运动员髌腱末端病危险因素及治疗方案的研究进展

侯 捷，李文彦，刘瑞瑞，方 相，贾 敏，王 晨，张美珍，2

1 前言

髌腱末端病（Patellar Tendinopathy，PT）是最常见的膝关节运动损伤之一，在所有运动项目中的患病率为14%［1］，此外另有8%的运动员显示为髌腱末端病的无症状者，这表明大约每5名运动员中就有1名存在患病的风险［1］。PT通常是由髌腱过度负荷所导致，常见于需要大量跳跃着地和改变方向的运动中，是一种以髌骨远端或髌腱近端活动性疼痛为特征的临床疾病。运动员发生髌腱末端病后主要表现为起跳或者下蹲时髌骨下端疼痛、膝关节酸软无力［2］。这不仅影响到日常生活中的上下楼梯、快速跑跳甚至是走路动作，病情严重者更有可能长时间不能参与到正常的比赛和训练中［3］。很多运动员因受到PT的困扰而被迫中断其运动生涯，但髌腱的疼痛症状却依旧长期存在不消失［4］。由于目前对髌腱末端病的损伤因素以及治疗方案仍没有准确的认识，大部分研究仍将其作为普通的肌腱炎症进行治疗，而解剖医学已经明确表示髌腱末端病并没有炎症存在［5］。这些错误的认识和处理病症的方式会对运动员的运动生涯造成毁灭性的打击。再加之髌腱末端病的治疗多采取保守疗法［6］，治疗效果并不理想。另外康复训练所采取的训练手段由于缺乏针对性，反而更容易导致损伤加重，所以临床中尚没有明确且统一的治疗方案可以采用。

综上所述，对髌腱末端病流行病学研究有助于了解损伤特征，为探寻髌腱末端病损伤因素以及治疗方案提供理论依据。本综述将从髌腱末端病危险因素以及治疗方案两方面进行研究分析，以确定引起髌腱末端病的危险因素和有效治疗方案，为髌腱末端病的预防和治疗提供帮助。

2 研究方法

将中国知网（CNKI）、维普数据库、中国生物医学文献数据库（CBM）、万方数据库作为中文检索数据库，以“髌腱末端病”“髌腱炎”“跳高膝”“危险因素”“治疗”作为中文检索词在中文数据库进行检索。Web of science数据库、Pubmed数据库、Embase生物医学数据库作为英文检索数据库，以“（patellar tendinopathy OR jumper’s knee OR patellar tendonitis OR tendon pain）AND（risk factor OR treatment OR therapy）”作为英文检索策略在英文数据库进行检索。检索期限均为1990年1月至2020年4月。

3 结果与分析

3.1 髌腱末端病危险因素

3.1.1 外部因素

运动水平是影响髌腱末端病的风险因素，职业运动员发生病变的风险要远远高于业余运动员，这可能是因为职业运动员在比赛中的对抗强度更大、碰撞更多。连续跳跃动作是发生髌腱末端病的高危动作，这也解释了职业运动员更易发生髌腱末端病的原因。另外也可能在于职业运动员的跳跃能力要更强，在起跳时意味着会产生更大的肌肉力量和跳跃高度［1］，而在着陆时必须分散更大的垂直地面反力［7］，这些都使得髌腱要承受更多的累积负荷。

训练强度、间隔安排不当、在腾空起跳落地时动作模式不正确（如膝关节内外翻等），导致膝关节各结构承受应力发生变化，都是造成髌腱损伤的外部因素。另外有研究已证明了准备活动的不充分，训练间隔时间安排的不合理，训练装备的不完善都可以使运动员缓冲地面反作用力的能力降低从而造成髌腱的超负荷［8］。另外随着训练和比赛场地地面硬度的增加，关节弯曲程度也会增大，髌腱损伤的可能性也随之增大。有研究表明沙滩排球运动员的髌腱发病率要显著低于一般排球运动员［9］，而在对足球运动员的流行病学调查中，人造草坪的材质也会影响髌腱末端病的发病率［10］。除此之外，类固醇药物的使用也被认为是发生髌腱末端病的危险因素，类固醇药物会妨碍胶原的合成从而影响髌腱在细微损伤后的自我修复［5］。

