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. 2024 Apr 10;59(2):e172–e179. doi: 10.1055/s-0044-1779327

Functional Outcome of ACL Reconstruction Following Pre-reconstruction Rehabilitation vs. None Rehabilitation: A Systematic Review and Meta-analysis

I Gusti Ngurah Wien Aryana 1,✉, Febyan Febyan 1, Dominicus Dimitri 1, Shianita Limena 1, Leonardus William Kuswara 1
PMCID: PMC11007596  PMID: 38606119

Abstract

Objective  The aim of this study is to analyse the needs for pre-operative rehabilitation in patients undergoing ACL reconstruction.

Methods  The database reports were searched within 2018 to 2023, using PubMed, Cochrane library database, Medline, and other published trials. A statistical analysis was made from Review Manager.

Results  Pre-operative rehabilitation group shows significantly higher 2 years post-operative KOOS score in all subscore and the total mean of the score, pain (p < 0. 0001), symptoms (p < 0. 0001), ADL (p < 0. 0001), sports and recreations (p < 0. 0001), QoL (p < 0. 0001), and the total mean of the KOOS score (p < 0.0001). In contrary, pre-operative rehabilitation group shows insignificantly higher score on 3 months post-operative Lysholm score (p = 0.12).

Conclusion  This meta-analysis conclude pre-operative rehabilitation may provide better long-term post-operative outcome, however it may not provide much of a short-term outcome. It is recommended to add pre-operative rehabilitation as a guideline for ACL injury management to improve long-term outcome of patients with ACL injury undergoing ACL reconstruction procedure.

Keywords: anterior cruciate ligament injuries, anterior cruciate ligament reconstruction, pre-operative rehabilitation

Introduction

ACL reconstruction remains the mainstay of treatment for ACL ruptures worldwide. The rate of ACL reconstruction keeps trending consistently with the growing number of ACL ruptures. 1 2 It could reach as high as 68,6 cases per 100,000 persons annually. 3 Lately, a more active and younger population has been affected. Thus the demands for quicker recovery and optimal knee functions are significant. 4 Researchers aim to obtain the best strategies for managing ACL rupture cases. 5

Though seems insubstantial; a rehabilitation program serves as an excellent supplementary treatment plan enhancing the better outcome of ACL reconstruction. 6 Eitzen et al. 7 mentioned a pre-operative quadriceps muscle strength produces better knee functional outcomes. In contrast to the none rehabilitative group pre-operatively, it yields less-satisfactory functional outcomes. 8 This study aims to answer the question “is pre-rehabilitation necessary to enhance the outcome of ACL reconstruction?” by comparing pre-reconstruction rehabilitation vs. non-rehabilitation with the functional outcome of ACL reconstruction through recent publication.

Methods

This systematic review and meta-analysis were performed following PRISMA guidelines, QUOROM checklist, and flow diagram for meta-analysis for Randomized Controlled Trials (RCTs).

Search Strategy and Selection Criteria

We performed a systematic search of English language literature on PubMed/MEDLINE, ZETOC, EMBASE, AMED, CINAHL, Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL), and ClinicalTrials.gov, published from January 2018 to January 2023. Search terms include, but are not limited to, "pre-reconstruction rehabilitation,” “pre-operative rehabilitation,” “pre-operative exercise”, “pre-rehabilitation”, “none rehabilitation”, “anterior cruciate ligament”, “ACL rupture”, “ACL tear”, “treatment”, “quality of life”, “functional score”, “KOOS”.

All types of randomized controlled trials, cohort and case series published as a full article were included in this study. The pieces were selected based on the stated inclusion and exclusion criteria according to the PICO (Population, Intervention, Comparison, Outcome) method as depicted in Table 1 .

Table 1. PICO Table for Inclusion dan Exclusion Criteria.

Inclusion criteria Exclusion criteria
Population  • Age 18-40
 • Planned for reconstructive surgery
 • Attending pre-operative rehabilitation
• Age < 18 or >40
• Acute ACL tear
• Complex injury
Intervention Pre-reconstruction rehabilitation program.  • Patients undergo conservative treatment
Control Only post-operative rehabilitation
No rehabilitation program
Outcome  • KOOS score
 • Lysholm score
 • Outcome measures not reported in completion.
 • Outcome measures only report the difference.
 • Outcome measures collected at different.
 • Outcome measures are not comparable to one another
Design Randomized Controlled Trial, Cohort, Case Series Case Report, Systematic Review, Meta-analysis

Data Extraction

The data were extracted using a standardized data collection form by a research team with each chosen article screened independently by two reviewers. Disagreements between reviewers regarding whether to include or exclude a study will be resolved by consensus and consultation with a third reviewer if necessary. Variables collected include the KOOS score and Lysholm score.

Data Analysis

The extracted data were assessed for clinical heterogeneity. Due to the differences in exercise interventions investigated, study populations, and outcome measures, it was deemed that included studies were not homogenous. Thus, a meta-analysis could not be completed. The data analysis and forest plot generated were made by using Review Manager (RevMan), The Cochrane Collaboration, 2020

Quality Assessment

Included studies were assessed in terms of quality by two independent reviewers based on the 13-item of the 2015 Updated Method Guideline for Systematic Reviews in the Cochrane Back and Neck Group.

