髋部神经肌肉训练对女子足球运动员前交叉韧带损伤风险的影响 (1).pdf

中国康复理论与实践 2023年7月第29卷第7期 Chin J Rehabil Theory Pract,Jul.,2023,Vol.29,No.7 https:/髋部神经肌肉训练对女子足球运动员前交叉韧带损伤风险的影响韩亚兵1,2，刘少青3，李新通4，梁馨文1，罗敬1，李婷5，潘玮敏1,61.西安体育学院，陕西西安市 710068；2.安康学院医学院，陕西安康市 725000；3.安康职业技术学院，陕西安康市 725000；4.康复大学青岛医院(青岛市市立医院)，山东青岛市 266000；5.新乡医学院三全学院，河南新乡市 453003；6.体育智能装备关键技术陕西省高校工程研究中心，陕西西安市 710068通信作者：潘玮敏，E-mail：基金项目：1.陕西省自然科学基础研究计划项目(No.2021JM530);2.陕西省教育厅一般专项科研计划项目(No.21JK0470)摘要目的探讨髋部神经肌肉训练对女子足球运动员前交叉韧带损伤风险的影响。方法2022年3月至5月，西安体育学院招募女子足球运动员39例，随机分为对照组(n=19)和试验组(n=20)。在日常训练基础上，对照组进行假干预，试验组进行髋部神经肌肉训练，共6周。训练前后测量单腿落地时动态膝外翻角，采用落地错误动作评分系统(LESS)进行评定；测量臀中肌和臀大肌最大自主等长收缩(MVIC)和单腿落地时肌电均方根。结果训练后，对照组各项指标均无明显改变(|t|0.05)，试验组除LESS矢状面评分外，其余指标均有改善(|t|2.288,P 2.609,P 0.05)。结论髋部神经肌肉训练可以降低女子足球运动员前交叉韧带损伤风险。关键词 女子足球；运动员；髋部神经肌肉训练；前交叉韧带；预防Effect of hip neuromuscular training on anterior cruciate ligament injury risk for female soccer playersHAN Yabing1,2,LIU Shaoqing3,LI Xintong4,LIANG Xinwen1,LUO Jing1,LI Ting5,PAN Weimin1,61.Xian Physical Education University,Xian,Shaanxi 710068,China;2.Medical College of Ankang University,Ankang,Shaanxi 725000,China;3.Ankang Vocational and Technical College,Ankang,Shaanxi 725000,China;4.Qingdao Hospital of University of Health and Rehabilitation Sciences(Qingdao Municipal Hospital),Qingdao,Shandong 266000,China;5.Sanquan College of Xinxiang Medical University,Xinxiang,Henan 453003,China;6.Engineering Research Center of Innovative Technology of Intelligent Sports Equipment,Universities of Shaanxi Province,Xian,Shaanxi 710068,ChinaCorrespondence to PAN Weimin,E-mail:Supported by Natural Science Foundation Research Program of Shaanxi Province(No.2021JM530)and Shaanxi Department of Education General Special Research Plan(No.21JK0470)AbstractObjective To explore the effect of hip neuromuscular training on reducing the risk of anterior cruciate ligament(ACL)injury in female soccer players.Methods From March to May,2022,39 female soccer players from Xian Physical Education University were