祁鈺杰，王 琳

(上海體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院,上海 200438))

0 前 言

近年來(lái)，隨著“全民健身”和“健康中國(guó)”的實(shí)施與推動(dòng)，大眾健身意識(shí)不斷覺醒，中長(zhǎng)跑和馬拉松逐漸成為大眾參與運(yùn)動(dòng)的重要方式[1]。跑步具有改善心血管功能、提高心肺耐力及減輕體重等益處[2]，然而也會(huì)增加骨骼肌肉損傷的風(fēng)險(xiǎn)[3]，其中髕股疼痛綜合征是最常見的膝關(guān)節(jié)損傷疾病[4]。本文探討了跑步者在改變步頻和跑步落地模式時(shí)，髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力和下肢關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)相關(guān)參數(shù)的基本規(guī)律特征，通過(guò)人體運(yùn)動(dòng)學(xué)的調(diào)整以及由于這些調(diào)整引起的下肢關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)的變化，從而討論有關(guān)降低髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力、降低髕骨疼痛綜合征損傷風(fēng)險(xiǎn)的因素，為進(jìn)一步的研究提供參考。

1 髕骨疼痛綜合征

髕股疼痛綜合征(patellofemoral pain syndrome, PFPS)是一種常見的下肢過(guò)度使用性損傷疾病，其主要臨床表現(xiàn)為在深蹲、上下樓梯、跑步或者跳躍等動(dòng)作后誘發(fā)或加重疼痛的一種膝關(guān)節(jié)周圍疼痛[5]。膝關(guān)節(jié)是跑步時(shí)最易損傷的關(guān)節(jié)，而髕股疼痛綜合征是膝關(guān)節(jié)疾病中最常見的損傷。髕股疼痛綜合征沒有明確單獨(dú)的診斷試驗(yàn)[6]，只在排除了髕腱病變、髂脛束綜合征和脛股關(guān)節(jié)病變后，由出現(xiàn)在髕前、髕周或髕后的疼痛作為臨床診斷的標(biāo)準(zhǔn)。它是一種持續(xù)性的疾病，并最終會(huì)發(fā)展成為不可逆的髕股關(guān)節(jié)炎[7]，對(duì)患者的健康產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

髕股疼痛綜合征在不同的人群中有不同的發(fā)病率。Smith[8]等最近的一篇Meta分析結(jié)果顯示，在新兵中PFPS的發(fā)病率為每年每1 000個(gè)人中，有9.7～571.4例；在青年運(yùn)動(dòng)員中發(fā)病率則為5.1%～14.9%。在業(yè)余跑者中，在一項(xiàng)為期10周的“開始跑步計(jì)劃”[9,10]期間，髕股疼痛綜合征有高達(dá)17%-26%的發(fā)病率。此外，有學(xué)者報(bào)道PFPS的發(fā)病率存在性別差異，女性髕股疼痛綜合征的患病率高于男性，約為2～3倍[11]。由此可見，PFPS的發(fā)病率較高且具有人群差異特征，常見于運(yùn)動(dòng)人群和從事軍事訓(xùn)練人群，女性群體高于男性群體。

2 PFPS致病的風(fēng)險(xiǎn)因素

髕股疼痛綜合征明確的病因還未完全明了，目前大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力(Patellofemoral joint stress，PFJS)與PFPS的發(fā)生發(fā)展有密切的關(guān)系[12]。髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力(或接觸壓力)是指作用于關(guān)節(jié)單位接觸面積上的壓縮力，其大小與髕股關(guān)節(jié)反作用力和髕股關(guān)節(jié)的接觸面積有關(guān)[13]。其中髕股關(guān)節(jié)反作用力(Patellofemoral joint reaction force，PFJRF)是作用于髕股關(guān)節(jié)上的合力。在健康的髕股關(guān)節(jié)中，髕股關(guān)節(jié)反作用力會(huì)均勻地分布在關(guān)節(jié)軟骨的表面上。生物力學(xué)模型和MRI證實(shí)[14-16]，與健康對(duì)照組相比，PFPS患者在步行、跑步或仰臥等長(zhǎng)伸膝運(yùn)動(dòng)中髕股關(guān)節(jié)接觸面積更小。且PFPS的患者在快走[15]和蹲坐[17]時(shí)，髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力升高。跑步時(shí)膝關(guān)節(jié)處于持續(xù)的重復(fù)性負(fù)荷中，由于髕軟骨代謝活動(dòng)增加[18]或髕骨積水的增多、增大了髕骨的浮動(dòng)[19]，從而引發(fā)疼痛。因此，降低髕骨關(guān)節(jié)應(yīng)力可能有助于改善PFPS的癥狀。

