前交叉韌帶損傷風(fēng)險(xiǎn)篩查工具研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)：G843DOI：10.16655/j.cnki.2095-2813.2212-1579-4605作者簡介：田維思（2019—），女，碩士研究生，初級(jí)-研究實(shí)習(xí)員，，。通信作者：田維思（2019—），女，碩士研究生，初級(jí)-研究實(shí)習(xí)員，，。

作者簡介：田維思，1994年12月17日，女，碩士研究生，研究實(shí)習(xí)員，研究方向：運(yùn)動(dòng)損傷防護(hù)

摘要：以實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)的生物力學(xué)測(cè)試是識(shí)別前交叉韌帶損傷風(fēng)險(xiǎn)因素的金標(biāo)準(zhǔn)。然而，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試成本高、操作復(fù)雜且耗時(shí)，在進(jìn)行大規(guī)模ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)篩查時(shí)很難進(jìn)行。損傷風(fēng)險(xiǎn)篩查的一個(gè)新興領(lǐng)域是基于場(chǎng)地和臨床的篩查工具，本文回顧相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)成熟的ACL損傷篩查工具進(jìn)行綜述，以期為ACL損傷的預(yù)防提供參考。

關(guān)鍵詞：前交叉韌帶；篩查工具；損傷預(yù)防；損傷風(fēng)險(xiǎn)

Progress"in"the"use"of anterior cruciate ligament injury’s risk screening tools

Tian"weisi

Jiangsu Research"Institute of Sports Science""Nanjing， Jiangsu 210033

Abstract：Laboratory-based biomechanical testing is the gold standard for identifying risk factors for ACL injury. However， laboratory tests are costly， complex， and time consuming， making them difficult to perform when conducting large-scale ACL injury risk screening. An emerging field of injury risk screening is site - and clinic-based screening tools. This review reviews the literature on mature ACL injury screening tools in order to provide reference for ACL injury prevention.

Keyword：ACL；screening"tool； injury"prevention；injury"risk

前交叉韌帶（Anterior"cruciate"ligament，ACL）位于膝關(guān)節(jié)內(nèi)，連接股骨和脛骨，主要限制脛骨過度前移和旋轉(zhuǎn)，具有維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定的重要功能。ACL損傷是運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)和骨科領(lǐng)域最常見的損傷之一，尤其是在參加多方向運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的年輕運(yùn)動(dòng)員中，例如足球、籃球和手球。ACL損傷不僅會(huì)導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)的屈伸障礙，還會(huì)逐漸的導(dǎo)致周邊組織，例如半月板、關(guān)節(jié)軟骨以及其他韌帶的繼發(fā)性損傷，最常見的是骨關(guān)節(jié)炎風(fēng)險(xiǎn)升高。ACL損傷重建術(shù)后只有2/3的人能恢復(fù)到損傷前運(yùn)動(dòng)水平，此外再損傷率約為25%～33%^[1]這些對(duì)于職業(yè)運(yùn)動(dòng)員可能是災(zāi)難性的。盡管關(guān)于ACL損傷的研究呈指數(shù)級(jí)增長，但是ACL的損傷率并沒有因此降低，這給帶來嚴(yán)重的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

大多數(shù)ACL損傷為非接觸性損傷，這主要是由于多平面內(nèi)膝關(guān)節(jié)負(fù)荷超載導(dǎo)致，常發(fā)生在著陸、變向和制動(dòng)等動(dòng)作中。許多學(xué)者通過定性或者定量研究，提出損傷潛在的運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)制，如膝外翻、膝過伸和軀干側(cè)屈等?！断リP(guān)節(jié)和ACL損傷預(yù)防的循證醫(yī)學(xué)指南》^[2]中指出，危險(xiǎn)動(dòng)作模式的簡易篩查測(cè)試是運(yùn)動(dòng)損傷預(yù)防的第一要?jiǎng)?wù)。因此了解這些篩查工具在非接觸性ACL損傷預(yù)測(cè)中的適用性就非常重要。本文回顧相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)成熟的ACL損傷篩查工具進(jìn)行匯總，以期為ACL損傷的預(yù)防提供參考。

1. ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)篩查的重要性

根據(jù)Mechenlen^[3]"關(guān)于損傷預(yù)防模型和損傷預(yù)防程序，科研工作者需要確定最佳的損傷干預(yù)措施。而有效的篩查工具可以識(shí)別高損傷風(fēng)險(xiǎn)人群，并進(jìn)行針對(duì)性的預(yù)防來降低損傷風(fēng)險(xiǎn)。隨著ACL損傷率的增加，關(guān)于ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)篩查工具的研究也越來越多。

