陳拿云 敖英芳 蔣艷芳 胡曉青
北京大學第三醫(yī)院運動醫(yī)學研究所(北京100191)
自由式滑雪空中技巧是新加入冬奧會的比賽項目。它由高難度的空中動作以及扣人心弦的騰空組成,動作完成度和準確性極高。為了得到高分,運動員需要以高速起跳,在空中完成一系列高質量動作后平穩(wěn)落地。運動員的起跳高度絕對高度(空中最高點到著陸點)經(jīng)常超過10 米,著陸時對足底的沖擊力平均為體重的7.06~8.13倍[1]。因此,在訓練和比賽過程中,下肢損傷的風險很高,而膝關節(jié)是最容易受累的關節(jié)[2]。
除了沿下肢長軸方向傳導的應力之外,著陸時雪板上不同的負荷會向膝關節(jié)施加前后方向及旋轉應力[3],這會增加關節(jié)軟骨、半月板、軟骨下骨和韌帶損傷的風險。因此,空中技巧運動員的膝關節(jié)損傷更常見,程度更重,手術較一般損傷更復雜,術后康復效果也更不確切。
先前的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了職業(yè)滑雪運動員和業(yè)余滑雪者常見的膝關節(jié)損傷機制,包括滑雪鞋導致的前抽屜、幻影腳[4]、外翻外旋等[5,6]。其中,前抽屜可以用來分析空中技巧運動員因著陸失誤而導致的膝關節(jié)損傷。
由于自由式滑雪的參與者比其他冬季運動項目少,相關研究十分稀少。與其他自由式滑雪項目相比,空中技巧是非常理想的研究模型,因為比賽中運動員起跳高度高,空中動作標準化,著陸要求穩(wěn)定。本研究的目的是描述空中技巧運動員嚴重膝關節(jié)損傷的特征,探討膝關節(jié)損傷的可能機制,分析運動員術前及術后的臨床評分、術后恢復和重返運動情況,為進一步研究提供基礎數(shù)據(jù)。
對2008年1月至2017年12月間所有在我院行膝關節(jié)手術的自由式滑雪空中技巧運動員的電子病歷進行回顧性研究。57名冬季項目運動員中,共篩選出11名(13例手術)接受了膝關節(jié)手術治療的空中技巧運動員。其中,1名運動員因膝關節(jié)二次損傷接受了翻修手術,僅納入第一次手術;1 名運動員接受了分期前交叉韌帶、后交叉韌帶重建術,計算為1例;1名運動員因右膝損傷入院,既往左膝盤狀半月板,予同期處理,本研究中僅討論右膝損傷。最終,共11名患者(11例手術)納入了本研究。
人口學信息、吸煙史、飲酒史、代表隊、競賽水平等均進行了采集。受傷時間、受傷原因、受傷場地以及術前Tegner活動水平評分(Tegner activity level)、Lysholm 評分(Lysholm score)、國際膝關節(jié)文獻委員會主觀評分(International Knee Documentary Committee Subjective Score,簡稱IKDC主觀評分)等信息也從電子病歷中收集。我們回顧了手術記錄,統(tǒng)計了鏡下發(fā)現(xiàn)、手術步驟和移植物種類(如手術使用移植物則記錄,否則不記錄)。主要診斷和合并損傷均以鏡下發(fā)現(xiàn)為準。
為了評估運動員術后的康復及回歸運動的情況,我們通過電話聯(lián)系到了4名患者,并完成了術后Tegner評分、Lysholm 評分和IKDC 主觀評分的口頭評估。我們還詢問了術后重返運動時間、空中動作的最高難度和高水平比賽的最好成績。本研究通過了醫(yī)院倫理委員會審查。
所有數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析均使用SPSS(v20.0;IBM 公司)進行。描述性統(tǒng)計用來報告患者人口學信息、受傷相關數(shù)據(jù)和手術相關數(shù)據(jù)。描述性數(shù)據(jù)表示為數(shù)量(%)。除非另作說明,連續(xù)性變量均表示為平均值±標準差,順序變量表示為中位數(shù)(范圍)。采用Wilcoxon符號秩檢驗對非參數(shù)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,配對t檢驗對連續(xù)變量進行統(tǒng)計分析。P<0.05為有統(tǒng)計學意義。
本研究共納入11名患者(8名女性,3名男性)。手術時平均年齡為21.2 歲(16~29 歲)。所有患者均為中國國家隊運動員,且均參加過國家或國際比賽?;颊叩幕举Y料詳見表1。
表1 空中技巧運動員基本資料(n=11)
