不同预防措施对军事训练伤影响的系统综述
2019-09-27宋小波张丹璇刘瑞峰
宋小波,王 斌*,张丹璇,胡 月,赵 华,刘瑞峰
军事训练是生成和发展军队战斗力的根本途径,是实现新形势下强军目标的核心手段。科学有效的军事训练是士兵身体机能和作战能力稳步提高的关键,而训练安排不合理易导致骨骼肌肉损伤(musculoskeletal injuries,MSKIs)等健康问题(Hughes et al.,2019)。流行病学调查显示,美军士兵每年自报(injury self-reports,ISR)训练相关MSKIs发病率高达19.5%,而临床病历资料记录的训练相关MSKIs年度累计发病率亦可达17.8%(Lovalekar et al.,2017)。军事训练伤的高发不仅威胁士兵的身心健康,增加国防医疗费用开支,而且将导致非战斗减员的增加,影响军队战斗力(Cameron et al.,2014;Wardle et al.,2017)。基于此,美国国防部在2003年成立国防安全监督委员会(Defense Safety Oversight Council,DSOC)来领导和监督士兵军事训练伤的预防工作,以期有效降低军事训练伤的发病率(Bullock et al.,2010)。研究表明,军事训练是士兵最为重要的健康风险因素,以军事训练为关键着眼点制定预防方案,或将有效降低军事训练伤的发病率(Jones et al.,2015)。因此,DSOC授权美国军事训练专责小组负责从军事体育训练着手,寻找军事训练伤发病关键因素,并研究制定针对性预防方案,为美国陆军、海军、空军以及海军陆战队军事训练伤的预防提供指导(Bullock et al., 2010)。
我国关于军事训练伤的研究更多集中在流行病学调查层面,鲜有预防干预研究,并未形成基于客观证据的、系统有效的预防方案和干预策略。通过回顾分析临床病历资料,张雪梅等(2017)研究发现,某军区下属医院2013年与2014年因军事训练伤入院的战士和团以下干部达8678人次,占军人住院总人次的16.9%。栾晓维等(2018)采用调查问卷的方法发现海军某部队训练伤发生率超过38%。同样采用调查问卷的方法,陈欣等(2019)研究发现,我国某特种兵部队军事训练伤发病率竟高达50.5%。训练伤高发已成为当前各一线作战部队急需解决的重要问题。本文旨在对军事训练领域和竞技体育训练领域现有训练伤预防研究的相关文献进行系统综述,客观评价不同预防措施的训练伤预防效果,对不同预防措施进行推荐优先等级划分,分等级推荐应用于我国军事训练伤的预防工作,以期为我国军事训练伤的有效预防提供支持。
1 研究方法
1.1 文献来源及检索
本综述遵循系统评价和Meta分析指南的首选报告项目指南(PRISMA)标准(Moher et al.,2015)。在外文数据库PubMed、Web of Science、Cochrane library、Google Scholar中检索发表的训练伤预防相关研究,结局指标限定为损伤发病率。检索词包括:“injury prevention”和“physical training OR physical fitness”。检索时限为2010年1月-2019年7月。根据数据库的不同检索要求与检索特点,采用不同的检索元设置。PubMed数据库和Web of Science数据库采用关键词检索和主题词检索,Cochrane library数据库和Google Scholar数据库采用关键词检索。检索到的文献依次通过标题、摘要筛选,然后提取全文进行评估。最后,对最终检索结果中的文献的参考文献进行二次检索以补充数据库检索遗漏的文献。文献检索流程见图1。
图1 文献检索流程图Figure 1. The Flow Chart of Document Retrieval
1.2 文献的筛选
纳入文献标准:1)原始资料是已公开发表的英文文献;2)文献内容涉及损伤预防方法和训练伤的关系;3)以训练伤发病率为结果变量;4)与人群相关的前瞻性干预研究、风险因素调查、Meta分析或系统综述;5)资料收集方法科学、数据分析方法正确。