影響髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力的重要風(fēng)險(xiǎn)因素主要包括髕股關(guān)節(jié)異常的靜態(tài)對(duì)線、異常動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)及膝關(guān)節(jié)周圍肌力不足和髖、踝關(guān)節(jié)生物力學(xué)異常等[22-29]。

2.1 髕股關(guān)節(jié)異常的靜態(tài)對(duì)線和動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)

髕股關(guān)節(jié)自身的靜態(tài)對(duì)線不良會(huì)引發(fā)髕骨的異常運(yùn)動(dòng)，使髕骨的運(yùn)動(dòng)軌跡異常，減小了髕股關(guān)節(jié)的接觸面積，髕股關(guān)節(jié)反作用力增大，從而導(dǎo)致髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力增加。滑車溝角(sulcus angle)和矢狀面上髕骨的位置等常用于評(píng)估髕骨的靜態(tài)對(duì)線。過(guò)大的滑車溝角意味著股骨滑車結(jié)構(gòu)的異常，即滑車的深度變淺，髕骨有半脫位的趨勢(shì)[20]，使髕股關(guān)節(jié)負(fù)荷分布不均，導(dǎo)致一側(cè)應(yīng)力增大；在膝屈曲30°時(shí)，若矢狀面上髕骨的位置升高，這會(huì)增加髕骨半脫位的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致髕股關(guān)節(jié)接觸面積減小，從而增加了髕骨關(guān)節(jié)應(yīng)力[21]，引發(fā)疼痛。此外，髕股關(guān)節(jié)異常的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)也會(huì)引起PFPS的發(fā)生。下肢在額狀面上的過(guò)度運(yùn)動(dòng)，如過(guò)度的膝外翻，會(huì)使髕股關(guān)節(jié)外側(cè)應(yīng)力升高，產(chǎn)生疼痛。Liao等人[22]發(fā)現(xiàn)僅5°脛骨的內(nèi)旋，就可以增加髕軟骨的剪切應(yīng)力，從而增加了髕股外側(cè)關(guān)節(jié)的接觸壓力。

2.2 近端關(guān)節(jié)

髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力會(huì)受到近端關(guān)節(jié)——髖關(guān)節(jié)的生物力學(xué)影響。髖關(guān)節(jié)內(nèi)收(HADD)和內(nèi)旋(HIR)的增大會(huì)使髕骨外側(cè)移位增加[22,23]，從而使髕股外側(cè)小關(guān)節(jié)壓力增大，導(dǎo)致髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力的增加。一項(xiàng)前瞻性研究中發(fā)現(xiàn)，跑步時(shí)HADD峰值增加是女性跑步者未來(lái)PFPS發(fā)展的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素[24]。此外，Boling[25]等人報(bào)告，在跳躍-著陸的任務(wù)中，HIR峰值的增加是混合性別的軍隊(duì)人群未來(lái)PFPS發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)因素之一。

2.3 遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)

在遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)，足生物力學(xué)的異常也會(huì)影響到PFPS的發(fā)生與發(fā)展。足舟骨跌落的增加被認(rèn)為是未來(lái)PFPS發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)因素[26]，舟骨位移的改變會(huì)使韌帶、肌腱等對(duì)內(nèi)側(cè)縱弓的支撐不足，引起距下關(guān)節(jié)過(guò)度內(nèi)旋。Thijs[27]等人認(rèn)為，第二、三跖骨下峰值力的增加是跑步人群中PFPS的風(fēng)險(xiǎn)因素，這種峰值力的增加會(huì)使足旋前減小，在觸地階段使足的沖擊衰減減小，地面反作用力會(huì)從遠(yuǎn)端向近段轉(zhuǎn)移，因而增大了髕股關(guān)節(jié)的接觸力，誘發(fā)疼痛，引起PFPS。