Results

The study selection process is presented in the PRISMA flow. Records identified through database searches are 206, while additional records identified through other sources are 174. Duplicates of 63 studies were removed. Records were screened by the research team and 125 records were excluded. Full-text articles assessed for eligibility of 29 articles. Full-text articles excluded due to design or data collection time point. Hence there are 5 studies included in qualitative synthesis ( Fig. 1 ). The included studies are presented in Table 2 . 5 9 10 11 12 Population characteristics of the included studies are presented in Table 3 5 9 10 11 12 while outcome characteristics of the included studies are presented in Table 4 . 5 9 10 11 12

Fig. 1.

Fig. 1

Research Screening Guided by the PRISMA Flow Chart.

Table 2. Studies included in the meta-analysis.

No Author (year) Journal Studi Design Level of Evidence
1 Amaravati et al. (2013) 10 ISAKOS Single blind prospective RCT 2a
2 Failla et al. (2016) 5 American Journal of Sports Medicine Cohort 3
3 Grindem et al. (2015) 9 British Journal of Sports Medicine Cohort 2a
4 Reddy et al. (2020) 11 Ambulatory Surgery prospective randomised study 2a
5 Aiyanna, et al. (2022) 12 International Journal of Recent Scientific Research Prospective study 2a

Table 3. Population Characteristics of the Studies.

No Author (year) Intervention Control Sample size (n) Gender (Male/Female) Age (years) Follow-up (months)
1 Amaravati et al. (2013) 10 R NR I: 32 NA NA ROM: 6w, 3m, 6m, 1y
C: 31 Pain, Grith, Lysholm, Tegner activity, LEFS, IKDC, Hop test
2 Failla et al. (2016) 5 R NR I: 192 Male 55% 24,3  ± 10 IKDC and KOOS pre and 2 years post
C: 1995
3 Grindem et al. (2015) 9 R NR I: 84 Male 54% 24,7  ± 9 KOOS pre op (post rehab), 2 years post op
C: 2690
4 Reddy et al. (2020) 11 R NR I: 20 M: 38 I 27,48 IKDC Grade, Lysholm, ROM pre, 3w, 6w, 3M,6M post op
C: 21 F: 3 C 28,17
5 Aiyanna, et al. (2022) 12 R NR I: 15 M: 25 0-20: (27%)20-40: (67%)40-60 (6%) IKDC, KOOS, Lysholm score3, 6, and 12 months
C: 15 F: 5

Abbreviations: C , Control; I , Intervention; IKDC , International Knee Documentation Committee; KOOS , Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score; LEFS , Lower extremity functional scale; NR , No Rehabilitation; R , Rehabilitation; ROM , Range of motion.

Table 4. Outcome Characteristics of the Studies.

No Author (year) Conclusion Group (N) Period of Rehab KOOS Mean KOOS Pain KOOS Symptoms KOOS ADL KOOS Sports KOOS QOL Lysholm Score
1 Amaravati et al. (2013) 10 Pre op Exercise resulted in better Post op functional outcomes at the long term I (32) 3W NA NA NA NA NA NA 95,5 (3,4)
C (31) NA 89,32 (5,6)
2 Failla et al. (2016) 5 Preoperative rehabilitation (progressive strengthening and neuromuscular training) had greater functional outcomes and RTS rates 2 years after ACLR I NA 88,52 94 (10) 89 (12) 98 (5) 85,6 (18) 76 (20) NA
C NA 73,32 78 (33) 72 (32) 82 (34) 70,6 (33) 64 (32)
3 Grindem et al. (2015) 9 Progressive pre operative rehab showed superior patient reported outcomes at 2 years postoperatively I 6M 88,88 93,5 (10,3) 89,2 (11,9) 98 (5,6) 85,1 (16,2) 78,6 (20,4) NA
C NA 78,24 86 (15,1) 77,4 (18) 92,5 (12,8) 67,6 (25,9) 67,7 (22,7)
4 Reddy et al. (2020) 11 Pre op rehab improve early functional outcome at 3 weeks and 6 weeks I (20) 3W NA NA NA NA NA NA 93,86
C (21) NA 92,43
5 Aiyanna, et al. (2022) 12 Pre op rehab enhance post op outcome as measured up to 1 year. I (15) 3M 91,87 NA NA NA NA NA NA
C (15) NA 78,67

Abbreviations: C , Control; I , Intervention; M , Months; NA , Not Available; W , Weeks.

From the data gathered from included studies, there are two main outcomes representing patients' subjective functional outcomes observed, the first one is KOOS score and the second one is Lysholm score. The timing of these two are also different where Lysholm score analyze short term functional outcome on three months post operative period, while KOOS score analyze long term outcome on two years post operative period. KOOS score subscales were separated to highlight which subgroup affected by pre operative rehabilitation the most.

KOOS are divided into five subscales, which in total encompases 42 items that represents patients opinion and associated problems. These five subscales are pain, other symptoms, activity of daily living, sports and recreations, and knee related quality of life.

