现代五项髌股关节痛损伤机制研究

韩 波

现代五项髌股关节痛损伤机制研究

韩 波

（山东省青岛体育训练中心，山东 青岛 266023）

髌股关节痛是运动损伤中常见的以膝前方髌后或髌周疼痛为主要症状的慢性膝关节损伤，在现代五项运动损伤中最为常见，有发病率高、病程长、恢复慢、根治难的特点，严重影响运动员训练比赛的水平。研究现代五项髌股关节痛损伤原因、机制及防治方法，对降低发病率、提高运动成绩、延长运动寿命具有重要意义。文章基于对大量髌股关节损伤文献的汇总研究以及现代五项运动特点的分析，对现代五项髌股关节损伤的预防与治疗进行综述。

现代五项；髌股关节痛；病因；防治

现代五项是由马术、重剑、自由泳、射击及跑步组成的综合性奥运比赛项目。具有动静结合、水陆结合、人械结合、平面与立体结合的特性。而髌股关节痛伴随着全民健身运动的兴起，逐渐被大众所广泛认知，是发病率越来越高的一种慢性运动损伤。髌股关节痛通常被描述为髌后或髌周疼痛并无法准确描述具体的痛点，限制体育运动并可持续数年。在现代五项运动产生的运动损伤中，髌股关节痛是最常见的运动损伤之一，约有三分之一的运动员遭受过髌股关节痛的困扰，严重影响训练使成绩下滑并缩短运动寿命。目前国内对运动导致髌股关节痛的研究文献相对较少，现代五项相关方面的研究更是缺乏，因此需要从现代五项的项目特点、髌股关节痛损伤风险因素出发进行两者相关性研究，分析总结髌股关节痛的预防治疗方法，指导患者康复训练并减少相关并发症，加快伤病恢复，提高训练水平及比赛成绩。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

以现代五项运动髌股关节痛以及膝关节的解剖结构与生物力学、损伤原因、现代五项运动特点、损伤风险因素以及预防治疗为研究对象。

1.2 研究方法

查阅近几年国内外大量有关击剑、跑步、游泳等膝关节损伤的研究及髌股关节痛相关研究的文献著作，进行归纳、总结、分析。依据山东现代五项队队医工作经验，整理归纳分析相关膝关节损伤伤病诊疗记录，从现有有关髌股关节痛损伤机制的研究和现代五项运动特点的分析出发，研究现代五项运动髌股关节痛损伤机制及预防治疗。

2 髌股关节解剖与生物力学分析

髌股关节由髌骨、股骨髁间滑车、关节软骨及髌周支持带构成。髌骨的作用是改变股四头肌拉力方向并增加股四头肌的力矩，分散地面反作用力到股骨和肌肉，减少关节摩擦，保护后方组织避免过多腱股接触。髌股关节的稳定依赖静态和动态的软组织结构，其中静态稳定装置包括：关节的构成部分、肌腱、关节囊、髂胫束等；动态稳定装置包括：股四头肌、鹅足肌群的收缩力以及髂胫束、髌周支持带的张力。髌股关节的生物力学作用：（1）延长股四头肌杠杆力臂并增加股四头肌机械能；（2）通过增大关节接触面积来增加抗压强度，接触面积越大，髌股关节应力越小。屈膝10-20°时，髌股开始接触，接触面积随屈膝角度增加而不断增加，至屈膝90°时达到最大[1]。髌骨与滑车的吻合度、髌骨内外侧结构应力不平衡、滑车的深浅等因素会影响到髌骨滑动的轨迹。

3 髌股关节痛的病因

3.1 髌骨运动轨迹异常

髌骨运动轨迹异常时，髌股间接触面积变小，关节应力增大，当超出关节承受范围或日久累积磨损时，关节软骨损伤或退变从而产生髌股关节痛。髌骨轨迹异常的常见原因有：（1）股四头肌内外侧肌的肌力不平衡、股内侧肌无力以及激活延迟；（2）内外侧支持结构的松弛或张力过大导致的髌骨倾斜或半脱位；（3）下肢力线的异常如X或O型腿、高弓足或扁平足等；（4）先天发育异常如股骨髁间槽浅、二分髌骨、高位髌骨等。

