膝前十字韧带重建术后重返运动的研究进展

杨 涛 ，周敬滨，李国平



膝前十字韧带重建术后重返运动的研究进展

杨 涛1，周敬滨2，李国平2

前十字韧带(Anterior Cruciate Ligament,ACL)损伤的运动员和反复膝关节不稳的普通患者都倾向接受十字韧带重建术,但何时安全重返运动仍存在争议。旨在对ACLR后(Anterior Cruciate Ligament Reconstruction，ACLR)重返运动的时间、评估方法进行系统综述，为ACLR患者安全重返运动提供参考。研究发现，术后时间、等速肌力测试和神经肌肉控制测试是ACLR患者重返运动前必不可少的决策指标；下肢功能测试和运动学、动力学指标的研究正在逐渐兴起，并被证明与运动员安全重返赛场的关系较为密切；心理评估的研究未见到较为权威的评价方法和结论；现有文献中大部分缺少对客观指标和测试结果的详细阐述。

前十字韧带重建术；重返运动；测试指标

前十字韧带(Anterior Cruciate Ligament,ACL)损伤发病率较高，损伤后通常伴随着较长恢复时间、运动能力下降和再次损伤风险增加等问题，为了改善受伤膝关节的功能，运动员和反复膝关节不稳的普通患者都倾向接受重建手术(Anterior Cruciate Ligament Reconstruction，ACLR)[24]。近年来，随着手术及康复技术的不断创新及日臻完善，ACLR患者重返运动(RTP,return to play)的时间被大大提前。但不少专家对采用激进康复促使患者尽快重返运动的做法提出质疑。因此，如何对ACLR后重返运动做出安全的决策仍是目前研究的热点。

检索文献发现，关于重返运动有return to play 、return to activity、return to sports、return to match和return to pre-injury activity level 5种阐述。Ardern[3]认为，return to play是返回运动的统称；return to activity是指术后10周～6个月所进行的日常生活中的活动，如走、慢跑、跳跃、上下楼梯等；return to sports是指术后6个月之后进行的体育活动，包括冲刺、跨跳、急停、变向等专项运动；return to match是指返回到竞技比赛(表1)。目前，大部分研究将重返运动的目标定位在return to pre-injury activity level，即返回到受伤前的运动水平。Feller 等[11]建议使用受伤前参与运动的水平作为评价返回运动的比较基线，这是一个更为缜密的比较方法。Daniel等[7]通过记录每人每年参加体育活动的小时数，并将手术后与受伤前参加运动的时间加以比较，手术后平均参加体育活动的时间为274.5 h/人/年，受伤前的数据为491 h/人/年,说明ACLR后重返运动的水平整体出现了明显下降。

表1 重返运动的不同阶段阐述

包括American Medical Society for Sports Medicine(AMSSM)在内的6家权威机构认为，仅选择时间作为返回的指标会具有较大的风险，而应采用一组客观的测试指标作为返回赛场的决策依据。然而，到底有哪些具体的指标可用于ACLR返回运动决策？其重要程度依次为何？目前尚无统一认识。本文以“ACLR”、“return to play”、“return to sports”为关键词检索PubMed、CINAHL Plus、SPORT Discus、Medline等英文数据库中2001—2015年的相关文献，通过归纳分析，探讨各项测试指标的决策效果。

1 常用生理决策指标

检索文献发现，尽管ACLR后重返运动的相关文献达161篇，但大部分文献均为横断面研究，且缺少对测试指标和结果的明确阐述。为分析比较目前常用生理指标的实际应用情况，本文设定了以下录入标准：1)ACLR术后随访2年以上；2)对测试指标和评估结果做出明确的阐述；3)职业运动员或定期参加体育锻炼的人群；4)已返回运动。

表2 ACLR重返运动的效果研究比较[17、10、11、15、19]

