趙汝童 李筍南

(北京師范大學(xué) 體育與運動學(xué)院，北京 100875)

前交叉韌帶在膝關(guān)節(jié)力學(xué)中起著不可或缺的作用，同時前交叉韌帶損傷一直受到運動醫(yī)學(xué)界廣泛的關(guān)注。當(dāng)ACL斷裂時，個人通常會經(jīng)歷多種功能困難，包括不能減速、切割和旋轉(zhuǎn)，此外還有膝關(guān)節(jié)疼痛和積液。[1]在美國，每年約有35萬人尋求ACL重建(ACLR)手術(shù)，以修復(fù)或重建斷裂的ACL，恢復(fù)膝關(guān)節(jié)功能。[2]雖然ACLR是目前治療的黃金標(biāo)準(zhǔn)，但遇到了局限性。一項研究表明，約有79%的損傷會發(fā)展為膝骨關(guān)節(jié)炎(OA)，而20%的人會在2年內(nèi)再次受傷，同時表明膝骨性關(guān)節(jié)炎對生活質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。[3]

由于前交叉韌帶損傷會給健康生活帶來負(fù)面影響，預(yù)防前交叉韌帶的損傷應(yīng)成為相關(guān)研究的重點。雖然有研究表明前交叉韌帶損傷與解剖[4,5]、激素[6]和遺傳[7-9]有關(guān)，但在目前的醫(yī)療實踐中，這些因素是不可改善的。相反，生物力學(xué)和神經(jīng)肌肉因素是可以改善的。研究確定了女性ACL損傷的危險因素，如膝關(guān)節(jié)外翻角度增加、膝關(guān)節(jié)屈曲受限、不對稱著陸的動作模式和異常地面反作用力(GRF)[10-12]。通過加強肌肉力量和改善運動技術(shù)來控制膝關(guān)節(jié)外部負(fù)荷的大小是一種有效的干預(yù)措施。[13-14]因此，減少前交叉韌帶損傷的方法之一是實施神經(jīng)肌肉訓(xùn)練(NMT)計劃。為了檢查NMT計劃的有效性[15-26]，系統(tǒng)回顧和薈萃分析研究了不同的NMT計劃并通過比較干預(yù)組和對照組的ACL損傷數(shù)量來檢查NMT計劃的有效性。

薈萃分析中的研究包含不同的NMT方案，這些訓(xùn)練可以提高肌肉力量，改善運動模式并保護(hù)ACL，但目前還不清楚最有效的訓(xùn)練類型是什么。NMT項目包括四種訓(xùn)練類型，平衡、快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練、力量和近端控制訓(xùn)練。本研究系統(tǒng)回顧了使用NMT干預(yù)的臨床試驗，目的是評估最有利于減少年輕女性前交叉韌帶損傷的訓(xùn)練方式，運用于運動訓(xùn)練實踐，從而有效預(yù)防女性前交叉韌帶損傷的出現(xiàn)，提高生活及訓(xùn)練質(zhì)量。

1 研究方法

1.1 信息來源和檢索策略

本文檢索以web of science(WOS)、PubMed、EBSCO數(shù)據(jù)庫進(jìn)行文獻(xiàn)檢索。期限為2000年1月1日-2020年6月1日。不同的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫在檢索時存在差異，本文采用以下條件檢索：(knee OR ACL OR anterior cruciate ligament)AND(neuromuscular training OR female OR prospective)AND(prevention OR preventive OR preventing OR prevent)

表1 文獻(xiàn)檢索流程

1.2 納入和排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：1)記錄ACL損傷的數(shù)量；2)采用旨在減少ACL損傷的神經(jīng)肌肉訓(xùn)練干預(yù)；3)有一個對照組；4)采用前瞻性對照研究設(shè)計；5)招募對象為女運動員；6)介紹神經(jīng)肌肉訓(xùn)練方案具體信息。

排除標(biāo)準(zhǔn)：1)未實施神經(jīng)肌肉方案干預(yù)；2)非前瞻性對照研究；3)非女運動員；4)信息不全的論文。

1.3 質(zhì)量評價

根據(jù)Cochrane手冊運用Reviewer Manager5.3軟件，從隨機序列生成、分配隱藏、對研究者和受試者施盲、結(jié)局評估盲法、不完全結(jié)局資料、選擇性報告以及其他偏倚等方面進(jìn)行評價，對每一指標(biāo)評價分為“高偏倚風(fēng)險”、“不確定偏倚風(fēng)險”以及“低偏倚風(fēng)險”。

