鎖定膝關節的未來：全膝關節置換術 (Total Knee Arthroplasty - TKA) 的物理治療全攻略

疾病定義與症狀 (Definition, Symptom and Sign)

TKA 的主要適應症是終末期關節炎 (end-stage arthritis)，特別是當關節軟骨 (articular cartilage) 遭受廣泛破壞時。

常見症狀 (Symptoms) 與徵兆 (Signs)：

• 劇烈疼痛 (Severe Pain)：這是提供 TKA 選項的單一最關鍵因素。疼痛包括靜息痛 (rest pain)、夜間痛 (night pain)，以及行走、蹲下或爬樓梯時的疼痛。
• 功能障礙 (Functional Disability)：影響執行日常活動的能力，如從椅子上站起、行走或使用樓梯。
• 僵硬 (Stiffness)：術前膝關節活動度受限。術後僵硬和活動度不足 (inadequate ROM) 是患者不滿的主要來源之一。
• 畸形 (Deformity)：膝關節可能呈現明顯的內翻 (Genu Varum) 或外翻 (Genu Valgum) 畸形。

疾病的分級與手術適應症

TKA 的適應症與骨性關節炎 (OA) 的嚴重程度相關。

Ahlbach 放射學分類 (Radiological Classification)：

• Type IV：脛骨侵蝕超過 5 毫米，且後側平台受侵蝕。
• Type V：伴隨半脫位 (Subluxation)。
• 註：在 Ahlbach 分級的 Type IV 和 V 中，全膝關節置換術是治療的主要手段。

手術適應症：嚴重疼痛和功能障礙是 TKA 的主要適應症。其他診斷包括類風濕性關節炎 (RA)、創傷後關節炎 (Post-traumatic Arthritis)、血友病 (Hemophilia)，以及作為神經病變關節 (Neuropathic Arthropathy/Charcot Joint) 的挽救程序。

相關解剖結構與功能

• 植入器 (The Implant)：TKA 植入器在股骨遠端 (distal femur) 和脛骨近端 (proximal tibia) 使用金屬合金材質。高密度聚乙烯 (polyethylene) 承重表面放置在兩者之間。髕骨 (Patella) 在需要時也可能重新與金屬合金按鈕形成關節面。
• 軟組織與穩定度：膝蓋的穩定度主要由關節外韌帶 (extra-articular ligaments) 和肌肉控制。
• 股四頭肌 (Quadriceps)：是伸膝的主要動力肌，但術後常因疼痛或手術介入而出現抑制 (inhibition) 和無力。

關節的生物力學與肌動學

膝關節的問題通常是由生物力學變形 (biomechanical deformation) 引起的。全膝關節置換術要求精確的對位 (alignment) 和軟組織平衡 (soft tissue balancing)。

對位與植入器壽命：

• 下肢對位：在 TKA 術後，將下肢對位恢復到中立位 3度 範圍內，對於確保內側 (medial) 和外側 (lateral) 關節腔的載荷分配均勻至關重要，這是植入器長期壽命的關鍵 (long-term life)。
• 畸形矯正：內翻畸形 (Varus Deformity) 常伴隨膝關節內側軟組織攣縮 (contracture)；外翻畸形 (Valgus Deformity) 則常伴隨外側軟組織攣縮（例如髂脛束 ITB 或膕肌肌腱 Popliteus Tendon）。手術需要通過軟組織放鬆 (soft tissue release) 來重新獲得正常的軟組織長度。

肌肉動態穩定性：

• 儘管植入器提供了靜態穩定性，但股四頭肌的機能是術後功能恢復的主要限制因素。
• 長期的肌肉缺陷：術後常見的股四頭肌力量下降可能會影響患者在日常活動中的動態穩定性 (Dynamic Stability)。

動作系統缺陷 (Movement System Impairment)：

• 疼痛或退化性病變可能源於不精確的運動 (Imprecise Movement) 或持續性姿勢造成的應力。
• 膝過度伸直綜合症 (Knee Hyperextension Syndrome, Khext)：患者可能習慣性地在站立時鎖死膝關節。這種模式會對關節施加異常應力，在 TKA 術後若不矯正，可能會持續影響步態和植入器的磨損。
• 上下樓梯的代償：患者在爬樓梯時，可能出現脛骨股骨旋轉 (Tibiofemoral Rotation)，並以將膝蓋拉回至身體 (brings the knee back to meet the body) 的方式代償，而非將身體向上移動至膝蓋 (the body up to the knee)。

疼痛與功能性評估 (Preoperative)：

• 評估疼痛：是否有休息痛或夜間痛？疼痛是否影響上下樓梯、從椅子上站起或蹲下？
• 功能問卷：可使用如 WOMAC 評分或膝關節學會臨床評分系統 (Knee Society Clinical Rating System) 等工具進行初步評估。