1.1 重返时间

Ardern[4]通过对48篇文献进行META分析发现，5 770名ACLR患者平均返回运动的时间为7.3个月(2～24个月)，大部分研究倾向于术后重返运动的时间不应少于6个月。Streich等[29]研究认为，ACLR后6～9个月是再次损伤发病率最高的时间段，术后10个月后回归的风险则降低明显。目前，越来越多的学者认为，安全的重返时间应该在术后12个月，但尚缺乏实证研究予以证明。由于手术方式、移植物类型、康复实施和患者术前的运动能力的不同，仅以术后时间作为返回运动的决策指标存在较大风险，应采用一组客观的测试指标作为返回赛场的决策依据。

1.2 问卷量表

常用的问卷量表包括Lysholm评分、IKDC评分、KOOS评分(表3)。选择合适的量表对膝关节康复非常重要，Roos EM等[26]认为，当随访时间超过2年，且病人发生骨性关节炎的几率增加时，应选择KOOS量表。

1.3 肌肉力量

股四头肌力量是被使用最多的指标，并被证明与其他的评价指标存在相关。Schmitt[28]研究发现，ACLR后返回运动时股四头肌肌力不足时(QI<85%，QI=手术腿肌力/健侧腿肌力)，在所有运动和地面反作用力测试中均表现出不对称性，说明股四头肌肌力不足会对膝关节落地力学机制造成不良影响。Krishnan等[5]研究发现，尽管接受ACLR的膝关节在不同屈曲角度都存在股四头肌肌力不足的现象，但在45°屈曲时股四头肌的自主收缩肌力不足最为明显。鉴于在膝关节屈曲45°时股四头肌肌力和运动表现关系最密切，建议评估此关节角度下的肌力与活化程度，更容易发现膝关节肌力是否存在不足。同时，腘绳肌与股四头肌的峰值力矩比值也同样值得关注，周敬滨等[1]研究认为，H/Q不足60%是限制ACLR患者安全重返运动的限制因素之一。

表3 膝关节ACLR患者常用量表对比[24]

Ross 等[27]研究发现，用膝关节功能(如股四头肌肌力和活动度)进行术后评估时，约有90%的患者可以达到或几乎达到正常水平，但事实上，56%的患者并没有返回到竞技比赛中。因此，尽管肌肉力量和活动度都是非常重要的指标，甚至是评估的首要指标，但并不能仅通过这一项指标来做出决策。

1.4 神经肌肉控制

字符设备层在实现open、release、read、write等系统基本操作基础上，增加数据流控制模块和内核接口模块。数据流控制模块实现系统库与内核驱动的控制及数据交互，并为多用户使用提供底层支持。内核接口模块基于共用的数据流控制模块提供内核加解密功能。

神经肌肉控制是指对于感觉刺激做出反应时，膝关节肌肉无意识激活的能力。当ACL损伤或接受ACLR后，由于膝关节神经肌肉控制能力的缺失或不足，会引起膝关节运动学和动力学的改变，正是这种改变增加了受伤的风险。因此，目前已将该测试作为患者重返运动，尤其是运动员重返赛场时的评估指标。比如，当运动员完成竞技动作时(如跳起后的落地、变向、减速)，作用于膝关节的动态力量和静态力量协同保持关节的稳定性。动态力量包括有意识和无意识的骨骼肌激活，静态力量是由韧带、软组织、骨骼产生的非收缩性力量。在完成关节稳定过程中，这两种力量的程度由个人特征和动作要求所决定。当动态力量不足以使关节保持稳定时，静态力量将会增加，这可能是导致ACL损伤的潜在因素。因此，动态力量生成的神经肌肉控制的模式不佳会导致静态力量的增加，从而使关节功能稳定性下降，最终可能导致ACL损伤。Donald[10]研究发现，造成神经肌肉控制差的原因主要有韧带压力过大、腘绳肌肌力不足或激活不足、双腿肌力不均衡、落地姿势中膝关节屈曲的角度不足45°、核心稳定性差和神经疲劳等。

