涂鵬，王瑾，許金芳，董晨輝*，李春寶，李慎松，劉玉杰，唐佩福

1解放軍聯(lián)勤保障部隊第940醫(yī)院運動醫(yī)學(xué)科，蘭州 730050；2西北民族大學(xué)醫(yī)學(xué)部，蘭州 730030；3解放軍聯(lián)勤保障部隊第940醫(yī)院中醫(yī)康復(fù)科，蘭州 730050；4海軍軍醫(yī)大學(xué)軍隊衛(wèi)生統(tǒng)計學(xué)教研室，上海 200433；5解放軍總醫(yī)院第四醫(yī)學(xué)中心骨科醫(yī)學(xué)部，北京 100048

應(yīng)力性骨折作為目前軍事訓(xùn)練傷中發(fā)病率高、治療時間長且影響較大的軍事訓(xùn)練傷，是造成部隊非戰(zhàn)斗減員、影響官兵健康、增加醫(yī)療負(fù)擔(dān)的重要原因，受到廣大官兵的高度關(guān)注。國內(nèi)外最新觀點認(rèn)為，傳統(tǒng)應(yīng)力性骨折是應(yīng)力性骨損傷(bone stress injuries，BSI)的終末期。目前對于BSI的病因、危險因素、診斷及治療選擇尚未達(dá)成共識。本文就BSI的危險因素、診斷、治療及預(yù)防的最新研究進展進行綜述，為BSI的科學(xué)預(yù)防和診療提供依據(jù)。

1 BSI的定義及其損傷機制

1.1 BSI BSI是指骨組織在反復(fù)應(yīng)力刺激下因無法承受重復(fù)機械負(fù)荷而發(fā)生骨組織微觀結(jié)構(gòu)損傷，以局部壓痛等為典型臨床癥狀的一種常見運動損傷，該疾病始于應(yīng)力性骨膜反應(yīng)，并逐步發(fā)展為部分骨折，最終導(dǎo)致完全骨折[1]。應(yīng)力性骨折(俗稱疲勞性骨折、行軍骨折)最早于1855年由普魯士軍醫(yī)首先發(fā)現(xiàn)并報道，描述了長期行軍的士兵腳部出現(xiàn)的水腫和疼痛癥狀，直至1895年X線出現(xiàn)才明確這種癥狀是由跖骨干應(yīng)力性骨折所致。進一步研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)被診斷為應(yīng)力性骨折或與應(yīng)力有關(guān)的損傷都沒有骨折線的跡象，因此提出“骨應(yīng)力性損傷”這一概念，其機制主要是由于應(yīng)力刺激所致骨的負(fù)載過大或負(fù)載循環(huán)次數(shù)過多，導(dǎo)致骨組織疲勞損傷，從而出現(xiàn)骨微觀結(jié)構(gòu)的不可逆破壞[2]。正常骨骼在重復(fù)過載的刺激下，當(dāng)破骨細(xì)胞對骨組織的吸收大于成骨細(xì)胞的骨骼重塑時，骨組織結(jié)構(gòu)的微損傷與骨重塑之間的平衡被打破[3]，骨小梁結(jié)構(gòu)的破壞積累達(dá)到閾值后則可導(dǎo)致宏觀結(jié)構(gòu)上骨折的發(fā)生[4]。

1.2 應(yīng)力性骨折 應(yīng)力性骨折是疲勞性骨損傷的最終發(fā)展結(jié)果，是由于骨骼受到重復(fù)性的應(yīng)力損傷造成的，這種長期、反復(fù)、輕微的直接或間接損傷可引起特定部位小的骨裂或骨折。

1.3 脛骨內(nèi)側(cè)應(yīng)力綜合征(medial tibial stress syndrome，MTSS) MTSS又稱外脛夾和脛骨疲勞性骨膜炎，是運動引起小腿疼痛最常見的原因之一，也是常見的過度使用性損傷，主要由于運動和下肢沖擊負(fù)荷產(chǎn)生的脛骨內(nèi)應(yīng)力反應(yīng)導(dǎo)致脛骨內(nèi)側(cè)中遠(yuǎn)2/3的疼痛和壓痛，觸診疼痛區(qū)域的邊界≥5 cm，是脛骨應(yīng)力性骨折的早期表現(xiàn)。