活動度與僵硬檢查 (Postoperative)：

• 嘗試主動或被動屈曲膝關節。術後 4–6 週內，若屈曲角度少於 90 度，可能存在術後僵硬 (stiffness)。

肌力檢查：

• 術後檢查患側股四頭肌力量是否明顯弱於健側。

需要鑑別診斷的其他疾病：

• 感染 (Infection)：TKA 後的感染是一種嚴重併發症，通常表現為疼痛、腫脹和發熱。需通過血液檢查（如 CRP, ESR）和關節穿刺術 (joint aspirate) 進行鑑別.
• 植入器鬆動 (Aseptic Loosening)：這是 TKA 失敗的最常見原因，通常表現為疼痛和腫脹增加。
• 髕股疼痛症候群 (Patellofemoral Pain Syndrome, PFPS)：可能因髕骨對位不良或術後股四頭肌功能障礙引起.

慢性退化、創傷與動作系統缺陷

嚴重骨性關節炎 (Severe Osteoarthritis, OA)：

• TKA 的最常見適應症是嚴重的關節炎導致廣泛的關節軟骨破壞。OA 是一種涉及關節破壞和疼痛的退行性疾病。
• 退化風險因素：肥胖 (Obesity)、需要體力勞動的工作 (physically demanding work) 和創傷性膝關節損傷 (traumatic knee injury) 都是 OA 的主要風險因素。

長期的關節畸形 (Long-term Deformity)：

• 內翻畸形 (Varus Deformity)：這是原發性 OA 最常見的結果，因為下肢承重軸通過膝蓋內側。
• 外翻畸形 (Valgus Deformity)：通常由炎症性關節炎 (Inflammatory Arthritis)（如 RA）或骨折癒合不良 (malunited fractures) 引起。長期的畸形會增加關節軟骨的磨損，最終導致 TKA。

動作系統缺陷 (Movement System Impairment)：

• 不精確運動 (Imprecise Movement)：許多膝關節問題，包括 OA，都與異常運動模式 (abnormal movement patterns) 或運動不精確有關。
• 膝過度伸直綜合症 (Khext)：患者在站立時習慣性地將膝蓋鎖定在伸直位，會對膝關節造成異常應力。
• 核心與臀肌無力：臀肌 (Gluteal Muscles) 和核心穩定肌群無力會導致股骨 (Femur) 內收和內旋，影響膝關節對位，進一步加速關節軟骨的退化。

其他病因：

• 類風濕性關節炎 (Rheumatoid Arthritis, RA)。
• 創傷後關節炎 (Post-traumatic Arthritis)。
• 神經病變關節病變 (Neuropathic Arthropathy, Charcot Joint)：此疾病的臨床表現通常包括嚴重畸形、捻發音 (crepitus)、本體感覺喪失 (lack of proprioception) 和關節溫暖伴積液 (warm joint with an effusion)。TKA 可作為挽救程序。

手術方式 (Surgical Method)

1. TKA (Bicompartmental)
   • 描述 (Description): 替換股骨和脛骨關節面，使用金屬合金和聚乙烯。
   • 優點 (Advantages): 顯著緩解疼痛，改善功能。長期生存率高（10-15 年生存率 $<90%$)。
   • 缺點 (Disadvantages): 術後僵硬、感染、植入器鬆動。
2. PCL 保留型/替代型 (Cruciate Retaining/Substituting)
   • 描述 (Description): 決定是否保留後十字韌帶 (PCL)。
   • 優點 (Advantages): PCL 替代型設計提供內在穩定性。
   • 缺點 (Disadvantages): PCL 替代型可能增加脛骨柱撞擊 (tibial post impingement)。
3. 高屈曲植入器 (High-Flexion Implants)
   • 描述 (Description): 專門設計用於達到更大屈曲角度 ($>130^{circ}$)。
   • 優點 (Advantages): 允許亞洲患者進行蹲、跪等高屈曲活動。
   • 缺點 (Disadvantages): 長期追蹤結果尚未完全確立。
4. 骨水泥固定 (Cemented Fixation)
   • 描述 (Description): 使用骨水泥固定植入器.
   • 優點 (Advantages): 確保早期穩定性，長期生存率好。
   • 缺點 (Disadvantages): 骨水泥可能引起感染或鬆動。
5. 單側膝關節置換術 (Unicompartmental Knee Arthroplasty, UKA)
   • 描述 (Description): 僅替換膝關節的一個關節腔（通常是內側）。
   • 優點 (Advantages): 創傷較小，復健更快，保留正常運動學 (kinematics)。
   • 缺點 (Disadvantages): 需要前十字韌帶 (ACL) 完整；長期生存率略低於 TKA。