3.2 肌肉功能异常

股内侧肌无力以及激活延迟会导致股四头肌内外侧肌力不平衡，形成髌骨外移和倾斜的轨迹异常，进而使外侧关节应力增大，损伤髌骨股骨的软骨及周围滑膜组织。当髋部的伸肌群、外展外旋肌群无力时，会通过股骨内旋和同侧骨盆前倾代偿，髌骨相对下肢中轴线产生了外移并相应减少髌股接触面积，使外侧关节应力增大产生损伤[2]。下肢肌肉（包括股四头肌及其拮抗肌）的僵紧、柔韧性降低在肌腱、髌腱处产生持续存在的张力，并增加股四头肌更大的机械能负担，从而产生更大的髌股关节应力。研究表明髂胫束有一小部分止于髌骨外侧，过紧的髂胫束可能通过向外拉动髌骨，改变髌骨运动轨迹等方式增大髌股关节外侧磨损的可能。

3.3 足部结构异常

扁平足会降低足部的缓冲能力，使更多的地面反作用力传导到髌股关节产生损伤；扁平足患者通常通过足部过度旋前以及胫骨内旋进行代偿，使下肢力线发生改变进而影响髌骨的滑动轨迹，减少了髌股关节的接触面积；足踝背屈能力的降低也会导致距下关节过度旋前和胫骨内旋，改变髌骨的运动轨迹。

3.4 受伤或过度训练

运动训练中受伤可能直接损伤到髌股关节的软骨面以及周围滑膜软组织并产生相关并发症，也可能伤及髌骨稳定装置、肌肉平衡装置，继发髌骨倾斜脱位、运动轨迹不良，造成髌股关节痛。过度的训练超出膝关节软骨承受的极限时会造成膝软骨面破坏受损以及炎性渗出，过多产生的滑液以及炎性渗出物形成的积液可能进一步浸润破坏软骨，影响软骨修复产生退变，最后导致髌股关节痛。

4 现代五项运动特点及损伤原因

4.1 击剑

击剑损伤多发生在符合运动技术特点的专项负荷集中的部位，以膝部损伤最为常见。击剑的准备站姿以及基本实战姿势是半蹲的马步，处于膝关节半屈曲位130-150°这一解剖弱点和最不稳定的位置，此时内、外侧副韧带松弛，要靠股四头肌—髌骨—髌腱结构来维持稳定，此时做实战中的弓步、滑步抢攻、后退等动作不可避免会使膝关节内外旋转或内外翻，极容易受伤[3]。击剑训练的专项训练如长时间半蹲位姿势的步伐或刺绕剑训练，对膝关节造成持续型负荷，形成过度训练损伤。击剑动作中弓步刺一类的动作是爆发型动作，在快速迅猛的移动接近对手的同时会伴随急速的制动、转身等动作，膝关节处于急速的屈伸、扭转、撞击中，膝软骨面承受巨大的冲击力和破坏力，对膝软骨本身的代谢机能也会产生障碍，极易引发关节退变及损伤[4]。击剑项目是对髋关节及下肢力量要求极高的项目，部分女性及青年击剑运动员存在髋关节无力、下肢力线不正的情况，形成错误动作造成下肢损伤以及髌股关节磨损。