2 流行病學(xué)分析

美國軍方對BSI進行流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，男性新兵BSI的發(fā)生率為0.8%～6.9%，女性新兵為2.4%～21.0%[5]；目前我國新兵應(yīng)力性骨折發(fā)生率為13.2%[6]，但缺少BSI相關(guān)數(shù)據(jù)的報道。BSI是入伍新兵常見的過度使用性損傷，從輕微的應(yīng)力反應(yīng)到骨骼組織內(nèi)的應(yīng)力斷裂，可發(fā)展為應(yīng)力性骨折[7]。應(yīng)力性骨折占運動損傷的1%～20%，其中下肢應(yīng)力性骨折占80%。應(yīng)力性骨折好發(fā)的部位國內(nèi)外差異較大，中國依次為跖骨(52.8%)、脛骨(34.7%)、股骨干(6.2%)、股骨頸(4.2%)、骨盆(2.1%)[6]，國外依次為脛骨(23.6%)、足舟骨(17.6%)、跖骨(16.2%)、股骨(6.6%)、骨盆(1.6%)[8]。

3 患者自身危險因素分析

3.1 性別 一項針對2009－2012年5 580 875名美國官兵的流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，女性下肢應(yīng)力性骨折的發(fā)生率明顯高于男性[9]。對314名(女206名，男108名)運動員進行隨訪發(fā)現(xiàn)，31例患有BSI的運動員中，24例(11.7%)為女性，7例(6.5%)為男性，女性患病率明顯高于男性[10]。另有研究發(fā)現(xiàn)，確診BSI的田徑運動員中，64.7%(22/34)為女性[11]。

3.2 內(nèi)分泌及激素水平 有大量證據(jù)支持患有女性三聯(lián)征(即飲食不規(guī)律及低能量攝入、月經(jīng)功能障礙、骨密度低)的女性發(fā)生BSI的風(fēng)險增加[12]。飲食不規(guī)律(神經(jīng)性厭食癥或神經(jīng)性貪食癥)的女性長跑運動員發(fā)生應(yīng)力性骨折的風(fēng)險是飲食規(guī)律女性長跑運動員的5倍，且患有閉經(jīng)的女性罹患應(yīng)力性骨折的風(fēng)險增加了2倍[13]。在青少年女性運動員中，繼發(fā)性閉經(jīng)使應(yīng)力性骨折的發(fā)生風(fēng)險增加了12.9倍，原因可能為雌激素水平降低和破骨細(xì)胞活性增加[14]。在男性運動員中出現(xiàn)的“三聯(lián)征”，即低能量供應(yīng)(伴或不伴有進食障礙)、低促性腺素性功能減退癥和骨密度降低會影響其身體健康及運動表現(xiàn)，且其低骨密度與BSI密切相關(guān)[15]。

3.3 鈣含量 目前認(rèn)為，血液循環(huán)中25(OH)D正常的最低濃度為50 nmol/L，低于該水平則視為不足，而循環(huán)中25(OH)D不足會增加骨折的發(fā)生風(fēng)險[16]。有研究發(fā)現(xiàn)，基線血清25(OH)D濃度低于50 nmol/L的新兵較高于50 nmol/L的新兵BSI發(fā)生率高，維生素D不足20 μg/L與新兵應(yīng)力性骨折的發(fā)生風(fēng)險增加有關(guān)[17]。有研究發(fā)現(xiàn)，血清中25(OH)D濃度低于30 ng/ml的運動員罹患第五跖骨BSI的風(fēng)險較高[18]。一項針對美國海軍官兵的研究發(fā)現(xiàn)，每日補充2000 mg鈣和800 U維生素D可明顯降低應(yīng)力性骨折的發(fā)生率[19]。

