前交叉韧带重建患者双腿垂直跳跃期间的下肢生物力学特征

doi:10.12307/2024.357

中国组织工程研究 ›› 2024, Vol. 28 ›› Issue (14): 2215-2220.doi: 10.12307/2024.357

• 肌肉肌腱韧带组织构建 tissue construction of the muscle, tendon and ligament • 上一篇下一篇

前交叉韧带重建患者双腿垂直跳跃期间的下肢生物力学特征

王玲1，2，姜霞3，陈鹏1，2，郑成3，徐金容4

武汉体育学院，1运动医学院，2国家体育总局体育工程重点实验室，湖北省武汉市 430079；3武汉体育学院医院，湖北省武汉市 430079；4华中师范大学医院，湖北省武汉市 430079

收稿日期:2023-04-28 接受日期:2023-06-26 出版日期:2024-05-18 发布日期:2023-07-28
通讯作者: 徐金容，医学硕士，副主任医师，华中师范大学医院，湖北省武汉市 430079
作者简介:王玲，女，1996年生，湖北省黄石市人，汉族，武汉体育学院在读硕士，主要从事运动损伤与康复相关研究。姜霞，女，1973年生，湖北省荆州市人，汉族，医学硕士，副主任医师，主要从事运动系统损伤临床与基础研究。
基金资助:
武汉体育学院东湖学者计划及武汉体育学院青年教师科研基金(20Z01)，项目负责人：郑成

Biomechanical characteristics of the lower limbs of athletes after anterior cruciate ligament reconstruction during bilateral vertical jumping

Wang Ling1, 2, Jiang Xia3, Chen Peng1, 2, Zheng Cheng3, Xu Jinrong4

1School of Sports Medicine, Wuhan Sports University, Wuhan 430079, Hubei Province, China; 2Key Laboratory of Sports Engineering of General Administration of Sport of China, Wuhan Sports University, Wuhan 430079, Hubei Province, China; 3Affiliated Hospital of Wuhan Sports University, Wuhan 430079, Hubei Province, China; 4Central China Normal University Hospital, Wuhan 430079, Hubei Province, China

Received:2023-04-28 Accepted:2023-06-26 Online:2024-05-18 Published:2023-07-28
Contact: Xu Jinrong, Master, Associate chief physician, Central China Normal University Hospital, Wuhan 430079, Hubei Province, China
About author:Wang Ling, Master candidate, School of Sports Medicine, Wuhan Sports University, Wuhan 430079, Hubei Province, China; Key Laboratory of Sports Engineering of General Administration of Sport of China, Wuhan Sports University, Wuhan 430079, Hubei Province, China
Supported by:
Donghu Scholar Program of Wuhan Sports University and Research Fund for Young Teachers of Wuhan Sports University, No. 20Z01 (to ZC)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

前交叉韧带重建：前交叉韧带断裂后，通过外科手术的方法对前交叉韧带进行重建，通常使用自体肌腱、同种异体肌腱和人工韧带等作为重建移植物以此来恢复韧带的宏观结构，被认为是恢复伤前运动水平的金标准。
生物力学：运用力学的观点、方法和理论对生物体结构和功能进行研究的生物物理学分支。通过生物力学分析受试者运动质量，可以为识别异常负荷策略、降低损伤风险提供有价值的信息。

背景：目前常采用术后时间或临床医生主观标准来确定前交叉韧带重建后患者重返运动时机，但这些标准没有充分考虑到前交叉韧带重建后患者的下肢生物力学缺陷。

目的：探究前交叉韧带重建后患者双腿垂直跳跃期间的下肢运动学与动力学特征。
方法：于2021年12月至2022年12月在武汉体育学院招募前交叉韧带重建后运动员与健康运动员各20名，年龄20-24岁，40名受试者进行双腿垂直跳跃试验，采集双腿垂直跳跃起跳阶段、初始着地时刻和垂直地面反作用力峰值时刻的运动学、动力学特征。

