军事训练相关肌骨损伤风险因素与预防策略

2020-12-19 07:37
空军航空医学 2020年4期
关键词:军事训练发病率过度

军事训练伤是指军事训练直接造成的参训者的组织器官功能障碍或病理改变;它包括软组织损伤、骨与关节损伤、器官损伤三大类,其中以软组织损伤、骨与关节损伤最常见[1],二者又常称为军事训练相关肌骨损伤或军事训练性肌骨损伤[2-4]。军事训练性肌骨损伤位列军人疾病谱之首,是导致功能障碍甚至残疾、需要长期康复和提前退役[5-6]的主要原因;是全球军队面临的重大医疗问题[7]。笔者对军事训练性肌骨损伤的风险因素、预防策略进行综述,以为进一步防治其发生提供参考。

1 概述

军事训练性肌骨损伤是指军事训练直接造成的骨骼、关节、肌肉、肌腱、韧带等组织的损伤和(或)炎症,表现为疼痛、功能障碍,导致参训者停止军事训练、战术活动或体能训练至少1 d[2-4];军事训练性肌骨损伤尤其多见于新兵基础训练期,其发病率是日常训练中发病率的3~5倍[7]。军事训练性肌骨损伤包括软组织损伤和骨与关节损伤,软组织损伤包括肌肉拉伤、挫伤、肌腱病变、筋膜炎、滑囊炎、肌肉和肌腱撕裂、关节扭伤及韧带断裂;骨与关节损伤包括关节脱位、骨折、软骨损伤和应力性骨折[8];根据发病特点和损伤机制又分为急性损伤和慢性损伤,急性损伤是指军事训练中突然发生的创伤,如扭伤、拉伤、韧带断裂、关节脱位、骨折等,常由急性异常应力所致;慢性损伤则是指微细损伤或长期疲劳积累即应力反复作用所致,又称为过度使用相关损伤或过劳性损伤,一般是在没有创伤的情况下逐渐发生,表现为以前没有症状的部位在训练期间出现症状,也被描述为肌肉骨骼系统的疼痛综合征,如肌肉劳损、肌腱炎、应力骨折等[8-9]。根据损伤程度又分为轻微伤一般性损伤和严重损伤,轻微伤是指导致参训者1~3 d无法参与训练的损伤,一般损伤指导致参训者4~7 d无法参与训练的损伤,严重损伤指使参训者停训7 d以上[7]。

2 流行病学

发病情况新兵基础训练期间军事训练伤的患病率较高,我军报告为10.8%~50.5%[10-11],外军为12.5%~58.5%[12-13]。发病率各国也报道不一致。基础训练期间,我军肌骨损伤发病率约为9.67%~10.39%[14],挪威陆军、空军、海军分别为15.3例/(100人·月)、13.4例/(100人·月)和9.3例/(100人·月)[4];芬兰急性损伤的发病率为2.31例(1 000人·d),过度使用伤为5.37例/(1 000人·d)[7],美国空军为18.3例/(1 000人·周),其中男性15.1例/(1 000人·周)[12],女性29.4例/(1 000人·周);澳大利亚为6~30例/(100人·月),且全职训练者的发生率是业余时间训练的1.06倍[15];新西兰为116例/(1 000人·年),基础训练期间发病率是接受过训练者发病率的5倍[16]。英国陆军步兵部署前训练肌骨损伤发病率为88/例(100人·年),低于美国步兵发病率101~223例/(100人·年)[13]。

伤病部位和种类军事训练性肌骨损伤在部位上以下肢最常见[9,12-13,16-18],其次为下背部[9]。在下肢中,膝是最常损伤的部位[13,18],其次为踝和小腿;而下背部仅次于踝[13]。在损伤类型上以过度使用伤常见,可达71%,急性损伤为29%[7],也有研究显示,创伤性损伤占83%,常见的损伤包括扭伤、拉伤、肌腱炎、应力骨折和过度使用性膝损伤[13]。各研究中具体损伤排序也不一致,如美空军中,炎症和疼痛占损伤的59.7%,其次是扭伤,拉伤和撕裂伤共占30.5%,应力性骨折占6.6%[12];英国陆军中以髂胫束综合征最常见,其次为胫骨内应力综合征、踝扭伤、下腰痛[17];其他研究分别显示关节痛[18],踝扭伤和拉伤[16]最常见,膝关节骨折占下肢损伤的6%[16]。上述不同的研究中损伤部位和伤病种类的差异,可能主要与研究方法(回顾性、前瞻性、病例分析、问卷调查)、研究对象(年龄、军种不同)、训练方案、训练周期等不同有关[16]。