1.4 數(shù)據(jù)提取

對照組和干預(yù)組前交叉韌帶損傷的總數(shù)和對照組和干預(yù)組的參與者的數(shù)量以及不同項目和年齡特征進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。為了研究不同訓(xùn)練方式的影響，在每個研究中提取了NMT計劃中使用的訓(xùn)練類型。不同訓(xùn)練類型歸類為平衡、快速伸縮復(fù)合、力量和近端控制的練習(xí)。這些練習(xí)被歸類為：

平衡-在有或沒有外部干擾的情況下，進(jìn)行不穩(wěn)定和/或單腿支撐的練習(xí)。

快速伸縮復(fù)合-包含向心和離心兩個階段的練習(xí)(側(cè)重于優(yōu)化伸展縮短周期的練習(xí)，如跳深)。

力量-旨在促進(jìn)更大肌肉力量的練習(xí)。

近端控制練習(xí)-在訓(xùn)練過程中進(jìn)行力量和適當(dāng)?shù)纳窠?jīng)控制提高膝關(guān)節(jié)近端組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的練習(xí)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

為探討NMT不同運動類型的效果，采用Reviewer Manager5.3.5對所有符合納入標(biāo)準(zhǔn)的二分類變量的結(jié)局指標(biāo)進(jìn)行效應(yīng)量的合并、異質(zhì)性檢驗并采用95%可置信區(qū)間的亞組分析、敏感性分析、偏倚風(fēng)險分析。采用I2進(jìn)行研究間異質(zhì)性的檢驗，根據(jù)Cochrane手冊當(dāng)I2=0%至40%時，可能不重要；當(dāng)I2在30%至60%時，可能存在中度異質(zhì)性；當(dāng)I2在50%至90%時，可能存在實質(zhì)性異質(zhì)性；當(dāng)I2在75%至100%時,存在較大異質(zhì)性。因此，對無異質(zhì)性或輕度異質(zhì)性的研究進(jìn)行固定效應(yīng)模型分析，中度以及較大異質(zhì)性進(jìn)行隨機效應(yīng)模型分析。根據(jù)NMT計劃進(jìn)行的不同類型進(jìn)行了二分法，而ACL損傷的總數(shù)根據(jù)所歸類的練習(xí)進(jìn)行了分類。

假設(shè)每個研究的效應(yīng)大小不同，并選擇隨機效應(yīng)模型來最小化納入研究之間的異質(zhì)性。使用OR比較干預(yù)組與對照組參與者前交叉韌帶損傷的比率。

1.6 敏感性分析

為評估合并結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性以及為了避免研究間的異質(zhì)性是由單一研究引起，對納入的12篇文獻(xiàn)采用逐篇排除文獻(xiàn)的方法。剔除單個研究合并效應(yīng)量的OR值范圍在 0.46-0.58之間，I2的范圍在 27%-40%之間，合并結(jié)果與未排除前的合并結(jié)果進(jìn)行對比，未發(fā)生大的變化，表明敏感性低。研究發(fā)現(xiàn)，Meta分析效應(yīng)量合并后結(jié)果改變不明顯，因此，本研究結(jié)果較為可靠。

1.7 發(fā)表偏倚檢驗

在納入的12篇文獻(xiàn)中，有8篇[15,17,19,20,22,23,25,26]采用隨機對照試驗，8篇盲法情況不清楚或未采用盲法[15,18,19,21,22,23,24,26]，6篇采用結(jié)局評估盲法[17,19,21,23,25,26]，1篇不確定存在結(jié)局資料完整[25]，12篇均無選擇性報告。

圖1 納入文獻(xiàn)風(fēng)險偏倚

2 結(jié)果

通過對Web of science、PubMed、EBSCO等數(shù)據(jù)庫輸入關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索得到相關(guān)文獻(xiàn)448篇，其中Web of science數(shù)據(jù)庫230篇、PubMed數(shù)據(jù)庫117篇、EBSCO數(shù)據(jù)庫101篇，剔除重復(fù)文獻(xiàn)190篇，通過對標(biāo)題摘要閱讀篩除212篇，通過全文閱讀篩除34篇，最終確定12篇為納入文獻(xiàn)。

圖2 文獻(xiàn)篩選流程

表2 納入研究干預(yù)特征及結(jié)局指標(biāo)