排除文献标准:1)非英文文献;2)研究主题不符;3)未对训练伤的预防效果进行直接评估;4)以病人、儿童或老年人群为研究对象;5)动物实验或细胞学实验;6)只有定性描述,没有数据支持的会议摘要或一般性综述。
1.3 数据提取和质量评价
由1名作者按照拟订方案对纳入的文献进行分类、数据提取,并进行质量评价,再由另1名作者进行复核。本研究所纳入文献类型包括:训练伤预防干预研究(n=29)、训练伤致病风险因素调查(n=10)、系统综述和Meta分析(n=4)。提取内容包括第一作者、发表年份、样本量、受试者信息、研究设计、干预方式、干预条件、结局指标等。
针对训练伤预防干预研究的文献资料,采用美国体育训练损伤预防联合工作组(Joint Services Physical Training Injury Prevention Working Group, JSPTIPWG)制定的评价系统进行质量评价,该评价系统设置9项评价标准,涵盖研究对象评价、实验设计评价、数据统计方法评价等内容,最高评分为10分(Bullock et al., 2010)(表1)。同时,根据原文数据计算干预前后训练伤发病率的变化,或实验组同对照组相比训练伤发病率的变化。预防干预措施相同的文献,采用各研究训练伤发病率变化值的中位数来评价总体干预效果。该种评价方法虽不如Meta分析严谨,但可以对总体干预效果做初步评价(Wardle et al., 2017)。
针对训练伤致病风险因素研究的文献资料,同样采用JSPTIPWG制定的评价系统进行质量评价,该评价系统设置12项评价标准,同样涵盖研究对象评价、实验设计评价、数据统计方法评价等内容。依据12项标准对每一篇文献进行评分,所得总分乘以0.66进行校正计算最终质量评分(Bullock et al.,2010)(表2)。
表1 JSPTIPWG 干预研究质量评分表Table 1 JSPTIPWG Intervention Studies Quality Scoring Form
表2 JSPTIPWG 损伤风险因素调查研究质量评分表Table 2 JSPTIPWG Risk Factor of Injury Studies Quality Scoring Form
1.4 数据综合分析
通过阅读全文,将当前研究领域所涉及的训练伤预防措施进行归纳总结。以各类型预防方案所涉及的文献资料的质量评分为基础,采用美国陆军健康促进与疾病预防研究中心(U.S. Army Center for Health Promotion and Prevention Medicine,USACHPPM)开发的5分矩阵量表对不同类型预防措施的推荐优先等级进行综合评分(Bullock et al., 2010)。该量表包括7个条目,共100分。其中支撑研究的证据强度(文献资料的质量评分)、预防措施的实际效益(健康效益和获益人群)以及实用性是该量表综合评价的3项核心内容。其他评价条目包括预防措施的效力(实施时间、生效时间)、持续性、可监测性以及间接效益(保障备战人数、减少非战斗减员、减少其他健康问题)。根据综合评价结果,对不同类型预防措施推荐应用于军事训练伤预防的优先等级进行划分。具体包括:“推荐应用”“适用于特定人群”“有待进一步研究”以及“不推荐”4个推荐等级(Bullock et al., 2010;Wardle et al.,2017)。
2 研究结果
2.1 文献检索结果
通过检索词在PubMed、Web of Science、Cochrane library和Google Scholar数据库中检索6143篇文献。通过标题初步排除5432篇文献,进一步去除重复文献以及通过阅读摘要剔除630篇文献,剩余81篇。通过阅读全文再次剔除不符合筛选标准的文献38篇,最终纳入文献43篇。
2.2 纳入文献评价
从评价结果来看,本文训练伤预防干预研究的文献资料均为前瞻性干预研究,78%采用随机分组对照研究的试验设计。研究对象为专业运动员或现役士兵,且研究对象的来源和选择标准均有详细描述。训练伤预防干预方案科学有效,结果变量均为训练伤发病率,研究结果具有一定的准确性、客观性,研究结论详实可靠,具有较强的参考价值和理论依据。本文训练伤致病危险因素研究的文献资料包括前瞻性队列研究、回顾性队列研究和病例对照研究等研究类型。
2.3 文献研究结果评价