randomly divided into control group(n=19)and experimental group(n=20).On the basis of daily training,the control group received sham intervention,and the experimental group received hip neuromuscular training,for six DOI:10.3969/j.issn.10069771.2023.07.005 专题 作者简介：韩亚兵(1993-)，男，汉族，河南漯河市人，硕士研究生，主要研究方向：运动损伤预防与康复。通信作者：潘玮敏(1974-)，女，汉族，陕西咸阳市人，博士，教授，硕士研究生导师，主要研究方向：运动医学与健康。weeks.Before and after training,they were measured dynamic knee valgus(DKV)angle and assessed with Landing Error Score System(LESS);while they were also measured the maximal voluntary isometric contraction(MVIC)and root mean square(RMS)of electromyography as single leg landing of gluteus medius and gluteus maximus.Results All the indexes varied little after training in the control group(|t|0.05),while the indexes improved in the experimental group(|t|2.288,P 2.609,P 1213。排除标准：膝关节严重畸形；近1年内接受过任何类型手术；6个月内存在半月板或膝关节韧带急性损伤；踝关节急性损伤；扁平足。脱落标准：各种原因自行退出；不能完成6周干预和初末期评定。采用 Gpower 3.1 计算样本量，效应量=1，=0.05，=0.214，每组至少需要 17 例，实际招募 39例。受试者按招募顺序编号，利用Excel生成随机数，按升序排列，并与受试者编号对应，排序在120为试验组，2139为对照组。两组基线资料无显著性差异(P 0.05)。见表1。本研究经西安体育学院伦理委员会审核批准(No.XT2023-003)。所有受试者均自愿参与并签署知表1两组基线资料比较-770中国康复理论与实践 2023年7月第29卷第7期 Chin J Rehabil Theory Pract,Jul.,2023,Vol.29,No.7 https:/weeks.Before and after training,they were measured dynamic knee valgus(DKV)angle and assessed with Landing Error Score System(LESS);while they were also measured the maximal voluntary isometric contraction(MVIC)and root mean square(RMS)of electromyography as single leg landing of gluteus medius and gluteus maximus.Results All the indexes varied little after training in the control group(|t|0.05),while the indexes improved in the experimental group(|t|2.288,P 2.609,P 1213。排除标准：膝关节严重畸形；近1年内接受过任何类型手术；6个月内存在半月板或膝关节韧带急性损伤；踝关节急性损伤；扁平足。脱落标准：各种原因自行退出；不能完成6周干预和初末期评定。采用 Gpower 3.1 计算样本量，效应量=1，=0.05，=0.214，每组至少需要 17 例，实际招募 39例。受试者按招募顺序编号，利用Excel生成随机数，按升序排列，并与受试者编号对应，排序在120为试验组，2139为对照组。两组基线资料无显著性差异(P 0.05)。见表1。本研究经西安体育学院伦理委员会审核批准(No.XT2023-003)。