應(yīng)力性骨損傷診療新進(jìn)展

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(duì)第940醫(yī)院運(yùn)動(dòng)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(duì)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(duì)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)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(shí)間長(zhǎng)且影響較大的軍事訓(xùn)練傷，是造成部隊(duì)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(guó)內(nèi)外最新觀(guān)點(diǎn)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(duì)于BSI的病因、危險(xiǎn)因素、診斷及治療選擇尚未達(dá)成共識(shí)。本文就BSI的危險(xiǎn)因素、診斷、治療及預(yù)防的最新研究進(jìn)展進(jìn)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(jī)制

1.1 BSI BSI是指骨組織在反復(fù)應(yīng)力刺激下因無(wú)法承受重復(fù)機(jī)械負(fù)荷而發(fā)生骨組織微觀(guān)結(jié)構(gòu)損傷，以局部壓痛等為典型臨床癥狀的一種常見(jiàn)運(yùn)動(dòng)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(chēng)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(bào)道，描述了長(zhǎng)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(xiàn)出現(xiàn)才明確這種癥狀是由跖骨干應(yīng)力性骨折所致。進(jìn)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(méi)有骨折線(xiàn)的跡象，因此提出“骨應(yīng)力性損傷”這一概念，其機(jī)制主要是由于應(yīng)力刺激所致骨的負(fù)載過(guò)大或負(fù)載循環(huán)次數(shù)過(guò)多，導(dǎo)致骨組織疲勞損傷，從而出現(xiàn)骨微觀(guān)結(jié)構(gòu)的不可逆破壞[2]。正常骨骼在重復(fù)過(guò)載的刺激下，當(dāng)破骨細(xì)胞對(duì)骨組織的吸收大于成骨細(xì)胞的骨骼重塑時(shí)，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(guān)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(zhǎng)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(chēng)外脛夾和脛骨疲勞性骨膜炎，是運(yùn)動(dòng)引起小腿疼痛最常見(jiàn)的原因之一，也是常見(jiàn)的過(guò)度使用性損傷，主要由于運(yùn)動(dòng)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(guó)軍方對(duì)BSI進(jìn)行流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，男性新兵B(niǎo)SI的發(fā)生率為0.8%～6.9%，女性新兵為2.4%～21.0%[5]；目前我國(guó)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(bào)道。BSI是入伍新兵常見(jiàn)的過(guò)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(yùn)動(dòng)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(guó)內(nèi)外差異較大，中國(guó)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(guó)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(xiǎn)因素分析

3.1 性別 一項(xiàng)針對(duì)2009－2012年5 580 875名美國(guó)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(duì)314名(女206名，男108名)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行隨訪(fǎng)發(fā)現(xiàn)，31例患有BSI的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(xiǎn)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(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員發(fā)生應(yīng)力性骨折的風(fēng)險(xiǎn)是飲食規(guī)律女性長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)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(xiǎn)增加了2倍[13]。在青少年女性運(yùn)動(dòng)員中，繼發(fā)性閉經(jīng)使應(yīng)力性骨折的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)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(yùn)動(dòng)員中出現(xiàn)的“三聯(lián)征”，即低能量供應(yīng)(伴或不伴有進(jìn)食障礙)、低促性腺素性功能減退癥和骨密度降低會(huì)影響其身體健康及運(yùn)動(dòng)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(huì)增加骨折的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[16]。有研究發(fā)現(xiàn)，基線(xiàn)血清25(OH)D濃度低于50 nmol/L的新兵較高于50 nmol/L的新兵B(niǎo)SI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(xiǎn)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(yùn)動(dòng)員罹患第五跖骨BSI的風(fēng)險(xiǎn)較高[18]。一項(xiàng)針對(duì)美國(guó)海軍官兵的研究發(fā)現(xiàn)，每日補(bǔ)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(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)指數(shù)測(cè)算來(lái)反映體質(zhì)的公認(rèn)方法，被世界衛(wèi)生組織(WHO)和美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)廣泛應(yīng)用于世界各國(guó)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(duì)中，應(yīng)力性損傷發(fā)生率與肥胖程度呈正比，每增加一個(gè)BMI單位會(huì)使BSI發(fā)生率增高2%[22]。芬蘭學(xué)者對(duì)入伍新兵進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，低體重會(huì)增高過(guò)勞損傷的概率[23]。據(jù)報(bào)道，低體重和小腿圍(繞小腿一周所測(cè)得的最大值)提示下肢的骨骼和肌肉強(qiáng)度降低，可增加脛骨應(yīng)力性骨折的風(fēng)險(xiǎn)[24]。在美國(guó)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(xiǎn)，而肥胖的男性亦有較高的應(yīng)力性骨折風(fēng)險(xiǎn)；身高較高的男性罹患應(yīng)力性骨折的風(fēng)險(xiǎn)增加，而相同情況下女性的風(fēng)險(xiǎn)較低[25]。