2.4 肌力

股四頭肌肌力不足已被證實(shí)為PFPS的風(fēng)險(xiǎn)因素之一[28]，股內(nèi)側(cè)肌肌力下降和肌肉激活延遲與PFPS有關(guān)。Souza[29]等研究發(fā)現(xiàn)，患有PFPS的休閑跑者膝關(guān)節(jié)伸肌峰值力矩低于無(wú)癥狀跑者。研究對(duì)比了PFPS患者和健康受試者股內(nèi)、外側(cè)肌的肌電激活的差異，發(fā)現(xiàn)在功能性任務(wù)中，PFPS患者股內(nèi)側(cè)肌激活時(shí)間要遲于股外側(cè)肌，延遲時(shí)間約為健康對(duì)照組的1.44倍。這種肌力的不平衡會(huì)使髕骨外移和傾斜，使髕骨外側(cè)關(guān)節(jié)面的接觸壓力增加。

綜上所述，影響髕股疼痛綜合征的風(fēng)險(xiǎn)因素眾多且相互關(guān)聯(lián)。這些生物力學(xué)的的異常會(huì)引起髕股關(guān)節(jié)接觸面積及應(yīng)力分布的改變，使髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力增高，產(chǎn)生疼痛。因此，眾多研究已建議PFPS的治療和干預(yù)應(yīng)從改變下肢的異常生物力學(xué)出發(fā)，使髕股關(guān)節(jié)對(duì)位對(duì)線正常，從而降低髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力，改善PFPS癥狀。

圖1 PFPS致病的風(fēng)險(xiǎn)因素

3 PFPS的預(yù)防與干預(yù)方法

目前跑步者PFPS常見的治療方法包括運(yùn)動(dòng)療法、足矯形器和跑步再訓(xùn)練等[32,33]。跑步時(shí)，PFPS跑者的后足外翻峰值增加，足矯形器的設(shè)計(jì)旨在控制足的過(guò)度內(nèi)旋。研究表明[30]在進(jìn)行足矯形器的干預(yù)后，PFPS組的后足外翻峰值顯著降低。也有人發(fā)現(xiàn)足矯形器對(duì)患有PFPS跑者短期的積極影響[31]，卻無(wú)明顯運(yùn)動(dòng)學(xué)變化。因此，足矯形器使用效果的結(jié)果是矛盾的，其臨床適用性有待考究。

運(yùn)動(dòng)療法主要是針對(duì)髖關(guān)節(jié)周圍肌群的力量訓(xùn)練，研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)療法可以減輕膝關(guān)節(jié)疼痛，然而在訓(xùn)練后下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)并無(wú)顯著變化[32]，這意味著支撐這些積極效果的機(jī)制尚不清楚，在臨床應(yīng)用中無(wú)法為PFPS跑者的生物力學(xué)治療目標(biāo)進(jìn)行量化和定制?？赡苓\(yùn)動(dòng)療法的機(jī)制多為肌力和本體感覺的改善，而非下肢關(guān)節(jié)生物力學(xué)的改變。

為了糾正跑步者跑步時(shí)下肢的異常對(duì)位對(duì)線，一些研究者提出了“跑步再訓(xùn)練”這一干預(yù)方法，定義為“實(shí)施任何旨在改變個(gè)人跑步力學(xué)或技術(shù)的提示或策略”[33]，其目的在于修正下肢的異常對(duì)線，改變跑者的跑步生物力學(xué)，使跑步時(shí)產(chǎn)生的沖擊力均勻地分布在髕股關(guān)節(jié)表面，以降低髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力。這種方法目前越來(lái)越多的被采用，主要通過(guò)訓(xùn)練改變跑步的跑步落地模式和步頻[34-37,42-49]。研究發(fā)現(xiàn)，“跑步再訓(xùn)練”中，增加5%～10%的步頻可以降低HADD峰值角度[34,35]；還有研究報(bào)告了增加步頻后髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力的降低[36]。此外，將跑步落地模式從后足改為前足時(shí)，可以減弱或抵消后足落地時(shí)膝關(guān)節(jié)產(chǎn)生的垂直沖擊[37]，從而降低膝關(guān)節(jié)負(fù)荷。這些研究主要集中于健康人群，針對(duì)患有PFPS跑者髕股關(guān)節(jié)壓力的影響的研究較少。PFPS跑者由于其疾病癥狀，在跑步時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生代償性的運(yùn)動(dòng)策略而改變其下肢生物力學(xué)，因此將這些結(jié)論運(yùn)用到PFPS跑者上時(shí)需謹(jǐn)慎。

