前交叉韧带损伤危险因素和预防策略综述

韩广弢 李皓桓

[摘要] 前交叉韧带是一种胶原结构，起源于股骨外侧髁的内侧壁。它不仅是关节内还是关节囊外结构，且愈合能力有限。它主要通过抵抗胫骨过度伸展、平移和旋转运动而起到维持膝关节静态稳定的作用。它抵抗所有的内翻和外翻运动，其损伤是常见的骨科疾病，且影响年轻人，特别是女孩，其经常参与跳跃、转动以及方向改变的运动。既往研究已经确定了前交叉韧带损伤多种内在和外在风险因素，包括解剖变异、神经肌肉缺陷、生物力学异常、比赛环境和激素状态。许多方案可以有效降低年轻人前交叉韧带损伤的发病率。治疗方案包括有氧训练、本体感受和平衡训练，以及关于身体力学和正确落地模式的教育和反馈。

[关键词] 前交叉韧带;损伤;危险因素;预防策略

[中图分类号] R685          [文献标识码] A          [文章编号] 1673-7210（2020）08（a）-0042-04

[Abstract] The anterior cruciate ligament is a collagenous structure that arises from the medial wall of the lateral condyle of the femur. It′s an intra-articular but extracapsular structure with limits healing capacity. It maintains the static stability of the knee primarily by resisting overextension， over translation， and over rotational motion. It resists all varus and valgus movements. Injuries are common orthopedic disorders and affect young people， especially girls， who often participate in jumping， turning and changing directions. Previous studies have identified a variety of internal and external risk factors for anterior cruciate ligament injures， including anatomical variation， neuromuscular defects， biomechanical abnormalities， race environment and hormonal status. Many prevention programs have proven effective in reducing incidence in young people. Treatment options include aerobic training， proprioception and balance training， as well as education and feedback on body mechanics and proper landing patterns.

[Key words] Anterior cruciate ligament; Injury; Risk factors; Prevention strategy

前交叉韧带损伤是骨科最常见的膝关节韧带损伤之一[1]。其损伤与潜在的长期并发症有关，包括慢性膝关节不稳、半月板撕裂、软骨损伤和骨关节炎的发展[2]。无论手术或保守治疗效果如何，约50%的前交叉韧带损伤患者将在初次损伤后10～20年内出现骨关节炎[3]。此外，前交叉韧带重建后，不到50%的患者将在1年内恢复正常运动，不到65%的患者将在2年内恢复正常运动，24%的患者运动耐量下降，11%的患者将无法进行任何体育运动。前交叉韧带损伤已经成为一个热点，特别是随着参与竞技体育的年轻人数量增多，发病年龄年轻化以及慢性运动损伤的积累，使得人们越来越关注前交叉韧带损伤的诱因和治疗方法，从而降低其发病率。本文回顾了一些可用的科学证据，为以后诊断和治疗前交叉韧带损伤提供帮助。

1 危险因素

多种危险因素与前交叉韧带损伤有关[4]。这些因素可以分为内在和外在因素，以及可变和不可变因素。内在的不可变因素包括性别、解剖变异、前交叉韧带损伤的病史和遗传易感性，而可变的内在因素包括体重指数、运动时的激素状态、神经肌肉缺陷和生物力学异常。另一方面，可变的外在因素包括比赛环境、比赛装备、比赛强度和运动类型。

1.1 解剖因素

之前的研究已经介绍了前交叉韧带损伤的解剖学因素[5]。股骨缺口宽度一直是一个备受争议的因素。大多数研究发现，切口宽度或切口宽度指数（股骨切口和髁的宽度之比）与前交叉韧带损伤的风险之间存在关系。无论性别或凹陷形状如何，股骨切口狭窄的运动员患有非接触性前交叉韧带损伤的风险显著增加。此外，研究[6]提出，减少前交叉韧带横截面积和狭窄股骨缺口与损伤风险增加的关联。其他可能的解剖学危险因素包括后下方导向胫骨斜面和浅内侧胫骨平台深度，韧带松弛也与前交叉韧带损伤风险的增加有关。研究[6]指出，参加篮球和足球等高风险运动的女运动员中尤其如此。与前交叉韧带损伤相关的可变的解剖学因素是高體重指数。此外，有研究[7]指出，较高的体重指数与较窄的缺口宽度相结合可能会使年轻运动员易患非接触性前交叉韧带损伤。

