徐 強，趙永東，陳柱鴻，陳海龍，杜 滂

不同地區(qū)新兵在高海拔地區(qū)體能訓(xùn)練致膝關(guān)節(jié)損傷的MRI研究

徐 強1，趙永東1，陳柱鴻1，陳海龍1，杜 滂2

目的 對比研究不同海拔地區(qū)新兵在高海拔地區(qū)體能訓(xùn)練各階段致膝關(guān)節(jié)損傷的MRI表現(xiàn)特點，為減少其發(fā)生提供理論依據(jù)。方法 120名新兵，分為低海拔組和高海拔組，在新訓(xùn)的第1、2、3個月行右膝關(guān)節(jié)MRI掃描，觀察各階段的膝關(guān)節(jié)骨質(zhì)(骨髓、骨皮質(zhì)、關(guān)節(jié)軟骨)、半月板、韌帶、軟組織及關(guān)節(jié)腔損傷情況。結(jié)果 (1)低海拔組新兵第1階段骨髓水腫及關(guān)節(jié)腔積液檢出率(85.0%、65.0%)高于高海拔組新兵檢出率(46.7%、33.3%;P<0.01)；低海拔組新兵第2階段骨髓水腫及關(guān)節(jié)腔積液檢出率(91.7%、86.7%)高于高海拔組新兵檢出率(71.7%、65.0%;P<0.01)；(2)低海拔組新兵第2、3階段半月板損傷檢出率(16.7%、20.0%)高于同階段高海拔組新兵檢出率(1.7%、3.3%;P<0.01)；(3)兩組新兵各階段骨皮質(zhì)、關(guān)節(jié)軟骨、韌帶及軟組織損傷檢出率差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論 低海拔地區(qū)新兵新訓(xùn)期膝關(guān)節(jié)損傷率高于高海拔地區(qū)，應(yīng)該根據(jù)新兵來源地區(qū)的海拔高度制定正確施訓(xùn)策略和防護措施，以減少其發(fā)生。

新兵；高海拔訓(xùn)練；膝關(guān)節(jié)損傷；磁共振成像

由于部隊新兵集訓(xùn)期短、訓(xùn)練強度大, 且在寒冷的冬季進行，訓(xùn)練傷已成為影響新兵健康和新訓(xùn)任務(wù)完成的一個重要因素。既往有研究表明，軍事訓(xùn)練損傷以膝關(guān)節(jié)損傷率最高[1]，了解和掌握不同海拔地區(qū)新兵在高海拔條件下體能訓(xùn)練致膝關(guān)節(jié)損傷發(fā)生的特點，可為制定科學(xué)的施訓(xùn)策略和正確防護措施提供重要依據(jù)，從而達到最大限度減少和避免損傷的發(fā)生，確保新兵訓(xùn)練順利進行和目標(biāo)最優(yōu)。

1 對象與方法

1.1 對象 采用整群抽樣方法，選取某部(海拔2300 m)2013～2014年新入伍的120名男性新兵為研究對象，年齡l7～25歲，平均(19.0±1.3)歲。按新兵來源分布地區(qū)的海拔高度分為低海拔組(海拔高度小于500 m)和高海拔組(海拔高度大于1500 m)。低海拔組即江蘇、山東籍新兵各30名，高海拔組即甘肅籍新兵60名。兩組新兵的年齡、身高、體重差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，入伍前均無參加體育訓(xùn)練史，所有入選人員均由骨科?？漆t(yī)師檢查排除膝關(guān)節(jié)慢性疼痛及外傷史。