This meta-analysis analyze 2 years post-operative KOOS score, which divided into 5 subscales and 1 mean of the KOOS score.Pain subscale explains knee and pain related to their knees. In the pain subscale, pre-operative rehabilitation significantly affect the patients' outcome (P < 0.00001, I2: 97%, MD: 12.24) ( Fig. 2a ). The symptoms subscale explains other symptoms of patient's knee that other subscale failed to mention. It is shown that pre operative rehabilitation significantly affect the patients' outcome (p < 0.00001, I2: 89%, MD: 14.86) ( Fig. 2b ). The ADL subscale explains ADL of the patients, especially activities that involve their knee. It is shown that pre operative rehabilitation significantly affect the patients' outcome (p < 0.00001, I2: 99%, MD: 9.49) ( Fig. 2c ). This subscale explains the sports and recreational function of patients' knee. It is concluded that pre operative rehabilitation significantly affect the patients' outcome (p < 0.00001, I2: 10%, MD: 16) ( Fig. 2d ). This QoL measures the quality of living of patients involving their knee function. It is concluded that pre operative rehabilitation significantly affect the patients' outcome (p < 0.00001, I2: 0%, MD: 11.63) ( Fig. 2e ). The total or mean KOOS score represents whole knee function of the patient. It is inferred that pre operative rehabilitation significantly affect the patients' outcome (p < 0.00001, I2: 100%, MD: 13.73) ( Fig. 2f ).

Fig. 2.

Fig. 2

a) Forest Plot of Pain Subscale of the KOOS Score; b) Forest Plot of Symptoms Subscale of the KOOS Score; c) Forest Plot of ADL Subscale of the KOOS Score; d) Forest Plot of Sports and Recreation Subscale of the KOOS Score; e) Forest Plot of QoL Subscale of the KOOS Score; f) Forest Plot of the Total Mean of the KOOS Score.

The forest plot below analyses short term outcome of 3 months post ACL reconstruction ( Fig. 3 ). The parameter used to analyze patients' knee function is the Lysholm score. It is shown that pre operative rehabilitation does aid post operative knee function in the short term period, however it doesn't show statistical signicance as good as the long term assessment (p = 0.12, I2: 93%, MD: 3.67).

Fig. 3.

Fig. 3

Forest Plot for 3 month post-operative Lysholm Score.

Discussion

It has been inferred from multiple studies that pre-operative exercise aids in the outcome of ACL reconstructions. Pre-operative rehabilitation and exercise prepare the patient for surgery physically and mentally. 13 Pre-operative rehabilitation is believed to be able to enhance recovery of the patients due to the preservation of muscle strength and neuromuscular habitation through exercise and other exercises. 5 14 The three muscle group needs to be concentrated regarding the post-operative outcome of ACL surgeries are quadriceps, hamstrings, and gluteal. 14 In a more microscopic and biomolecular level of muscle properties in post ACL reconstruction patients, Shaarani et al. 6 found that muscle cross sectional area are bigger in pre-operative rehabilitation group. Genes contributing to muscle atrophy, MuRF-1, decreased significantly after rehabilitation. 6 Our research conclude that pre-operative rehabilitation improve patients's post-operative outcome through KOOS score.

Research by Kim et al. 15 also conclude that pre-operative rehabilitation and exercise does strengthen lower extremity muscles on their post-operative state. Logerstedt et al. 16 found that quadriceps strength correlates with IKDC 2000 scores in 6 months post ACL reconstruction, hence concluding pre-operative quadriceps strengthening has positive effect on post-operative functional outcome. Regarding muscular activity imbalance of lower extremity function, Ficek et al. 14 shows that pre-operative rehabilitation combined with post-operative rehabilitation significantly reduced imbalance of activity especially in hamstring and gluteal muscle group.

There's only one systematic review which suggests pre-operative rehabilitation contributes to only small portion to improve patients' short-term outcome in ACL reconstruction. 13 Pre-operative rehabilitation aid patients in long term outcome of ACL reconstruction much more compared to short term outcome. As seen in our meta-analysis, where significance are observed on two-years post-operative period, while insignificant outcome improvement are seen on three-months post-operative period.

Multiple protocols regarding pre-operative rehabilitation does concentrate on muscular strength of the patients. Grindem et al. 9 suggests that the goal of pre-operative rehabilitation is to gain 90% of quadriceps and hamstrings strength, as well as hopping performance. This goal is achieved by multiple rehabilitation method such as heavy resistance strength training, plyometrics and neuromuscular exercises, while initiated as soon as joint effusion and ROM deficits were resolved.

Post-operative rehabilitation regimen has been widely used with varieties of methods and goals. Grindem et al. 9 divide post-operative rehabilitation in three phases, first phase (0-2 months) aims to eliminate effusion, restore ROM, and prevent muscular atrophy. This is achieved by applying daily quadriceps contractions, ROM exercises, and cycling as tolerated by the patients. The second phase (2-6 months) aims to regain full control of weight beaing during knee extension, at least 80% of muscle strength, and the ability to hop. The last phase aims to regain at least 90% muscle strength and hopping ability, while transitioning to sports. Regarding the duration of physical therapy, all included studies mention variable duration of rehabilitaion while Failla et al. 5 didn't mention the duration ( Table 4 ). Further research may be needed to determine the optimal rehabilitation duration for ACL injured patient before having their reconstruction.