所有受试者均自愿参与并签署知表1两组基线资料比较项目年龄/岁身高/m体质量/kg体质量指数/(kgm-2)训练年限/年对照组(n=19)21.051.431.640.0656.825.1921.132.127.032.15试验组(n=20)21.401.601.630.0455.295.8620.842.588.053.12t值0.712-0.642-0.858-0.3791.187P值0.4810.5250.3960.7070.243-771中国康复理论与实践 2023年7月第29卷第7期 Chin J Rehabil Theory Pract,Jul.,2023,Vol.29,No.7 https:/情同意书。1.2 方法两组在日常训练基础上进行额外训练6周。日常训练包括体能、战术和技巧性训练等。额外训练试验组执行HNT方案，对照组执行假干预方案15-16。1.2.1 HNT方案第1阶段：深蹲、侧向弹力带行走、立位髋外展、弹性阻力深蹲、向前弓步。第2阶段：深蹲、侧向弹力带行走、立位髋外展、弹性阻力深蹲、BOSU球深蹲、向前弓步、BOSU球单腿平衡训练。第 3阶段：BOSU 球深蹲、BOSU 球单腿平衡训练、单腿屈曲 30平衡训练、BOSU 球弹力带深蹲、BOSU球单腿蹲、改良向前弓箭步、罗马尼亚单腿硬拉、无跳跃侧向移动、髋关节侧向旋转。以上每个动作 1220次为 1组，重复 23组，每周3次，每次40 min，每个阶段持续2周。通过改变支撑面稳定性、变换训练动作或增加弹力带拉力等提高难度。训练前告知受试者动作细节；训练时进行口头提示，如保持膝关节朝向脚趾，禁止膝关节向内旋转，保持骨盆水平对称等。最后2周训练中，口头指导逐渐减少，以消除外在依赖，加强自我纠正。1.2.2 假干预方案假干预方案包括手臂和躯干锻炼，这些锻炼不会影响下肢功能。卷腹：仰卧，髋、膝屈曲90，肩抬离地面，10次为1组，每周3组。俯卧伸展：俯卧，抬起躯干并返回，10次为1组，每周3组。肱二头肌毛巾卷训练：屈肘握住毛巾卷旋后，肘部靠在躯干上，15次为1组，每周3组。肱三头肌毛巾卷训练：伸肘握住毛巾卷旋前，15次为1组，每周3组。胸肌牵伸：立位，肩外展，前臂靠墙，身体前倾，每次15 s，每周3次。1.3 评定方法在治疗前后，测量受试者单腿落地DKV角，采用落地错误动作评分系统(Landing Error Scoring System,LESS)进行评定，测量髋部肌肉臀中肌和臀大肌最大等长收缩肌力(maximal voluntary isometric contraction,MVIC)和单腿落地表面肌电。每种测试均由专人完成。1.3.1 DKV角使用 2台 DSC-RX10M4长焦黑卡数码相机(日本索尼公司)录取单腿落地视频。两台摄像机分别放置在跳台前方和右侧 3 m，摄像机底部距离地 1.22 m。测试前调节焦距，确保受试者的整个动作均位于画面中心并且保证画面清晰。标记物置于优势腿膝关节中心、踝关节中心、髂前上棘至膝关节标记点连线中点，由同一个测试人员放置，3点确定两条直线的交角即为DKV角。优势腿定义为常用踢球的腿17。受试者站在 30 cm 高的跳台上，双脚与肩同宽，优势腿向前屈髋屈膝90，非优势腿单腿站立，双臂交叉放在胸前，身体前倾，尽可能垂直地从台子上落下，优势腿落地，不引起身体向上运动，确保非优势腿不与任何其他表面接触。在最低点测量DKV角度，测3次，取平均值。1.3.2 LESSLESS 共 17 个条目，评分越高提示具有较高的ACL损伤风险18。相机设置与DKV角测量相同。受试者从30 cm高的跳台上跳下，并尽可能纵跳至最大高度，落地区域与跳台的距离为身高的50%，双脚同时落地。受试者先观看正确动作示范，然后进行练习。试跳结束后，受试者跳跃3次。采用德国SIMI MOTION三维影像解析系统(德国SIMI公司)对视频进行分析，采用标准LESS表进行评分。1.3.3 MVIC采用无线microFET3(美国HOGGAN公司)完成肌力测试。受试者分别进行3次臀中肌和臀大肌MVIC，取平均值，并以体质量为基准标准化。臀中肌测试方法：非优势侧卧位，双腿间放置枕头，用固定带将测试设备固定于优势侧膝外侧间隙上5 cm处，带子固定骨盆，防止代偿；嘱受试者用最大力量进行优势侧外展。臀大肌测试方法：俯卧位，优势侧膝屈曲 90，用固定带将测试设备固定于大腿后侧远端，带子固定骨盆；嘱受试者尽可能用力后伸髋关节。截取 6 s收缩过程中间 2 s的肌电信号，测 3次，取平均值19，以此作为肌电标准化基准。1.3.4 表面肌电采用无线遥感表面肌电测试仪(美国 NORAXON公司)记录受试者单腿落地时臀中肌和臀大肌表面肌电。清理毛发，酒精清洁皮肤。