盡管通過大規(guī)模的損傷預(yù)防干預(yù)可以降低損傷發(fā)生率，但對(duì)于可能從損傷預(yù)防訓(xùn)練中獲益不多的運(yùn)動(dòng)員，他們可以利用這些時(shí)間進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練來取得更大的收益。因此采用篩查工具來評(píng)估和進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分層，并根據(jù)結(jié)果制定和實(shí)施針對(duì)性的預(yù)防及糾正計(jì)劃非常重要。

2.ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)因素

ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)是多因素的，是內(nèi)部因素和外部因素相互作用的結(jié)果。根據(jù)最近的系統(tǒng)綜述^[3]，總結(jié)出以下相關(guān)因素（表1），分為不可改變和可改變因素。不可改變因素有：性別、家族史、損傷史、遺傳基因、解剖學(xué)因素和環(huán)境因素（天氣、對(duì)手等）；可改變因素有神經(jīng)肌肉和力學(xué)因素和環(huán)境因素（護(hù)具等）總之，當(dāng)施加的負(fù)荷超過ACL所能承受的能力時(shí)，就會(huì)發(fā)生損傷。而非接觸性ACL損傷通常發(fā)生在高負(fù)荷任務(wù)中比如變向（側(cè)滑步、側(cè)切或變向）、落地（主要是單腿落地）和制動(dòng)動(dòng)作。我們需要將更多注意力放在可以改變的因素：生物力學(xué)和神經(jīng)肌肉控制缺陷（即“高風(fēng)險(xiǎn)”和異常運(yùn)動(dòng)力學(xué)），這些因素會(huì)影響膝關(guān)節(jié)負(fù)荷和潛在的ACL應(yīng)變。篩查測(cè)試通常測(cè)量可控因素，例如力量或膝關(guān)節(jié)動(dòng)作控制等。

3.ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)篩查工具

國際奧林匹克委員會(huì)建議將跳躍著陸的三維動(dòng)作分析作為預(yù)防ACL損傷的金標(biāo)準(zhǔn)^[4]。但是由于三維動(dòng)作分析儀器造價(jià)高、操作復(fù)雜且耗時(shí)，在進(jìn)行大規(guī)模ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)篩查時(shí)很難進(jìn)行。因此損傷風(fēng)險(xiǎn)篩查的一個(gè)新興領(lǐng)域是基于場(chǎng)地和臨床的篩查工具。在過去的十年中，已經(jīng)創(chuàng)建了許多篩查工具和方法，試圖識(shí)別與損傷風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)的動(dòng)作缺陷。比如著陸錯(cuò)誤評(píng)分系統(tǒng)（Landing Error Scoring System，LESS）、團(tuán)身跳躍測(cè)試（Tuck jump assessment，TJA）、側(cè)切動(dòng)作評(píng)分工具（Cutting Movement Assessment Score，CMAS）和單腿蹲定性評(píng)估工具（Qualitative analysis of single leg loading，QASLS）等。通過使用省時(shí)、便捷的篩查工具，針對(duì)表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)缺陷的運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行個(gè)性化干預(yù)訓(xùn)練，以幫助降低損傷的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)。

3.1LESS測(cè)試

LESS^[5]是基于落地-起跳時(shí)“錯(cuò)誤”的生物力學(xué)特征來識(shí)別膝關(guān)節(jié)損傷，尤其是非接觸性ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)大小的臨床篩查工具。測(cè)試過程為被評(píng)估者從30cm高的跳箱跳至目標(biāo)線后（目標(biāo)線距跳箱為被評(píng)估者身高的50%），立刻原地完成最大高度的垂直起跳。評(píng)估者通過對(duì)冠狀面和矢狀面的視頻資料來分析軀干和下肢的運(yùn)動(dòng)情況，并判定潛在的高風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)模式。被評(píng)估者需要完成三次測(cè)試，其中兩次測(cè)試都“錯(cuò)誤”時(shí)，記錄得分。得分越高提示受試者落地-起跳生物力學(xué)機(jī)制越差，下肢非接觸性損傷可能性越大，反之亦然。

LESS總分在測(cè)試者間和測(cè)試者內(nèi)信度都較好，ICCs分別為0.82～0.99和0.83～0.92^[6]。Onate^[7]等人報(bào)告了新手和專家在LESS單個(gè)條目上的一致性分析結(jié)果，包括一致性百分比和kappa一致性系數(shù)。發(fā)現(xiàn)除了“整體印象”上有中等一致性（65%；k=0.533；P=0.011），其他的條目，新手和專家之間的一致性在80%到100%之間（k=0.459～1.0）。

隨著臨床應(yīng)用的發(fā)展，出現(xiàn)了不需要攝像機(jī)可以實(shí)時(shí)評(píng)估的LESS-RT^[8]版本，以及僅需一次額狀面觀察評(píng)估的更為簡單的iLESS^[9]版本。近期，出現(xiàn)了更符合ACL損傷場(chǎng)景的單腿落地ULESS版本^[10]。