结果与结论：①初始着地时刻，与健康对照组相比，前交叉韧带重建组受试者术侧显示出更高的髋关节屈曲角度及更低的踝关节跖屈角度(P=0.013，P=0.018)；②垂直地面反作用力峰值时刻，与健康对照组相比，前交叉韧带重建组受试者术侧表现出更高的髋关节屈曲角度、膝关节外旋角度及踝关节外旋角度(P=0.016，P=0.030，P=0.042)，更低的髋关节外展角度及膝关节屈曲角度(P=0.019，P=0.025)；③垂直地面反作用力峰值时刻，与健康对照组相比，前交叉韧带重建组受试者术侧显示出更低的膝关节伸展力矩、膝关节内旋力矩及髋关节外展力矩(P=0.036，P=0.016，P=0.004)，术侧表现出更高的髋关节伸展力矩及髋关节外旋力矩(P=0.040，P=0.005)；④结果说明，前交叉韧带重建后患者表现出僵硬的着陆模式，倾向于将术侧膝关节负荷转移至髋关节，并显示出下肢旋转稳定性控制不足，因此检测和纠正异常生物力学特征应该成为前交叉韧带重建术后康复的一部分。

https://orcid.org/0000-0002-9286-3991(王玲)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 前交叉韧带重建, 双腿垂直跳跃, 重返运动, 生物力学, 运动学参数, 动力学参数

Abstract: BACKGROUND: At present, postoperative timing or subjective criteria by clinicians are commonly employed to determine the return-to-sport timing for patients undergoing anterior cruciate ligament reconstruction. Unfortunately, these criteria do not adequately consider the biomechanical deficits in patients following anterior cruciate ligament reconstruction.
OBJECTIVE: To explore the lower extremity kinematic and kinetic characteristics of athletes after anterior cruciate ligament reconstruction during bilateral vertical jumping.
METHODS: Twenty athletes undergoing anterior cruciate ligament reconstruction and twenty healthy athletes, aged 20-24 years, were recruited in Wuhan Sports University from December 2021 to December 2022. All the 40 subjects underwent a bilateral vertical jumping test. The kinematic and dynamic characteristics of the lower limbs at propulsion phase, initial landing time and peak vertical ground reaction force moment.
RESULTS AND CONCLUSION: At the initial landing time, the athletes undergoing anterior cruciate ligament reconstruction showed higher hip flexion angle (P=0.031) and lower ankle plantar flexion angle (P=0.018) on the operated side compared with the healthy athletes. At the peak vertical ground reaction force moment, the athletes undergoing anterior cruciate ligament reconstruction had higher hip flexion angle (P=0.016), lower hip abduction angle (P=0.019), lower knee flexion angle (P=0.025), higher knee external rotation angle (P=0.030), and higher ankle external rotation angle (P=0.042) on the operated side compared with the healthy athletes. At the peak vertical ground reaction force moment, the athletes undergoing anterior cruciate ligament reconstruction showed lower knee extension moment (P=0.036), lower knee internal rotation moment (P=0.016), lower hip abduction moment (P=0.004), higher hip extension moment (P=0.040), and higher hip external rotation moment (P=0.005) on the operated side compared with the healthy athletes. To conclude, the athletes undergoing anterior cruciate ligament reconstruction exhibit a stiff landing pattern, in which the knee load on the operated side tends to shift to the hip joint, and show inadequate control of lower limb rotational stability. Therefore, detection and correction of abnormal biomechanical characteristics should be part of the rehabilitation after anterior cruciate ligament reconstruction.

Key words: anterior cruciate ligament reconstruction, bilateral vertical jump, return to sport, biomechanics, kinematic parameter, kinetic parameter

中图分类号:

王玲, 姜霞, 陈鹏, 郑成, 徐金容. 前交叉韧带重建患者双腿垂直跳跃期间的下肢生物力学特征[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(14): 2215-2220.