3.4 體重指數(shù)(body mass index，BMI) BMI是應(yīng)用任意年齡男性或女性的身高和體重，通過統(tǒng)計學(xué)指數(shù)測算來反映體質(zhì)的公認(rèn)方法，被世界衛(wèi)生組織(WHO)和美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)廣泛應(yīng)用于世界各國的不同人種。嚴(yán)重低體重為BMI<16.5 kg/m2，低體重為BMI<18.5 kg/m2，超重的定義在白種人、黑人、西班牙人群與亞洲、南亞人群中有所不同，其中亞洲及南亞人群超重為BMI 23.0～24.9 kg/m2，肥胖為BMI>25.0 kg/m2，白種人、黑人及西班牙人群超重為BMI 25.0～29.9 kg/m2，肥胖為BMI≥30.0 kg/m2(其中1度肥胖為BMI 30.0～34.9 kg/m2，2度肥胖為BMI 35.0～39.9 kg/m2，3度肥胖為BMI≥40.0 kg/m2)[20-21]。在以色列部隊中，應(yīng)力性損傷發(fā)生率與肥胖程度呈正比，每增加一個BMI單位會使BSI發(fā)生率增高2%[22]。芬蘭學(xué)者對入伍新兵進行研究發(fā)現(xiàn)，低體重會增高過勞損傷的概率[23]。據(jù)報道，低體重和小腿圍(繞小腿一周所測得的最大值)提示下肢的骨骼和肌肉強度降低，可增加脛骨應(yīng)力性骨折的風(fēng)險[24]。在美國陸軍新兵武裝入伍訓(xùn)練(initial entry training，IET)中，低體重的男性和女性均有較高的應(yīng)力性骨折風(fēng)險，而肥胖的男性亦有較高的應(yīng)力性骨折風(fēng)險；身高較高的男性罹患應(yīng)力性骨折的風(fēng)險增加，而相同情況下女性的風(fēng)險較低[25]。

3.5 下肢力學(xué)結(jié)構(gòu) 國外研究發(fā)現(xiàn)，與健康男性隊員相比，既往有BSI病史的男性長跑運動員脛骨的骨強度明顯降低，其骨強度降低是由于骨皮質(zhì)區(qū)橫截面積而非骨皮質(zhì)層厚度減小所致；既往有BSI病史的男性脛骨總橫截面積較小，尤其是在脛骨中段骨干處[7]。運動員的脛骨橫截面積減小與BSI的發(fā)生關(guān)系密切。患有下肢BSI的女運動員脛骨更薄，這是由較小的脛骨橫截面積引起的[26]。此外，不同的足部形態(tài)(正常足、扁平足、高弓足)可導(dǎo)致不同類型的損傷。研究發(fā)現(xiàn)，扁平足由于低足弓可導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)外翻，易發(fā)生膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間隙的損傷；高弓足由于足弓較高，易導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙骨組織損傷。足部形態(tài)結(jié)構(gòu)差異與脛骨BSI的發(fā)生是否存在關(guān)聯(lián)仍需進一步研究證實，但足部的某些特殊形態(tài)如扁平足及高弓足可能是脛骨BSI的重要危險因素，若訓(xùn)練中及時采取措施糾正可避免出現(xiàn)嚴(yán)重并發(fā)癥[27-28]。

4 診斷標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)《軍事訓(xùn)練傷診斷標(biāo)準(zhǔn)及防治原則》[29]，以脛骨為例，符合以下任意2項即可診斷為BSI：(1)強度較大的訓(xùn)練史后無明顯誘因出現(xiàn)固定部位的疼痛，且疼痛隨運動強度增大而加重，早期休息后可逐漸減輕；(2)查體骨干長軸觸診時有局部且固定的壓痛點，晚期出現(xiàn)縱向叩擊痛伴有軟組織腫脹；(3)X線片示骨膜增生，后期出現(xiàn)骨折及移位。

應(yīng)用X線片進行分型，Ⅰ型損傷部位只有骨痂而無明顯骨折線，Ⅱ型損傷部位有骨折但無移位，Ⅲ型損傷部位有明顯的錯位[30]。全身骨掃描是診斷BSI最早的金標(biāo)準(zhǔn)[31]。Nattiv等[11]應(yīng)用MRI在Fredericson分級的基礎(chǔ)上進行了改良。Ⅰ級：T2相提示輕度骨髓或骨膜水腫，T1相正常；Ⅱ級：中度骨髓或骨膜水腫，T2相陽性；Ⅲ級：T2和T1相均可見嚴(yán)重骨髓和(或)骨膜水腫；Ⅳ級：T2和T1相出現(xiàn)嚴(yán)重的骨髓和(或)骨膜水腫，T2或T1相出現(xiàn)骨折線、錯位。Ⅰ級和Ⅱ級定義為低等級骨應(yīng)力損傷，Ⅲ級和Ⅳ級定義為高等級骨應(yīng)力損傷。

