度; 在踝泵运动续时间相同的情况下，高强度踝泵运动增加静脉回流是最有效的; 但当频率为60次/min时，患者耐受力下降，其中非下肢骨折患者能坚持锻炼3 min, 下肢受伤患者仅可坚持锻炼2 min。
一项针对环转运动频率的研究[25]发现，随着环转频率的增加，各组股静脉血液速度均有加快, 30次/min时股静脉血流速度增幅最大, 10次/min时增幅最小, 20次/min和40次/min频率下差异无统计学意义(P>0.05), 且研究对象均表示30次/min的踝关节运动操作过程自然舒适，明显优于其他频率的运动，若频率低于10次/min或高于40次/min, 则感觉操作时间不易控制，且肌肉易疲倦。
丁艳玲[19]分别监测329名健康人员休息，主、被动高强度运动，主、被动中强度运动，主、被动低强度运动7种状态下股静脉血流峰值速度和平均速度的变化情况，发现高强度运动状态(跖屈45°、背屈20°，40次/min)引起的股静脉血流速度增幅显著大于中、低强度运动状态。中等强度主动运动(跖屈20°、背屈10°, 20次/min)可使股静脉血流峰值速度加快48.5%, 平均速度加快57.6%, 显著优于低强度主动运动(跖屈10°、背屈5°, 10次/min)，但与高强度主动运动无显著差异。此外，每种运动完成高强度运动测定后再继续增大运动强度时，股静脉血流峰值速度和平均速度不会继续加快。由此提示，预防深静脉血栓可在患者耐受的情况下采用中等强度的踝关节主、被动背屈及跖屈运动，能辅助改善下肢静脉回流，达到预防DVT的目的，低于中等强度的踝关节运动则达不到预防效果。
3. 踝泵运动联合治疗
3.1 踝泵运动联合辅助装置
虽然众多指南和专家共识均推荐将踝泵运动作为促进下肢静脉回流、预防深静脉血栓的基础预防措施，但术后早期患者由于疼痛、不能自主活动下肢等原因，存在活动不到位等问题，且考虑到部分年长体弱患者耐受性不佳和易疲乏，研究者发明了踝关节运动辅助装置。目前，辅助装置主要包括双脚环转型[30](跖屈60°、背屈30°、内旋30°和外旋20°)、跖屈背屈型[21, 31](跖屈60°、背屈30°)以及心率同步型[32](即踝关节运动与心脏搏动同步，且可同时进行踝关节运动和挤压小腿运动以促进血液流动)。VINAY C K等[32]发明的踝关节锻炼辅助装置可通过将踝关节运动与患者心跳同步，促进血液流动，同时根据脉搏(测量指脉氧)通过电驱动的间歇充气加压层对下肢小腿肌肉进行选择性收缩和舒张，进一步加快下肢的血液流动。SHIMIZU Y等[31]将发明的新型腿部运动器械(LEX)联合梯度压力弹力袜(GCS)与IPC联合GCS进行对比发现，与持续使用IPC相比, 1 min的LEX锻炼在增加股静脉血流量、提高血流速度和改善下肢静脉回流方面更有效。经验证，踝泵运动辅助装置均可促进肌肉收缩，节省患者体力，解决患者自行运动时活动不到位的问题，同时可改善患者术后踝关节灵活性，增加下肢静脉回流，降低血栓栓塞风险，且该类辅助装置大多重量轻，携带方便，未来可在医院和家庭中推广使用。
3.2 踝泵运动协同深呼吸
呼吸过程中胸腔产生的负压导致外周静脉压高于心房压，形成一定压力差，可推动血液向心流动，促进下肢静脉血液回流。KWON O Y等[33]对比静息状态和深呼吸状态下踝泵运动静脉血流峰值速度发现，踝泵运动联合深呼吸时的股静脉血流速度最快。赵婷等[34]研究发现，足踝主动屈伸运动与深呼吸同步进行，对加快股静脉血流速度有协同作用，且以深呼吸为节拍引导足踝主动屈伸运动的方法简单易行，便于掌握，提高了患者对踝泵运动的依从性。PI H等[22]比较了静息状态、吸气引导下背屈30°、深呼吸引导下跖屈45°背屈30° 3种状态下的股静脉血流动力学变化，发现后2种运动方式在股静脉血流峰值速度、血流量及峰值速度持续时间方面无显著差异，但吸气引导下背屈30°运动方式的患者掌握率更高。由此提示，患者可采取吸气引导下踝关节主动背屈30°的方法来增加下肢静脉回流，该方法更易掌握，且不影响脉搏血氧饱和度和心率，是一种预防DVT的好方法。
4. 小结与展望
踝泵运动作为促进下肢静脉回流和预防深静脉血栓的基础措施，其作用原理已被阐明，有效性也已被证实。无论是患者还是长途旅行的健康人员，踝泵运动均可有效促进下肢静脉回流，降低DVT发生风险[35]。在运动形式的选择上，推荐优先采用呼吸引导下的主动环转运动。虽然高强度踝泵运动促进静脉回流的效果更佳，如跖屈背屈运动的最佳频率为60次/min, 环转运动的最佳频率为30次/min, 最佳运动角度为跖屈45°、背屈30°，但制订具体运动方案时需考虑患者的耐受性，当患者因疼痛或体弱无法耐受时，可考虑使用辅助装置来节省患者体力，降低DVT发生风险。目前，临床实践结果显示踝泵运动的依从性仍然不佳，美国一项涉及551例患者的研究[36]表明，踝泵运动依从性更差的患者DVT发生率更高。因此，未来还应进一步探讨踝泵运动依从性的影响因素，提高患者依从性，降低DVT发生率，以促进患者快速康复，提高患者生活质量。
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