4.2 跑步

“跑步膝”特指髌股关节痛还是髂胫束摩擦综合征目前还存在争论，但膝关节损伤是跑步运动中最常见的损伤类型。跑动中髋关节内收角度过大会增加动态Q角并使髌股关节应力增加[5]。髋外展外旋力量不足、X型腿等导致的髌骨运动轨迹异常，以及股四头肌收缩所产生的高压缩负荷，会在跑动中增加髌股关节外侧应力产生疼痛[6]。跑步时产生的持续重复性负荷，容易引起软骨滑膜损伤并产生过多的积液导致髌骨浮起，进而改变下肢力线并产生髌股关节痛[7]。不正确的跑姿及落地模式比如跑步中足跟着地会产生更大的地面反作用力，同时转动膝关节时需做更多的功，过高的关节应力及过劳负荷等因素增大了髌股关节疼痛的风险。跑步的路线、路面及鞋子等的情况也是造成髌股关节痛的重要因素：现代五项跑步路面情况复杂多变、坑洼不平，多是草地、砂石路、沥青路等复合路面；跑步路线曲折不规则，存在诸多转向急停点；现代五项的跑步属于中长跑，鞋子通常选用薄底轻便类型，缓冲能力差；跑步训练总量高，周跑量在50公里至100公里之间，以混氧训练为主并结合有氧、无氧训练。综合以上因素，现代五项的跑步在训练中更易产生更高的地面反作用力以及膝关节扭转力、膝外侧高压负荷，更易产生过劳性负荷。

4.3 其他因素

游泳训练中在脚部做打水动作时需要下肢内旋、足部跖屈内旋，髌股关节应力多集中在外侧。现代五项多选材自游泳运动员，进行现代五项训练前多数已进行了四五年的游泳专项训练，更容易出现足部柔软无力、结构缺陷以及髋关节无力、下肢力线不正等情况。游泳的转身动作在翻滚的同时，沿身体纵轴方向也有旋转同时侧身交叉腿做爆发蹬壁动作，在单侧膝关节外侧承受更高的髌股关节应力。另外多数现代五项动作需要在屈伸膝15-90°的范围内完成，此时股四头肌的外侧肌为主要发力肌肉并得到更多的锻炼，逐渐形成股四头肌外强内弱的状态，促使髌骨产生倾斜和外移。

5 预防和治疗

5.1 预防

降低髌股关节总负荷及异常的关节应力。（1）合理把控训练的量与强度：及时发现损伤并正确处理、及早治疗，降低训练量、降低训练强度或暂停训练。（2）经常进行健康安全教育，提升运动员自我保护意识。（3）科学训练：训练前充分热身并活动关节，拉伸和激活肌肉。（4）合理分配体能、专项训练时间，对髋周、腿部等弱势肌群的力量进行强化，加强股内侧肌激活力量训练，股四头肌的拮抗肌要进行伸展性训练并加强核心肌群，增强下肢稳定。（5）通过力量训练、器械辅助等改善下肢力线。（6）使用肌贴护具等辅助工具纠正髌骨倾斜。（7）增强足底力量训练，使用矫正鞋垫、贴布等改善足弓，改善跑鞋。

5.2 治疗

5.2.1 运动疗法

运动疗法的主要目的是增强弱势肌群的肌肉力量，改善髌骨运动轨迹，纠正下肢的不良生物力线，增强关节稳定性，增加膝关节周围血运、新陈代谢，纠正不良训练姿势等。主要手段包括加强核心稳定相关的力量训练，加强髋周、膝周肌群的力量来提供更多膝关节保护。训练内容包括：训练前肌肉激活、肌力训练、平衡训练、本体感觉训练、柔韧性拉伸训练等。

5.2.2 步态再训练

步态再训练是通过改变跑者的落地模式和步频来修正异常下肢生物力学的治疗方法。跑步时落地模式从后足转变为前足，能够降低髌股关节应力从而减轻髌股关节痛症状，副作用是增加了踝关节活动度以及跟腱的负荷，从而增加了踝部受伤的风险。研究表明，增加跑者10%的步频，可通过减少膝、髋关节屈曲峰值角度和髋内收角度有效降低髌股关节应力，缓解髌股关节痛症状[2]。