Conclusion

Multiple researches have advocated in applying pre-operative rehabilitation in ACL injured patients who will be treated by ACL reconstruction. In multiple parameters such as muscle strength, surface area, atrophic gene expression, and functional scores (IKDC, Lysholm, and KOOS score), the outcome of patients undergoing pre-operative rehabilitation is much more favorable significantly, compared to patients who did not attend a pre-operative rehabilitation program. In our study, the authors concluded that short-term outcome may not be that much significant, however in all KOOS sub group, pre-operative rehabilitation significantly improve the functional outcome of ACL reconstruction procedure.

Through this research, the authors recommend adding a recommendation of pre-operative rehabilitation in ACL injury management protocol to improve patients' outcomes. Further research may be needed to decide a standardised protocol of rehabilitation that may improve patients' undergoing ACL reconstruction outcome.

Funding Statement

Suporte Financeiro O presente estudo não recebeu apoio financeiro de fontes públicas, comerciais ou sem fins lucrativos.

Financial Support The present study received no financial support from either public, commercial, or not-for-profit sources.

Conflito de Interesses Os autores não têm conflitos de interesse a declarar.

Trabalho desenvolvido no Departamento de Ortopedia e Traumatologia, Hospital Geral Prof. Ngoerah, Faculdade de Medicina, Universidade Udayana, Bali, Indonésia.

Work developed at the Department of Orthopaedic & Traumatology, Prof Ngoerah General Hospital, Faculty of Medicine, Udayana University, Bali, Indonesia.

Referências

  • 1.Herzog M M, Marshall S W, Lund J L, Pate V, Mack C D, Spang J T. Trends in incidence of ACL reconstruction and concomitant procedures among commercially insured individuals in the United States, 2002-2014. Sports Health. 2018;10(06):523–531. doi: 10.1177/1941738118803616. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 2.Longo U G, Nagai K, Salvatore G et al. Epidemiology of anterior cruciate ligament reconstruction surgery in Italy: A 15-year nationwide registry study. J Clin Med. 2021;10(02):223. doi: 10.3390/jcm10020223. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 3.Sanders T L, Maradit Kremers H, Bryan A J et al. Incidence of anterior cruciate ligament tears and reconstruction: A 21-year population-based study. Am J Sports Med. 2016;44(06):1502–1507. doi: 10.1177/0363546516629944. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 4.Mall N A, Chalmers P N, Moric M et al. Incidence and trends of anterior cruciate ligament reconstruction in the United States. Am J Sports Med. 2014;42(10):2363–2370. doi: 10.1177/0363546514542796. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 5.Failla M J, Logerstedt D S, Grindem Het al. Does Extended Preoperative Rehabilitation Influence Outcomes 2 Years After ACL Reconstruction? A Comparative Effectiveness Study Between the MOON and Delaware-Oslo ACL Cohorts[published correction appears in Am J Sports Med 2017 Apr;45(5):NP9]Am J Sports Med 201644102608–2614. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 6.Shaarani S R, O'Hare C, Quinn A, Moyna N, Moran R, O'Byrne J M. Effect of prehabilitation on the outcome of anterior cruciate ligament reconstruction. Am J Sports Med. 2013;41(09):2117–2127. doi: 10.1177/0363546513493594. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 7.Eitzen I, Holm I, Risberg M A. Preoperative quadriceps strength is a significant predictor of knee function two years after anterior cruciate ligament reconstruction. Br J Sports Med. 2009;43(05):371–376. doi: 10.1136/bjsm.2008.057059. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 8.Andersson D, Samuelsson K, Karlsson J. Treatment of anterior cruciate ligament injuries with special reference to surgical technique and rehabilitation: an assessment of randomized controlled trials. Arthroscopy. 2009;25(06):653–685. doi: 10.1016/j.arthro.2009.04.066. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 9.Grindem H, Granan L P, Risberg M A, Engebretsen L, Snyder-Mackler L, Eitzen I. How does a combined preoperative and postoperative rehabilitation programme influence the outcome of ACL reconstruction 2 years after surgery? A comparison between patients in the Delaware-Oslo ACL Cohort and the Norwegian National Knee Ligament Registry. Br J Sports Med. 2015;49(06):385–389. doi: 10.1136/bjsports-2014-093891. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 10.Amaravati R, Sekaran P. Does preoperative exercise influence the outcome of ACL reconstruction? Arthroscopy. 2013;29(10):e182–e183. [Google Scholar]
  • 11.Reddy D, Kamath S, Annappa R, Krishnamurthy S, Kamath K, Mallya S. Does preoperative rehabilitation give better short term results in anterior cruciate ligament reconstruction? Ambul Surg. 2020;26(02):40–43. [Google Scholar]
  • 12.Aiyanna K, Bijarniya S, Sharma A. The effect of preoperative rehabilitation on the outcome of ACL reconstruction. Int J Recent Sci Res. 2022;13(04):1012–1016. [Google Scholar]
  • 13.Carter H M, Littlewood C, Webster K E, Smith B E. The effectiveness of preoperative rehabilitation programmes on postoperative outcomes following anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction: a systematic review. BMC Musculoskelet Disord. 2020;21(01):647. doi: 10.1186/s12891-020-03676-6. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 14.Ficek K, Gołaś A, Pietraszewski P, Strózik M, Krzysztofik M. The effects of a combined pre- and post-operative anterior cruciate ligament reconstruction rehabilitation program on lower extremity muscle imbalance. Appl Sci (Basel) 2022;12(15):7411. [Google Scholar]
  • 15.Kim D K, Hwang J H, Park W H. Effects of 4 weeks preoperative exercise on knee extensor strength after anterior cruciate ligament reconstruction. J Phys Ther Sci. 2015;27(09):2693–2696. doi: 10.1589/jpts.27.2693. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 16.Logerstedt D, Lynch A, Axe M J, Snyder-Mackler L. Pre-operative quadriceps strength predicts IKDC2000 scores 6 months after anterior cruciate ligament reconstruction. Knee. 2013;20(03):208–212. doi: 10.1016/j.knee.2012.07.011. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
Rev Bras Ortop (Sao Paulo). 2024 Apr 10;59(2):e172–e179. [Article in Portuguese]