Wang Ling, Jiang Xia, Chen Peng, Zheng Cheng, Xu Jinrong. Biomechanical characteristics of the lower limbs of athletes after anterior cruciate ligament reconstruction during bilateral vertical jumping[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2024, 28(14): 2215-2220.

图/表（结果） 5

2.1 参与者数量分析 40名受试者全部进入结果分析。
2.2 试验分组流程图见图2。

2.3 两组受试者基线资料比较两组受试者在性别分布、年龄、身高、体质量、体质量指数、伤前Tegner评分上比较差异均无显著性意义(P > 0.05)，见表2，具有可比性。

2.4 两组受试者运动学变量测试结果见表3。

起跳阶段，与健康对照组相比，前交叉韧带重建组受试者术侧与健侧均显示出更高的髋关节屈曲角度(P=0.001，P=0.002)。与健侧相比，前交叉韧带重建组受试者术侧表现出更低的踝关节背屈角度(P=0.004)。
初始着地时刻，与健康对照组相比，前交叉韧带重建组受试者术侧与健侧均显示出更高的髋关节屈曲角度(P=0.031，P=0.035)、更低的踝关节跖屈角度(P=0.018，P=0.010)。与健侧相比，前交叉韧带重建组受试者术侧表现出更低的髋关节外展角度(P=0.008)。
垂直地面反作用力峰值时刻，与健康对照组相比，前交叉韧带重建组受试者术侧与健侧均表现出更高的髋关节屈曲角度(P=0.016，P=0.023)、更低的膝关节屈曲角度(P=0.025，P=0.037)，术侧显示出更低的髋关节外展角度(P=0.019)及更高的膝关节外旋角度、踝关节外旋角度(P=0.030，P=0.042)，健侧显示出更高的髋关节外展角度(P=0.049)。与健侧相比，前交叉韧带重建组受试者术侧表现出更低的髋关节外展角度(P=0.002)，更高的膝关节内旋角度及踝关节外旋角度(P=0.017，P=0.004)。
2.5 两组受试者动力学变量测试结果见表4。

起跳阶段，与健康对照组和同组健侧相比，前交叉韧带重建组受试者术侧表现出更低的膝关节伸直力矩(P=0.009，P < 0.001)。
垂直地面反作用力峰值时刻，与健康对照组相比，前交叉韧带重建组受试者术侧与健侧均显示出更低的髋关节外展力矩(P=0.004，P=0.005)、更低的膝关节内旋力矩(P=0.016，P=0.001)，术侧表现出更高的髋关节伸展力矩(P=0.040)、更高的髋关节外旋力矩(P=0.005)、更低的膝关节伸展力矩(P=0.036)，健侧表现出更高的垂直地面反作用力(P=0.017)。与健侧相比，前交叉韧带重建组受试者术侧表现出更高的髋关节伸展力矩(P=0.003)及更低的膝关节伸展力矩(P < 0.001)、踝关节跖屈力矩(P=0.03)、垂直地面反作用力(P=0.005)。
2.6 不良事件测试期间40名受试者未发生不良事件。