目前，神经肌肉控制的评价指标主要有YBT(Y-Balance test)和单脚跳两种。YBT是简易临床工具，操作方便，但缺少数据支持，敏感度不高。Mayer等[16]研究发现，ACLR患者重返运动时，双侧下肢的向前伸够距离都有所降低，而其他的测试成绩则无组间差异。

单脚跳(single-leg hop for distance)是目前最常采用的神经肌肉控制评价指标，可以反映力量、爆发和姿势稳定性的整体水平。已被International Knee Documentation Committee(IKDC)纳入膝关节评估方案中。对于单脚跳的成绩，很多文献给出了参考值，但由于样本均较小，数据相差较大。德国MTT康复体系指出，单脚跳成绩达到自己身高的90%(男性)或80%(女性)即可认为是合格；而在ACLR的相关文献中，主要采用双侧对称性(LSI，受伤腿成绩/健侧腿成绩×100%)反映其功能是否正常[23]。Peschning等[22]对接受ACLR的患者在第13周进行单脚跳测试发现93%存在LSI异常，至第52周仅有28%出现LSI异常。单脚跳对ACL患者下肢功能的评价具有一定的敏感性，在ACL功能不良的患者中，有42%会在单脚跳测试中表现出对称性异常。

Noyes等[19]建议，评估ACL功能不良的患者应至少采用两种膝关节功能测试来辨别微小的功能异常。单脚跳+计时单脚跳测试(timed hop test)，则敏感度增加至62%；采用下肢功能测试(表5)，则敏感度提高至82%。除此之外，单脚三连跳也被认为是一个效度较高的评价指标。Reid A等[25]研究发现，一次单脚跳和三连跳都是评估ACLR患者有效和可靠的功能测试。与单脚跳相比，计时单脚跳和三连跳增加了对反应力量的评估，这对预测患者伤病风险具有较好的作用。以引发ACL伤病风险较高的落地后再起跳动作(depth jump)为例，优秀运动员的触地时间往往只有0.10～0.15 s，而神经控制发出力量的时间一般在0.4 s左右，这就是很多运动员常在做离心动作时发生损伤的主要原因。而提高这一快速发力能力最好的训练方式，就是增强式训练(plyometric)。目前，体能教练已经将增强式训练(也叫反应力量训练或超等长训练)列入运动员预防前十字韧带损伤的训练计划中。因此，缺乏对神经肌肉控制意义的正确认识，以及忽视对ACLR患者神经肌肉控制能力的重塑，可能是造成ACL重建术后重返运动效果不理想的原因之一,这需要进一步的研究予以证明。

2 其他生理决策测试

2.1 下肢功能测试

Itoh等[13]将8字单脚跳(figure 8 hop test)、单脚跳箱跳上跳下(up-donw test)、侧边单脚跳(side-to-side hop test)和单脚跳(single hop for distance)4个测试作为一组测试，对ACL功能不良的患者进行评估，由于其分别代表了膝关节运动中所需要的4种能力，所以将这组测试命名为下肢功能测试(表4)。

Ortiz等[20]还对正常人与ACL不良者的两侧功能测试值的差异进行了比较(表5)，说明这一组测试可以较好地反映膝关节功能恢复的整体情况。

表4 下肢功能测试的正常值

表5 正常人群与ACL不良患者功能测试左、右两侧差异比较

对于希望重返赛场的ACLR运动员，下肢功能测试的价值显得尤为重要。目前，关于下肢功能测试的研究报道仍较少，大部分患者未经该测试返回运动，甚至已经部分的返回比赛。基于这种情况，今后的研究应该向多中心联合病例评估和随访跟踪的方向发展。

2.2 运动学和动力学指标

近几年，运动学和动力学指标的研究报道逐渐增加，相关的测试包括胫骨的旋转能力、下肢的功率和发力率、落地时膝关节额状面的生物力学和动力学的指标、FMS测试等(表6)。

Ross等[27]认为，之前的评价方法可能会高估ACLR的成功率，原因是没有对胫骨旋转的活动范围进行评估，而仅采用胫骨前移评价松弛度。同时发现，在ACLR后超过2年的病例随访中,不少患者在落地和膝关节旋转时存在过度的胫骨旋转。因此，建议制定一个可靠的胫骨旋转测试，以确定持续过度胫骨旋转是否为安全重返运动的限制因素。