3.5 下肢力學(xué)結(jié)構(gòu) 國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)，與健康男性隊(duì)員相比，既往有BSI病史的男性長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員脛骨的骨強(qiáng)度明顯降低，其骨強(qiáng)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(yùn)動(dòng)員的脛骨橫截面積減小與BSI的發(fā)生關(guān)系密切?；加邢轮獴SI的女運(yùn)動(dòng)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(lèi)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(jìn)一步研究證實(shí)，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(xiǎn)因素，若訓(xùn)練中及時(shí)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(xiàng)即可診斷為BSI：(1)強(qiáng)度較大的訓(xùn)練史后無(wú)明顯誘因出現(xiàn)固定部位的疼痛，且疼痛隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度增大而加重，早期休息后可逐漸減輕；(2)查體骨干長(zhǎng)軸觸診時(shí)有局部且固定的壓痛點(diǎn)，晚期出現(xiàn)縱向叩擊痛伴有軟組織腫脹；(3)X線(xiàn)片示骨膜增生，后期出現(xiàn)骨折及移位。

應(yīng)用X線(xiàn)片進(jìn)行分型，Ⅰ型損傷部位只有骨痂而無(wú)明顯骨折線(xiàn)，Ⅱ型損傷部位有骨折但無(wú)移位，Ⅲ型損傷部位有明顯的錯(cuò)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(jí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改良。Ⅰ級(jí)：T2相提示輕度骨髓或骨膜水腫，T1相正常；Ⅱ級(jí)：中度骨髓或骨膜水腫，T2相陽(yáng)性；Ⅲ級(jí)：T2和T1相均可見(jiàn)嚴(yán)重骨髓和(或)骨膜水腫；Ⅳ級(jí)：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(xiàn)、錯(cuò)位。Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)定義為低等級(jí)骨應(yīng)力損傷，Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)定義為高等級(jí)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(píng)估及鑒別診斷 結(jié)合患者病史及輔助檢查結(jié)果是評(píng)估可疑BSI的第一步。BSI患者通常會(huì)逐漸出現(xiàn)與活動(dòng)有關(guān)的局部疼痛，并隨著休息而逐漸減輕，可無(wú)腫脹。如癥狀?lèi)夯?，疼痛加劇，活?dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)局部劇痛、跛行，甚至不能站立[31]。當(dāng)BSI進(jìn)展為應(yīng)力性骨折時(shí)，會(huì)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(dòng)關(guān)節(jié)和刺激性試驗(yàn)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(lèi)似，需要鑒別。

4.2 影像學(xué)評(píng)估 BSI的早期臨床表現(xiàn)不典型，極易出現(xiàn)漏診、誤診，錯(cuò)過(guò)早期治療的最佳時(shí)機(jī)。因此，當(dāng)臨床評(píng)估懷疑BSI時(shí)，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(diǎn)如表1所示。

表1 BSI影像學(xué)檢查方式、表現(xiàn)及優(yōu)缺點(diǎn)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(jí)及病變解剖部位的危險(xiǎn)程度決定。低風(fēng)險(xiǎn)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(xiǎn)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(xiǎn)應(yīng)力性骨折通常采用非手術(shù)治療，通過(guò)絕對(duì)休息、制動(dòng)及限制負(fù)重來(lái)減輕癥狀，直至患者臨床癥狀消失為止；配合以循序漸進(jìn)的康復(fù)運(yùn)動(dòng)，可更快地恢復(fù)患肢功能[40]。對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)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(xiǎn)[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(lái)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(yùn)動(dòng)員均恢復(fù)了部分體育活動(dòng)[42]。

6 預(yù)防策略

6.1 及時(shí)補(bǔ)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(bǔ)充鈣和維生素D3可通過(guò)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(xiǎn)[43]。一項(xiàng)對(duì)女性長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員的研究發(fā)現(xiàn)，每天額外補(bǔ)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(qiáng)身體素質(zhì)訓(xùn)練 身體素質(zhì)一般是指人體在活動(dòng)中所表現(xiàn)出來(lái)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(gè)人身體素質(zhì)的好壞與遺傳有關(guān)，但與后天營(yíng)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(qiáng)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(qiáng)度軍事訓(xùn)練時(shí)，髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性不足、關(guān)節(jié)肌肉無(wú)力或兩側(cè)肌力不對(duì)稱(chēng)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(wú)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(jī)[46]。對(duì)某陸軍1454名新兵應(yīng)力性骨折風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，入伍前每周鍛煉時(shí)間超過(guò)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(bào)道，芬蘭新兵入伍前每周進(jìn)行2次以上的高強(qiáng)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(yùn)動(dòng)對(duì)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(jī)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(jì)劃 訓(xùn)練過(guò)程中，若出現(xiàn)下肢疼痛、腫脹及跛行等臨床癥狀時(shí)，通過(guò)及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練計(jì)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(kāi)始循序漸進(jìn)地增加訓(xùn)練強(qiáng)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(jìn)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(chǎng)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(duì)比和臨床體征，來(lái)判斷傷員的傷情及是否適合繼續(xù)服役。BSI復(fù)訓(xùn)時(shí)限相關(guān)的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)仍未達(dá)成共識(shí)。近期有研究發(fā)現(xiàn)，脛骨BSI傷員在受傷后3～6個(gè)月雙下肢骨密度持續(xù)下降，6個(gè)月時(shí)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(shí)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(xiàn)，本文對(duì)BSI的早期診斷、治療及預(yù)防措施進(jìn)行了詳細(xì)論述。對(duì)于BSI，應(yīng)根據(jù)不同等級(jí)及嚴(yán)重程度制定更為優(yōu)化的治療策略；同時(shí)，應(yīng)深入研究BSI的致病機(jī)制，進(jìn)一步制定科學(xué)的訓(xùn)練計(jì)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(duì)?wèi)?zhàn)斗力的目的。