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引言

作为膝关节主要的静态和动态稳定结构，前交叉韧带对维持膝关节的正常运动和稳定起着重要的作用，前交叉韧带断裂可引起膝关节不稳定和功能下降，并因不稳定反复发作而发展为退行性关节疾病[1-2]。鉴于其严重后果，多数学者主张在前交叉韧带完全断裂后实行前交叉韧带重建手术来改善膝关节功能[3-4]，然而手术仅仅是成功治疗方案的一个组成部分，高达35%的患者术后不能恢复到受伤前的运动水平[5]，此外，近1/4的年轻运动员在重返运动后会发生前交叉韧带二次损伤[6]。
许多学者对前交叉韧带重建后的康复计划进行了大量研究，但重返运动的标准尚未明确[7]，目前常采用术后时间(≥9个月[8])或临床医生主观标准来确定前交叉韧带重建后患者重返运动时机[9-10]，不幸的是，这些标准没有充分考虑到前交叉韧带重建后患者下肢的生物力学缺陷[11]。前交叉韧带二次损伤的高发生率在一定程度上代表了目前重返运动标准存在缺陷[11-12]。跳跃着陆模拟了一种常见的前交叉韧带损伤机制，着陆阶段髋关节外旋转力矩减少、膝关节外翻角度增加、膝关节矢状面力矩不对称已被证明是前交叉韧带损伤的危险因素[13]。HEWETT等[14]进行了一项前瞻性研究，运用跳深动作对205名从事高危运动的女性运动员进行测试，结果显示前交叉韧带损伤运动员较未损伤运动员膝关节外翻角度显著增大。通过生物力学分析前交叉韧带重建后运动员跳跃着陆的运动质量，可以为识别异常负荷策略、制定康复方案、降低二次损伤风险提供有价值的信息[15]。为此，此次研究通过生物力学测试全面评估前交叉韧带重建后运动员双腿垂直跳跃期间的下肢运动学、动力学特征，旨在为识别异常负荷策略、降低二次损伤风险提供参考。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

材料方法

1.1 设计病例对比试验，组内比较采用配对样本t检验，组间比较采用独立样本t检验。
1.2 时间及地点试验于2021年12月至2022年12月在武汉体育学院进行。
1.3 对象于2021年12月至2022年12月在武汉体育学院招募接受前交叉韧带重建后运动员与健康运动员各20名。在前交叉韧带重建组中，男13名，女7名，年龄20-24岁；在健康对照组中，男11名，女9名，年龄20-24岁。所有受试者均被告知测试过程，并签署知情同意书。研究已获得武汉体育学院伦理委员会同意并批准(No. 2022064)。
前交叉韧带重建组纳入标准：单侧前交叉韧带损伤，行自体同侧骨髌腱-骨或腘绳肌腱(半腱肌和/或股薄肌腱)移植治疗；术后时间≥9个月[8]；经外科医生和康复治疗专家认定可以重返运动，且预计1年完成旋转/侧切运动的时间> 50 h[16]；伤前Tegner评分≥7分[17]。
前交叉韧带重建组排除标准：近3个月内有Ⅲ级膝关节韧带损伤、全层关节软骨损伤、其他任意下肢手术史、背部疼痛或下肢损伤；在跳跃过程中数据缺失；不能按要求完成评估者。
健康对照组纳入标准：单腿水平跳跃测试中，跳跃距离肢体对称指数> 90%；Tegner评分≥7分。
健康对照组排除标准：近3个月内有 Ⅲ 级膝关节韧带损伤、全层关节软骨损伤、其他下肢手术史(任意下肢)、背部疼痛或下肢损伤；不能按要求完成评估者；在跳跃过程中数据缺失。
1.4 方法

1.4.1 双腿垂直跳跃试验及数据采集每名受试者首先进行10 min标准化的热身，然后粘贴38个直径为14 mm的Mark点(图1、表1)[18]。为了测试双腿垂直跳跃的表现，受试者双腿分别站在2个力板上，双手抱胸以消除手臂摆动对Mark点的影响。受试者向下运动到合适的深度，随后立即快速向上运动，尽可能跳得高，并落在同一块测力板上[19]。如果受试者用两条腿着地，每只脚都落在一个单独的力板内并保持2 s以上，那么跳跃就被认为是成功的，反之则重新测量，直到完成3次成功的跳跃，取3次跳跃的平均值进行分析。应用9镜头红外高速运动捕捉系统(Vicon，Nexus，T40，采样频率200 Hz)采集跳跃过程中下肢的运动学参数；应用Kistler三维测力台(采样频率1 000 Hz)采集跳跃过程中的下肢动力学参数。