通过阅读全文,将纳入文献所涉及的训练伤预防干预措施归纳为6种类型,具体包括:1)针对性体能训练;2)合理安排训练负荷;3)防护装备;4)防伤知识教育;5)营养支持;6)神经生物反馈训练。
2.3.1 针对性体能训练
本文所纳入的文献中,有17篇干预研究探讨针对性体能训练预防训练相关骨骼肌肉损伤的效果,其中4篇以入伍新兵或现役军人为研究对象,13篇以非军人为研究对象,共涉及16192名研究对象。针对性体能训练的内容涵盖力量训练、核心稳定性训练、功能拉伸以及神经肌肉控制训练等众多方面。各文献的研究结论并不一致。
以入伍新兵或现役军人为研究对象的文献中,有3篇研究发现,针对性体能训练能够有效预防军事训练伤的发生(Coppack et al., 2011;Dijksma et al., 2019;Parkkari et al., 2011),1篇研究发现针对性体能训练并未有效降低军事训练伤的发病率(Goodall et al., 2013)。针对性体能训练干预的中位效应为可使军事训练伤的发病率下降33.93%( 表3)。
以非军人为研究对象的文献中,共10篇认为针对性体能训练能够有效预防训练伤,其中6篇以足球运动员为研究对象(Finch et al., 2016;Hides et al., 2012;Haroy et al., 2019;Owen et al., 2013;Owoeye et al., 2014;Zarei et al., 2018),1篇以排球运动员为研究对象(Augustsson et al., 2011),1篇以体育教师为研究对象(Vercruysse et al., 2016),1篇以橄榄球运动员为研究对象(Hislop et al., 2017),1篇以篮球运动员为研究对象(Bonato et al., 2018)。共3篇认为针对性体能训练预防训练伤无效,均以足球运动员为研究对象(Hammes et al., 2015;Holmich et al., 2010;Krist et al., 2013)。综合分析各文献原始数据,针对性体能训练干预可使运动员或体育教师训练伤的发病率下降31.31%左右(表3)。
整体而言,17篇干预研究的文献资料中有13篇显示针对性体能训练能够有效预防训练伤的发生,4篇未发现针对性体能训练的干预效果。针对性体能训练可使士兵、运动员或体育教师训练伤发病率总体下降31.31%左右(表3)。所有文献均采用随机分组对照研究的实验设计,文献质量评分可达9分,论证强度强。同时,影响因素调查结果显示,基础体能较差是训练伤发病的重要危险因素(Sulsky et al., 2018)。而系统综述和Meta分析显示,针对性体能训练是降低训练伤发病率的有效方法(Soomro et al., 2016;Shawn et al., 2018)。因此,本文认为可优先推荐将针对性体能训练应用于军事训练伤的预防工作(表4)。
2.3.2 合理安排训练负荷
本文所纳入文献中,共2篇文献资料分析通过合理安排训练负荷来预防训练伤的效果,且均以军人为研究对象,涉及693名瑞士入伍新兵(Roos et al., 2015)和1720名美军空降兵士兵(Sell et al.,2016),均发现通过合理安排训练负荷能够有效预防士兵训练伤的发生。整体而言,通过合理安排训练负荷可使军事训练伤的发病率下降66.67%左右(表3)。虽然以合理安排训练负荷为干预手段的文献资料有限,但现有文献均采用随机分组对照的实验设计,文献质量评分可达9分,论证强度强。且所有文献均以军人为研究对象,针对性强。而影响因素调查研究显示,大强度体力活动是训练伤高发的重要危险因素,同样提示可以,通过合理安排训练负荷来预防训练伤的发生(Windt et al.,2017;Ahmun et al., 2019)。本文认为可以优先推荐通过合理安排训练负荷来预防军事训练伤的发生(表4)。
2.3.3 防护装备
