足球運動員前交叉韌帶損傷的風險因素分析

周同

(廣州體育職業技術學院 廣東廣州 510650)

前交叉韌帶（ACL）斷裂是發生在膝關節損傷中最嚴重的損傷之一。ACL 斷裂可能在15～20 年期間導致膝關節退行性疾病，如骨關節炎。鑒于足球運動在世界范圍內的普及和傳播，足球運動損傷部位有近1/5發生在膝關節，Gilchrist等人調查的一級足球運動員中，有31%的人有膝蓋受傷史，14%的人有ACL 受傷史。ACL 損傷可能合并其他損傷，如半月板損傷（35%）、內側副韌帶損傷（6%）、后交叉韌帶撕裂（2.5%）、軟骨損傷（4%）。ACL 損傷會對足球運動員的活動水平和生活質量造成嚴重的影響，可能妨礙足球運動員重返賽場。因此，了解足球運動員ACL 損傷的風險因素，預防ACL 損傷的發生顯得尤為重要。ACL 損傷是多種風險因素共同導致的，可分為內在的或不可改變的因素以及外在的或可改變的因素。研究表明，ACL 損傷的風險是多因素的，涉及解剖學、生物力學、激素、神經肌肉、遺傳、環境等。通過對足球運動員ACL 損傷的多種風險因素進行綜合分析，為預防ACL損傷提供參考。

1 解剖學因素

前交叉韌帶（ACL）由前內側束和后外側束組成，起源于股骨外側髁的后內側部分，止于脛骨髁間隆起稍前，確保脛骨的功能穩定性，是膝關節的主要穩定器。

有研究表明，一些解剖學因素與ACL 損傷風險有關。Seni?ik 等人開展了病例對照研究，共招募64 名優秀足球運動員（實驗組）和45名久坐者（對照組），通過側位片測量脛骨骨干中線與脛骨內側平臺前后緣線之間的夾角為脛骨平臺坡度。研究發現，與未受傷運動員相比，受傷運動員優勢腿和非優勢腿的脛骨坡度更大。足球運動員受傷時的脛骨坡度高于未受傷時，說明脛骨平臺可能是ACL損傷的重要危險因素。魏捷等的研究表明，骨髁間凹尺寸與ACL損傷存在相關性，并且減小的股骨髁間凹尺寸為ACL 損傷的危險因素。髁間窩狹窄的患者，ACL多處于垂直冠狀位，這潛在影響了它的承重，導致損傷風險增加。Fahim等人研究發現，ACL 損傷的發生率與股骨遠端和脛骨近端形態相關的各種因素有關，通過評估ACL 撕裂術前MRI 計算的股骨髁間凹寬度、髁間凹寬度指數和髁間凹形狀，結果是股骨髁間切跡較窄，切跡寬度指數較小，股骨切跡呈A 形的既定人群ACL 損傷的發生率較高。

但是，Mohamed等人對南非U23女子足球運動員ACL損傷的風險進行了病例對照研究，發現Q角、骨盆寬度、髁間切跡等解剖學因素不能預測ACL損傷，與前述研究存在差異。

2 生物力學因素

Volpi 等人研究發現，關節松弛、下肢低位搖擺、膝關節過伸、腘繩肌與股四頭肌肌力比值偏低等是導致ACL 損傷率高的相關因素。ACL 損傷因素較多，機制相對復雜，運用運動生物力學理解ACL 損傷的病理力學是必須的。孟慶陽等人認為，髖關節前曲、內收內旋、膝外翻、膝關節過伸、脛骨外旋等會增加ACL 損傷的風險。正常落地時，雙膝屈曲，而ACL 損傷時，患側落地時膝關節屈曲角相對較小，同時大部分體重作用于患側膝關節，重心的方向和雙足承重方向不一致。

