前交叉韌帶損傷風險篩查工具研究進展

中圖分類號：G843DOI：10.16655/j.cnki.2095-2813.2212-1579-4605作者簡介：田維思（2019—），女，碩士研究生，初級-研究實習員，，。通信作者：田維思（2019—），女，碩士研究生，初級-研究實習員，，。

作者簡介：田維思，1994年12月17日，女，碩士研究生，研究實習員，研究方向：運動損傷防護

摘要：以實驗室為基礎的生物力學測試是識別前交叉韌帶損傷風險因素的金標準。然而，實驗室測試成本高、操作復雜且耗時，在進行大規模ACL損傷風險篩查時很難進行。損傷風險篩查的一個新興領域是基于場地和臨床的篩查工具，本文回顧相關文獻對成熟的ACL損傷篩查工具進行綜述，以期為ACL損傷的預防提供參考。

關鍵詞：前交叉韌帶；篩查工具；損傷預防；損傷風險

Progress"in"the"use"of anterior cruciate ligament injury’s risk screening tools

Tian"weisi

Jiangsu Research"Institute of Sports Science""Nanjing， Jiangsu 210033

Abstract：Laboratory-based biomechanical testing is the gold standard for identifying risk factors for ACL injury. However， laboratory tests are costly， complex， and time consuming， making them difficult to perform when conducting large-scale ACL injury risk screening. An emerging field of injury risk screening is site - and clinic-based screening tools. This review reviews the literature on mature ACL injury screening tools in order to provide reference for ACL injury prevention.

Keyword：ACL；screening"tool； injury"prevention；injury"risk

前交叉韌帶（Anterior"cruciate"ligament，ACL）位于膝關節內，連接股骨和脛骨，主要限制脛骨過度前移和旋轉，具有維持膝關節穩定的重要功能。ACL損傷是運動醫學和骨科領域最常見的損傷之一，尤其是在參加多方向運動項目的年輕運動員中，例如足球、籃球和手球。ACL損傷不僅會導致膝關節的屈伸障礙，還會逐漸的導致周邊組織，例如半月板、關節軟骨以及其他韌帶的繼發性損傷，最常見的是骨關節炎風險升高。ACL損傷重建術后只有2/3的人能恢復到損傷前運動水平，此外再損傷率約為25%～33%^[1]這些對于職業運動員可能是災難性的。盡管關于ACL損傷的研究呈指數級增長，但是ACL的損傷率并沒有因此降低，這給帶來嚴重的社會和經濟負擔。

大多數ACL損傷為非接觸性損傷，這主要是由于多平面內膝關節負荷超載導致，常發生在著陸、變向和制動等動作中。許多學者通過定性或者定量研究，提出損傷潛在的運動學機制，如膝外翻、膝過伸和軀干側屈等。《膝關節和ACL損傷預防的循證醫學指南》^[2]中指出，危險動作模式的簡易篩查測試是運動損傷預防的第一要務。因此了解這些篩查工具在非接觸性ACL損傷預測中的適用性就非常重要。本文回顧相關文獻對成熟的ACL損傷篩查工具進行匯總，以期為ACL損傷的預防提供參考。

1. ACL損傷風險篩查的重要性

根據Mechenlen^[3]"關于損傷預防模型和損傷預防程序，科研工作者需要確定最佳的損傷干預措施。而有效的篩查工具可以識別高損傷風險人群，并進行針對性的預防來降低損傷風險。隨著ACL損傷率的增加，關于ACL損傷風險篩查工具的研究也越來越多。

盡管通過大規模的損傷預防干預可以降低損傷發生率，但對于可能從損傷預防訓練中獲益不多的運動員，他們可以利用這些時間進行專項訓練來取得更大的收益。因此采用篩查工具來評估和進行風險分層，并根據結果制定和實施針對性的預防及糾正計劃非常重要。

2.ACL損傷風險因素

ACL損傷風險是多因素的，是內部因素和外部因素相互作用的結果。根據最近的系統綜述^[3]，總結出以下相關因素（表1），分為不可改變和可改變因素。不可改變因素有：性別、家族史、損傷史、遺傳基因、解剖學因素和環境因素（天氣、對手等）；可改變因素有神經肌肉和力學因素和環境因素（護具等）總之，當施加的負荷超過ACL所能承受的能力時，就會發生損傷。而非接觸性ACL損傷通常發生在高負荷任務中比如變向（側滑步、側切或變向）、落地（主要是單腿落地）和制動動作。我們需要將更多注意力放在可以改變的因素：生物力學和神經肌肉控制缺陷（即“高風險”和異常運動力學），這些因素會影響膝關節負荷和潛在的ACL應變。篩查測試通常測量可控因素，例如力量或膝關節動作控制等。