Resultado funcional da reconstrução do LCA após habilitação pré-reconstrução vs. nenhuma pré-habilitação: Revisão sistemática e metanálise

Resumo

Objetivo  O objetivo deste estudo é analisar as necessidades de pré-habilitação cirúrgica em pacientes submetidos à reconstrução do LCA.

Métodos  Os relatórios das bases de dados foram pesquisados entre 2018 e 2023, utilizando PubMed, base de dados da biblioteca Cochrane, Medline e outros artigos publicados. Uma análise estatística foi feita utilizando-se o Review Manager.

Resultados  O grupo de pré-habilitação cirúrgica apresenta pontuação KOOS pós-operatória de 2 anos significativamente maior em todos os subescores e na média total da pontuação, dor (p < 0,0001), sintomas (p < 0,0001), AVD (p < 0,0001). 0,0001), esportes e recreação (p < 0,0001), QV (p < 0,0001) e média total do escore KOOS (p < 0,0001). Em contrapartida, o grupo de habilitação pré-operatória apresenta pontuação insignificantemente maior no escore de Lysholm pós-operatório de 3 meses (p = 0,12).

Conclusão  Esta metanálise conclui que a pré-habilitação cirúrgica pode proporcionar melhores resultados pós-operatórios a longo prazo, no entanto, pode não proporcionar um resultado significativo a curto prazo. Recomenda-se adicionar a pré-habilitação cirúrgica como uma diretriz para o manejo da lesão do LCA para melhorar o resultado a longo prazo dos pacientes com lesão do LCA submetidos ao procedimento de reconstrução do LCA.

Palavras-chave: lesões do ligamento cruzado anterior, reabilitação pré-operatória, reconstrução do ligamento cruzado anterior

Introdução

A reconstrução do LCA continua sendo a base do tratamento para rupturas do LCA em todo o mundo. A taxa de reconstrução mantém uma tendência consistente com o número crescente de rupturas do LCA, 1 2 podendo chegar a 68,6 casos por 100.000 pessoas anualmente. 3

Ultimamente, uma população mais ativa e mais jovem tem sido afetada, gerando uma necessidade de recuperação mais rápida e recuperação de funções ótimas do joelho. 4 Profissionais visam obter as melhores estratégias para o manejo de casos de ruptura do LCA. 5

Embora possa parecer insignificante, um programa de pré-habilitação serve como um excelente plano de tratamento complementar, melhorando o resultado da reconstrução do LCA. 6 Eitzen et al. 7 mencionaram que a força muscular do quadríceps pré-operatória produz resultados funcionais melhores no joelho. Em contraste com o grupo sem pré-habilitação cirúrgica, que possui resultados funcionais menos satisfatórios. 8 Este estudo tem como objetivo responder à pergunta "a pré-habilitação é necessária para melhorar o resultado da reconstrução do LCA?" comparando a pré-habilitação pré-reconstrução com a não pré-habilitação em relação ao resultado funcional da reconstrução do LCA através de uma publicação recente.

Métodos

Esta revisão sistemática e metanálise foram realizadas seguindo as diretrizes PRISMA, lista de verificação QUOROM e diagrama de fluxo para metanálise para ensaios clínicos randomizados (ECR).

Estratégia de pesquisa e critérios de seleção

Realizamos uma pesquisa sistemática na literatura em inglês no PubMed/MEDLINE, ZETOC, EMBASE, AMED, CINAHL, Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL) e ClinicalTrials.gov, publicada de janeiro de 2018 a janeiro de 2023. Os termos de pesquisa incluem, mas não estão limitados a “pre-reconstruction rehabilitation”, “pre-operative rehabilitation”, “pre-operative exercise”, “pre-rehabilitation”, “none rehabilitation”, “anterior cruciate ligament”, “ACL rupture”, “ACL tear”, “treatment”, “quality of life”, “functional score”, “KOOS”.

Todos os tipos de ensaios clínicos randomizados, coortes e séries de casos publicados como artigo completo foram incluídos neste estudo. As peças foram selecionadas com base nos critérios de inclusão e exclusão declarados de acordo com o método PICO (Population, Intervention, Comparison, Outcome), conforme descrito na Tabela 1 .

Tabela 1. Tabela PICO para Critérios de Inclusão e Exclusão.