表1 髌腱末端病外部危险因素

3.1.2 内部因素

肥胖、性别、年龄以及腿长差异等是髌腱末端病非运动相关的内部危险因素。肥胖意味着更大的体重和BMI，从而会产生更高的髌腱负荷，这可能会超出髌腱的负荷能力，从而导致PT。而且有证据表明激素在脂肪分配中起作用，也可能在肌腱病中起作用，随着脂肪含量的增加，激素引发髌腱末端病的风险会更大。而男性发病率高于女性的原因，一种解释可能是由于女性股四头肌产生力的能力较弱，所以髌腱受到的力较低，因此髌腱超负荷的可能性较小。而Cook等人认为是激素所产生的作用，雌激素可能对女性的肌腱有保护作用，接受激素替代治疗的女性肌腱增厚和病理改变减少［11］。关于随着年龄的增长髌腱末端病的发病率也会增大主要在于髌腱结构和物理性能的改变，有研究指出25岁以上肌腱的抗拉强度和伸展性都明显降低，近些年微观角度的研究也因此开展，从微观角度也发现25岁后新生的病理性毛细血管可能导致了肌腱物理性能的变化［10］。

踝关节的背屈范围是导致PT的一个重要危险因素，背屈范围在不处于36.5°［12］和45°［13］的范围内时患PT的风险会更高。跳跃时，踝关节的活动范围很重要，因为在着地阶段，踝关节吸收了总动能的37%－50%［14］。在着地过程中，踝关节背屈度的降低与地面反力的增加有一定的相关性，地面反作用力的增加，加上脚踝吸收动能的能力的改变，可能会增加髌腱的负荷。

根据研究发现，腘绳肌和股四头肌功能也是影响髌腱末端病发展的重要因素。腘绳肌和股四头肌等肌肉是分散落地冲击力的主要解剖结构。腘绳肌灵活性的降低可能是导致髌腱超负荷的原因之一，其机制是降低伸肌的活动能力，增加膝关节伸展时对股四头肌的需求。同样，股四头肌柔韧性的下降也可能通过增加髌腱内的被动张力而导致超负荷。正常情况下股四头肌本身具有良好的弹性，从而可以缓冲收缩时对髌腱止点处造成的牵拉，但随着股四头肌收缩能力下降，会使肌肉弹性降低、出现僵硬，缓冲作用下降，致使髌腱末端负荷增加，导致局部组织细胞受到损伤和破坏，发生变性及死亡。也有研究表明，运动股四头肌内外侧头之间的激活比率在髌腱末端病患者中存在差异，髌腱末端病患者中股内侧肌的激活较晚，这种异常的肌肉激活顺序可能会影响髌骨的正常运动轨迹，进而影响髌腱和关节面间的应力，导致髌腱末端病发生。

表2 髌腱末端病内部危险因素

3.2 髌腱末端病治疗方案

3.2.1 非手术治疗

髌腱末端病是一种治愈困难且复发率很高的疾病，目前对于PT多采取非手术方式治疗，但由于其发病机制比较繁多复杂，因此相应的治疗方式也难以统一且利弊不一。最早对PT的快速治疗方法是冷冻疗法，虽然冷冻效果缓和了PT新血管的形成［15］，但冰块的使用条件受到很大限制，而且运动员参加比赛前不能使用冰敷，它可能损害运动功能和掩盖疼痛，导致再次受伤［15］。髌骨反力带同样是最早被人们采用的辅助手段，通过改变髌骨与髌腱之间的夹角以减轻髌腱的劳损［16］，但更多的研究证明其效果与完全不进行治疗的患者没有差别，甚至会导致髌软骨软化［17］。注射非甾体类抗炎药、类固醇和透明质酸是临床经常采取的治疗手段，但PT的组织病理学已经显示PT并没有炎症的存在。且非甾体类抗炎药可能会引起心脏、肾脏和胃肠道并发症［5］，类固醇注射还存在肌腱断裂的风险。因此对于这些抗炎药的使用存在不小的争议。硬化剂可以阻断神经，抑制新血管形成，但它的长期疗效却很糟糕。富血小板血浆注射似乎对PT有好的作用，可注射剂量标准的不确定让临床试验很难进行。有部分研究提到了抑肽霉和三硝酸甘油酯的应用［18，19］，但所涉及的研究缺乏充足的证据。有研究发现细胞疗法对PT产生了好的结果，且还没有发现副作用，这可能是对PT治疗一个积极的信号，需要更多的研究来确定它的可靠性。这些治疗方案虽然在临床上均有不同程度的疗效，但其各自的局限性都很大，不适宜普遍采用。对于非手术治疗，离心训练和体外冲击波治疗是认可度最高和被广泛应用的两种治疗髌腱末端病的方法。