1.2 方法 所用機器為德國西門子公司ESSENZA 1.5T超導(dǎo)型磁共振(magnetic resonance, MR)機，使用膝關(guān)節(jié)8通道專用線圈?；颊哐雠P位，矢狀位：T2-tse-FS，F(xiàn)OV：170 mm，層厚：3 mm，TR：5070 ms，TE：90 ms，矩陣：384×384；T1-opp-FL2d，F(xiàn)OV：200 mm，層厚：3 mm，TR：600 ms，TE1：3.04 ms，TE2:7.0 ms矩陣：256×256；T2-tse-pd，F(xiàn)OV：160 mm，層厚：3 mm，TR：3950 ms，TE1：25 ms，TE2:74 ms，矩陣：256×256。冠狀位：pd-tse-FS，F(xiàn)OV：170 mm，層厚：3 mm，TR：3100 ms，TE：26 ms，矩陣：256×256；T2-me3d-we，F(xiàn)OV：160 mm，層厚：1.5 mm，TR：53 ms，TE：24 ms，矩陣：320×320。所有實驗者均于新訓(xùn)的第1、2、3個月行右膝關(guān)節(jié)MRI掃描，分別代表新訓(xùn)的第1、2和第3階段，常規(guī)做以上5個序列的掃描檢查。

1.3 圖像評價 由兩名放射科副主任醫(yī)師閱磁共振圖像(magnetic resonance imaging, MRI)，分析各序列、各訓(xùn)練階段膝關(guān)節(jié)的骨質(zhì)(骨髓、骨皮質(zhì)、關(guān)節(jié)軟骨)、半月板、韌帶、軟組織及關(guān)節(jié)腔損傷情況, 并取得一致意見。骨髓水腫MRI表現(xiàn)判斷標(biāo)準(zhǔn)為：在T1加權(quán)像(T1weighted imaging, T1WI)上為骨髓腔內(nèi)片狀、小斑片狀稍低或等信號，T2加權(quán)像(T2weighted imaging, T2WI)為稍高或等信號，邊界不清；質(zhì)子加權(quán)脂肪抑制像(proton weighted imaging fat suppression, PDWI-FS)序列圖像上為片狀、小斑片狀高信號影，與周圍信號被抑制的骨髓形成鮮明的對比，邊界較清晰[2](圖1)。半月板損傷按表現(xiàn)分為3度[3]：Ⅰ度表現(xiàn)為半月板內(nèi)局限性信號增高(圖2)；Ⅱ度表現(xiàn)為半月板內(nèi)出現(xiàn)水平或斜行的高信號帶，未達到半月板的關(guān)節(jié)面；Ⅲ度表現(xiàn)為半月板內(nèi)異常高信號帶累及半月板的關(guān)節(jié)面。關(guān)節(jié)腔損傷為T2WI髕上囊及關(guān)節(jié)腔內(nèi)高信號影(圖3)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 所有數(shù)據(jù)用SPSS 16.0軟件進行統(tǒng)計分析，不同組間檢出率的比較采用Fisher確切概率法或χ2檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

圖1 新兵(男，18歲)集訓(xùn)期膝關(guān)節(jié)骨髓水腫

A.T1WI矢狀位，右股骨內(nèi)側(cè)髁片狀低信號影，邊界模糊；B.PDWI-FS冠狀位，右脛骨上端片狀高信號影，邊界清楚

圖2 新兵集訓(xùn)期膝關(guān)節(jié)半月板損傷

男性，22歲，右膝關(guān)節(jié)半月板I度損傷。PDWI-FS矢狀位。外側(cè)半月板后角內(nèi)局限性信號增高

圖3 新兵集訓(xùn)期膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)腔積液

男性，19歲，男，右膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)腔積液伴前交叉韌帶損傷。右膝關(guān)節(jié)冠狀位掃描。關(guān)節(jié)腔內(nèi)高信號影及前交叉韌帶內(nèi)見高信號影

2 結(jié) 果

新訓(xùn)不同階段新兵膝關(guān)節(jié)損傷情況見表1。

2.1 骨髓水腫比較 兩組新兵第1、2階段骨髓水腫檢出率差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，低海拔組新兵檢出率高；第3階段骨髓水腫檢出率差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

2.2 半月板損傷比較 兩組新兵在第1階段半月板損傷檢出率差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，第2、3階段半月板損傷檢出率差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，低海拔組新兵檢出率高；全部新兵第3階段11.7%(14/120)的膝關(guān)節(jié)的半月板損傷，其中內(nèi)側(cè)半月板42.9%(6/14)，外側(cè)半月板57.1%(8/14)。Ⅰ度損傷85.7%(12/14)，Ⅱ度損傷14.3%(2/14)。