5.2.3 髌骨贴扎

髌骨贴扎可有效矫正髌骨位置不良、减轻髌股关节压力并缓解疼痛[8]。（1）McConnell经典髌骨贴：使用硬性贴布贴于髌骨前部,从外侧向内侧拉动髌骨，减少髌骨外侧滑动、倾斜和旋转，从而达到减轻疼痛、改善功能的目的[9]。（2）Kinesio髌骨贴：使用肌内效贴布，贴扎于股四头肌、髂胫束等部位，采用顺肌肉走行、卵形贴扎及髌骨环等贴扎方式，纠正髌骨位置、改善股内侧肌肌力、缓解拮抗肌肉紧张、减少髌骨摩擦，矫正不良轨迹。贴扎的过程中，如果过敏需停止使用；揭除的过程中损伤皮肤应消毒、停止使用。

5.2.4 足部结构异常的矫正

对于部分存在足外翻、扁平足、足背屈不够等足部结构异常的运动员，可定制专属矫正鞋垫或使用肌贴、硬性贴布等矫正足部外翻不稳。通过足部力量训练以及拮抗肌松解拉伸、关节松动术等方式改善足底筋膜紧张、足部肌力偏差等，可以帮助矫正足部形态。

5.2.5 物理因子治疗

超声波、干扰电、短波、超短波、微波等理疗方式均可达到消炎镇痛、增加肌肉收缩、减少积液等治疗效果。主要用于辅助治疗缓解并发症，通常作为其他疗法的补充，用于联合治疗。

5.2.6 口服药物及关节腔注射药物治疗

治疗髌股关节痛常口服氨基葡萄糖、非甾体类药物用于缓解轻中度疼痛。关节腔注射则作为补充手段用于快速缓解疼痛，常用药物有糖皮质激素和玻璃酸钠。糖皮质激素可以快速消炎镇痛，却有加速关节软骨破坏、破坏成骨及溶骨过程、造成骨质疏松、硬化肌腱降低抗拉性等副作用，因此建议1年内使用不得超过3次[10]。玻璃酸钠是一种高分子多糖体生物材料，是关节滑液的主要成分，具有减震、润滑、营养、保护关节、防止软骨破坏、促进软骨细胞修复、维持滑膜细胞膜稳定性、减少炎性刺激缓解疼痛等作用。它适用于早中期髌股关节痛患者[11]。

5.2.7 中医疗法

中医疗法有针灸推拿、中药内服外敷熏洗、小针刀等疗法，可以达到通经活络止痛、活血化瘀、通畅气血的目的。临床验证效果不错，可与其他疗法相辅相成、增强疗效。

6 结论

髌股关节痛是现代五项膝关节损伤中最常见的运动损伤，现代五项运动员前期的游泳专项训练存在力量较弱、关节软、足软及结构异常、不适应跑步等问题，容易在转项后出现下肢力线不正、髌骨倾斜轨迹异常。因此在转项早期应注重体能训练、强化弱势肌群、改善足部状态，逐步适应其他项目训练并有效控制单项负荷。现代五项训练中击剑弓步冲刺、游泳蹬壁、跑步折返加速跑等需要在半蹲位不稳定姿态做爆发型动作，容易受伤及髌股关节劳损，平时应注意防护。部分运动员存在的身体姿态、跑姿、动作不正确等问题，应及早干预和纠正。现代五项的负荷是五个项目的总负荷，容易造成单项负荷不大总负荷过大的情况，训练计划应合理安排。现代五项膝关节损伤以慢性损伤为主，应以预防为主，口服氨基葡萄糖可以作为营养补剂长期使用，肌贴护具等可以作为预防和治疗的手段在训练中长期使用。科学训练，合理安排体能、专项训练，坚持热身激活和拉伸放松，加强自我保护意识，伤后及早治疗。着重增强运动员髋外展外旋肌肉力量，增强股四头肌及足底力量。合理利用髌骨贴、定制鞋垫、改善跑鞋等方式预防和缓解髌股关节的疼痛。有效结合中医、理疗等各种治疗手段辅助康复力量训练使运动员尽早回归赛场。

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The Study on Injury Mechanisms of Patellofemoral Pain in Modern Pentathlon

HAN Bo

(Qingdao Sports Training Center of Shandong Province, Qingdao 266023, Shandong, China)

韩波（1983—），学士，初级运动防护师，研究方向：运动损伤治疗与康复。