第一階段：急性與最大保護期 (Phase I: Acute Protective Phase, Weeks 0-4)

目標： 疼痛與腫脹控制，恢復早期活動度 (early motion)，預防靜脈血栓 (DVT)，啟動股四頭肌。

徒手治療 (Manual Therapy)：

• 疼痛與水腫控制：使用冰敷 (Cryotherapy)、壓迫包紮 (compressive wraps) 和抬高 (elevation)。
• 早期活動度恢復：髕骨鬆動術 (Patellar Mobilization)：物理治療師 輕柔執行髕骨的上下、內外側滑動。這是預防關節僵硬的關鍵步驟。
• 軟組織鬆解：輕柔處理股四頭肌和膕旁肌 (Hamstrings) 上的激痛點 (TrPs) 或緊張部位，以減少保護性痙攣。

動作治療 (Movement Therapy) - PROM/AAROM/初期肌力

• 活動度訓練 (ROM)：
  • 動作本身：立即開始全範圍的伸直 (Full Extension) 訓練，並進行被動 (PROM) 和輔助性主動活動度 (AAROM) 訓練，如滑板 (skate board) 或手杖 (wand) 輔助屈伸。
  • 優勢：早期活動能減少疼痛，防止關節囊攣縮 (capsular contractures)。
• 股四頭肌啟動：
  • 動作：進行股四頭肌等長收縮 (Quadriceps Isometrics) 或多角度等長收縮 (Multi-angle Isometrics)。
  • 預備動作：仰臥，膝蓋下放捲起的毛巾。
  • 發力點：嘗試將膝蓋壓向床面，感受股四頭肌收縮。
  • 增強方式：可結合電刺激 (ES) 進行神經肌肉電刺激 (NMES)，以對抗術後常見的肌肉抑制。
• 早期負重與步態：
  • 動作：負重 (Weight Bearing) 應如術前醫囑，通常是盡可能承重 (Weight Bearing as Tolerated, WBAT)。
  • 工具：使用助行器 (walker) 或腋下拐杖 (axillary crutches) 進行早期步態訓練 (gait training)。

第二階段：亞急性恢復期與穩定啟動期 (Phase II: Subacute Activation Phase, Weeks 4-12)

目標： 恢復功能性活動度（通常屈曲 >110度，以利上下樓梯），恢復正常步態，力量達到健側的 70%。

徒手治療 (Manual Therapy)：

• 關節鬆動術 (Joint Mobilization)：物理治療師 繼續進行髕骨鬆動術，並可能針對脛股關節 (Tibiofemoral Joint) 進行溫和的滑動 (Glide) 鬆動，以改善屈曲或伸直不足。
• 軟組織進階鬆解：針對緊張的膕旁肌、小腿三頭肌 (Triceps Surae) 和髂脛束 (ITB) 上的激痛點 (TrPs) 進行深度鬆解。

動作治療 (Movement Therapy) - CKC 優先與進階肌力

• 閉鎖鏈強化 (CKC Strengthening)：
  • 動作：漸進式負重訓練，例如微蹲 (mini-squats)、腿舉 (leg press)、靠牆滑行 (wall slides)。
  • 發力點：強調臀大肌 (Gluteus Maximus) 和股四頭肌的協同收縮。
  • 避免代償：確保膝蓋對齊第二腳趾，避免膝外翻 (Valgus Collapse)。
• 膕旁肌與臀肌強化：動作：進行單腿橋式 (Single Leg Bridge)、貝殼式 (Clamshells) 等，以增強核心穩定和臀肌力量。
• 平衡與本體感覺：動作：開始雙腿平衡訓練 (Bilateral Balance)，逐步過渡到單腿站立 (Single Leg Stance) 訓練，以恢復術後受損的本體感覺 (Proprioception)。

第三階段：晚期與功能性期 (Phase III: Late/Functional Phase, Weeks 12+)

目標： 恢復最大肌力（達健側的 85%），重建功能性步態，重返休閒活動。

動作治療 (Movement Therapy) - 功能性強化與動作控制

• 最大肌力訓練：
  • 動作：增加負重，進行台階上下 (Step-ups/Step-downs) 和弓箭步 (Lunges)，或使用健身器材進行強化。
  • 目標：患肢力量需達到健側的 85% 或更高。同時，應強化對側肢體 (contralateral limb)，因為這有助於預測 1 至 2 年的術後結果。
• 動態動作模式矯正 (Movement Pattern Correction)：
  • 矯正性運動治療：持續糾正患者在下蹲、上下樓梯時出現的膝外翻 (Knee Valgus)、膝過度伸直 (Khext) 或脛股旋轉 (TFR)。
  • 避免代償：特別強調核心穩定 (Core Stabilization)，防止在功能性活動中軀幹前傾 (trunk leaning forward)。
• 功能性活動訓練：
  • 動作：針對日常生活所需的複雜任務進行訓練，例如蹲下、從低處站起，以及重返運動（如高爾夫或瑜伽）。
  • 發力點：教導患者在上下樓梯時，應以身體向上移動至膝蓋 (the body up to the knee)，而非將膝蓋拉回至身體 (brings the knee back to meet the body)。