1.2 神经肌肉和生物力学因素

神经肌肉和生物力学因素也受到了相当大的关注，因为它们是可变因素。有研究观察受伤和未受伤受试者之间落地和旋转的差异发现，受伤的参与者表现出膝外展增加以及更大的地面反作用力[8]。还有研究表明，女孩从跳跃中降落并进行转动动作，膝关节和髋关节屈曲较少，膝关节外翻增加，髋关节内旋，胫骨外旋，以及股四头肌运动增加[9]。此外，女孩腿部力量弱，灵活性和控制力不平衡容易造成肌肉疲劳，其进一步加剧生物力学改变，最终增加前交叉韧带损伤的风险，特别是在体育活动的后期。核心本体感受和稳定性也与前交叉韧带损伤有关。躯干重新定位不良和侧躯干移位是女孩膝关节损伤的因素，而男孩则不然。

1.3 性别因素

与涉及减速和跳跃类似运动的男孩相比，女孩患非接触性交叉韧带损伤的风险更高。研究认为[10]，前交叉韧带中的雌激素和孕激素受体可能与前交叉韧带损伤有关，这表明前交叉韧带损伤可能受激素影响。多项研究[11-13]评估了月经周期与受伤风险之间的关系。虽然一些研究[14-16]表明，大多数女孩的前交叉韧带损伤发生在早期和晚期卵泡排卵前期，也有研究显示黄体期和月经期间前交叉韧带损伤的发病率增加[17]。但是，激素状态和运动参与前交叉韧带损伤的作用机制尚无明确答案。

1.4 环境因素

鞋类的类型，特别是对地面提供更高抗扭性的鞋，例如具有更长和更多数量鞋钉的鞋，与显著更高的前交叉韧带损伤率相关[18]。不同的运动会对前交叉韧带损伤起不同作用。在室内运动（例如手球）中，与木地板相比，使用人造地板的似乎具有更高的受伤风险。与此同时，在户外运动中，在草地上比在人造草皮上玩耍患前交叉韧带损伤的风险小[19]。

1.5 其他因素

还有其他因素与前交叉韧带损伤风险增加有关。前交叉韧带损伤对同侧和对侧膝关节造成更大的伤害，遗传因素也不例外。既往患有前交叉韧带损伤患者的发病率是首次患前交叉韧带损伤的两倍。特别是在女孩中，Ⅰ、Ⅴ和Ⅻ型胶原和基质金属蛋白酶编码的几个基因与前交叉韧带损伤风险相关。其他可变的外在因素包括竞争水平和运动类型。有的运动在比赛期间较训练期间更容易造成前交叉韧带损伤，例如进行足球、篮球、排球、手球、曲棍球、体操和高山滑雪等运动会增加运动员受伤的风险。最近提出的前交叉韧带损伤的危险因素是与神经认知表现降低有关，包括反应时间、处理速度、视觉以及非接触性前交叉韧带损伤的言语记忆[20]。

1.6 复发性前交叉韧带损伤的风险

研究表明[21]，前交叉韧带移植物破裂和对侧肢体损伤的可能性为6%～32%。前交叉韧带移植物损伤的风险比原发性前交叉韧带损伤多15%。复发性前交叉韧带损伤的因素包括持续的神经肌肉缺陷、躯干控制不良和高水平的术后活动。应特别注意年轻的前交叉韧带损伤患者，特别是那些由于再次发生前交叉韧带损伤而进行同种异体移植重建的患者[22]。

2 预防策略

前交叉韧带损伤预防的主要目标是减少非接触性前交叉韧带损伤。大量已发表的文章评估了前交叉韧带预防计划，但只有少数是随机对照试验[23-25]。大多数项目侧重于内在危险因素的改变，主要是针对神经肌肉和生物力学缺陷。但是，没有建立标准化的干预计划，但已经提出了不同的培训计划对前交叉韧带损伤进行预防。