4 跑步再訓(xùn)練對(duì)于跑步者髕股關(guān)節(jié)壓力的影響

4.1 落地模式對(duì)髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力的影響

研究者根據(jù)足的落地模式一般將跑步落地模式分為三種，包括后足落地模式(rearfoot strike，RFS)、中足落地模式(mid foot strike，MFS)和前足落地模式(forefoot strike，F(xiàn)FS)。后足落地模式是指足初始觸地時(shí)足跟接觸地面。約有75%的跑者采用后足落地模式[38]，其余跑者采用前、中足落地模式。使用后足落地模式的跑者發(fā)生運(yùn)動(dòng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)較大，且發(fā)生膝關(guān)節(jié)疼痛的風(fēng)險(xiǎn)是其他落地模式的2.7倍[36]。Kulmala等人[42]通過(guò)比較習(xí)慣后足落地跑者和習(xí)慣前足落地跑者髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力和髕股關(guān)節(jié)接觸力的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與后足落地組相比，前足落地組有較低的髕股關(guān)節(jié)接觸力和髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力，且膝關(guān)節(jié)矢狀面的力矩較后足落地組低，這種較低的應(yīng)力降低了膝關(guān)節(jié)損傷的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

后足落地模式中存在一個(gè)沖擊瞬態(tài)(impact transient)[39]，定義為在支撐初期的50ms，垂直方向上的地面反作用力出現(xiàn)一個(gè)尖峰。研究表明這種尖峰僅在后足落地模式中出現(xiàn)，且若后足落地跑者存在這種瞬態(tài)沖擊，被認(rèn)為具有一定的臨床意義。前足和中足落地時(shí)跑步者的垂直沖擊峰值、平均垂直載荷率和瞬時(shí)垂直載荷率較后足落地跑者低[40]，這表明后足落地模式中，會(huì)在膝關(guān)節(jié)產(chǎn)生較高的減震和載荷率。這種較高的載荷率可能是由于后足在初始觸地時(shí)產(chǎn)生的沖擊瞬態(tài)引起的，增大了膝關(guān)節(jié)損傷發(fā)生的可能性。

跑步時(shí)將后足落地模式轉(zhuǎn)變?yōu)榍白懵涞啬Ｊ揭驯蛔C實(shí)能夠降低髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力。這些研究主要集中在下肢髖、膝、踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)等方面。Santos[41]等研究發(fā)現(xiàn)，將跑者的落地模式從后足落地轉(zhuǎn)變?yōu)榍白懵涞貢r(shí)，髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力峰值顯著減小。前足落地模式下，膝關(guān)節(jié)屈曲角度降低，膝關(guān)節(jié)伸肌力矩也有所下降。在支撐期時(shí)，前足落地模式會(huì)使壓力中心向踝關(guān)節(jié)的前方移動(dòng)，使小腿三頭肌內(nèi)部的踝關(guān)節(jié)跖屈力矩升高，以對(duì)抗踝關(guān)節(jié)外部的背屈力矩增加[42-43]，因此，踝關(guān)節(jié)及跟腱的負(fù)荷也會(huì)隨之增大，增加了踝關(guān)節(jié)和足部損傷的風(fēng)險(xiǎn)。一篇RCT研究中[45]，有25%的跑步者將跑步落地模式從后腳轉(zhuǎn)變?yōu)榍澳_時(shí)，在隨訪中報(bào)告有腳踝酸痛的癥狀。