1.4.2 试验数据处理使用Visual 3D (C-Motion，Inc)软件运动学和逆动力学进行分析。采用低通巴特沃斯数字滤波器
(12 Hz)对标记物轨迹和力板数据进行滤波，该滤波器可以最大限度地减少高冲击活动中逆动力学分析过程中的伪影[20-21]。足趾离地和初始着地分别定义为垂直地面反作用力< 50 N和> 50 N的第1时刻[22]。起跳阶段定义为足趾离地前400 ms直至足趾离地，着陆阶段被定义为初始着地至垂直地面反作用力峰值时刻。所有运动学变量在起跳阶段、初始着地和垂直地面反作用力峰值时刻提取，动力学变量在起跳阶段、垂直地面反作用力峰值时刻提取[23]。着陆阶段感兴趣的运动学变量包括髋、膝、踝关节角度，动力学变量包括髋、膝、踝关节力矩，垂直地面反作用力。起跳阶段感兴趣的运动学变量包括髋、膝、踝关节矢状面峰值角度，动力学变量包括髋、膝、踝关节矢状面平均力矩[23]。关节角度定义为远端段和近端段之间的角。根据运动学和力板数据，采用逆动力学方法计算关节力矩。所有的动力学变量都使用体质量进行标准化。
1.5 主要观察指标两组受试者起跳阶段的髋、膝、踝关节矢状面峰值角度，髋、膝、踝关节矢状面平均力矩；两组受试者初始着地时刻的髋、膝、踝关节角度，髋、膝、踝关节力矩；两组受试者垂直地面反作用力峰值时刻的髋、膝、踝关节角度，髋、膝、踝关节力矩，垂直地面反作用力。
1.6 统计学分析采用SPSS 25.0统计软件进行处理，连续变量以x±s表示，P < 0.05视为差异有显著性意义。人口统计学数据的描述性分析包括分类变量的频率、连续变量的平均值和标准差，分别使用Fisher确切概率法和独立样本t检验比较不同组别之间人口统计学数据中的分类和连续变量。对于运动学、动力学变量，组内比较采用配对样本t检验，组间比较采用独立样本t检验。采用Shapiro-Wilk检验确认正态性。对对照组受试者所有相关参数进行肢体间分析，结果均无显著差异，故随机选择一侧肢体进行分析[19]。该研究统计学方法经过武汉体育学院生物统计学专家核实。