对住院伤病谱的调研也显示,膝是军事训练相关肌骨损伤最常见的部位,其次是踝、足跟和足,以及小腿,但具体诊断排序也不一致,有研究显示骨折最常见占33%[19],其次是扭伤和拉伤(29%),关节脱位(15%);也有研究显示前交叉韧带损伤最常见,半月板损伤次之[20];且现役军人中前交叉韧带损伤、半月板损伤、髌骨脱位的发病率较一般人群高10倍,踝扭伤高5~6.6倍,肩关节脱位高7~21倍,舟状骨骨折为一般人群的2.5~15倍[20]。

3 风险因素

女性、跑步距离过长、有氧素质和耐力低、机体灵活性过大、既往损伤史、吸烟、以前的体力活动少及活动水平低、跑鞋的使用年限等是军事训练性肌骨损伤最主要风险因素[21];且体能水平可预测损伤风险。

3.1 一般情况 ①年龄:急性创伤性关节损伤和骨折常见于年轻军人,其风险随年龄的增长而降低,如肩关节脱位和舟骨骨折分别常见于20、30岁以下的军人,髌骨脱位发生率随年龄增长明显减少。长期过度使用伤如跟腱炎及外上髁炎、膝关节和肩关节纤维软骨损伤、退行性关节病的风险在年轻人中最低,随年龄增长而增加,在控制其他可能混淆的因素后,年龄增长与现役军人急性半月板撕裂发生率增加依然有关[22]。也有研究显示年龄大与急性期肌骨损伤风险正相关[11]。②性别:虽有研究显示,女性军人因体能、上肢力量较男性弱,其肌骨损伤风险明显增高,可较男性高87%[12];但也有研究表明,进行剧烈的负重有氧运动最重要的风险因素是有氧耐力低者而不是女性[23]。尤其是一些训练伤呈现性别易感性,如应力骨折、踝扭伤、足底筋膜炎、外上髁炎、髌骨脱位、退变性骨关节炎等在女性发病率高于男性,而肩关节脱位、前交叉韧带损伤和半月板损伤发病率却低于男性[22]。③体质量:腰围过大(≥102 cm),体质量指数过大或过小(<18.5 kg/m2)与过度使用伤[7]甚至是与严重过度使用伤发病率相关[7,11],且随体质量指数增加,损伤风险成倍数增长[24];但是,按性别分层后,基线体质量指数或腹围与损伤风险并不相关[12]。④入伍前体力活动:即使经过多变量模型校正体能后,入伍前体力活动少仍可预测过度使用伤和严重过度使用伤的发生率,而入伍前的轻快体力活动是过度使用伤的保护因素[7]。⑤其他:学业水平和在校表现是急性损伤的最大风险因素,教育程度、在校学业表现差,失业或父亲的职业不明确状态与过度使用伤相关[7]。吸烟、酗酒、尤其是入伍前大量酗酒是急性损伤的风险因素,而入伍前至少喝醉一次/周与过度使用伤发病率相关;且吸烟者损伤风险因素是不吸烟者的1.8倍[24]。

3.2 既往损伤史 既往损伤史是军事训练性肌骨损伤的重要风险因素,入伍前的肌骨损伤不仅预测严重急性损伤,而且与过度使用伤和严重过度使用伤的发生呈倍数对应关系[7]。基础训练阶段发生的损伤也是再发损伤的风险因素[15]。研究显示,既往踝扭伤者重复下肢损伤的可能性增加30%~50%[25],膝关节损伤者再发膝伤几率增加7~10倍[26]。

3.3 动作表现 目前尚无一致的证据支持动作质量差(功能性活动筛查表现)与运动和军事活动中下肢损伤风险增加有关[27]。

3.4 体能水平 体能水平低是军事训练性肌骨损伤的独立风险因素[7,12]。俯卧撑和立定跳远两项测试总成绩差,或立定跳远和12 min跑测试成绩差是急性损伤和严重急性损伤的最高风险因素[7],俯卧撑和仰卧起坐测试成绩差,与急性期肌骨损伤发病率呈正相关[11];12 min跑和立定跳远测试成绩差经多变量矫正后仍预测严重过度使用伤,二者测试成绩均差具有严重过度使用伤最高相对风险;12 min跑和背伸测试成绩与过度使用伤发病率相关,12 min跑成绩差是过度使用伤的预警指标[7];引体向上、背伸表现与急性损伤无相关性,心肺功能和下肢肌力弱与损伤相关[7];另有研究显示,髋屈肌肌力、上半身和核心力量较好者急性肌骨损伤发生风险较低[28-30];膝过度使用伤者髋部绝对和标准化肌力低,即髋外旋、伸膝肌和屈膝肌的绝对力量和髋外旋、伸髋、髋外展的标准化肌力均较弱[31];肩部内旋/外旋肌力比增高、肩关节后方关节囊紧与肩部损伤相关[30]。