BSI的診斷與早期治療流程如圖1所示。

圖1 下肢應(yīng)力性骨損傷(BSI)的診斷與早期治療流程Fig.1 Flowchart of diagnosis and treatment of legs BSI

4.1 早期評估及鑒別診斷 結(jié)合患者病史及輔助檢查結(jié)果是評估可疑BSI的第一步。BSI患者通常會逐漸出現(xiàn)與活動有關(guān)的局部疼痛，并隨著休息而逐漸減輕，可無腫脹。如癥狀惡化，疼痛加劇，活動時會出現(xiàn)局部劇痛、跛行，甚至不能站立[31]。當(dāng)BSI進展為應(yīng)力性骨折時，會出現(xiàn)局部壓痛或伴有腫脹。不能觸及的較深部位的應(yīng)力性骨折(如股骨頸應(yīng)力性骨折)需要活動關(guān)節(jié)和刺激性試驗才能引發(fā)疼痛。因此，BSI的明確診斷務(wù)必將臨床表現(xiàn)與影像結(jié)果相結(jié)合[32]。臨床中多種疾病如肌肉拉傷、肌腱病變、韌帶損傷、感染及腫瘤等的影像表現(xiàn)與BSI類似，需要鑒別。

4.2 影像學(xué)評估 BSI的早期臨床表現(xiàn)不典型，極易出現(xiàn)漏診、誤診，錯過早期治療的最佳時機。因此，當(dāng)臨床評估懷疑BSI時，應(yīng)盡早完善影像學(xué)檢查。BSI影像學(xué)檢查的方式、表現(xiàn)及優(yōu)缺點如表1所示。

表1 BSI影像學(xué)檢查方式、表現(xiàn)及優(yōu)缺點Tab.1 Methods, profiles, advantages and disadvantages of imaging examination for BSI

5 治療策略

BSI的治療策略應(yīng)根據(jù)其MRI分級及病變解剖部位的危險程度決定。低風(fēng)險應(yīng)力性骨折通常位于骨的壓力側(cè)，且骨折區(qū)域具有豐富的血液微循環(huán)支持，預(yù)后好，延遲愈合或不愈合的風(fēng)險低[40]；高危應(yīng)力性骨折常位于張力側(cè)，極易轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆钦?，骨折延遲愈合、骨不連和慢性疼痛的傾向較大[32]。低風(fēng)險應(yīng)力性骨折通常采用非手術(shù)治療，通過絕對休息、制動及限制負(fù)重來減輕癥狀，直至患者臨床癥狀消失為止；配合以循序漸進的康復(fù)運動，可更快地恢復(fù)患肢功能[40]。對于高風(fēng)險的應(yīng)力性骨折考慮采取手術(shù)治療，可加快骨折愈合，盡快恢復(fù)正常生活及工作，降低延遲愈合和再骨折的風(fēng)險[41]。

BSI加速康復(fù)的相關(guān)研究較少，目前體外沖擊波療法是一種具有有效性、便利性和安全性的非侵入性治療手段，是近年來應(yīng)用于骨骼肌肉系統(tǒng)疾病的新興治療方式。研究發(fā)現(xiàn)，在平均治療8周后，10名第五跖骨和脛骨應(yīng)力性骨折運動員均恢復(fù)了部分體育活動[42]。

6 預(yù)防策略

6.1 及時補充鈣和維生素D 最新研究發(fā)現(xiàn)，軍事訓(xùn)練期間每天補充鈣和維生素D3可通過抑制甲狀旁腺激素(PTH)而提升骨骼健康狀況。血清中較高濃度的維生素D3可降低應(yīng)力性骨折的發(fā)生風(fēng)險[43]。一項對女性長跑運動員的研究發(fā)現(xiàn)，每天額外補充500 ml脫脂牛奶，可使應(yīng)力性骨折發(fā)生率降低62%[44]，因此攝入足量的鈣和維生素D可減少BSI的發(fā)生。