2.3 關(guān)節(jié)腔損傷比較 兩組新兵在第1、2階段關(guān)節(jié)腔損傷檢出率差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，第3階段關(guān)節(jié)腔損傷檢出率差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

2.4 骨皮質(zhì)、關(guān)節(jié)軟骨、韌帶及軟組織損傷比較 兩組新兵各階段骨皮質(zhì)、關(guān)節(jié)軟骨、韌帶及軟組織損傷均未檢出。

3 討 論

高原醫(yī)學(xué)研究證明，在高原高寒、缺氧環(huán)境中,人體細(xì)胞代謝結(jié)構(gòu)及器官功能結(jié)構(gòu)均發(fā)生全面的變化[4]，如基礎(chǔ)代謝率增加，耗氧量增多。有研究認(rèn)為，在高原環(huán)境中進行運動訓(xùn)練，與平原相比，同樣強度下肌肉的負(fù)荷增加，肌組織易處于無氧代謝狀態(tài),無氧代謝使自由基增多，肌乳酸增高，使肌肉群易疲勞，肌耐力下降，增加了應(yīng)力性骨損傷發(fā)生的危險性[5、6]。此外，低海拔地區(qū)新兵初進高原，短期內(nèi)不能適應(yīng)高寒缺氧低氣壓等氣候條件，其心理和生理上均有不同程度的變化，主要表現(xiàn)為失眠、抑郁、焦慮及認(rèn)知功能的下降[7,8]，以及腦細(xì)胞缺氧敏感[9]，導(dǎo)致在訓(xùn)練中注意力不集中，動作遲緩不協(xié)調(diào)，應(yīng)急反應(yīng)差，易疲勞，表現(xiàn)在訓(xùn)練技巧、要領(lǐng)掌握欠佳，防御保護反應(yīng)遲鈍。高海拔地區(qū)新兵由于長期生活在高原環(huán)境下，無論是心理還是機體的器官、組織細(xì)胞等各個方面都能夠適應(yīng)高原低氧高寒氣候[10]。

表1 兩組新兵三個訓(xùn)練階段膝關(guān)節(jié)損傷情況 [n=60；(n;%)]

注：兩組新兵三個訓(xùn)練階段均未發(fā)現(xiàn)骨皮質(zhì)、關(guān)節(jié)軟骨和軟組織損傷

本研究中，低海拔地區(qū)的新兵初到高原，短期內(nèi)不能適應(yīng)高原氣候條件，因此新訓(xùn)第1、2階段的骨髓水腫檢出率及關(guān)節(jié)腔積液明顯高于高海拔地區(qū)新兵，但兩組之間半月板損傷檢出率無明顯差異。隨著第3階段訓(xùn)練量的加大，同時低海拔地區(qū)新兵對高原氣候逐漸適應(yīng)，兩組骨髓水腫檢出率及關(guān)節(jié)腔積液已無明顯差別。但由于增加了障礙跑和長途拉練，低海拔組新兵的半月板損傷檢出率高于高海拔組。所以，不同海拔地區(qū)的新兵在高海拔地區(qū)由于其身體機能差異，對訓(xùn)練量的適應(yīng)程度也有差別，對不同地區(qū)的新兵應(yīng)因材施教，低海拔地區(qū)的新兵適應(yīng)性訓(xùn)練尤為關(guān)鍵。