许多体育项目中给运动员生成力量的时间明显短于发出最大力量的时间，如冲刺、落地后起跳等。因此，运动员重返赛场前除进行最大力量、神经肌肉功能测试外，还应该评估发力率(rate of force development，RFD)。Angelozzi[2]招募45名接受ACLR职业足球运动员。在受伤后或手术前以及手术后6个月、12个月，采用IKDC主观评价表、Tegner score和KT1000评估膝关节功能。同时，在受伤前分别采用最大等长肌力的30%、50%和90%进行RFD测试，作为季前赛评估标准，在手术后6个月和12个月也进行RFD(30/50/90)对比测试。结果发现，手术后6个月的最大等长肌力是受伤前的97%；相比之下，6个月时RFD(30/50/90)仅为受伤前的80%、77%和63%。当术后12个月时，重建膝关节的RFD平均值达到或超过伤前平均值的90%。尽管术后6个月最大肌力已经恢复到伤前水平，但仍然有明显缺陷，而RFD的恢复需要到术后12个月，并且要在康复计划中强调肌肉功率训练。以上结果说明，ACLR运动员安全重返比赛的时间应在术后12个月。

表6 ACLR的其他评估指标及研究结果[2,7,29,23,30]

3 心理评估决策

调查接受ACLR的患者重返运动的效果发现，大部分受访者表现出不同程度的不敢用手术腿发力和担心再次损伤的现象。检索文献发现，常用的心理量表有the Swedish version of ACL-Return to Sports after Injury questionnaire(Kvist,J等)，Emotional Responses of Athletes to Injury Questionnaire(ERAIQ)心理问卷，the Tampa Scale for Kinesiophobia 12 and the ACL Return to Sport Index(ACL-RSI)。但目前针对重返运动的心理评估的系统研究报道仍较少。

Tjong[31]聘请一位经验丰富的随访者对31位患者(年龄18～40岁)进行了定性和半结构性随访。所有患者受伤前都参加体育比赛，并持续2年以上随访没有进一步手术或是膝关节损伤。患者的随访显示存在3个主要的问题：恐惧、生活习惯改变和固有的人格特征。这些因素在很大程度上影响着返回受伤前运动的决策。Czuppon S[8]研究发现，与返回运动相关的因素除了与较高的股四头肌力量、较少渗出、较少疼痛、较大的胫骨旋转、较高的Marx活动评分等生理指标相关外，还与较高的自信、术前较高的膝关节自我效能、较低恐惧感、较高的术前鼓励相关联。

上述研究结果均显示出医生和患者对于承认和重视心理因素和生活习惯改变的重要性。医生和治疗师应教育患者正确认识手术和康复过程。情绪障碍、动机、自尊、心理控制源、自我效能感等相关问题对患者的依从性、运动特性、心理状态有着深远的影响。此外，值得注意的是，在对ACLR患者重返运动前进行心理评估之前，缺少权威机构对生理指标的测试反馈，这也许是造成患者产生心理负担的原因之一。

4 小结

1.术后时间、等速肌力和神经肌肉控制被证明是ACLR重返运动前必不可少的决策指标。

2.下肢功能测试和运动学、动力学指标被证明与运动员安全重返赛场的关系较为密切，关于重返运动和重返比赛的决策指标建议见表7。

表7 ACLR重返运动和比赛的建议时间和测试指标

3.鉴于恐惧和担心是ACLR运动员重返赛场时普遍存在的现象，建议在开展系统心理因素评价研究时，应首先进行客观的生理指标评价，以证明运动员的恐惧是否仅来自于心理因素。

4.尽管目前针对ACLR患者重返运动决策指标的研究日益增多，但普遍缺少对客观指标和测试结果的详细阐述，以及对运动水平进行一定时间(2年以上)的随访。

[1]李方祥，周敬滨.运动员膝关节运动损伤后重返赛场时机问题的研究[J].中国体育教练员,2009,17(4):19-20.