2.1 神經(jīng)肌肉訓(xùn)練對女性預(yù)防ACL損傷效果的影響

在納入的12篇文獻(xiàn)中，均報道了ACL的損傷情況，各研究分為干預(yù)組與對照組的形式對參與者進(jìn)行干預(yù)并通過追蹤隨訪獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。Meta分析的結(jié)果顯示(圖3)，神經(jīng)肌肉訓(xùn)練對女性ACL損傷預(yù)防具有顯著的提升效果(P<0.01),且異質(zhì)性檢驗結(jié)果為(P=0.12，I2=34%)，表明相關(guān)研究間具有同質(zhì)性。

圖3 神經(jīng)肌肉訓(xùn)練對女性預(yù)防ACL損傷的影響-森林圖

2.2 平衡訓(xùn)練對女性預(yù)防ACL損傷的影響

在納入的12篇文獻(xiàn)中，評估前交叉韌帶損傷的亞組分析顯示，與不進(jìn)行平衡鍛煉的[16,18,20,25](OR=0.48，95%CI:0.24-0.96，p=0.04)相比，進(jìn)行平衡訓(xùn)練的前交叉韌帶損傷的數(shù)量不具有統(tǒng)計學(xué)差異(OR=0.54，95%CI:0.30-0.97，p=0.04；圖4)。導(dǎo)致此現(xiàn)象的原因可能是神經(jīng)肌肉訓(xùn)練中包含的訓(xùn)練類型數(shù)量不足。

圖4 平衡訓(xùn)練對女性ACL損傷預(yù)防效果的亞組分析-隨機效應(yīng)模型

2.3 快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練對女性預(yù)防ACL損傷的影響

在納入的12篇臨床試驗中，亞組分析比較了前交叉韌帶損傷的數(shù)目，基于快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練的前交叉韌帶損傷與不使用快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練的前交叉韌帶損傷的數(shù)量進(jìn)行了比較。結(jié)果顯示，快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練的前交叉韌帶損傷[16,18,19,20,21,22,24,25,26](OR=0.50，95%CI:0.30-0.83，p=0.007)與無快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練的前交叉韌帶損傷[15,17,23](OR=0.54，95%CI:0.19-1.54，p=0.25；圖5)相比，具有統(tǒng)計學(xué)差異。

圖5 快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練對女性ACL損傷預(yù)防效果的亞組分析-隨機效應(yīng)模型

2.4 力量訓(xùn)練對女性預(yù)防ACL損傷的影響

亞組分析評估了12篇文獻(xiàn)中無力量訓(xùn)練與力量訓(xùn)練的前交叉韌帶損傷的數(shù)量，結(jié)果顯示，力量訓(xùn)練[16,17,19,20,21,22,23,25,26]可顯著減少前交叉韌帶損傷(OR=0.45，95%CI：0.30-0.68；p=0.0002)，但在沒有力量訓(xùn)練的方案中則無顯著差異(OR=1.05，95%CI：0.23-4.79；p=0.95；圖6)。

圖6 力量訓(xùn)練對女性ACL損傷預(yù)防效果的亞組分析-隨機效應(yīng)模型

2.5 近端控制訓(xùn)練對女性預(yù)防ACL損傷的影響

亞組分析評估了無近端控制訓(xùn)練與近端控制訓(xùn)練之間的前交叉韌帶損傷的數(shù)目，結(jié)果顯示，接受近端控制訓(xùn)練的前交叉韌帶損傷顯著減少(OR=0.42，95%CI:0.25-0.70，p=0.0009)，而未接受近端控制訓(xùn)練[15,18,24,25]的前交叉韌帶損傷發(fā)生率為 (OR=0.75，95%CI:0.32-1.77，p=0.52；圖7)。

圖7 近端控制訓(xùn)練對女性ACL損傷預(yù)防效果的亞組分析-隨機效應(yīng)模型

圖8 單個訓(xùn)練與多個訓(xùn)練對女性ACL損傷預(yù)防效果的亞組分析-隨機效應(yīng)模型

3 討論

本研究旨在探究預(yù)防女性ACL損傷的神經(jīng)肌肉訓(xùn)練中哪種運動類型具有最大的預(yù)防效果，評估四種不同訓(xùn)練類型：平衡訓(xùn)練、快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練、力量訓(xùn)練、近端控制訓(xùn)練。結(jié)果表明，具有力量訓(xùn)練、近端控制訓(xùn)練以及快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練的干預(yù)方案具有更好的預(yù)防效果。在神經(jīng)肌肉訓(xùn)練中納入快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練，力量訓(xùn)練和近端控制訓(xùn)練可以使年輕女性的ACL傷害風(fēng)險降低，分別為50%，55%和58%。無平衡運動的神經(jīng)肌肉訓(xùn)練使ACL損傷風(fēng)險降低了52%，納入平衡訓(xùn)練的方案損傷風(fēng)險降低46%。(圖4)。