本文所纳入文献中,共5篇干预研究的文献资料分析运动鞋、足部矫型器、护踝等防护装备的训练伤预防效果,其中3篇以军人为研究对象,2篇以运动员为研究对象,涉及3801名研究对象。以军人为研究对象的文献中,2篇显示防护装备未能有效降低士兵训练伤的发病率(Knapik et al., 2010a, 2010b),1篇显示防护装备能有效预防部分训练伤发病高风险士兵的训练伤(Landortf et al., 2011)。防护装备干预的中位效应为可使军事训练伤的发病率下降仅0.50%(表3)。以运动员为研究对象的文献,1篇显示防护装备能够有效预防足球运动员训练伤的发生(Thijs et al., 2019),而1篇显示防护装备仅能有效预防部分训练伤发病高风险运动员的训练伤(Janssen et al.,2014),采用防护装备可使运动员训练伤的发病率下降53.20%左右(表3)。整体而言,防护装备对训练伤的预防效果研究并未得出一致结论。而影响因素调查研究显示,鞋的因素是足内翻运动员下肢训练伤的重要危险因素(Ryan et al., 2011),而防护头盔是减少投掷运动员训练伤的必要措施(Crowley et al., 2014),提示防护装备具有一定的训练伤预防效果。综合判断现有研究证据,本文认为防护装备可作为军事训练伤发病高风险人群预防训练伤的必要措施(表4)。
2.3.4 其它预防措施
本文所纳入文献中,共2篇文献探讨以防伤知识教育为核心内容的综合干预措施预防训练伤的效果,分别以运动员(Kiani et al., 2010)和体育教育专业学生(Goossens et al., 2016)为研究对象,均发现以防伤知识教育为核心内容的综合干预措施能有效预防训练伤的发生。虽然2篇文章均为随机分组对照研究,但干预措施均为多因素混合干预,整体质量评分仅6.5分。防伤知识教育单一因素干预的训练伤预防效果有待进一步深入研究(表4)。
共1篇文献研究营养支持对芭蕾舞演员训练伤发病率的影响,发现口服维生素D3能有效预防芭蕾舞演员冬训期间训练伤的发生(Wyon et al., 2014)。而1篇影响因素调查发现,营养供需失衡是入伍新兵训练伤高发的可能原因,提示营养支持在军事训练伤预防方面具有潜在作用(McGinnis et al., 2018)。但相关文献资料有限,尤其在军事训练领域缺乏干预研究的直接证据。因此,营养支持的军事训练伤预防效果有待进一步研究(表4)。
此外,Rusciano等(2017)以及Chan(2018)采用神经生物反馈训练技术来预防运动员训练伤均取得一定效果。比较而言,神经生物反馈训练相对复杂,对训练条件和训练指导人员的要求较高。综合考虑成本效益因素,本文认为神经生物反馈训练并不适合广泛推广应用于军事训练伤的预防工作(表4)。
表3 不同预防措施的预防效果Table 3 Effectiveness of Different Injury Prevention Strategies
表4 不同预防措施的推荐优先等级Table 4 Recommendation Priority Levels of Different Preventive Strategies
3 分析讨论
流行病学调查研究发现,士兵基础体能状况差,不能适应高强度军事训练的体能要求,是军事训练伤高发的重要原因(Daniels et al., 2019;Martin et al., 2018;Sulsky et al., 2018)。基于此,美国军方通过分析军事任务和军事训练的具体体能需求,研究制定了针对性体能测试和评估方案,用于士兵选拔和军事训练效果评估,来规避士兵军事训练伤的发病风险,取得了一定的成效(Foulis et al.,2017;Sharp et al., 2017)。相关领域的研究者则着眼于采用针对性体能训练,提高士兵体能水平的方法来预防训练伤的发生。Coppack等(2011)研究发现,在日常军事训练的基础上增加针对下肢的力量训练和柔韧训练能够有效降低陆军士兵长期军事训练引起慢性膝前痛(anterior knee pain, AKP)的发病率。Parkkari等(2011)同样发现,通过针对下肢的神经肌肉控制训练提高士兵下肢关节的动态稳定性,能够有效预防急性踝关节扭伤等下肢训练伤。Dijksma等(2019)则发现在正式军事训练开始前,对耐力素质较差的新兵进行针对性耐力训练能够有效降低其在正式军事训练期间的训练伤发病率。上述研究均为针对性体能训练预防军事训练伤的有效性提供了直接证据。