讨论

前交叉韧带重建手术被认为是恢复前交叉韧带断裂运动员伤前运动水平的“金标准”，然而术后的异常生物力学会导致二次损伤的高发。识别前交叉韧带重建后运动员生物力学改变、最大限度降低二次损伤风险，成为了运动医学领域极富挑战的难题。此次研究旨在探讨前交叉韧带重建术后运动员双腿垂直跳跃着陆阶段的下肢运动学、动力学特征。
3.1 运动学参数分析此次研究结果显示，与健康对照组相比，前交叉韧带重建组在起跳阶段显示出更高的髋关节峰值屈曲角度。起跳阶段更大的髋关节屈曲角度可以在向上和向前运动中产生更大的动量，这将转化为更好的跳跃高度和跳跃距离[24]。前交叉韧带重建组更高的髋关节屈曲角度可能代表了一种改变的运动模式，通过更高的髋关节屈曲角度产生更高的动能，从而避免术侧神经肌肉缺陷引起的跳跃高度下降。
此次研究结果显示，与健康对照组相比，前交叉韧带重建组在垂直地面反作用力峰值时刻表现出更高的髋关节角度和更低的膝关节屈曲角度。近期一项研究显示，前交叉韧带重建后运动员在三段跳着陆阶段存在膝关节屈曲角度减少、髋关节屈曲角度增加的代偿模式[25]，这可能是一种潜在的代偿策略，通过较大的髋关节屈曲角度代偿较小的膝关节屈曲角度，从而避免“僵硬”的着陆。然而，膝关节在落地时屈曲角度越小越容易发生前交叉韧带二次损伤[26]。此外，在矢状面运动受限的运动员倾向于采用在前平面被动约束的策略来控制身体重心的减速，在着陆时表现出更大的膝关节外翻[27]。膝关节屈曲角度减小也会导致吸收地面反作用力的潜力下降[28]。以上这些因素均可能增加前交叉韧带损伤的风险。膝关节屈曲角度降低可能是由于股四头肌激活改变或股四头肌力量减弱导致患者以更直立的角度着陆；研究表明，较大的股四头肌力量与较大的膝关节屈曲角峰值和较小的垂直地反力峰值相关[29]。值得一提的是，前交叉韧带重建后患者膝关节屈曲角度的降低似乎并不会随着时间的推移而得到改善，甚至可能出现恶化[30]。总的来说，这些研究强调了术后纠正异常着陆模式和改善肌肉力量的重要性。
动态任务中踝关节运动会影响跳跃着陆任务中髋关节、膝关节的生物力学。具体而言，踝关节跖屈增加可以减少近端关节肌肉收缩的需求，从而减少髋关节的能量耗散[31]，如果踝关节没有贡献充分的能量衰减，膝关节需要吸收更多的能量；此外，踝关节背屈位移越小的前交叉韧带重建患者表现出更大的膝关节外展位移，可能会增加前交叉韧带二次损伤风险[32]。此次研究结果显示，前交叉韧带重建组受试者在初始着陆时刻踝关节跖屈角度显著低于健康对照组，意味着前交叉韧带重建运动员仍存在异常踝关节着陆策略，处于损伤的高风险当中。
此次研究结果表明，与健侧相比，前交叉韧带重建组受试者术侧在初始着陆与垂直地面反作用力峰值时刻均表现出更低的髋关节外展角度。先前研究显示，髋关节外展肌力量较低的运动员倾向于内收髋关节，从理论上可以解释为髋关节肌肉薄弱，不能抵消髋关节内收[33]。前交叉韧带重建组术侧更低的髋关节外展角度可能代表了术侧髋关节外展肌肉力量薄弱。膝关节外翻角度增加已被证明是前交叉韧带损伤危险因素，ENGELEN-VAN MELICK等[34]研究显示，与健康个体相比，术后2-9年的前交叉韧带重建患者术侧在单腿垂直跳跃着陆阶段表现出更高的膝关节外翻角度，意味着患者异常着陆模式长期存在。然而，此次研究中，前交叉韧带重建组术侧膝关节外翻角度与对照组并无显著差异，测试任务的差异可能是导致研究结果不同的原因。
膝关节旋转已被证明影响前交叉韧带应变，较大的膝关节旋转角度会增加前交叉韧带负荷，因此恢复膝关节旋转稳定性一直是前交叉韧带重建术后康复的重点。Hofbauer等[35]研究显示，与健侧相比，术后5个月的前交叉韧带重建患者术侧在单腿跳跃着陆阶段表现出更高的膝关节外旋角度。此次研究结果表明，与对照组和健侧相比，前交叉韧带重建组显示出更高的膝关节和踝关节外旋角度，提示前交叉韧带重建运动员下肢旋转稳定性控制不足。
3.2 动力学参数分析此次研究结果表明，与健康对照组和同组健侧相比，前交叉韧带重建组受试者术侧在起跳阶段显示出更低的膝关节伸直力矩。先前研究指出，前交叉韧带重建后运动员在着陆阶段倾向于使用健侧来承受着陆负荷[36-37]。