Bisciotti 等人認為，損傷機制被合理地分為兩類：基于與另一名足球運動員接觸的損傷機制和基于與另一名足球運動員非接觸的損傷機制。其中，非接觸損傷機制明顯勝過接觸損傷機制。與ACL非接觸性損傷相關的最常見生物力學危險因素之一，是在旋轉、側切動作和跳躍后落地階段的外翻膝關節，特別是以單腿姿勢落地時。非接觸性ACL損傷通常占ACL損傷的較大比例，占所有ACL 損傷的28%～85%，男性和女性受試者的損傷平均分別約為50%和58%。研究認為，骨盆的穩定性因素是下肢運動學和動力學的關鍵因素。骨盆前傾角度增大時，髖關節一般處在內旋、前傾及屈曲體位，該體位使得腘繩肌拉伸、力量減弱，臀肌力矩改變并增加膝外翻角度。股骨旋轉位致內旋步態，脛骨外旋角度增加，導致功能性膝關節外翻，進而導致ACL損傷風險增加。Q角（股四頭肌角度）解剖學上是指骼前上棘至髕骨中心連線與髕骨中心至脛骨粗隆連線之間的夾角。若Q 角較大，則能夠改變下肢的運動生物力學狀態，表現為膝關節處于靜態和動態性外翻壓力的高風險狀態，導致ACL 損傷風險增加。但也有研究指出，靜態Q 角度不能作為動態活動中膝外翻角度、神經肌肉節律和ACL損傷風險的預測因子。Q角度在ACL損傷的生物力學因素中的確切作用需要進一步研究。

3 性別與激素因素

性別相關危險因素研究顯示，女性比男性更易發生ACL 損傷，但仍有一些理論和實踐方面需要進一步研究。女足球運動員可能比男運動員有更高的損傷風險，性別差異需要引起運動醫學界的重視。女性足球運動員的數量從2006年的2600萬，增加到2014年的3000多萬。Quisquater等人研究發現，女性性別因素與ACL 損傷風險有關，女性足球運動員的ACL 損傷發生率為1.6%（95%CI 1.3%～2.1%）。

Montalvo 等人運用Meta 分析研究發現，女子足球運動員ACL 損傷的IP（Incidence Proportion）和IR（Incidence Rate）分別為2.0%（95% CI 1.2%～3.1%）和2.0/10000（95% CI 1.6%～2.6%，I=91%）。男性足球運動員ACL 損傷的IP 和IR 分別為3.5%（95% CI 0.7%～8.2%）和0.9/10000（95% CI 0.7%～1.1%，I=94%）。雖然男女ACL損傷的IR有差異，但女足球運動員的ACL損傷IP 與男足球運動員無差異。與男性相比，女性足球運動員ACL 損傷的IR 增加2.2 倍，這與之前的研究相似。盡管有越來越多的證據表明了損傷預防干預的有效性，但女足球運動員ACL 損傷的發生率一直保持穩定，沒有證據表明降低。且不管參與級別如何，女足球運動員仍然保持較大的ACL 損傷風險，這就提示ACL損傷風險可能與參與級別無關。

ACL 損傷的性別差異與激素有關。研究證實，細胞有雌激素和前雌激素受體，雌激素和前雌激素可以參與影響人體膠原的代謝過程，雌激素減少成纖維細胞的增殖和I 型前膠原的合成。排卵前期容易發生損傷的女性運動員，與排卵前期的雌激素水平較高有一定關系。有系統性回顧月經周期對膝前松弛影響的研究發現，9項研究中有3項發現月經周期與膝前松弛有顯著相關性，并在排卵期或/和排卵后期出現膝關節韌帶松弛現象。比較發現，關于膝關節松弛度，排卵期比黃體期明顯，而且黃體期又比卵泡期明顯。排卵時期，股四頭肌力量增強，肌肉舒張時間縮短，造成肌肉容易疲勞。同時，性激素還會降低女性運動員的協調性，對肌肉力量、有氧能力、無氧能力、高強度耐力均有影響。性激素作為損傷的風險因素，有廣闊的研究前景和價值，將是下一步研究的熱點和重點。

4 神經肌肉因素

神經肌肉系統支配下的動力性穩定和肌肉活動協調共同激活，可以在動力性活動中保護膝關節。股四頭肌和腘繩肌的共同激活，可以減少膝關節活動時的損傷風險。運動員在做正常跳落或側應力活動時，股四頭肌會緩沖掉大部分的地面反沖力，減輕地面反沖力對膝關節的作用。因此，股四頭肌或/和腘繩肌力量薄弱均可增加ACL損傷的風險。側切動作作為導致ACL 損傷的高風險動作，嚴重挑戰著膝關節健康及人體運動能力。對側切動作的肌電圖和運動學分析，發現足觸地時腘繩肌激活度低，膝關節屈曲角小，同時股四頭肌收縮，容易引起顯著的脛骨前移，這可能會使ACL 損傷。韌帶失衡、股四頭肌失衡、下肢失衡、軀干失衡等是ACL損傷風險較高的基礎因素。神經肌肉失衡會導致軀干、骨盆、下肢的復雜改變，對ACL 功能會產生較大影響。