表2顯示,所有患者均因急性膝關節(jié)損傷或急性損傷轉為慢性損傷入院。前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)撕裂共計9 例(81.8%),軟骨損傷10 例(90.9%),半月板損傷5 例(45.5%),內側副韌帶(medial collateral ligament,MCL)撕裂2 例(18.2),后交叉韌帶(posterior cruciate ligament ,PCL)撕裂1 例(9.1%),外側副韌帶(lateral collateral ligment,LCL)撕裂1例(9.1%)。除1人外,所有患者均有合并損傷。
表2 空中技巧運動員膝關節(jié)損傷特征
9例ACL撕裂患者中有6名女性,3名男性,均合并軟骨損傷,其中4人(44.4%)還有半月板損傷。
表3顯示,10 例軟骨損傷中,80%(8/10)為國際軟骨修復協(xié)會(International Cartilage Repair Society,簡稱ICRS)Ⅰ級損傷,Ⅲ/Ⅳ級損傷僅占10%。髕骨軟骨(10 人,100%)是最容易受累的區(qū)域,其次是滑車軟骨(6人,60%)和股骨內側髁軟骨(3人,30%)。
表3 空中技巧運動員膝關節(jié)主要損傷類型
表4顯示,9 名患者在試跳訓練或正式比賽中受傷,均為著陸失誤。其余2 名患者受傷原因記錄為訓練(具體不詳)。所有患者均無法回憶摔傷時的膝關節(jié)具體動作。
表4 空中技巧運動員膝關節(jié)損傷原因
術前Tegner 活動水平評分(中位數(shù)4,范圍2~10)、Lysholm 評分(63.0± 19.33)、IKDC 主觀評分(56.09±17.89)均表明關節(jié)功能顯著下降。
所有的ACL 撕裂均使用自體腘繩肌腱進行重建。1 名并發(fā)PCL 撕裂的患者使用對側腘繩肌腱重建。半月板撕裂通過半月板部分切除進行處理,并盡量保留多的半月板。ICRS Ⅲ/Ⅳ級軟骨缺損進行微骨折處理,Ⅰ/Ⅱ級損傷使用刨刀新鮮化。增生的滑膜進行切除。
我們通過電話聯(lián)系到了4 名患者,平均隨訪時間為61個月?;颊叨紖⒓恿讼嗤目祻晚椖浚骄胤颠\動時間為10個月。4名患者康復完成后都可以完成2 周臺最高難度動作??祻秃?,一名患者取得了2014年索契冬奧會第4 名以及兩次世界杯比賽冠軍;一名患者贏得2012年中國錦標賽冠軍;一名患者取得了中國冬季運動會第3名。其中一人再次受傷。但是,這4名患者的第一次手術后Tegner 活動水平、Lysholm 評分、IKDC主觀評分均非常優(yōu)秀(表5)。
自由式滑雪空中技巧是極具挑戰(zhàn)性的比賽項目,起跳速度快、空中動作復雜、落地沖擊大是其特點,需要運動員具有良好的下肢穩(wěn)定性和力量。流行病學研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)自由式滑雪中,膝關節(jié)是最常見的損傷部位,韌帶是最常見的損傷結構,且空中技巧運動員的損傷發(fā)生率比其他項目高[2]。本研究分析了空中技巧運動員膝關節(jié)損傷特點以及術后康復及重返運動情況。
表5 4名空中技巧運動員術前與術后臨床評分比較(n=4)
本研究中,女性患者數(shù)量是男性患者的將近3倍。在女性運動員動作難度、騰空高度和速度相對較低的前提下,女性運動員病例更多的原因可能與解剖結構不同、肌肉力量更小、關節(jié)穩(wěn)定性更差相關[7]。
本研究結果顯示,ACL撕裂是主要的損傷類型,占全部膝關節(jié)損傷的81.8%,其次是半月板撕裂(45.5%)。單純損傷罕見,除1名患者為單純MCL撕裂外,其余患者均為復合傷,且均合并軟骨損傷。有研究報道,高山滑雪運動員ACL 撕裂同時合并半月板損傷的比例為23%~50.4%[8],本研究是44.4%。2007年的一項研究發(fā)現(xiàn)滑雪運動造成多韌帶損傷的幾率是足球運動的1.73 倍[9]。本研究中,多韌帶損傷占所有損傷的18.2 %。
軟骨損傷在本研究的11名患者中很常見,但是損傷程度相對較低。2012年,Potter等[10]對ACL急性撕裂后軟骨損傷進行了研究(隊列平均年齡37 歲,相對較大),結果發(fā)現(xiàn)最常見、損傷程度最重的是外側脛骨平臺軟骨,Outerbridge評分平均為3分。本研究中,90.9%的軟骨損傷Outerbridge 評分為1 分。造成差異的原因可能為:滑雪運動員落地損傷時膝關節(jié)的應力模式特殊,年輕運動員關節(jié)軟骨的力學性質更好。