臀中肌电极片放置于髂嵴中点与大转子连线中点处，臀大肌放置于骶椎与大转子连线中点处；嘱受试者收缩相应肌肉，在示波-772中国康复理论与实践 2023年7月第29卷第7期 Chin J Rehabil Theory Pract,Jul.,2023,Vol.29,No.7 https:/器上观察肌电信号以保证电极片准确放置。嘱受试者进行3次单腿落地，同步记录视频数据，采用MegaWin 3.0肌电分析软件进行分析。采集初次触地前100 ms和后2 s范围内的肌电均方根(root mean square,RMS)，测3次，取平均值20。初次触地定义为受试者跖趾关节在跳跃落地中停止下降的瞬间21。基于MVIC时的肌电进行标准化。1.4 统计学分析采用SPSS 23.0进行统计学分析。计量资料符合正态分布，以(x s)表示，组内比较采用配对样本t检验，组间比较采用独立样本 t 检验。显著性水平=0.05。2 结果 2.1 DKV角训练前，两组 DKV 角无显著性差异(P 0.05)。训练后，试验组DKV角显著降低(P 0.001)，且显著低于对照组(P 0.05)。训练后，试验组LESS总分和冠状面评分明显下降(P 0.01)，且较对照组有下降(P 0.05)。训练后，试验组臀中肌、臀大肌MVIC增加(P 0.05)，臀中肌MVIC高于对照组(P 0.05)。训练后，试验组臀中肌、臀大肌 RMS均显著增加(P 0.001)，且均明显优于对照组(P 0.01)。见表8、表9。表5两组训练前后LESS冠状面评分比较 组别对照组试验组t值P值n1920训练前3.110.852.980.95-0.4250.673训练后2.821.191.960.82-2.6520.012t值0.9784.355P值0.341 0.001表3两组训练前后LESS总分比较 组别对照组试验组t值P值n1920训练前5.681.046.031.130.9770.335训练后5.821.584.501.51-2.6620.011t值-0.4694.012P值0.6440.001表2两组训练前后DKV角比较单位：组别对照组试验组t值P值n1920训练前22.704.9723.017.220.1550.878训练后21.414.1112.184.31-6.848 0.001t值1.1147.347P值0.280 0.001表4两组训练前后LESS矢状面评分比较 组别对照组试验组t值P值n1920训练前1.940.832.020.840.2860.776训练后1.910.871.641.02-0.9010.373t值0.1721.834P值0.8650.082-773中国康复理论与实践 2023年7月第29卷第7期 Chin J Rehabil Theory Pract,Jul.,2023,Vol.29,No.7 https:/3 讨论 增强髋关节神经肌肉控制能力可以纠正异常的下肢运动模式，从而降低ACL损伤的发生8。本研究证实，6周HNT可提高髋肌激活和肌力，降低DKV角和LESS评分，从而对预防女子足球运动员ACL损伤有积极作用。肌肉激活反映运动单位的募集水平和肌肉刚度变化。髋肌激活增加可以限制髋关节过度内收、内旋，有助于降低DKV角22。臀肌激活与DKV角之间存在负相关性，臀肌激活程度越大，DKV角越小23。本研究显示，6周HNT后，女子足球运动员臀中肌和臀大肌肌肉激活强度提高，DKV角降低。跳跃落地时正确的下肢运动模式需要前馈和反馈控制共同完成：前馈控制是机体在落地前产生的肌肉激活，反馈控制是指落地后缓冲阶段运动模式的变化24-25。黄浩洁等25发现，落地前，臀中肌和臀大肌最先被激活并达到最大激活强度，臀肌激活在前馈控制中起重要作用，同时为反馈控制启动创造条件。黎发根等23发现，单腿落地时，存在DKV受试者臀中肌和臀大肌RMS明显降低，提示前馈控制较差。臀中肌和臀大肌RMS提高有助于改善前馈控制，降低DKV角。本研究显示，6周HNT后，臀中肌和臀大肌肌力增加。臀肌力量增加有助于运动员维持下肢在冠状面的运动控制，增加膝关节稳定性，进而降低DKV的发生26。Ford等8也发现，髋部肌肉力量和肌肉激活程度提高可以改善髋部神经肌肉控制，增加髋关节动态稳定性，优化下肢运动模式。单腿落地中髋部肌肉力量与DKV角存在负相关性，同时更高水平的肌肉激活又会促进肌肉力量的增加8,27。有学者建议，为了提高肌肉力量，运动中肌肉激活应该达到 40%60%MVIC28。本研究在干预 6 周后，臀肌激活均达 40%以上，但臀大肌力量只在组内比较中存在差异，组间无显著性差异，与 Emamvirdi等9研究结果不同。