Critérios de inclusão Critérios de exclusão
População  • De 18 a 40 anos
 • Planejado para cirurgia reconstrutiva
 • Participar de reabilitação pré-operatória
• Idade < 18 ou >40
• Ruptura aguda do LCA
• Lesão complexa
Intervenção Programa de fisioterapia pré-reconstrução.  • Os pacientes são submetidos a tratamento conservador
Procedimento Padrão Somente reabilitação pós-operatória
Nenhum programa de reabilitação
Outcome Pontuação KOOS
Pontuação de Lysholm
 • Medidas de resultados não relatadas na conclusão.
 • As medidas de resultados apenas reportam a diferença.
 • Medidas de resultados recolhidas em diferentes.
 • As medidas de resultados não são comparáveis entre si
Desenho de pesquisa Ensaio randomizado controlado, coorte, série de casos Relato de Caso, Revisão Sistemática, Metanálise

Extração de dados

Os dados foram extraídos por meio de um formulário padronizado de coleta de dados por uma equipe de pesquisa, com cada artigo escolhido selecionado de forma independente por dois revisores. As divergências entre os revisores sobre a inclusão ou exclusão de um estudo foram resolvidas por consenso e consulta a um terceiro revisor, quando necessário. As variáveis coletadas incluem a pontuação KOOS e a pontuação Lysholm.

Análise de dados

Os dados extraídos foram avaliados quanto à heterogeneidade clínica. Devido às diferenças nas intervenções de exercício investigadas, nas populações estudadas e nas medidas de resultados, concluiu-se que os estudos incluídos não eram homogêneos. Portanto, uma metanálise não pôde ser realizada. A análise dos dados e o gráfico florestal foram gerados utilizando o Review Manager (RevMan), da Cochrane Collaboration, 2020.

Avaliação de Qualidade

Os estudos incluídos foram avaliados em termos de qualidade por dois revisores independentes com base nos 13 itens da Diretriz de Método Atualizado para Revisões Sistemáticas de 2015 no Cochrane Back and Neck Group.

Resultados

O processo de seleção dos estudos é apresentado no fluxograma PRISMA. Foram identificados 206 registros por meio de buscas em bancos de dados, enquanto registros adicionais identificados por outras fontes totalizaram 174. Duplicatas de 63 estudos foram removidas. Os registros foram avaliados pela equipe de pesquisa e 125 registros foram excluídos. Foram avaliados os artigos completos para a elegibilidade de 29 artigos. Artigos completos foram excluídos devido ao desenho do estudo ou ponto de coleta de dados. Portanto, 5 estudos foram incluídos na síntese qualitativa ( Fig. 1 ). Os estudos incluídos são apresentados na Tabela 2 . 5 9 10 11 12 As características populacionais dos estudos incluídos são apresentadas na Tabela 3 5 9 10 11 12 enquanto as características dos resultados dos estudos incluídos são apresentadas na Tabela 4 . 5 9 10 11 12

Fig. 1.

Fig. 1

Triagem de pesquisa guiada pelo fluxograma PRISMA.

Tabela 2. Estudos incluídos na metanálise.

N° Autor (ano) Revista Desenho de pesquisa Nível de evidência
1 Amaravati et al. (2013) 10 ISAKOS ECR prospectivo cego simples 2a
2 Failla et al. (2016) 5 American Journal of Sports Medicine Coorte 3
3 Grindem et al. (2015) 9 British Journal of Sports Medicine Coorte 2a
4 Reddy et al. (2020) 11 Ambulatory Surgery estudo prospectivo randomizado 2a
5 Aiyanna, et al. (2022) 12 International Journal of Recent Scientific Research estudo prospectivo 2a

Tabela 3. Características Populacionais dos Estudos.

N° Autor (ano) Intervenção Procedimento Tamanho da amostra (n) Gênero (masculino/feminino) Idade (anos) Acompanhamento (meses)
1 Amaravati et al. (2013) 10 R SR I: 32 NA NA ROM: 6s, 3m, 6m, 1a
C: 31 Dor, Grith, Lysholm, atividade de Tegner, LEFS, IKDC, teste de salto
2 Failla et al. (2016) 5 R SR I: 192 Masculino 55% 24,3  ± 10 IKDC e KOOS pré e 2 anos pós
C: 1995
3 Grindem et al. (2015) 9 R SR I: 84 Masculino 54% 24,7  ± 9 KOOS pré-operatório (pós-reabilitação), 2 anos pós-operatório
C: 2690
4 Reddy et al. (2020) 11 R SR I: 20 M: 38 I 27,48 Grau IKDC, Lysholm, ROM pré, 3s, 6s, 3m, 6m pós-operatório
C: 21 F: 3 C 28,17
5 Aiyanna, et al. (2022) 12 R SR I: 15 M: 25 0-20: (27%)20-40: (67%)40-60 (6%) Pontuação IKDC, KOOS, Lysholm
3, 6 e 12 meses
C: 15 F: 5

Abreviações: C , Controle; I , Intervenção; IKDC , International Knee Documentation Committee; KOOS , Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score; LEFS , Lower extremity functional scale; SR , Sem reabilitação; R , reabilitação; ROM , amplitude de movimento.

Tabela 4. Características dos resultados dos estudos.