空中技巧運動員的嚴重膝關節(jié)損傷大部分發(fā)生在落地時。以往的研究發(fā)現(xiàn),職業(yè)滑雪運動員ACL 撕裂常見的機制[3,4]為:起跳落地時重心不穩(wěn)后傾,常見于超級大回轉和滑降中的著陸失誤,它可以用來分析空中技巧運動員著陸失誤時的情況。當運動員在空中重心后傾,落地時滑雪板板尾先著地,膝關節(jié)幾乎伸直,這時板尾首先撞擊雪面,力通過滑雪板、固定器和堅硬的滑雪鞋傳遞給運動員,造成脛骨相對于股骨前移,產生足夠的拉力損傷ACL。Bere 等[11]分析了高山滑雪世界杯比賽中ACL損傷的20段視頻,發(fā)現(xiàn)所有的墜落傷都發(fā)生在滑降比賽中。損傷時膝關節(jié)所受的應力是脛骨腓骨之間的壓力與脛骨相對于股骨“前抽屜”的合力。內旋和外翻也有作用。Heinrich 等[12]建立了一個二維模型,多次模擬了跳躍-落地時ACL所受的應力。當右膝承重時,右膝ACL 受力在接觸地面后33 ms 達到峰值,為695 N;左膝ACL 受力峰值為165 N。在多次模擬中,還可以觀察到高達2017 N 的應力,這足夠拉斷韌帶。這項研究還發(fā)現(xiàn)身體后傾、髖關節(jié)屈曲、膝關節(jié)伸直以及踝關節(jié)背伸角度越大,身體姿態(tài)越不對稱時,ACL上的最大應力也越大。
另一項研究利用有限元分析對中國空中技巧運動員膝關節(jié)的應力分布進行了研究,發(fā)現(xiàn)落地時應力主要集中在股骨外側髁軟骨、內側半月板前角、外側半月板中部和內側脛骨平臺軟骨上[13]。脛骨平臺上的應力平均為體重的7 倍。這可能解釋了韌帶、關節(jié)軟骨和半月板合并損傷發(fā)生率高的原因。
本研究中,空中技巧運動員的術前臨床評分很低。Tegner 活動水平評分(中位數(shù)4,范圍2~10)、Lysholm 評分(63.0± 19.33)、IKDC 評分(56.09±17.89)表明關節(jié)功能顯著下降。這一結果與針對其他雪上項目運動員的研究相似,且較其他項目運動員得分更低[14]。
ACL 撕裂均使用自體半腱肌、股薄肌進行重建。目前自由式滑雪運動員ACL撕裂應使用何種移植物重建尚沒有共識。在一項調查高山滑雪運動員ACL損傷發(fā)生率的研究中,幾乎所有初次斷裂的ACL都是用骨-髕腱-骨進行重建,患膝再損傷率為19%。ACL 損傷并未造成職業(yè)生涯縮短[15]。本研究中,一名患者(9%)發(fā)生再損傷,并接受了翻修手術。本研究中,ICRS Ⅲ/Ⅳ級軟骨損傷均通過微骨折技術進行治療。文獻報道軟骨全層損傷并接受微骨折治療的高山滑雪運動員的臨床療效和重返運動情況滿意[16],半月板撕裂進行了成型,MCL 撕裂使用鉚釘進行了原位重建。目前還沒有文獻研究滑雪運動員半月板切除后的臨床效果。因為空中技巧運動員的膝關節(jié)頻繁受到?jīng)_擊,所以在處理半月板損傷時,應盡可能保留半月板。
我們通過電話聯(lián)系到了4 名患者,他們均表示雙膝功能恢復良好,有3 名運動員取得了優(yōu)異的比賽成績。調查自由式滑雪運動員重返運動的研究較少,2013年,Erickson等[17]發(fā)現(xiàn)X-Games滑雪運動員重返運動的比例為80%,術后繼續(xù)比賽至退役的平均時間為2.56± 2.06年。本研究中,所有獲得隨訪的運動員(100%)均在康復后重返運動,術后繼續(xù)比賽至退役的時間為3.0± 1.73年。另一項由Haida等[18]進行的研究發(fā)現(xiàn),高山滑雪運動員ACL 撕裂并接受手術后可以回歸傷前運動水平,甚至可以取得更好成績。與從未發(fā)生ACL 損傷的滑雪運動員相比,ACL 重建后的運動員運動生涯反而更長,贏得獎牌數(shù)更多。
本研究是一項單中心研究,只研究了嚴重膝關節(jié)損傷需要手術治療的患者。因此,這些損傷模式只適合于需要手術處理的嚴重膝關節(jié)損傷。今后需要進行多中心研究,進行運動員和所在隊伍的普查,從而建立更準確的損傷模型。另外,由于缺少運動員活躍賽季等信息,我們無法計算出膝關節(jié)損傷的發(fā)生率。最后,隨訪率較低,可能導致結果不可靠。需要進一步研究空中技巧運動員膝關節(jié)損傷的發(fā)生率和重返運動情況。
空中技巧運動員膝關節(jié)損傷通常累及重要的韌帶結構,且經(jīng)常合并軟骨損傷。獲得隨訪的運動員術后康復和重返運動情況令人滿意。