踝關(guān)節(jié)在落地時(shí)對(duì)髖、膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)的變化起著很重要的作用。Valenzuela[43]等通過(guò)研究一組習(xí)慣后足落地模式(RFS)跑者，將其落地模式轉(zhuǎn)為前足落地模式(FFS)，比較兩種跑步方式中下肢各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)差異。研究表明踝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)活動(dòng)度在FFS下較高，而髖、膝關(guān)節(jié)在RFS下活動(dòng)度較高。在FFS下，足初始觸地時(shí)，踝關(guān)節(jié)跖屈，足常落在身體重心的下方，踝關(guān)節(jié)活動(dòng)度的增加會(huì)使髖、膝關(guān)節(jié)的屈曲角度減小，從而減小了質(zhì)心的垂直運(yùn)動(dòng)。此外，與RFS相比，采用前足落地的跑者有較大的踝關(guān)節(jié)背屈活動(dòng)度，這種較大的背屈活動(dòng)度與前交叉韌帶損傷降低有關(guān)；因此，采用前足落地的跑者前交叉韌帶的損傷風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)降低。

有關(guān)步長(zhǎng)是否會(huì)隨著落地模式的變化而變化是存在爭(zhēng)議的。Vannatta和 Kernozek[44]發(fā)現(xiàn)在同一組人群中將落地模式從后足轉(zhuǎn)為前足時(shí)，步長(zhǎng)前后并無(wú)變化，而一篇針對(duì)患有PFPS的跑步者在跑步干預(yù)后的研究中[45]，認(rèn)為轉(zhuǎn)變?yōu)榍白懵涞啬Ｊ綍r(shí)產(chǎn)生較大的膝關(guān)節(jié)屈曲角度是由步長(zhǎng)的減小引起的，這使伸膝角度減小，從而降低了膝關(guān)節(jié)的減震和負(fù)荷，減輕疼痛。這需要進(jìn)一步的研究。

綜上所述，跑步時(shí)的采用后足落地模式會(huì)有更高的膝關(guān)節(jié)損傷風(fēng)險(xiǎn)，采用前足落地模式可能有助于減輕PFPS跑步者的癥狀。需要注意的是，盡管前足落地模式會(huì)降低膝關(guān)節(jié)損傷的發(fā)生，但同時(shí)會(huì)增加踝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)活動(dòng)度，使跟腱的負(fù)荷提升，增加了踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)損傷的發(fā)生[42]。因此，為了降低跑步時(shí)膝關(guān)節(jié)損傷風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，在將足落地模式從后足轉(zhuǎn)為前足落地時(shí)，需要考慮踝關(guān)節(jié)損傷風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 步頻對(duì)髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力的影響

跑步時(shí)步頻的改變也會(huì)對(duì)髕股關(guān)節(jié)負(fù)荷產(chǎn)生影響[44,47-49]。在速度不變的情況下，增加單位時(shí)間內(nèi)的步頻會(huì)使步長(zhǎng)縮短，足在初試觸地時(shí)更接近身體的重心，從而有效地減小了地面反作用力作用于髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的力臂，使關(guān)節(jié)的力矩降低，減小了髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力[46]。

研究發(fā)現(xiàn)，在統(tǒng)一速度下，增加跑者10%的步頻，會(huì)使其膝、髖關(guān)節(jié)屈曲峰值角度和髖內(nèi)收角度的減少[37]，而較大的髖內(nèi)收角度被認(rèn)為是女性跑步者發(fā)生PFPS的一個(gè)危險(xiǎn)因素[24]。支撐期時(shí)膝關(guān)節(jié)屈曲峰值角度被認(rèn)為是髕股關(guān)節(jié)負(fù)荷的最重要預(yù)測(cè)因子[37]，膝關(guān)節(jié)屈曲峰值角度的降低會(huì)隨之減小髕股關(guān)節(jié)負(fù)荷。此外，初始觸地時(shí)踝關(guān)節(jié)背屈峰值角度、膝外展峰值角度和髖屈曲角度較低，膝關(guān)節(jié)外展和髖內(nèi)收的減少有助于減少動(dòng)態(tài)膝外翻[47]。這些下肢生物力學(xué)的改變都會(huì)修正跑者異常的下肢生物力學(xué)，以降低髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力，緩解疼痛。