此次研究结果补充了先前研究的观点，即在起跳阶段，前交叉韧带重建后运动员仍然倾向于使用健侧来产生动能。由于起跳阶段不太可能发生前交叉韧带损伤，目前尚不清楚这种模式出现的原因，可能是由于对术侧缺乏信心。
此次研究结果表明，与健康对照组和同组健侧相比，前交叉韧带重建组受试者在垂直地面反作用力峰值时刻表现出更高的髋关节伸展力矩和更低的膝关节伸展力矩，可以解释为前交叉韧带重建后患者试图卸载膝关节负荷，将负荷转移到髋关节和健侧膝关节，但矛盾的是，这种回避策略可能会抑制正常软骨产生的刺激，增加术侧膝关节骨关节炎的长期风险[38]。值得一提的是，前交叉韧带重建组术侧踝关节跖屈力矩显著低于健侧，与以往研究中的代偿模式不一致，WREN等[23]研究显示，与对照组相比，前交叉韧带重建患者术侧在着陆阶段表现出更高的踝关节跖屈力矩。一方面，前交叉韧带重建运动员倾向于将膝关节负荷转移到髋关节而不是踝关节；另一方面，踝关节跖屈力矩的降低可能是前交叉韧带重建运动员采用更直、更僵硬的着陆策略的结果，这种策略可以在肌肉力量更少的情况下提供相同的重心调节，但以更大的轴向膝关节负荷为代价[39]。
膝关节外翻负荷增加可能是前交叉韧带损伤的一个重要危险因素，较大的膝外翻力矩峰值预示着较大的前交叉韧带损伤风险[14]。MEYER等[36]研究中在双腿跳跃着陆阶段，与健康对照组相比，前交叉韧带重建患者术侧显示出更高的膝关节峰值外翻力矩。然而，此次研究中前交叉韧带重建组受试者膝关节外翻力矩与健康对照组无显著差异。术后时间的差异可能是造成结果不一致的原因，MEYER等[36]研究中前交叉韧带重建患者平均术后时间为9个月，而此次研究中前交叉韧带重建组平均术后时间为15.7个月。
着陆阶段垂直地面反作用力不对称已被证明是非接触性前交叉韧带损伤危险因素[40]。PATERNO等[41]研究显示，前交叉韧带重建患者在双腿垂直下降跳跃中术侧垂直地面反作用力峰值显著低于对照组和健侧。此次研究中，前交叉韧带重建组受试者健侧垂直地面反作用力峰值显著高于术侧和健康对照组，一方面，这可能是于前交叉韧带重建后运动员心理上对术侧缺乏信心，在动态任务过程中对术侧进行了卸载，并将负荷转移至健侧；另一方面，健侧垂直地面反作用力升高可能是由于膝关节屈曲角度的降低减少了吸收垂直地面反作用力的潜力，这表明了前交叉韧带重建后缺陷进一步加剧健侧前交叉韧带损伤风险的机制。
3.3 研究的临床意义与健康运动员相比，前交叉韧带重建后运动员术侧在双腿跳跃着陆阶段表现出更高的髋关节屈曲、更低的髋关节外展角度、更低的膝关节屈曲和踝关节跖屈角度、更高的膝关节和踝关节外旋角度、更高的髋关节伸展和外旋力矩、更低的髋关节外展力矩和膝关节伸展力矩。一方面，这些改变可能是由于前交叉韧带重建后患者股四头肌力量、神经肌肉控制长期缺陷或心理上对术侧缺乏信心所致；另一方面，这些异常负荷模式可能会导致同侧膝骨性关节炎和对侧前交叉韧带损伤的高发。因此，检测和纠正异常生物力学特征应该成为制定个体化康复方案和确定重返运动标准的一部分。
3.4 研究的局限性诚然，研究尚存在一些不足之处：①移植物的类型并未被统一，然而目前的证据表明，自体腘绳肌移植与骨-髌腱-骨移植的生物力学结果没有显著差异[42-43]；②由于样本量相对较小，尽管存在一些性别间生物力学差异的证据，但没有将男性和女性分开分析[44]；③研究未根据运动项目对运动员进行区分。
3.5 结论前交叉韧带重建后运动员表现出僵硬的着陆模式，倾向于将术侧膝关节负荷转移至髋关节，并显示出下肢旋转稳定性控制不足，因此检测和纠正异常生物力学特征应该成为前交叉韧带重建后康复的一部分。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

前交叉韧带重建患者双腿垂直跳跃期间的下肢生物力学特征

Biomechanical characteristics of the lower limbs of athletes after anterior cruciate ligament reconstruction during bilateral vertical jumping

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