3.2 TJA測(cè)試

TJA通過評(píng)估下肢超等長動(dòng)作的完成情況來識(shí)別神經(jīng)肌肉缺陷情況和超等長訓(xùn)練期間的下肢動(dòng)作技術(shù)的缺陷情況，進(jìn)而識(shí)別ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)大小^[11]。測(cè)試過程為被評(píng)估者在10秒內(nèi)連續(xù)完成原地團(tuán)身跳，并用10分等級(jí)評(píng)分，評(píng)價(jià)膝關(guān)節(jié)、大腿動(dòng)作、足部落地姿勢(shì)以及整體的超等長技術(shù)情況。得分越高提示損傷風(fēng)險(xiǎn)越大。為增加準(zhǔn)確性，還可采用二維攝像分析設(shè)備對(duì)動(dòng)作進(jìn)行捕捉并評(píng)分。

TJA測(cè)試因?yàn)橹貜?fù)次數(shù)帶來的疲勞，比典型的垂直起跳任務(wù)更具有挑戰(zhàn)性，增加了測(cè)試的強(qiáng)度。另外TJA克服了跳箱高度的問題，反映了運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中的最大跳躍動(dòng)作。臨界值≥6被建議用于運(yùn)動(dòng)員特定目標(biāo)的干預(yù)，但目前還沒有研究證實(shí)這一建議。另外TJA并沒有通過3D運(yùn)動(dòng)分析來進(jìn)行驗(yàn)證，也沒有證據(jù)支持其預(yù)測(cè)能力。就信度而言，評(píng)分者內(nèi)部和評(píng)分者間信度被視為中等至優(yōu)秀（k=0.88）^[12]。

但TJA也有幾個(gè)局限性：首先運(yùn)動(dòng)員在10s內(nèi)完成的跳躍次數(shù)因運(yùn)動(dòng)員個(gè)體差異、運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目和測(cè)試時(shí)段會(huì)有所不同。跳躍次數(shù)可能會(huì)對(duì)總成績帶來積極或消極的作用。例如10秒內(nèi)跳躍次數(shù)更多的運(yùn)動(dòng)員可能由于次數(shù)的增加帶來負(fù)面影響（通常顯示兩次或兩次以上的缺陷才記錄得分），然而運(yùn)動(dòng)員跳躍次數(shù)過低可能也會(huì)評(píng)分過低。其次，TJA的雙側(cè)性質(zhì)類似于雙腿落地，對(duì)于非接觸性ACL的單側(cè)動(dòng)作缺乏特異性，并且這個(gè)動(dòng)作中還包含了超等長的落地機(jī)制。

3.3CMAS測(cè)試

2017年Jones^[13]等人開發(fā)了CMAS測(cè)試，該測(cè)試主要評(píng)估側(cè)切動(dòng)作中和膝關(guān)節(jié)內(nèi)收肌力矩相關(guān)技術(shù)參數(shù)，包括髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)和軀干姿勢(shì)。評(píng)估通過對(duì)冠狀面和矢狀面的視頻資料來分析被評(píng)估者的側(cè)切動(dòng)作，適用于30°～90°的側(cè)切動(dòng)作評(píng)估^[14]。得分越高提示被評(píng)估者ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)越高，反之亦然。通常以總分≥7分、4～6分和≤3分劃分高中低三個(gè)等級(jí)。

側(cè)切動(dòng)作是非接觸性ACL損傷常見的動(dòng)作之一，也是橄欖球、手球運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中運(yùn)動(dòng)員為躲避對(duì)手、突破防線時(shí)的關(guān)鍵動(dòng)作。運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行側(cè)切動(dòng)作時(shí)，往往速度快、強(qiáng)度大，從落地瞬間到足部離開地面的支撐階段，膝關(guān)節(jié)會(huì)產(chǎn)生多平面的高負(fù)荷（膝關(guān)節(jié)外展、屈曲和內(nèi)旋力矩），這會(huì)增加ACL張力^[15]。Dos’Santos^[16]等人對(duì)41名運(yùn)動(dòng)員通過三維動(dòng)作分析發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行90°側(cè)切CMAS測(cè)試時(shí)，膝關(guān)節(jié)內(nèi)收峰值力矩有顯著相關(guān)性（P=0.796，P＜0.001），并且與“ACL損傷低風(fēng)險(xiǎn)”的受試者相比，具有“高風(fēng)險(xiǎn)”的受試者顯示出與更大的膝關(guān)節(jié)負(fù)荷相關(guān)的“高風(fēng)險(xiǎn)”側(cè)切力學(xué)。Butler^[17]等人研發(fā)了45°側(cè)切動(dòng)作評(píng)估工具（Cutting Alignment Scoring Tool，CAST）和（ Expanded Cutting Alignment Scoring Tool ，E-CAST），也具有良好的評(píng)分者間信度和中等評(píng)分者內(nèi)信度。因此在對(duì)于專項(xiàng)技術(shù)動(dòng)作為多方向的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，可以考慮進(jìn)行使用以側(cè)切動(dòng)作為基礎(chǔ)的工具來篩查ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)。