盡管在一定的距離下步頻增加會(huì)使步數(shù)增多，可能會(huì)增大每公里的髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力。然而結(jié)果表明，在增加步頻時(shí)每公里的髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力降低7.5%,且降低步頻時(shí)每公里的髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力增加了14%[48]。因此，雖然步長(zhǎng)減小會(huì)引起每公里的步數(shù)增加，然而增加的步數(shù)并不會(huì)對(duì)髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力產(chǎn)生負(fù)面影響，相反，由于步頻的增快使跑步時(shí)與地面接觸的時(shí)間變短，使每公里累計(jì)的髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力也同樣降低[43]。

4.3 落地模式和步頻對(duì)髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力的共同作用

根據(jù)以上的研究發(fā)現(xiàn)，跑步時(shí)僅改變步頻和落地模式已被證實(shí)能夠降低髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力，因此若同時(shí)改變落地模式和步頻可能會(huì)對(duì)減輕下肢關(guān)節(jié)負(fù)荷起到更好的效果。但步頻和落地模式之間可能存在交互效應(yīng)，同時(shí)改變時(shí)可能會(huì)對(duì)髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力產(chǎn)生一種新的影響。Willson等人[47]研究了同時(shí)改變步長(zhǎng)和落地模式時(shí)對(duì)下肢關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)的影響，發(fā)現(xiàn)在前足落地模式下每步和每公里的髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力的降低幅度要小于增加步頻后下肢每步和每公里的髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力值，且步長(zhǎng)和落地模式之間不存在交互效應(yīng)，即步長(zhǎng)和落地模式均對(duì)髕股關(guān)節(jié)負(fù)荷有影響，但一個(gè)因素的影響是獨(dú)立存在于另一個(gè)因素的影響之外的。Vannatta和 Kernozek[44]等人卻認(rèn)為在速度不變的情況下增加步頻時(shí)，會(huì)使足在初始觸地時(shí)減小傾斜角度，意味著有一個(gè)類似前足的落地模式，即不清楚在增加跑步步頻時(shí)髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力的變化是由于步頻增加還是由于前足著地而改變的。因此，需要對(duì)步頻和落地模式同時(shí)改變時(shí)的交互作用進(jìn)行進(jìn)一步的研究和探討。

Boyer和Derrick[48]研究了同時(shí)改變步頻和落地模式時(shí)下肢生物力學(xué)的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不論何種步頻在何種落地模式下，較高的步頻都會(huì)使下肢關(guān)節(jié)的接觸力降低。在轉(zhuǎn)變?yōu)楹笞懵涞啬Ｊ浇M中有較高的膝、髖關(guān)節(jié)的接觸力，而在轉(zhuǎn)為前足落地模式組中踝關(guān)節(jié)的接觸力較高。由此可見，在改變足的落地模式時(shí)并不會(huì)降低所有下肢的負(fù)荷，只會(huì)使負(fù)荷在不同的下肢關(guān)節(jié)分布。然而縮短10%步長(zhǎng)能有效降低所有下肢關(guān)節(jié)負(fù)荷。因此，還不清楚在同時(shí)改變步頻和落地模式時(shí)，哪一種方式會(huì)對(duì)髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力產(chǎn)生更大的影響，需要進(jìn)一步的討論。Huang等人[50]對(duì)比了在不同跑步再訓(xùn)練方法下跑者下肢沖擊負(fù)荷的改變，要求受試者進(jìn)行12種跑步步態(tài)組合的改變，即受試者分別以前、中和后足在習(xí)慣步頻、增加10%步頻和正常軀干角度、增加10°屈曲角度下進(jìn)行跑步。結(jié)果顯示前足落地模式和增加步頻的組合會(huì)產(chǎn)生最低的下肢關(guān)節(jié)負(fù)荷，而后足落地和軀干前傾會(huì)產(chǎn)生最高的下肢關(guān)節(jié)負(fù)荷。此外，在疲勞程度上，跑步落地模式和步頻的改變之間有交互效應(yīng)，因此，跑步時(shí)同時(shí)改變步頻和落地模式可能比單獨(dú)對(duì)步頻和落地模式的改變要更容易執(zhí)行。需要進(jìn)一步研究在實(shí)際跑步訓(xùn)練中跑者對(duì)跑步方案的依存性，以便達(dá)到最好的改善效果。