与之相反,Goodall等(2013)研究发现,在新兵基础军事训练阶段增加针对下肢的平衡和灵敏训练,并未有效降低新兵下肢训练伤的发病率。研究结果的不一致,可能同训练内容的针对性、训练安排的合理性等因素有关(Wardle et al., 2017)。对于入伍新兵而言,耐力素质较差是军事训练伤高发的重要体能因素,故更应在基础训练阶段针对性发展耐力素质来预防军事训练伤(Daniels et al., 2019;Martin et al., 2018)。同时,下肢力量、柔韧和动态稳定性或是士兵下肢军事训练伤高发的关键因素和针对性干预的切入点,而非平衡、灵敏素质。竞技体育领域的相关研究同样说明,防伤体能训练内容的针对性和训练安排的合理性是决定训练伤预防效果的关键。研究发现,内收肌群力量薄弱是足球运动员训练引起腹股沟拉伤的重要原因之一,针对内收肌群的力量强化训练能有效降低足球运动员训练相关腹股沟拉伤的发病率(Haroy et al., 2019),而髋关节周围肌肉广泛的力量训练和髋关节稳定性训练不能有效预防足球运动员的腹股沟拉伤(Holmich et al., 2010)。因此,防伤体能训练方案应依据常见训练伤的流行病学特点,以致伤关键因素为切入点针对性设置训练内容(Parkkari et al., 2011),并同日常训练计划有机结合,合理控制总体训练负荷,保证训练效果(Wardle et al., 2017)。
训练负荷的合理安排和有效控制是实现训练目标的关键,训练负荷不足不能取得良好训练效果,而过度训练则易引发训练伤(Windt et al., 2017)。新近研究显示,虽然不同运动员之间存在较大的个体差异,但急性大强度训练或长期持续高负荷训练而缺乏有效恢复是所有运动员出现训练伤的共同原因(Ahmun et al., 2019)。训练科目多、任务繁杂且重体力活动是军事训练的特点。执行日常训练任务时,士兵通常缺乏充分的恢复时间。因此,Jones等(2015)认为除士兵基础体能状况差、吸烟等危害健康的行为因素外,军事训练内容的科学性和训练负荷的合理性同样是士兵训练伤高发的关键因素。Schuh-Renner等(2017)研究发现,美军步兵50%的训练伤和行军训练有关,周而复始的长距离负重行军是美军步兵出现训练伤的重要原因,因此认为应通过降低行军训练总负荷的方式来预防步兵训练伤的发生。而盲目降低训练负荷,势必影响训练效果,影响军队战斗力。如何合理安排训练负荷,在保证良好训练效果的前提下有效预防训练伤的发生,成为军事训练专家关注的焦点。Roos等(2015)采用随机分组对照研究的实验设计研究不同训练负荷对瑞士新兵21周军事训练训练伤发病率的影响,发现降低前4周基础军事训练阶段训练总量并控制训练强度,渐进性安排21周军事训练的总负荷,能有效降低瑞士新兵兵役期间训练伤的发病率。Sell等(2016)研究美军101空降师设计的猎鹰行动训练计划(eagle tactical athlete program, ETAP)对士兵训练伤的影响,发现同传统训练方案相比,ETAP方案能够有效降低空降兵士兵训练伤的发病率。ETPA方案是在分析空降兵士兵训练伤流行病学特点以及深入研究空降兵部队作战任务体能需求的基础上,研究设计并实施应用于美军101空降师的系统军事体能训练方案,有效的训练强度控制和积极的训练恢复是ETPA的核心要素(Sell et al., 2010)。由此可见,提高训练科学化水平,合理安排训练负荷,不仅是训练效果的重要保证,而且是预防军事训练伤的有效途径。
除以上针对训练本身的训练伤预防措施外,护踝、特制运动鞋、矫形器、头盔等损伤防护装备亦广泛应用于运动训练预防的损伤。Bellows等(2018)分析2015年-2016年间发表的比较分析护踝和平衡训练预防踝关节扭伤效果的研究资料,发现护踝和平衡训练均能有效降低运动员踝关节扭伤的发病风险,因此认为,可以在日常训练中使用护踝或者进行平衡训练来预防踝关节扭伤。Kaminski等(2019)则认为,力量、平衡、关节稳定等针对性体能训练能够有效地预防健康人群运动过程中发生踝关节扭伤,而结合护踝的使用能够给有踝关节扭伤既往史的高危人群带来额外预防效益。