1. 伸展運動 (Stretching)

• 股四頭肌伸展 (Quadriceps Stretching)：
  • 目的：恢復股四頭肌的長度，特別是如果存在術前屈曲攣縮 (flexion contracture)。
  • 方法：站立或側躺，將腳跟拉向臀部。
• 膕旁肌伸展 (Hamstring Stretching)：
  • 目的：維持膕旁肌的彈性。
  • 方法：坐姿或仰臥位，進行溫和的膕旁肌伸展。
• 小腿後側伸展 (Soleus/Calf Stretching)：
  • 方法：針對比目魚肌 (Soleus) 進行屈膝伸展。

2. 按摩與筋膜放鬆 (Massage and Fascial Release)

利用按摩小球或泡棉滾筒針對代償性緊繃的肌群進行激痛點 (TrPs) 處理。

• 股四頭肌 SMR：
  • 工具/方法：使用泡棉滾筒 (Foam Roller) 滾動股四頭肌和髂脛束 (ITB)。在疼痛點上維持持續壓力 (sustained pressure) 。
• 膕旁肌/臀肌激痛點處理：
  • 工具/方法：使用按摩小球針對臀肌和膕旁肌的激痛點 (TrPs) 進行壓力釋放，這對於改善膝外翻的生物力學至關重要。
• 髕骨自我鬆動 (Self-Patellar Mobilization)：
  • 目的：維持髕股關節 (Patellofemoral Joint) 活動度。
  • 方法：平躺，膝蓋伸直，用手指推動髕骨上下和內外移動。

1. 矯正靜態姿勢與核心穩定 (Static Posture Correction)

靜態姿勢的控制是所有功能性活動的基礎。

• 避免膝過度伸直 (Avoid Knee Hyperextension, Khext)：
  • 維持姿勢：在站立時，必須主動避免膝關節鎖定在過度伸直 (Genu Recurvatum) 位置。膝過度伸直綜合症是一種常見的動作系統綜合症。
  • 發力點：保持膝蓋微屈 (soft knee)，並溫和啟動膕旁肌和比目魚肌 (Soleus)。
• 核心穩定 (Core Stabilization)：
  • 維持姿勢：強化腹橫肌 (Transversus Abdominis) 和多裂肌 (Multifidus)，以確保骨盆 (Pelvis) 在負重時保持中立位。
  • 動作本身：進行平板支撐 (Plank)、橋式運動 (Bridge) 等核心訓練。
• 姿勢矯正與臀肌 (Gluteal Muscles)：
  • 維持姿勢：避免搖擺背姿勢 (Swayback Posture)，這種姿勢通常伴隨著臀肌的定義不佳。應主動收縮臀大肌和臀中肌，以控制股骨的對位。
• 步態再教育 (Gait Re-education)：
  • 原則：在行走或轉向時，必須防止膝關節出現膝外翻或脛股旋轉等不精確運動。在 台北市物理治療所 的指導下，應專注於精準的膝蓋對位 (precise alignment)。

2. 動態動作模式矯正 (Correcting Dynamic Movement Patterns)

動態矯正目標是重建下肢動力鏈 (Lower Extremity Kinetic Chain) 的協同控制，以減少對植入器的異常載荷 (pathological loading)。

• 上下樓梯動作 (Stair Ambulation)：
  • 正確模式：在爬台階時，應避免脛骨股骨旋轉，並學習將身體向上移動至膝蓋 (the body up to the knee)，而非將膝蓋拉回至身體 (brings the knee back to meet the body)。
  • 應避免的代償動作：
    • 膝外翻 (Valgus Collapse)：尤其在下樓梯時，膝蓋向內側塌陷。
    • 軀幹過度前傾 (Excessive Trunk Lean)：可能表示臀肌和核心無力。
• 下蹲動作 (Squatting)：
  • 正確模式：深蹲或從椅子上站起時，強調臀大肌和股四頭肌的協同作用，確保膝蓋對齊第二腳趾。
• 提重和負重：
  • 原則：提重物時，應使用正確的下肢對位，並保持核心穩定，減少膝關節的剪切應力 (shear stress)。