研究表明，需要一个多组分程序来降低非接触性前交叉韧带损伤的风险[26]。大多数课程包括以下一项或多项：有氧训练、本体感受和平衡训练，以及关于身体力学和正确落地模式的教育和反馈。赛前伤害预防计划与比赛期维护计划相结合是首选。它们应该在赛季开始前至少6周开始，然后是一个可以取代传统热身的维护计划。

每个前交叉韧带损伤的预防计划都应包含有关正确落地技术的教育和反馈。在肘关节，髋关节和膝关节屈曲时，前足应该柔软，同时避免膝关节外翻，应鼓励双脚着陆。其他运动员或教练可以就正确的技术提供反馈。通过使用视频的自我反馈可以帮助纠正技术错误和加强良好技术来减少经验丰富的滑雪专业人员的前交叉韧带损伤。

将力量训练纳入多组分项目可以减少膝盖受伤。腿筋肌肉是力量训练的重要目标，因为它可以防止前胫骨平移并起到防止前交叉韧带损伤的作用。诸如“俄罗斯腿筋卷曲”之类的离心运动已被证明有效增加腿筋肌肉与股四头肌的比例。臀大肌和臀中肌力量对于在落地或改变方向期间减少股骨旋转和膝外翻至关重要。通过单肢下蹲或单腿硬拉可以加强臀大肌的力量，而侧板或侧卧髋外展可以加强臀中肌的力量。

纳入核心部位稳定性的训练，包括本体感受运动和矫正躯干侧向角位移，也应成为预防计划的重要组成部分。核心稳定性和本体感受训练可包括木板、桥梁和单腿深蹲。运动方案可以从坚固到不稳定的表面，然后加入干扰。研究指出，在练习前的热身期间使用摇摆板进行本体感觉训练后，足球运动员前交叉韧带损伤的风险显著降低[27]。

众所周知，预防计划可以降低患前交叉韧带损伤的风险。有研究对文献进行了系统评价，总结了前交叉韧带损伤预防计划的实质性益处，女性和男性运动员患前交叉韧带损伤的风险降低了52%[28]。最近的一项荟萃分析也证明了神经肌肉训练和教育干预的有效性，这似乎可以将前交叉韧带损伤的发生率降低约50%[29]。

除了实施侧重于内在风险因素的预防计划外，还应对有风险的运动员进行可变的外在风险因素的教育。应鼓励那些参加室内运动的人在木地板上练习和比赛。同时参加户外运动的人应该在天然草地上练习，不鼓励使用更长和更多夹板的鞋子。使用预防性膝关节支撑可以预防前交叉韧带损伤。应谨慎使用膝关节支架防止前交叉韧带损伤，其有效性仍待进一步研究。

3 临床应用

虽然针对前交叉韧带损伤的预防计划可以普遍实施于参与高风险运动的运动员，但识别具有可变的风险因素的个体可以获得更有效的预防策略。诸如女性、既往高风险运动参与史。既往病史和前交叉韧带损伤的家族史需一起记录。体检期间评估躯干、臀部和大腿肌肉是否无力或力量不平衡，局限性或全身性韧带是否松弛，从而对前交叉韧带损伤的可能性进行预测[30]。我们可以通过动态与静态的不平衡发现前交叉韌带损伤。膝关节X线可用于测量髁间凹陷宽度和胫骨斜率。磁共振成像可用于评估前交叉韧带体积以及凹口尺寸和胫骨斜率。患有前交叉韧带损伤家族史的患者中，在不久的将来可能需要考虑遗传筛查。

4 小结

前交叉韧带损伤是常见的骨科疾病，并影响以女孩为主的年轻人，其积极参与跳跃、转动以及改变方向的运动。即使对其进行早期的诊断并进行手术治疗和对前交叉韧带损伤的早期康复，大多数患者的前交叉韧带也不会恢复到以前的功能水平并且会发展为膝关节炎、骨关节炎[31-34]。与前交叉韧带损伤相关的可变因素包括人的体重指数、运动时的激素状态、神经肌肉缺陷和生物力学异常，而不可变因素包括性别、解剖变异程度、前交叉韧带损伤的病史和遗传易感性。

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（收稿日期：2019-09-27）