本文所纳入的研究资料中,Janssen等(2014)对比分析使用护踝同神经肌肉控制训练预防运动员踝关节扭伤的效果,发现同神经肌肉控制训练相比,护踝能够更为有效地预防复发性踝关节扭伤,因此认为护踝是有踝关节扭伤既往史的训练伤高危运动员预防训练伤的必要措施,同Kaminski等(2019)的观点一致。运动鞋方面,采用特制运动鞋预防训练伤的相关研究并未得出一致结论。美军空军(Knapik et al., 2010a)和海军陆战队(Knapik et al., 2010b)先后根据每位士兵的脚型特征设计运动鞋来预防军事训练伤,并未取得显著成效。但Ryan等(2011)分析不同类型运动鞋对正常运动员以及足内翻运动员的影响,发现限制踝关节内旋的、相对结实稳固的运动鞋是造成足内翻运动员训练伤高发的原因。同样是训练伤发病高风险人群,生物力学足底压力评估异常的英国海军学院士兵,采用足部矫型器亦能够有效预防训练伤的发生(Landorf et al., 2011)。而防护头盔对额面部损伤高发的投掷项目运动员训练伤的预防同样发挥重要作用(Crowley et al.,2014)。因此,本研究认为,对于部分训练伤高危人群而言,防护装备的合理使用可以起到一定的防伤作用。
Kiani等(2010)以针对运动员、同伴和教练员的防伤知识教育为核心内容,制定基于社区的女子足球运动员训练伤预防方案,同针对性体能训练结合应用于训练实践,有效降低了女子足球运动员训练相关急性膝关节损伤的发病率。Goossens等(2016)同样发现,在新学期开始前对体育教育专业的学生及其体育教师进行3 h防伤理论教学和实训,提高学生及其体育教师的防伤意识和防伤技能,能够有效降低体育教育专业学生的各类急慢性训练损伤的发病率。以上均提示,防伤知识教育或在训练伤预防方面具有潜在重要作用。基于此,部分研究者探讨防伤知识获取途径对训练伤预防效果的影响,研究发现,同传统打印材料相比,通过手机APP获取防伤知识并未显著提高训练伤预防效果(Van Reijen et al., 2017, 2018)。鉴于冬季长期进行室内训练,芭蕾舞演员血清25-羟基维生素D浓度下降容易影响训练水平并导致训练伤,Wyon等(2014)研究补充维生素D对芭蕾舞演员训练伤的影响,发现连续4个月口服维生素D3(2000 IU/天)能有效预防冬训期间芭蕾舞演员的训练伤。McGinnis等(2018)则通过监测入伍新兵每周的饮食营养素摄入情况和训练的能量消耗情况研究营养支持同训练伤发病率之间的关系,发现蛋白质和碳水化合物供给不足或是入伍新兵训练伤高发的重要原因。以上研究分别从防伤知识教育和营养支持的角度,为军事训练伤的预防提供了新思路,但文献资料有限,不能提供客观有效证据。相关预防措施的训练伤预防效果,尤其在军事训练伤预防方面的效果,有待进一步深入研究。此外,Chan等(2018)研究发现,采用实时视觉反馈训练能够通过纠正初学跑步者的步态,提高跑步技术,进而有效预防训练伤的发生。Rusciano等(2017)同样发现,采用神经生物反馈训练,可以提高足球运动员的注意力,增强动作稳定性,降低损伤发生风险,为神经生物反馈训练的防伤效果提供了直接证据。但是,神经生物反馈训练技术相对复杂,训练条件要求较高,并不适合广泛推广应用于军事训练伤的预防工作。
4 总结
流行病学调查显示,我国军事训练伤的发病率可高达50%,造成严重非战斗减员,影响部队的军事备战(陈欣 等,2019)。本文通过系统分析军事领域和体育领域训练伤预防相关研究资料,归纳军事领域和体育领域现有训练伤预防干预措施,并对不同预防措施的预防效果进行客观评价,总结有效的训练伤预防措施推荐应用于军事训练。通过综合分析既有文献资料,本文认为可以在日常军事训练的基础上增加针对性体能训练来预防训练伤的发生。针对性体能训练干预对训练伤发病率的效应因训练内容设置的不同而不同,训练内容的设置应依据常见训练伤的流行病学特点,以致伤关键因素为切入点针对性设置,并切合军事任务和军事训练的实际体能需求。提高训练科学化水平,合理安排训练负荷,不仅是提高训练效果的重要保证,而且是预防训练伤的有效措施。对于有踝关节扭伤既往史、生物力学足底压力测试异常等训练伤高危人群,可以采用护踝、足部矫形器等防护装备来辅助预防训练伤。防伤知识教育、营养支持等训练伤预防措施对军事训练伤的预防效果有待进一步深入研究。