3.ACL損傷風險篩查工具

國際奧林匹克委員會建議將跳躍著陸的三維動作分析作為預防ACL損傷的金標準^[4]。但是由于三維動作分析儀器造價高、操作復雜且耗時，在進行大規模ACL損傷風險篩查時很難進行。因此損傷風險篩查的一個新興領域是基于場地和臨床的篩查工具。在過去的十年中，已經創建了許多篩查工具和方法，試圖識別與損傷風險增加相關的動作缺陷。比如著陸錯誤評分系統（Landing Error Scoring System，LESS）、團身跳躍測試（Tuck jump assessment，TJA）、側切動作評分工具（Cutting Movement Assessment Score，CMAS）和單腿蹲定性評估工具（Qualitative analysis of single leg loading，QASLS）等。通過使用省時、便捷的篩查工具，針對表現出運動缺陷的運動員進行個性化干預訓練，以幫助降低損傷的相對風險。

3.1LESS測試

LESS^[5]是基于落地-起跳時“錯誤”的生物力學特征來識別膝關節損傷，尤其是非接觸性ACL損傷風險大小的臨床篩查工具。測試過程為被評估者從30cm高的跳箱跳至目標線后（目標線距跳箱為被評估者身高的50%），立刻原地完成最大高度的垂直起跳。評估者通過對冠狀面和矢狀面的視頻資料來分析軀干和下肢的運動情況，并判定潛在的高風險運動模式。被評估者需要完成三次測試，其中兩次測試都“錯誤”時，記錄得分。得分越高提示受試者落地-起跳生物力學機制越差，下肢非接觸性損傷可能性越大，反之亦然。

LESS總分在測試者間和測試者內信度都較好，ICCs分別為0.82～0.99和0.83～0.92^[6]。Onate^[7]等人報告了新手和專家在LESS單個條目上的一致性分析結果，包括一致性百分比和kappa一致性系數。發現除了“整體印象”上有中等一致性（65%；k=0.533；P=0.011），其他的條目，新手和專家之間的一致性在80%到100%之間（k=0.459～1.0）。

隨著臨床應用的發展，出現了不需要攝像機可以實時評估的LESS-RT^[8]版本，以及僅需一次額狀面觀察評估的更為簡單的iLESS^[9]版本。近期，出現了更符合ACL損傷場景的單腿落地ULESS版本^[10]。

3.2 TJA測試

TJA通過評估下肢超等長動作的完成情況來識別神經肌肉缺陷情況和超等長訓練期間的下肢動作技術的缺陷情況，進而識別ACL損傷風險大小^[11]。測試過程為被評估者在10秒內連續完成原地團身跳，并用10分等級評分，評價膝關節、大腿動作、足部落地姿勢以及整體的超等長技術情況。得分越高提示損傷風險越大。為增加準確性，還可采用二維攝像分析設備對動作進行捕捉并評分。

TJA測試因為重復次數帶來的疲勞，比典型的垂直起跳任務更具有挑戰性，增加了測試的強度。另外TJA克服了跳箱高度的問題，反映了運動員在運動中的最大跳躍動作。臨界值≥6被建議用于運動員特定目標的干預，但目前還沒有研究證實這一建議。另外TJA并沒有通過3D運動分析來進行驗證，也沒有證據支持其預測能力。就信度而言，評分者內部和評分者間信度被視為中等至優秀（k=0.88）^[12]。

但TJA也有幾個局限性：首先運動員在10s內完成的跳躍次數因運動員個體差異、運動項目和測試時段會有所不同。跳躍次數可能會對總成績帶來積極或消極的作用。例如10秒內跳躍次數更多的運動員可能由于次數的增加帶來負面影響（通常顯示兩次或兩次以上的缺陷才記錄得分），然而運動員跳躍次數過低可能也會評分過低。其次，TJA的雙側性質類似于雙腿落地，對于非接觸性ACL的單側動作缺乏特異性，并且這個動作中還包含了超等長的落地機制。