离心训练因其内容简易方便而且治疗成本低廉，成为治疗PT的金标准（图1）［20］。新血管的生成会使PT疼痛加剧，Rees等人发现在每次离心训练过程中，肌腱新生血管中的血流会暂时中断［21］。另一项研究也显示血流减少了45%。这可能是离心收缩产生的剪应力通过破坏肌腱周围微循环来减少血流，也阻止了粘多糖产生，从而抑制了疼痛。而且肌腱毛细血管较少且离心训练肌肉氧耗较小，可以降低肌腱供血［22］。所以重复进行离心训练可以反复中断新血管血流，以此缓解疼痛。在离心训练中，髌腱受到重复的负荷和释压，使得髌腱力发生了高频波动，这可能为髌腱重塑提供了重要的神经刺激，有利于PT改善［23］。股内外侧肌活动失衡是PT的危险因素［24］，PT患者存在主动肌和拮抗肌不平衡情况，会对关节稳定性产生影响。柳华等人发现离心训练可以增加肌肉平衡，维持膝关节稳定性［25］有些研究认为肌肉峰值力矩角度越小髌腱越易受到损伤，而离心训练可以通过增加峰值力矩角度对肌腱起到保护作用［26］。I型胶原纤维对PT改善也有很大的帮助，Langberg等人在12周的离心训练后发现PT疼痛感减弱而且刺激了I型胶原纤维的形成，但胶原降解率并没有增加。这表明离心训练增加了I型胶原纤维沉积，加强了髌腱质量。因为髌腱病变区域通常会更有可能合成性能较差的III型胶原蛋白。而且离心训练改变了肌肉与肌腱结构和黏弹性，使胶原和肌纤维重新排列［27］，提高了髌腱在外力作用下抗变形能力，从而更好地吸收和转移了髌腱负荷。同时近期有研究发现，进行离心性的抗阻训练有效改善了中年肥胖女性的体重和BMI［28］，这也进一步说明了离心训练对于治疗髌腱末端病的有效性。

图1 离心训练常见的康复训练动作示意图［32］

体外冲击波治疗因其对末端病和腱性结构损伤疗效显著而被广泛推广，逐渐成为运动性肌腱损伤最为重要的治疗手段。冲击波是通过固体、液体和气体传播的一种特殊的非线性压力波，可以快速达到压力顶峰。因此，冲击波可以直达人体深部组织而不易被浅表组织吸收［29］。通常人们认为体外冲击波是通过过度镇痛从而提高了痛阈来缓解疼痛的［30］，对疼痛部位的过度刺激会影响脑干信号以及P物质的作用，减弱了疼痛信号的传递。而另外一些学者认为体外冲击波治疗PT与刺激组织再生有关，体外冲击波通过造成组织的微创伤来刺激机体的愈合功能［31］，促进了I型胶原纤维的形成，降低了与肌腱病变相关的基质金属蛋白酶和白细胞介素的产生［32］，从而刺激了组织的再生，缓解了疼痛。同时当冲击波在人体组织中传导时，由于组织中含有大量的微小气泡，气泡在冲击波的作用下急速膨胀，可以使受冲击部位组织微循环加速，打通生理性关闭的微血管，加速毛细血管微循环，增加细胞吸氧功能，改善局部组织微循环，最终达到促进软组织愈合的目的［33］。