還有研究者進(jìn)行了跑步時(shí)增加軀干前傾角度的研究。跑步時(shí)軀干前傾能夠使髖關(guān)節(jié)的伸肌力矩增加，從而降低膝關(guān)節(jié)的屈曲峰值角度。Santos等人[41]研究了三種不同的跑步技巧(步長(zhǎng)、落地模式和軀干前傾)下髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與后足落地相比，軀干前傾時(shí)每步和每公里的髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力峰值的改變沒有顯著差異。同樣，Santos將上述三種跑步方式的改變作用于患有PFPS的跑者[51]，比較膝關(guān)節(jié)疼痛強(qiáng)度和功能受限情況及下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在步態(tài)干預(yù)后膝關(guān)節(jié)疼痛和功能受限情況都有所改善，然而在步態(tài)干預(yù)前后下肢生物力學(xué)沒有顯著差異，不能完全解釋干預(yù)后下肢臨床功能的改善。因此，軀干前傾可能不會(huì)有明顯的下肢生物力學(xué)差異，即便髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力有所降低，但結(jié)果并不具顯著性。且與改變步頻和落地模式相比，軀干前傾可能不易執(zhí)行，同時(shí)改變?nèi)N跑步技巧在操作時(shí)具有一定的困難性且不易持久依從。

表1 跑步再訓(xùn)練對(duì)髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力影響研究總結(jié)

目前研究的受試人群多集中于健康跑者，將這些即刻的跑步方式的改變作用于患有PFPS的跑者的研究較少。Roper等人[45]對(duì)患有PFPS的跑者進(jìn)行了步態(tài)干預(yù)，以期減輕膝關(guān)節(jié)的疼痛。實(shí)驗(yàn)組的步態(tài)干預(yù)即從后足落地模式轉(zhuǎn)變?yōu)榍白懵涞啬Ｊ剑瑢?duì)照組不進(jìn)行任何跑步方式的改變，隨后比較了在干預(yù)前、后和一個(gè)月的隨訪時(shí)膝關(guān)節(jié)疼痛和功能的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在干預(yù)和隨訪后膝關(guān)節(jié)疼痛明顯降低，膝關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍明顯增大，且干預(yù)后初始觸地時(shí)踝關(guān)節(jié)的屈曲角度和活動(dòng)范圍與之前有明顯的差異。由此，在PFPS患者中，使用前足落地模式可以減輕膝關(guān)節(jié)的疼痛，但是文章沒有對(duì)髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力的變化進(jìn)行比較，因此需要進(jìn)一步對(duì)患有PFPS的跑者實(shí)施步態(tài)干預(yù)時(shí)髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力的變化進(jìn)行探討。

因此，在同一組人群中進(jìn)行即刻的跑步方式改變，能夠有效地糾正異常的下肢生物力學(xué)，降低膝關(guān)節(jié)負(fù)荷，減輕髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力。但是在同時(shí)實(shí)施步頻和落地模式的改變時(shí)，它們對(duì)髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力的影響是否是獨(dú)立的還存在爭(zhēng)議，需要進(jìn)一步研究?jī)烧唛g的交互作用和共同作用，便于跑者的執(zhí)行與依存。

5 問題和展望

綜上所述，通過(guò)簡(jiǎn)單的跑步再訓(xùn)練來(lái)降低跑者髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力是可行的，增加步頻和轉(zhuǎn)變?yōu)榍白懵涞啬Ｊ皆趩为?dú)使用和同時(shí)改變時(shí)均可改善下肢過(guò)度的關(guān)節(jié)負(fù)荷，但是以往的研究多集中于健康跑步人群，對(duì)患有PFPS的跑步人群進(jìn)行即刻運(yùn)動(dòng)干預(yù)的研究較少。未來(lái)需要進(jìn)一步地了解PFPS跑者跑步時(shí)改變步頻和落地模式后下肢生物力學(xué)的變化及對(duì)髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力的影響以及兩種方法之間是否會(huì)對(duì)髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力的改變有獨(dú)立的影響，從而對(duì)跑步中髕股疼痛綜合征的預(yù)防與治療提供相關(guān)指導(dǎo)意見。