6.2 加強身體素質(zhì)訓(xùn)練 身體素質(zhì)一般是指人體在活動中所表現(xiàn)出來的力量、速度、耐力、靈敏度、柔韌性、協(xié)調(diào)性、平衡感等身體反應(yīng)力。一個人身體素質(zhì)的好壞與遺傳有關(guān)，但與后天營養(yǎng)和體育鍛煉的關(guān)系更為密切。身體素質(zhì)訓(xùn)練主要包括下肢肌肉(特別是下肢核心肌群)的力量訓(xùn)練以及身體靈活性、柔軟性、協(xié)調(diào)性和平衡性的訓(xùn)練。下肢核心肌力增強可有效防止BSI的發(fā)生；根據(jù)臨床研究，有學(xué)者指出，高強度軍事訓(xùn)練時，髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的動態(tài)穩(wěn)定性不足、關(guān)節(jié)肌肉無力或兩側(cè)肌力不對稱等為訓(xùn)練傷發(fā)生的誘因，髖、膝的核心力量和穩(wěn)定性訓(xùn)練可使關(guān)節(jié)潛在的肌肉無力和關(guān)節(jié)穩(wěn)定性不足得到明顯改善，尤其是髕骨關(guān)節(jié)失穩(wěn)所致的疼痛得到明顯減輕[45]，從而迅速提高訓(xùn)練成績[46]。對某陸軍1454名新兵應(yīng)力性骨折風(fēng)險因素進行分析發(fā)現(xiàn)，入伍前每周鍛煉時間超過7 h的新兵應(yīng)力性骨折的發(fā)病率低于每周鍛煉短于7h的新兵[6]；有研究報道，芬蘭新兵入伍前每周進行2次以上的高強度耐力訓(xùn)練可有效減少應(yīng)力性骨折的發(fā)生[47]，訓(xùn)練后放松和恢復(fù)運動對預(yù)防訓(xùn)練后疲勞性損傷非常重要，包括靜態(tài)拉伸及肌筋膜的自我松解，旨在放松身心與幫助機體消除疲勞、恢復(fù)體能，避免因生理和心理性疲勞的累積導(dǎo)致訓(xùn)練傷的發(fā)生。

6.3調(diào)整訓(xùn)練計劃 訓(xùn)練過程中，若出現(xiàn)下肢疼痛、腫脹及跛行等臨床癥狀時，通過及時調(diào)整訓(xùn)練計劃可減少BSI的發(fā)生。通常應(yīng)力性骨折發(fā)生率在訓(xùn)練初期較高，并在訓(xùn)練第12周達(dá)到峰值[48]。近期有學(xué)者建議，在訓(xùn)練前16周開始循序漸進地增加訓(xùn)練強度，并在應(yīng)力性骨折發(fā)生高峰期前(第12周左右)暫停訓(xùn)練，可促進骨骼應(yīng)力損傷的自我修復(fù)，有效避免骨折的發(fā)生[49]。

7 復(fù)訓(xùn)建議

新兵是否重回訓(xùn)練場取決于BSI的恢復(fù)程度和近期的軍事訓(xùn)練要求。軍醫(yī)可根據(jù)傷員的影像學(xué)檢查結(jié)果對比和臨床體征，來判斷傷員的傷情及是否適合繼續(xù)服役。BSI復(fù)訓(xùn)時限相關(guān)的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)仍未達(dá)成共識。近期有研究發(fā)現(xiàn)，脛骨BSI傷員在受傷后3～6個月雙下肢骨密度持續(xù)下降，6個月時骨密度有所回升并接近正常范圍[50]。有研究表明，根據(jù)解剖部位的不同，戰(zhàn)士復(fù)訓(xùn)的時間周期為12～21周[51]。因此，治療期間有效的抗骨質(zhì)疏松治療尤為關(guān)鍵，有助于縮短復(fù)訓(xùn)周期。

8 總結(jié)與展望

結(jié)合最新文獻，本文對BSI的早期診斷、治療及預(yù)防措施進行了詳細(xì)論述。對于BSI，應(yīng)根據(jù)不同等級及嚴(yán)重程度制定更為優(yōu)化的治療策略；同時，應(yīng)深入研究BSI的致病機制，進一步制定科學(xué)的訓(xùn)練計劃，注重“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的防治策略，從而達(dá)到減少非戰(zhàn)斗減員、提高部隊?wèi)?zhàn)斗力的目的。