3.5 训练科目 军事训练性肌骨损伤最常发生于体能训练(30%)、军事训练/军事活动(26%)和休闲娱乐或竞技运动(22%)[7]中。①体能训练:近期研究显示,军事训练伤主要发生在体能训练中[15],尤其是在急性过度劳累(37%)时进行跑步(28%)或团队运动(25%)时最常发生[7,16]。跑步、行军和队列等训练中运动量的突然增加引起的过度使用伤,是最常见的损伤类型[19,32]。跑步者损伤风险随每周跑程增加而增大,抗阻训练致伤风险较低[24]。②军事训练或军事活动:军事训练是造成损伤的第二大常见原因。障碍跑、器械体操、5 km越野、擒敌是军事教学和训练中损伤的多发项目[33]。400 m障碍训练中的跳越矮墙、过独木桥、跳跃高台训练,500 m障碍训练中的攀绳梯、钻洞和跨越梯式杠训练,以及器械操中的单双杠练习是常见致伤项目。③休闲娱乐或竞技运动:美国军人肌骨损伤与参加休闲娱乐和竞技运动有关[22],尤其是男性,损伤相关最常见的活动是篮球、足球、垒球和体能训练;在女性,损伤最常见于体能训练,其次为球类和滑雪。其中,篮球、垒球和旗帜足球是最常见的导致停训的活动。

3.6 部队性质 部队性质是肌骨损伤的风险因素,其中,反坦克部队发生急性损伤风险最低、工程部队最高;骑兵急性和过度使用伤风险均较基本战役训练者、装甲兵或步兵高[34]。美国陆军和海军陆战队服役者,以及初级和高级列兵,都面临着膝前交叉韧带损伤、半月板损伤等肌骨损伤的最大风险[22]。乘车显著增加腰而非颈、胸部骨骼肌肉疲劳[35]。

3.7 其他 季节和气温是军事训练相关肌骨损伤的独立风险因素[6,36]。对美军1990—1999年间长达10年的研究结果显示,夏秋季是军事训练伤的高发季节[6],在平衡了年龄、体质量、体质量指数、训练量等变量后,美军在夏季的伤病率依然高于秋冬季[36]。我军[37-38]训练伤相对多发生在第二、第三季度,这与此期间军事训练集中、夏季气温高、降水多、湿度大等因素有关。

4 预防策略

高级别证据支持的预防策略包括:改善有氧体能,减少跑步频率、降低跑步持续时间和距离,训练中融入本体感-平衡和敏捷性练习,准备活动和放松活动中纳入神经肌肉练习,进行高风险活动时使用护齿、踝支具等[21];而针对性的肌肉力量练习、热身、跑鞋的类型和使用年限等被认为是可以减少肌骨损伤的“传统”措施,并未被研究证实[8]。

4.1 补救性体能训练 补救性体能训练是指在进行基础训练前,针对筛查结果不达标的身体素质进行针对性训练。研究显示:新兵在参加基础军事训练前根据筛查结果进行补救性体能训练可降低损伤发生率、减少减员率及培训和医疗费用[39]。还有研究显示,入伍前提高有氧耐力和力量、关注腰围和心理健康能进一步优化预防性策略[40]。

4.2 战备性体能训练 美国陆军已修改了它的体能训练计划为“战备性体能训练”[41],该训练专注于提高功能表现的全面训练,融入了许多有效的训练和损伤预防原则如渐进负荷原则,运动项目多样化原则,具体包括力量,灵活性和耐力练习,以及本体感-平衡和敏捷性练习等,旨在优化运动表现并降低肌骨损伤发生率。初步研究表明,战备性体能训练较传统训练明显减少损伤的发生。

4.3 将无氧训练纳 入训练计划 增加无氧训练,以减少每周跑步距离从而降低损伤风险。变换下肢负荷模式、步长或节奏以及强化髋部稳定性可以进一步降低伤害风险[39]。