快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練能夠有效地提高肌肉收縮速度，對發(fā)展運動員的爆發(fā)力同時可以使神經(jīng)系統(tǒng)對肌肉的調(diào)控更加精準(zhǔn)，提高神經(jīng)肌肉的控制能力?？焖偕炜s復(fù)合訓(xùn)練通常包括前后跳躍、左右跳躍和剪刀式跳躍[16,18,19,20,21,22,24,25,26]。綜合這些練習(xí)的研究表明，女運動員分別進(jìn)行為期7周和10周的快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練后，起跳落地時髖關(guān)節(jié)內(nèi)收和膝關(guān)節(jié)外翻現(xiàn)象明顯減少[27，28]。研究表明，膝關(guān)節(jié)內(nèi)扣、膝關(guān)節(jié)屈曲角度受限、巨大的地面反作用力 以及非對稱落地的動作模式會對ACL損傷產(chǎn)生重要影響[29]。

力量訓(xùn)練是神經(jīng)肌肉訓(xùn)練中常用的方案之一。肌肉收縮產(chǎn)生肌肉力量，肌肉收縮的快慢以及肌肉疲勞程度由運動單位的募集決定，所以，肌肉力量的恢復(fù)實質(zhì)上是募集運動單位能力的恢復(fù)，即神經(jīng)肌肉控制能力的提高與恢復(fù)，為膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性提供支持[30]。腘繩肌是股四頭肌的拮抗肌，對脛骨提供后方剪切力，這一點很重要。因為ACL前內(nèi)側(cè)束在伸膝的最后30°處于最大張力狀態(tài)[31]。伸膝過程中產(chǎn)生的前剪力以及著陸時的接觸階段，主要由股四頭肌動作決定[32]。因此，加強腘繩肌的肌肉力量可以抵消股四頭肌產(chǎn)生的前剪切力，從而保護(hù)ACL。

對包括近端控制運動的方案進(jìn)行了亞組分析，因為近端控制訓(xùn)練與膝關(guān)節(jié)損傷之間存在密切聯(lián)系。遭受嚴(yán)重膝關(guān)節(jié)損傷(包括ACL損傷)的運動員，與沒有遭受嚴(yán)重?fù)p傷的運動員相比，在軀干神經(jīng)肌肉控制方面表現(xiàn)出更大的缺陷[11]。軀干穩(wěn)定性控制能力不足，特別是軀干側(cè)屈動作，是誘發(fā)ACL損傷的一個危險因素。有研究通過對男、女性運動員做切割和著陸動作模式的運動視頻分析發(fā)現(xiàn)，容易遭受ACL損傷的女性運動員在落地動作時的軀干側(cè)屈的幅度明顯高于男性[33]。因此，膝關(guān)節(jié)動態(tài)穩(wěn)定性與ACL損傷不僅取決于核心控制能力，同時還與軀干動態(tài)控制能力下降存在密切關(guān)系[33]。近端控制訓(xùn)練減少了單腿下蹲時膝關(guān)節(jié)外翻角度，表明近端穩(wěn)定性訓(xùn)練可引起下肢生物力學(xué)的積極改變[34]。

對平衡訓(xùn)練的亞組分析顯示，沒有平衡練習(xí)的神經(jīng)肌肉訓(xùn)練方案比使用平衡練習(xí)的預(yù)防ACL損傷風(fēng)險效果要好，這一發(fā)現(xiàn)與許多研究結(jié)果互相矛盾。這些研究表明平衡訓(xùn)練可以改善膝關(guān)節(jié)的動態(tài)穩(wěn)定性，提高膝關(guān)節(jié)神經(jīng)肌肉本體感覺控制能力[35]以及改變膝關(guān)節(jié)的運動學(xué)和動力學(xué)特征[36]。導(dǎo)致此現(xiàn)象的原因可能是神經(jīng)肌肉訓(xùn)練中包含的訓(xùn)練類型數(shù)量不足。在12項研究中，有2項只進(jìn)行了一種類型的練習(xí)。其中一項臨床試驗檢查了平衡練習(xí)的有效性，結(jié)果顯示，干預(yù)組與對照組相比，ACL損傷發(fā)生率更高[15]。只有一種訓(xùn)練類型的神經(jīng)肌肉訓(xùn)練方案與多種訓(xùn)練類型的神經(jīng)肌肉訓(xùn)練方案之間存在顯著差異(圖8)。與其他訓(xùn)練類型相結(jié)合進(jìn)行平衡練習(xí)的其他訓(xùn)練方案[15,17,19,21,22,23,24,26]具有明顯的降低ACL損傷的效果。因此，單靠平衡運動似乎不能預(yù)防前交叉韌帶損傷。然而，平衡運動與其他類型的運動相結(jié)合似乎是有效的。