結(jié)合不同海拔地區(qū)新兵在高海拔地區(qū)新訓(xùn)的實際情況及膝關(guān)節(jié)損傷的發(fā)病機制和危險因素，筆者認(rèn)為，采取以下措施可減少訓(xùn)練傷的發(fā)生：(1)注重心理健康教育，做好心理疏導(dǎo)，消除低海拔地區(qū)新兵的恐懼心理，樹立信心，加強自我保護意識。(2)科學(xué)安排訓(xùn)練量及訓(xùn)練內(nèi)容，重視訓(xùn)練前的熱身運動,提高機體的應(yīng)急性和適應(yīng)性，避免單一動作長時間、高強度訓(xùn)練，防止肌肉、韌帶的損傷。將體能訓(xùn)練與技術(shù)訓(xùn)練交替安排，使膝關(guān)節(jié)有休息及微小損傷修復(fù)的機會，此外，因材施教、因人施訓(xùn)，對低海拔地區(qū)新兵的訓(xùn)練應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范技術(shù)動作，循序漸進，合理安排體能訓(xùn)練和理論學(xué)習(xí)的課時量。(3)膝關(guān)節(jié)被動伸展性抗阻訓(xùn)練是預(yù)防膝關(guān)節(jié)運動創(chuàng)傷的有效方法，可使肌肉、關(guān)節(jié)、韌帶的運動功能得到加強。施訓(xùn)人員可向新兵示范講解，使其正確掌握，不僅有效減少新兵在軍訓(xùn)中的膝關(guān)節(jié)損傷，而且可以明顯提高新兵服役期間的身體素質(zhì)。(4)訓(xùn)練時加強運動保護及保暖，佩戴護膝。(5)注重訓(xùn)練中及訓(xùn)練后的恢復(fù)鍛煉，及時自我放松，訓(xùn)練間隙和訓(xùn)練后可自我按摩，以促進血液循環(huán)，加速代謝產(chǎn)物的排泄，減少乳酸堆積。本研究中新訓(xùn)后期新兵的膝關(guān)節(jié)損傷達到高峰，所以新訓(xùn)后的常規(guī)訓(xùn)練應(yīng)減少下肢的訓(xùn)練負(fù)荷，以免影響膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)，防止損傷的進一步發(fā)展。

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(2015-01-07收稿 2015-03-24修回)

(責(zé)任編輯 岳建華)

MRI in revealing knee injury of recruits coming from different altitudes caused by physical training at high altitudes

XU Qiang1,ZHAO Yongdong1,CHEN Zhuhong1,CHEN Hailong1, and DU Pang2.

1.Department of Radiology, Hospital of Gansu People’s Armed Police Forces, Lanzhou 730050, China; 2. Department of Radiology, Fourth Military Medical University, Tangdu Hospital, Xi’an 710038,China

Objective To study comparatively the MRI features of knee injuries caused by physical training at high altitudes in different stage in recruits coming from different altitudes and provide a theoretical basis for reducing the incidence of knee injuries. Methods 120 recruits were divided into two groups: low-altitude group and high-altitude group. Then, we observed the lesions of their right knees’ joint in different stages including cortical bone, bone marrow, cartilage, meniscus, ligaments and articular cavity by examining with 1.5T MRI in the first three months of training. Results (1) The detectable rate of low-altitude group’s bone marrow edema and joint effusion in the first stages and second stages(first stage 85% and 65%，second stage 91.7% and 86.7%) were all higher than that of high-altitude group’s (first stage 46.7% and 33.3%，second stage 71.7%and 65%；P<0.01).(2)The detectable rate of low-altitude group’s meniscus injury in the second and third stages (second stage 16.7%，third stage 20%)were all higher than that of high-altitude group’s (second stage 1.7%，third stage 3.3%；P<0.01). (3)The differences in the detectable rates of both groups’ cortical bone, cartilage, ligaments and soft tissue injury in different stages were not statistically significant. Conclusions The injury rate in recruits from low altitude is higher than that in recruits from high altitude. Therefore, it is necessary to develop protective and scientific strategies to reduce the chances of injury’s occurrence.

new recruits；physical training at high altitudes; knee injuries; magnetic resonance imaging

武警部隊衛(wèi)生專業(yè)科研立項(WJWSB2012-12)

徐 強，本科學(xué)歷，主治醫(yī)師，E-mail:1065598920@qq.com

1.730050 蘭州，武警甘肅總隊醫(yī)院放射科；2.710038 西安，第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院放射科

杜 滂，E-mail：1291119743@qq.com

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