4.4 针对性力量练习和灵敏性练习 来自美军特战队的横断面研究显示,对于存在肩部损伤史者针对性的力量和灵活性练习可降低特战队员的受伤风险;尤其是关注肩内旋转肌力和关节囊后方紧张度可能有助于降低肩再发伤风险[42]。但也有研究显示,力量、协调、灵敏性练习并未降低膝过度使用伤的发生率,仅提高了12 min跑的最大距离[3]。且针对性力量练习的证据也有限。

4.5 护具的应用 研究显示,在军事训练中,使用3D打印定制的矫形器可有效预防过度使用性下肢损伤;使用矫形器组在7周的基础训练期间发生损伤21次(每4 666 h训练发生1次损伤),而对照组共61次(每1 600 h训练发生1次损伤)[43]。但是,也有研究显示,支持地面跑步存在损伤风险,在较软的地面上跑步、使用减震鞋垫、定期更换跑鞋[21]等措施的证据不足。鞋类干预应注重适当的舒适度,证据不支持通过跑鞋处方来减少新兵损伤风险[39]。

4.6 其他 新兵训练期间每日口服200 mg Ca2+和800 IU的维生素D,可降低应力性骨折的发生[44]。加强休闲娱乐活动的管理,例如不允许没有经验的士兵从事不熟悉的运动、禁止未推荐的游戏等,明显降低训练伤的发生[45-46]。

4.7 针对女性的预防措施 主要包括有氧训练和抗阻训练,尤其是对未经训练的女性,至少进行6个月的分期综合抗阻/耐力训练,加强上半身力量;在训练方式上采用低容量,高强度间歇训练以改善有氧素质,在综合训练计划中纳入3~8次最大重复的抗阻训练,以发展Ⅱ型运动单位和肌纤维;并纳入灵活性训练[47];在安排上,设立实际的目标,频率、强度和持续时间需与自身健康状况相适应并逐步增加,告知损伤的早期预测指标;具有损伤史者应采取预防措施,遵守运动指南等[48]。

4.8 系统的有计划的管理及干预 美国陆军医疗指挥部发起的三大举措:疼痛管理工作组、肌骨行动计划、肌骨行动小组显示了系统的有计划的管理及干预在军事训练伤防治与康复中的重要性。疼痛管理工作组是2009年8月特许成立的为美国陆军提供综合的疼痛管理的组织,旨在通过全面的、多学科的和多模态的途径和技术方法,为战士和其他急性和慢性疼痛患者提供最佳生活质量,通过改善身心功能和生活质量维持战斗力。肌骨行动计划三大首要任务是:损伤预防,早期诊治、康复和重返社会;具体策略包括:发现问题并量化其影响,制定标准以指导实施,培训和教育医疗服务提供者和军事领导者;肌骨行动小组由物理治疗师、物理治疗助理和运动训练师组成,他们与军队新兵一起工作,职责是服务基础训练、预防损伤和优化运动表现;具体来说,除了体能及功能评价、补偿性训练、适应性干预、基础训练期间的营养和饮食补充建议、疲劳恢复,还包括帮助受伤官兵快速恢复、重获最佳运动表现,对于损伤程度重者,重点是通过多学科团队提供早期和循序渐进的积极康复,通过适应性的策略和技能发展优化士兵的功能独立性,减轻残疾,促进心理和社会适应[49]。一项对男性芬兰士兵的随机对照研究显示,肌骨行动小组的一项神经肌肉控制训练和伤害预防教育明显减少了战士上肢损伤、急性踝关节损伤的发生及停训日[50];并使受伤者的恢复时间较转诊到地方减少60%,费用减少123%[51]。

综上所述,军事训练伤的类型主要以过度使用伤多见,在损伤组织上以软组织损伤多见,在损伤程度上以轻微伤最常见,膝是最常损伤部位;基础训练期间发病率高于平常训练,全职训练中高于业余训练;其风险因素涉及到个体因素、体能水平、既往损伤史、训练科目、军种等多种因素;预防策略包括本体感觉-平衡-敏捷性成分等多样化运动项目的战备性体能训练、补救性训练、增加无氧训练减少跑步距离时间频率等一系列措施,而有组织有计划的管理和行动包括物理治疗师、运动康复师在内的多学科驻地团队是防治训练伤、促进其康复的创新形式。目前,我国也在开展多种形式的军事训练伤防控行动及相关研究,相信不久的将来,这些行动的成果将有助于形成科学适宜高效的中国军事训练伤防控管理体系及实施模式。

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