N° Autor (ano) Conclusão Grupo (N) Período de reabilitação KOOS Média KOOS Dor KOOS Sintomas KOOS AVD KOOS Esportes KOOS QV Pontuação de Lysholm
1 Amaravati et al. (2013) 10 O exercício pré-operatório resultou em melhores resultados funcionais pós-operatórios a longo prazo I (32) 3S NA NA NA NA NA NA 95,5 (3,4)
C (31) NA 89,32 (5,6)
2 Failla et al. (2016) 5 A reabilitação pré-operatória (fortalecimento progressivo e treinamento neuromuscular) teve maiores resultados funcionais e taxas de RTS 2 anos após RLCA I NA 88,52 94 (10) 89 (12) 98 (5) 85,6 (18) 76 (20) NA
C NA 73,32 78 (33) 72 (32) 82 (34) 70,6 (33) 64 (32)
3 Grindem et al. (2015) 9 A reabilitação pré-operatória progressiva mostrou resultados superiores relatados pelos pacientes aos 2 anos de pós-operatório I 6m 88,88 93,5 (10,3) 89,2 (11,9) 98 (5,6) 85,1 (16,2) 78,6 (20,4) NA
C NA 78,24 86 (15,1) 77,4 (18) 92,5 (12,8) 67,6 (25,9) 67,7 (22,7)
4 Reddy et al. (2020) 11 A reabilitação pré-operatória melhora o resultado funcional precoce em 3 e 6 semanas I (20) 3s NA NA NA NA NA NA 93,86
C (21) NA 92,43
5 Aiyanna, et al. (2022) 12 A reabilitação pré-operatória melhora o resultado pós-operatório medido em até 1 ano. I (15) 3m 91,87 NA NA NA NA NA NA
C (15) NA 78,67

Abreviaturas: C, Controle; I, Intervenção; M, Meses; NA, não disponível; S, semanas.

A partir dos dados coletados nos estudos incluídos, existem dois principais dados que representam os resultados funcionais subjetivos dos pacientes, sendo o primeiro a pontuação KOOS e o segundo a pontuação de Lysholm. O momento de análise destes é também diferente, onde a pontuação de Lysholm avalia o resultado funcional a curto prazo, três meses após a cirurgia, enquanto a pontuação KOOS avalia o resultado a longo prazo, dois anos após a cirurgia. As subescalas da pontuação KOOS foram separadas para destacar qual subgrupo foi mais afetado pela pré-habilitação operatória.

As pontuações do KOOS estão divididas em cinco subescalas, que no total abrangem 42 itens que representam a opinião dos pacientes e os problemas associados. Essas cinco subescalas são dor, outros sintomas, atividades da vida diária, esportes e recreação, e qualidade de vida relacionada ao joelho.

Esta metanálise analisa a pontuação KOOS pós-operatória de 2 anos, que se divide em 5 subescalas e 1 média da pontuação KOOS. A subescala de dor explica o joelho e a dor relacionada aos joelhos. Na subescala dor, a pré-habilitação cirúrgica afeta significativamente o resultado dos pacientes (P < 0,00001, I2: 97%, DM: 12,24) ( Fig. 2a ). A subescala de sintomas explica outros sintomas do joelho do paciente que outras subescalas não mencionaram. É demonstrado que a pré-habilitação cirúrgica afeta significativamente o resultado dos pacientes (p < 0,00001, I2: 89%, DM: 14,86) ( Fig. 2b ). A subescala AVD explica as AVD dos pacientes, principalmente atividades que envolvem o joelho. É demonstrado que a pré-habilitação cirúrgica afeta significativamente o resultado dos pacientes (p < 0,00001, I2: 99%, DM: 9,49) ( Fig. 2c ). Esta subescala explica a função desportiva e recreativa do joelho dos pacientes. Conclui-se que a pré-habilitação cirúrgica afeta significativamente o resultado dos pacientes (p < 0,00001, I2: 10%, DM: 16) ( Fig. 2d ). A QV mede a qualidade de vida dos pacientes envolvendo a função do joelho. Conclui-se que a pré-habilitação cirúrgica afeta significativamente o resultado dos pacientes (p < 0,00001, I2: 0%, DM: 11,63) ( Fig. 2e ). A pontuação KOOS total ou média representa toda a função do joelho do paciente. Infere-se que a pré-habilitação cirúrgica afeta significativamente o resultado dos pacientes (p < 0,00001, I2: 100%, DM: 13,73) ( Fig. 2f ).

Fig. 2.

Fig. 2

a) Gráfico florestal da subescala de dor da pontuação KOOS; b) Gráfico Florestal da subescala de sintomas da pontuação KOOS; c) Gráfico Florestal da Subescala de Atividades da Vida Diária (ADL) da Pontuação KOOS; d) Gráfico Florestal da Subescala de Esportes e Recreação da Pontuação KOOS; e) Gráfico Florestal da Subescala de Qualidade de Vida (QV) da Pontuação KOOS; f) Gráfico Florestal da Média Total da Pontuação KOOS.

O gráfico florestal abaixo analisa o resultado no curto prazo de 3 meses após a reconstrução do LCA ( Fig. 3 ). O parâmetro utilizado para analisar a função do joelho dos pacientes é o escore de Lysholm. É demonstrado que a pré-habilitação cirúrgica ajuda a função pós-operatória do joelho no curto prazo, porém não mostra significância estatística tão boa quanto a avaliação a longo prazo (p = 0,12, I2: 93%, DM: 3,67).