[2]ANGELOZZI M.Rate of force development as an adjunctive outcome measure for return-to-sport decisions after anterior cruciate ligament reconstruction[J].J Orthop Sports Phys Ther,2012,42(9):772-780.

[3]ARDERN C L.Return to sport following anterior cruciate ligament reconstruction surgery:a systematic review and meta-analysis of the state of play[J].Bri J Sports Med，2014，48(22):1613-1615.

[4]ARDERN C L.Return to sport following anterior cruciate ligament reconstruction surgery:a systematic review and meta-analysis of the state of play[J].British J Sports Med,2014,48(22):1615-1619.

[5]CZUPPON S.Movement pattern training improves function in people with intra-articular,pre-arthritic hip disease:Preliminary data[J].Osteoarthr Cartilage,2015,23:A369.

[6]CZUPPON S.Variables associated with return to sport following anterior cruciate ligament reconstruction:a systematic review[J].Bri J Sports Med,2014,48(5):356-364.

[7]DANIEL D M,STONE M L,DOBSON B E,etal.Fate of the ACL-injured patient:a prospective outcome study[J].Am J Sports Med,1994，22(6)：32-44.

[8]DROGSET J O,etal.Endoscopic reconstruction of the anterior cruciate ligament using bone-patellar tendon-bone grafts fixed with bioabsorbable or metal interference screws:a prospective randomized study of the clinical outcome[J].Am J Sports Med,2005,33(8):1160-1165.

[9]DROGSET J O,GRØNTVEDT T.Anterior cruciate ligament reconstruction with and without a ligament augmentation device:results at 8-year follow-up[J].Am J Sports Med,2002,30(6):851-856.

[10]DONALD V F.Neuromuscular training to prevent anterior cruciate ligament injury in the female athlete[J].Strength Condition J,2006,28(5):44-54.

[11]FELLER J A,WEBSTER K E,etal.A randomized comparison of patellar tendon and hamstring tendon anterior cruciate ligament reconstruction[J].Am J Sports Med,2003,31(4):143-144.

[12]HENRIKSSON M,etal.Range of motion training in brace vs.plaster immobilization after anterior cruciate ligament reconstruction:a prospective random-ized comparison with a 2-year follow-up[J].Scand J Med Sci Sports,2002,12(2):73-80.

[13]ITOH H,KOROSAKA M,YOSHIYA S,etal.Evaluation of functional deficits determined by four different hop tests in patients with anterior cruciate ligament deficiency[J].Knee Surg Sport Tr Ar,1998,6(4):241-245.

[14]ISBÉRG J,FAXEN E,BRANDSSON S，etal.Early active extension after anterior cruciate ligament reconstruction does not result in increased laxity of the knee[J].Knee Surg Sport Tr Ar,2006,14(11):1108-1115.

[15]KRISHNAN C.Effect of knee angle on quadriceps strength and activation after anterior cruciate ligament reconstruction[J].J Appl Physiol,2015,119(3):223-231.

[16]MAYER S W.Functional testing differences in anterior cruciate ligament reconstruction patients released versus not released to return to sports[J].Am J Sports Med,2015,43(7):67-68

[17]MAYER S W.Functional testing differences in anterior cruciate ligament reconstruction patients released versus not released to return to sports[J].Am J Sports Med,2015,43(7):98-99.

[18]MÖLLER E,etal.Bracing versus nonbracing in rehabilitation after anterior cruciate ligament reconstruction:a randomized prospective study with 2-year follow-up[J].Knee Surg Sport Tr Ar,2001,9(2):102-108.

[19]NOYES F R,BARBER S D,MANGINE R E.Abnormal lower limb sysmmetry determined by functional hop tests after anterior cruciate ligament rupture[J].Am J Sports Med,1991,19(8):513-518.