3.3CMAS測試

2017年Jones^[13]等人開發了CMAS測試，該測試主要評估側切動作中和膝關節內收肌力矩相關技術參數，包括髖關節、膝關節、踝關節和軀干姿勢。評估通過對冠狀面和矢狀面的視頻資料來分析被評估者的側切動作，適用于30°～90°的側切動作評估^[14]。得分越高提示被評估者ACL損傷風險越高，反之亦然。通常以總分≥7分、4～6分和≤3分劃分高中低三個等級。

側切動作是非接觸性ACL損傷常見的動作之一，也是橄欖球、手球運動項目中運動員為躲避對手、突破防線時的關鍵動作。運動員進行側切動作時，往往速度快、強度大，從落地瞬間到足部離開地面的支撐階段，膝關節會產生多平面的高負荷（膝關節外展、屈曲和內旋力矩），這會增加ACL張力^[15]。Dos’Santos^[16]等人對41名運動員通過三維動作分析發現，進行90°側切CMAS測試時，膝關節內收峰值力矩有顯著相關性（P=0.796，P＜0.001），并且與“ACL損傷低風險”的受試者相比，具有“高風險”的受試者顯示出與更大的膝關節負荷相關的“高風險”側切力學。Butler^[17]等人研發了45°側切動作評估工具（Cutting Alignment Scoring Tool，CAST）和（ Expanded Cutting Alignment Scoring Tool ，E-CAST），也具有良好的評分者間信度和中等評分者內信度。因此在對于專項技術動作為多方向的運動項目，可以考慮進行使用以側切動作為基礎的工具來篩查ACL損傷風險。

3.4QASLS測試

為克服篩查工具中雙側負重的局限性，體現非接觸性ACL損傷發生時常為單側承受負荷的特異性。Almangoush^[18]等人最近開發了QASLS定性分析工具，該工具通常用于篩選低速單腿下蹲或更為復雜的單腿落地動作期間的下肢和軀干特征和運動（包括手臂、軀干、骨盆、大腿、膝關節、足踝部位）。通常拍攝被評估者的矢狀面，并進行10分評級，采取適當的動作策略為0分，不適當的為1分，較高的分數表示技術差，可能增加ACL損傷風險。最優的動作為最小的身體運動偏離，即手臂不移動；軀干輕微彎曲，但保持不動；骨盆保持在中間位置，僅有最小程度傾斜；大腿保持與地面平行，髕骨指向足中部，足表現出最小的晃動^[18]。

QASLS已根據單腿快速落地運動的三維運動分析觀察結果進行驗證，具有很強的有效性。尤其是軀干定位和膝外翻，具有極好的一致性（PEA=95.6～100%，k=0.90～0.97）^[19]。此外，在單腿下蹲期間，QASLS評分中葉觀察到了非常好的評分者內和評分者間的信度，學者認為QASLS分數的變化大于約2.5是才有意義的。此外從損傷預測角度來看，與未受傷個體（n=23）相比，受傷個體（n=7）表現出明顯較差的得分（Plt;0.001）^[20]。

4.結語

場地類的ACL損傷篩查工具主要是通過對ACL損傷的高危動作進行評定，試圖識別與損傷風險增加相關的動作缺陷，具有便捷且成本低的優點。目前來看，將場地類ACL損傷風險篩查工具納入損傷預防程序能夠幫助專業人員有效識別、分類高風險運動者，對制定針對性干預訓練計劃具有重要意義。

值得注意的是盡管損傷風險與ACL損傷之間是強關聯，但關聯并不等于預測能力，通常這些風險因素并不具備足夠預測損傷的能力，因此損傷篩查工具需要更高的標準的統計測試，如ROC/AUC。此外，關于特定風險因素的預測能力，因不同運動項目、運動水平、性別、年齡不同，ACL損傷篩查工具并不具有完全的普遍性和適用性。未來可能需要從損傷病因學出發，構建更加有針對性的篩查流程。

另外定性篩查工具常存在對于運動過程中對于被評估者的運動、位置和運動學評估的主觀性的問題。因此，評估者必須為“最佳”和“次優”的運動質量制定明確的指導方針，并得到運動隊中所有教練、科研工作者和潛在的評分者的一致同意后進行應用。此外，在使用篩查工具時，所有評分者都必須接受足夠的培訓，以確保進行準確、一致和可靠的評估，提高評估的效率。最后，教練和從業者必須能夠通過分數，來確定運動員表現出的具體缺陷，以便制定和實施有針對性的干預措施，達到預防效果。

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