肌力测量方式不同可能是结果不一致的原因，Emamvir表9两组训练前后臀大肌RMS比较单位：%组别对照组试验组t值P值n1920训练前29.9210.3027.478.120.8280.413训练后30.748.1039.658.423.3660.002t值-0.482-7.883P值0.636 0.001表8两组训练前后臀中肌RMS比较单位：%组别对照组试验组t值P值n1920训练前33.259.7434.508.580.4260.672训练后35.2411.9245.5911.322.7830.008t值-0.653-5.950P值0.522 0.001表7两组训练前后臀大肌MVIC比较单位：Nkg-1 组别对照组试验组t值P值n1920训练前43.084.8542.358.56-0.3260.747训练后44.356.7348.135.951.8620.071t值-1.178-2.288P值0.2540.034表6两组训练前后臀中肌MVIC比较单位：Nkg-1 组别对照组试验组t值P值n1920训练前30.025.1728.686.22-0.7280.471训练后29.825.3134.315.432.6090.013t值0.155-5.854P值0.879 5分的足球运动员ACL损伤风险更高30。本研究显示，干预6周后，LESS总分降低且均值在5分以下，表明HNT可以降低女子足球运动员ACL损伤风险。LESS较高评分常与落地时髋膝关节屈曲角度减小、DKV角和膝外展力矩增加有关31。这些导致LESS总分较高的因素与DKV之间存在直接或间接的关系。LESS总分主要由矢状面评分和冠状面评分构成，髋膝屈曲角度下降可以增加矢状面评分，DKV存在增加冠状面评分，而髋膝屈曲角度下降又会促进DKV角增大32-33。女运动员常存在异常下肢肌肉激活模式，表现为跳跃落地时臀肌激活较低，而股四头肌过度激活34-35。髋部肌肉功能不足会降低对身体质心的控制，为维持姿势稳定往往代偿性地增加股四头肌激活，从而以更加直立的方式落地，落地时较小的膝关节屈曲引起更大的胫骨前向剪切力，增加ACL损伤风险；同时，矢状面髋膝关节屈曲角减少会代偿性增加冠状面膝外展力矩来吸收地面反作用力，导致更大的 ACL损伤风险33。HNT可以有效改善髋部肌肉功能，对于增加落地时髋膝关节屈曲角度和降低DKV有积极作用。Decker等36指出，单腿落地中运动模式的改善也会迁移到双腿落地运动中。本研究仅发现冠状面评分下降，而矢状面评分仅下降趋势但无显著性，可能与感觉反馈的实施有关。本研究中，治疗师的口头指令主要关注髋、膝关节在冠状面的运动，对矢状面运动的关注较少，可能使受试者过多关注冠状面运动，忽视矢状面的屈曲。未来可以增加矢状面感觉反馈和干预时长，并尝试结合不同专项运动特点，优化预防性康复方案，最大限度降低运动员ACL损伤风险。4 结论 HNT可以有效提高女子足球运动员髋关节动态稳定性，提高髋部运动控制，促进下肢正常运动模式的维持，可能有助于预防ACL损伤的发生，并提高运动表现。利益冲突声明：所有作者声明不存在利益冲突。参考文献1 BISCIOTTI G N,CHAMARI K,CENA E,et al.Anterior cruciate ligament injury risk factors in football J.J Sports Med Phys Fitness,2019,59(10):1724-1738.2 ALENTORN-GELI E,MYER G D,SILVERS H J,et al.Prevention of non-contact anterior cruciate ligament injuries in soccer players.Part 1:mechanisms of injury and underlying risk factors J.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2009,17(7):705-729.3 HEWETT T E,FORD K R,MYER G D.Anterior cruciate ligament injuries in female athletes:Part 2,a meta-analysis of neuromuscular interventions aimed at injury prevention J.Am J Sports Med,2006,34(3):490-498.4 HEWETT T E,MYER G D,FORD K R,et 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