[20]ORTIZ A,OLSON S L,RODDEY T S,etal.Reliability of selected physical performance tests in young adult women[J].J Strength Cond Res,2005,19(1):39-44.

[21]PAPALIA R.Surgical management of irreparable rotator cuff tears[J].Knee Surgery Sport Tr Ar,2015,23(2):494-501.

[22]PESCHNING R.The relationship between isokinetic quadriceps strength test and hop tests for distance and one-legged vertical jump test following anterior cruciate ligament reconstruction[J].J Orthop Sports Phys Ther,1998,28(1):23-31.

[23]REIMAN P REIMAN，ROBERT C MANSKE.Functional Testing in Human Performance[M].Human Kinetics,2009:150-151.

[24]REIDER B,DAVIES G J,PROVENCHER M T.Orthopaedic Rehabilitation of the Athlete:Getting Back in the Game[M].Anterior Cruciate Ligament Injuries,2015:1120-1121.

[25]REID A.ACL reconstruction healing and Return to Play[J].Clin Sports Med,2004,23(6):395-408.

[26]ROOS E M,etal.Knee injury and osteoarthritis outcome score(KOOS):development of a self-administered outcome measure[J].J Orthop Sports Phys Ther,1998,28(28):88-96.

[27]ROSS M D,IRRGANG J J,PENEGAR C R,etal.The relationship between participation restrictions and selected clinical measures following anterior cruciate ligament reconstruction[J].Knee Surg Sport Tr Ar,2002,10(1):10-19.

[28]SCHMITT L C.Strength asymmetry and landing mechanics at return to sport after anterior cruciate ligament reconstruction[J].Med Sci Sports Exe,2015,47(7):1426-1434.

[29]STREICH N A,FRIEDKICH K,GOTTERBARM,etal.Reconstruction of the ACL with a semitendinosus tendon graft:a prospective randomized single blinded comparison of double-bundle versus single-bundle technique in male athletes[J].Knee Surg Sport Tr Ar,2008,16(3):232-238.

[30]STEARNS K M.Influence of relative hip and knee extensor muscle strength on landing biomechanics[J].Med Sci Sports Exe,2013,45(5):935-941.

[31]TJONG V K.A qualitative investigation of the decision to return to sport after anterior cruciate ligament reconstruction:to play or not to play[J].Am J Sports Med,2014,42(2):336-342.

The Research Progress for Return to Play after Anterior Cruciate Ligament Reconstruction

YANG Tao1,ZHOU Jing-bin2,LI Guo-ping2

The athletes with the injury of the anterior cruciate ligament(ACL) and the general patients whose knee joints are instable tend to accept reconstruction surgery.However,there is still a controversy when it is safe to return to play(RTP).Through literature analysis,the paper aims to systematically review the literature researches on the time to return to play and evaluation measures after ACL reconstruction,which would provide a reference for the study of safe return to play or sports of ACLR patients.The conclusions are as follows: the time after ACLR and outcome Measures of isokinetic strength and neuromuscular test are essential for ACLR to return to play; The research of lower extremity function test and kinematics and dynamics index is gradually increasing,and it has been proved to be closely related to the safety of the athletes to return to match; A more authoritative evaluation method and conclusion of psychological evaluation study has not been found ; The most of The literature is generally lack of detailed description of the objective indicators and test results.

anteriorcruciateligamentreconstruction;returntoplay/sports;outcomemeasures

1000-677X(2016)10-0074-06

10.16469/j.css.201610010

2016-08-04；

2016-09-15

上海市体育局综合服务课题(14ZH003)。

杨涛(1978-)，男，山西定襄人，讲师，硕士，主要研究方向为运动医学与体能康复，E-mail:yangtao318@126.com；李国平(1954-)，男，上海人，教授，博士，主要研究方向为运动医学，E-mail:ligp@263.net。

1.上海体育学院，上海 200438；2.国家体育总局运动医学研究所，北京 100061 1.Shanghai University of Sport,Shanghai 200438,China；2.National Research Institute of Sports Science，Beijing 100061,China.

G804.5

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