快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練是降低ACL運動損傷的有效干預(yù)措施之一，但是僅僅使用快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練似乎不能產(chǎn)生理想的預(yù)防效果。Pfeiffer等對高中女子籃球、排球、足球運動員進(jìn)行快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練，并及時糾正訓(xùn)練中出現(xiàn)的錯誤動作模式。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，干預(yù)組與對照組出現(xiàn)ACL損傷數(shù)量相等，每一千次暴露中ACL損傷的發(fā)生率沒有顯著差異。[18]除一項研究外，快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練與其他不同訓(xùn)練方式相結(jié)合的干預(yù)方案表現(xiàn)出理想的預(yù)防效果。[16,18,19,20,21,22,24,25,26]因此，單獨的快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練可能無法降低ACL損傷的發(fā)生率。值得注意的是，膝關(guān)節(jié)外翻的敏感性和特異性分別為78%和73%[10]。大多數(shù)試驗都將快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練與旨在改變膝關(guān)節(jié)外翻著陸模式的語言反饋結(jié)合起來。在臨床試驗中，有6項在快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練期間運動員與教練員建立了言語反饋。[18,19,20,22,24,26]反饋似乎在改變不對稱著陸的動作模式方面有效。[37]

4 局限性

在12個 臨床試驗中，8個采用隨機設(shè)計[15,17,19,20,22,23,25,26]。其余4個采用前瞻性隊列設(shè)計[16,18,21,24]。隨機化被認(rèn)為是減少潛在偏差的有效方法。因此，如果更多的臨床試驗采用隨機設(shè)計，結(jié)果可信度將會更加肯定。此外，兩種異質(zhì)性分析在不同研究之間顯示出顯著差異。這可以通過有限數(shù)量的研究來解釋。[38]因此，較少的研究數(shù)量和研究質(zhì)量的差異意味著應(yīng)該謹(jǐn)慎地解釋這些結(jié)果。

在回顧的臨床試驗中，訓(xùn)練類型具有多樣性。運動項目包括足球[15,16,18,19,20,21,22,23,25,26]、籃球[18,22]、排球[18]以及手球[17,24]。 了解不同運動項目對ACL損傷預(yù)防的影響，還需要更多的研究。此外，神經(jīng)肌肉訓(xùn)練對不同年齡階段人群的影響有待進(jìn)一步探究。最近的研究[39,40]已經(jīng)報道了堅持對減少ACL損傷的影響，這需要在未來的研究中進(jìn)行調(diào)查。

5 結(jié)論

這篇綜述運用亞組分析探究了不同訓(xùn)練類型對減少年輕女性運動員前交叉韌帶損傷的有效性。分析發(fā)現(xiàn)，具有快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練、力量訓(xùn)練和近端控制練習(xí)的神經(jīng)肌肉訓(xùn)練方案顯著降低了ACL損傷的發(fā)生率。然而，單靠平衡運動似乎不能預(yù)防前交叉韌帶損傷，這可能與神經(jīng)肌肉訓(xùn)練計劃中加入的練習(xí)數(shù)量有關(guān)。兩項只包含單一訓(xùn)練方式的研究并沒有減少ACL損傷。研究表明，僅靠單一的訓(xùn)練方式不能有效的降低ACL損傷的發(fā)生率；不同訓(xùn)練方式相結(jié)合，包括快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練、力量訓(xùn)練、近端控制訓(xùn)練以及平衡練習(xí)，對前交叉韌帶損傷預(yù)防具有理想效果。因此，建議將這些練習(xí)納入旨在減少女運動員前交叉韌帶損傷的神經(jīng)肌肉訓(xùn)練計劃中，從而提高生活及訓(xùn)練質(zhì)量。