3.4QASLS測(cè)試

為克服篩查工具中雙側(cè)負(fù)重的局限性，體現(xiàn)非接觸性ACL損傷發(fā)生時(shí)常為單側(cè)承受負(fù)荷的特異性。Almangoush^[18]等人最近開發(fā)了QASLS定性分析工具，該工具通常用于篩選低速單腿下蹲或更為復(fù)雜的單腿落地動(dòng)作期間的下肢和軀干特征和運(yùn)動(dòng)（包括手臂、軀干、骨盆、大腿、膝關(guān)節(jié)、足踝部位）。通常拍攝被評(píng)估者的矢狀面，并進(jìn)行10分評(píng)級(jí)，采取適當(dāng)?shù)膭?dòng)作策略為0分，不適當(dāng)?shù)臑?分，較高的分?jǐn)?shù)表示技術(shù)差，可能增加ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)。最優(yōu)的動(dòng)作為最小的身體運(yùn)動(dòng)偏離，即手臂不移動(dòng)；軀干輕微彎曲，但保持不動(dòng)；骨盆保持在中間位置，僅有最小程度傾斜；大腿保持與地面平行，髕骨指向足中部，足表現(xiàn)出最小的晃動(dòng)^[18]。

QASLS已根據(jù)單腿快速落地運(yùn)動(dòng)的三維運(yùn)動(dòng)分析觀察結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，具有很強(qiáng)的有效性。尤其是軀干定位和膝外翻，具有極好的一致性（PEA=95.6～100%，k=0.90～0.97）^[19]。此外，在單腿下蹲期間，QASLS評(píng)分中葉觀察到了非常好的評(píng)分者內(nèi)和評(píng)分者間的信度，學(xué)者認(rèn)為QASLS分?jǐn)?shù)的變化大于約2.5是才有意義的。此外從損傷預(yù)測(cè)角度來看，與未受傷個(gè)體（n=23）相比，受傷個(gè)體（n=7）表現(xiàn)出明顯較差的得分（Plt;0.001）^[20]。

4.結(jié)語

場(chǎng)地類的ACL損傷篩查工具主要是通過對(duì)ACL損傷的高危動(dòng)作進(jìn)行評(píng)定，試圖識(shí)別與損傷風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)的動(dòng)作缺陷，具有便捷且成本低的優(yōu)點(diǎn)。目前來看，將場(chǎng)地類ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)篩查工具納入損傷預(yù)防程序能夠幫助專業(yè)人員有效識(shí)別、分類高風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)者，對(duì)制定針對(duì)性干預(yù)訓(xùn)練計(jì)劃具有重要意義。

值得注意的是盡管損傷風(fēng)險(xiǎn)與ACL損傷之間是強(qiáng)關(guān)聯(lián)，但關(guān)聯(lián)并不等于預(yù)測(cè)能力，通常這些風(fēng)險(xiǎn)因素并不具備足夠預(yù)測(cè)損傷的能力，因此損傷篩查工具需要更高的標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)測(cè)試，如ROC/AUC。此外，關(guān)于特定風(fēng)險(xiǎn)因素的預(yù)測(cè)能力，因不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、運(yùn)動(dòng)水平、性別、年齡不同，ACL損傷篩查工具并不具有完全的普遍性和適用性。未來可能需要從損傷病因?qū)W出發(fā)，構(gòu)建更加有針對(duì)性的篩查流程。

另外定性篩查工具常存在對(duì)于運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)于被評(píng)估者的運(yùn)動(dòng)、位置和運(yùn)動(dòng)學(xué)評(píng)估的主觀性的問題。因此，評(píng)估者必須為“最佳”和“次優(yōu)”的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量制定明確的指導(dǎo)方針，并得到運(yùn)動(dòng)隊(duì)中所有教練、科研工作者和潛在的評(píng)分者的一致同意后進(jìn)行應(yīng)用。此外，在使用篩查工具時(shí)，所有評(píng)分者都必須接受足夠的培訓(xùn)，以確保進(jìn)行準(zhǔn)確、一致和可靠的評(píng)估，提高評(píng)估的效率。最后，教練和從業(yè)者必須能夠通過分?jǐn)?shù)，來確定運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)出的具體缺陷，以便制定和實(shí)施有針對(duì)性的干預(yù)措施，達(dá)到預(yù)防效果。

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