Fig. 3.

Fig. 3

Gráfico Florestal para a Pontuação de Lysholm 3 meses após a operação.

Discussão

Foi inferido de vários estudos que a fisioterapia pré-cirúrgica auxilia no resultado das reconstruções do LCA. A pré-habilitação cirúrgica e os exercícios preparam o paciente para a cirurgia física e mentalmente. 13 Acredita-se que a pré-habilitação cirúrgica seja capaz de melhorar a recuperação dos pacientes devido à preservação da força muscular e adaptação neuromuscular por meio de exercícios e outras atividades. 5 14 Os três grupos musculares que precisam ser focados em relação ao resultado pós-operatório das cirurgias do LCA são quadríceps, isquiotibiais e glúteos. 14 Em um nível mais microscópico e biomolecular das propriedades musculares em pacientes pós-reconstrução do LCA, Shaarani et al. 6 descobriram que a área de secção transversa muscular é maior no grupo de pré-habilitação operatória. Os genes que contribuem para a atrofia muscular, MuRF-1, diminuíram significativamente após a fisioterapia. 6 Nossa pesquisa conclui que a pré-habilitação cirúrgica melhora o resultado pós-operatório dos pacientes por meio do escore KOOS.

O estudo de Kim et al. 15 também conclui que a reabilitação e os exercícios pré-operatórios fortalecem os músculos das extremidades inferiores no estado pós-operatório. Logerstedt et al. 16 descobriram que a força do quadríceps se correlaciona com os escores do IKDC 2000 em 6 meses após a reconstrução do LCA, concluindo assim que o fortalecimento pré-operatório do quadríceps tem efeito positivo no resultado funcional pós-operatório. Em relação ao desequilíbrio da atividade muscular da função dos membros inferiores, Ficek et al. 14 mostram que a pré-habilitação cirúrgica combinada com a reabilitação pós-operatória reduziu significativamente o desequilíbrio da atividade, especialmente nos grupos musculares isquiotibiais e glúteos.

Há apenas uma revisão sistemática que sugere que a pré-habilitação cirúrgica contribui apenas em pequena parte para melhorar o resultado a curto prazo dos pacientes na reconstrução do LCA. 13 A pré-habilitação cirúrgica ajuda os pacientes muito mais no resultado de longo prazo da reconstrução do LCA do que no curto prazo. Como visto em nossa metanálise, onde são observadas significâncias no período pós-operatório de dois anos, enquanto melhorias insignificantes nos resultados são observadas no período pós-operatório de três meses.

Vários protocolos de reabilitação pré-operatória concentram-se na força muscular dos pacientes. Grindem et al. 9 sugere que o objetivo da pré-reabilitação operatória é ganhar 90% da força do quadríceps e isquiotibiais, bem como desempenho de salto. Este objetivo é alcançado por múltiplos métodos de fisioterapia, como treinamento de força de resistência pesada, pliometria e exercícios neuromusculares, embora iniciados assim que o derrame articular e os déficits de ADM forem resolvidos.

O regime de reabilitação pós-operatória tem sido amplamente utilizado com diversos métodos e objetivos. Grindem et al. 9 divide a reabilitação pós-operatória em três fases, a primeira fase (0-2 meses) visa eliminar a efusão, restaurar a ADM e prevenir a atrofia muscular. Isto é conseguido aplicando contrações diárias do quadríceps, exercícios de ROM e ciclismo conforme tolerado pelos pacientes. A segunda fase (2-6 meses) visa recuperar o controle total do peso durante a extensão do joelho, pelo menos 80% da força muscular e a capacidade de pular. A última fase visa recuperar pelo menos 90% da força muscular e da capacidade de salto, durante a transição para o esporte. Em relação ao tempo de fisioterapia, todos os estudos incluídos mencionam duração variável da reabilitação, enquanto Failla et al. 5 não mencionaram a duração ( Tabela 4 ). Mais pesquisas podem ser necessárias para determinar a duração ideal da reabilitação para pacientes com lesão do LCA antes de serem reconstruídos.

Conclusão

Diversas pesquisas têm defendido a aplicação da pré-reabilitação operatória em pacientes com lesão do LCA que serão submetidos a reconstrução do LCA. Em diversos parâmetros, como força muscular, área superficial, expressão gênica atrófica e pontuações funcionais (IKDC, Lysholm e pontuação KOOS), os resultados de pacientes submetidos à pré-reabilitação operatória são significativamente mais favoráveis em comparação com pacientes que não participaram de um programa de reabilitação pré-operatória. Em nosso estudo, os autores concluíram que o resultado a curto prazo pode não ser tão significativo, porém em todos os subgrupos do KOOS, a pré-reabilitação operatória melhora significativamente o resultado funcional do procedimento de reconstrução do LCA.

Com base nesta pesquisa, os autores recomendam a inclusão da recomendação de reabilitação pré-operatória no protocolo de manejo de lesões do LCA para melhorar os resultados dos pacientes. Pesquisas adicionais podem ser necessárias para definir um protocolo padronizado de reabilitação que possa aprimorar os resultados dos pacientes submetidos à reconstrução do LCA.


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