3.2.2 手术治疗

手术治疗是在保守治疗和物理疗法均没有好的疗效的情况下，被迫采取的一种激进的治疗手段。因为虽然非手术治疗在大多数PT患者中是成功的，但仍然有10%的患者治愈效果不佳，需进行手术治疗。手术治疗目前最常用的是开放手术和关节镜手术。这两种手术的目的是髌腱的腱切开术，异常组织的切除，以及通过钻孔和边缘切除刺激髌骨远端来诱导修复过程。

开放手术是从髌骨下极到胫骨结节作纵行切口，通过肌腱的纵行切口接近和清除后部退变组织，用锯片切除髌骨远端5毫米，然后用钻孔器在膝盖骨的下极穿孔，形成促进修复的出血床，最后用可吸收缝线缝合肌腱和副腱（图2a）［34］。其优点是可以直观地看到整个髌腱组织来进行修复，切除腱组织的量相对来说要容易控制［35］。在对经历开放手术的PT患者进行长达两年和四年的随访研究中发现80%以上疗效显著［36，37］，另一项研究更是显示在70%显著疗效的基础上，有82%的运动员重返比赛［38］。由此可见该手术虽然可以直接清除髌骨下极髌腱的病灶，但创伤大，恢复时间长［39］。

关节镜手术是确定髌骨下极，切除邻近的滑膜组织，显露髌近端肌腱后区退变组织，切除至观察到正常的肌腱纤维。远端用锯片切除5毫米的髌骨。最后止血，进行关节灌洗（图2b）［34］。Lorbach等人研究显示关节镜下切除髌骨远端部分达到了90%的良好效果［40］，另一项研究也表示关节镜手术对治疗PT效果显著，且有71%的运动员重返赛场［36］。但由于滑膜及髌下脂肪覆盖，关节镜手术多数情况下难以见到髌下髌腱附着部典型病理改变［39］。

图2 髌腱末端病手术治疗方案示意图［1］

一项近期的临床手术治疗PT的平均成功率显示，开放治疗为87%，关节镜治疗为91%。在随访中发现关节镜与开放手术治疗的平均恢复时间为3.9个月和8.3个月，其术后运动恢复率分别为82.3%和78.4%。开放手术和关节镜手术均对PT治疗效果显著，但手术治疗虽然可以直接切除炎性反应病灶，但有可能导致局部软组织黏连额加重，从而引发关节性能降低等不良反应［41］。所以对手术治疗的选择要持慎重的态度。考虑到关节镜治疗的效果与开放手术差异不大，但恢复运动的速度更快，所以建议在有条件的情况下优先使用关节镜手术治疗PT。

表3 髌腱末端病相关治疗方案

4 结论与建议

4.1 结论

4.1.1 篮球和排球是髌腱末端病的高发项目。

4.1.2 髌腱末端病的外部危险因素包括运动员运动水平及跳跃能力、较大膝关节屈曲角度着陆、训练装备、训练强度、训练场地和类固醇药物使用情况等，而训练量对髌腱末端病的影响尚不明确。25岁以上的肥胖男性是髌腱末端病的高发人群，另外踝关节背屈角度、腘绳肌与股四头肌的肌肉功能亦是影响髌腱末端病的内部危险因素；

4.1.3 离心训练和体外冲击波是治疗髌腱末端病最常用且最有效的非手术治疗方案。而手术治疗是一种被迫采取的应急治疗方案，关节镜手术相比于开放手术恢复期更短且创伤更小，在进行手术治疗时可以优先考虑关节镜手术。

4.2 建议

影响髌腱末端病的外部因素在一定程度上是可控的，可以通过一些合理的干预手段对其进行控制，如适当减小训练强度、增大训练间隙、选取合适的训练装备和改变训练场地以及调整运动员的着陆动作等。离心训练是一种相对平缓且有效的治疗方式，可以将其作为治疗髌腱末端病的一种康复手段，与临床治疗相结合，可能会对治疗髌腱末端病有更好的效果。