通過神經肌肉訓練，提升核心穩定性、髖-膝-踝動力鏈的協同合作能力，對預防ACL 損傷有積極作用。Peusheke 等人研究發現，通過神經肌肉訓練能夠使ACL的損傷風險從1/54降至1/111，神經肌肉訓練方法主要包括下半身的力量訓練整合和著地穩定性訓練。Silvers-Granelli 等人研究發現，國際足聯FIFA11+傷害預防計劃用于訓練和比賽之前的現場動態熱身，如果該計劃執行正確，有可能減少在競技足球中男性運動員ACL 損傷的概率。此外，這也可能會加強傷害預防協議的發展和傳播，有必要分析FIFA11+傷害預防計劃在女性大學生足球隊中的有效性。Olivares-Jabalera 等人研究發現，部分評估損傷變量風險的研究，報告了可靠性措施和/或最小的有價值的改變數據。

5 遺傳因素

研究發現，ACL 缺陷人群中有家族性因素和性別特異性膠原纖維類型變異的情況，可能存在ACL 損傷遺傳學風險因素。Ficek等人發現，膠原蛋白I型、α1（COL1A1）-1997G/T 和+1245G/T 多態性之間的關聯性，包括個體和單倍型。在不關注多態性的情況下，Hgglund等人進行了一項隨機對照試驗，招募了4556名12～17 歲的球員，發現ACL 損傷的家族易感性與ACL 撕裂顯著相關（HR 3.57，95% CI 1.48%～8.62%）。陳鴻等人研究了COL1A1、COL5A1 和COL12A1 基因多態性與中國漢族人群ACL 損傷發生的關系問題，他們將105 名ACL 損傷的漢族傷者作為實驗組，并將110例無ACL損傷史的漢族人作為對照組，采用限制性片段長度多態性分析和測序技術對相關基因進行檢測并分型。結果顯示，COL12A1 基因的rs970547 和rs240736 與中國男性ACL 損傷有一定相關性；攜帶有COL12A1 基因rs970547A 等位基因及AA 基因型的男性，可能會增加ACL損傷的患病風險。

6 環境等因素

在氣候研究方面，Waldén等人發現北歐職業球隊ACL 損傷發生率較低，具有統計學意義（rateratio 0.43，95% CI 0.25%～0.77%），尤其是非接觸性ACL 損傷（rateratio 0.19，95% CI 0.09%～0.39%）。ACL 損傷可能與氣候或地面危險因素有關，地面因素可能與草地的類型和結構以及鞋底的抓地力有關，這些因素在不同的足球規則中具有共性。在地面因素研究中，Dragoo 等人研究發現，運動員ACL 損傷率在人工足球場比草地足球場高出1.39 倍（95% CI 1.11%～1.73%）。該研究還發現，比賽是ACL 損傷的一個相關因素，比賽時的損傷風險是訓練時的10.09 倍（95%CI 8.08%～12.59%）。在足球運動員的位置因素方面，Brophy 等人對55 個ACL 損傷視頻進行了回顧性的研究，發現大多數ACL 損傷發生在對方持球和受傷運動員防守時（73%），最常見的比賽動作是搶斷（51%），其次是側切（15%）。與專業足球運動員比較，大學生運動員在運動中暴露出更高的ACL風險。

7 結語

足球是一項風靡全球的運動，ACL 損傷是足球運動中比較常見的損傷類型，也是非常嚴重的損傷。研究足球運動員ACL 損傷的風險因素顯得尤為重要，通過對與解剖學、生物力學、激素、神經肌肉、遺傳、環境等相關風險因素進行綜合分析，ACL 損傷與多因素有關，但研究尚不充分，甚至有些文獻的研究結果不一致。對ACL 損傷風險因素的研究還需進一步深化，針對風險的預防性訓練等方面的研究亟待加強。