《Gait & Posture》：The Effect of Experimentally-Induced Gluteal Muscle Paralysis on Joint Kinematics, Reaction Forces and Dynamic Balance Performance During Lunges
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髋关节神经选择性阻断影响弓步运动力学及代偿策略的研究。通过阻断上、下髋神经，发现患肢在弓步时出现姿势高度增加、关节屈伸角度减小及骨盆代偿性前屈向患侧旋转，同时关节反应力显著降低。
米歇尔·迈斯特汉斯（Michel Meisterhans）|迪米特里斯·迪米特里乌（Dimitris Dimitriou）|玛丽-罗莎·法瑟（Marie-Rosa Fasser）|玛丽娜·盖斯曼（Marina Geissmann）|保罗·博巴斯（Paul Borbas）|阿曼多·霍赫（Armando Hoch）|扬·罗斯纳（Jan Rosner）|马丁·舒伯特（Martin Schubert）|何塞·A·阿吉雷（José A. Aguirre）|乌尔斯·艾兴贝格尔（Urs Eichenberger）|乔纳斯·维德默（Jonas Widmer）|帕特里克·O·津格（Patrick O. Zingg）
瑞士苏黎世大学巴尔格里斯特大学医院骨科
摘要
引言
弓步是抗阻训练和康复中常用的功能性闭合动力链运动。在这些动作中，臀部肌肉在稳定髋关节和骨盆方面起着关键作用。
研究问题
选择性实验性引起的臀部肌肉麻痹如何影响弓步运动中的关节运动学、关节反作用力（JRFs）和动态平衡？
方法
十名健康成年人分别接受了以下神经阻滞：1）支配阔筋膜张肌（tensor fasciae latae, SGNtfl）的上臀神经阻滞；2）上臀神经（SGN）阻滞；3）下臀神经（IGN）阻滞，这些阻滞都作用于右侧主导腿。参与者在阻滞前和阻滞后分别进行了弓步练习。使用3D运动捕捉系统记录运动数据，通过双力板收集地面反作用力，并通过肌肉骨骼建模估算关节反作用力。
结果
对于受影响的右侧主导腿，SGN和IGN阻滞导致弓步位置显著升高（SGN：+45毫米；IGN：+33毫米），这是由于右侧膝关节和踝关节屈曲减少以及左侧髋关节伸展减弱所致。SGN阻滞后，观察到骨盆向受影响侧（右侧）发生屈曲和旋转。右侧髋关节、膝关节和踝关节的反作用力显著降低（平均最大差异：髋关节100%体重，膝关节200%体重，踝关节50%体重）。
结论
尽管选择性臀部肌肉麻痹改变了力学特性并减少了关节负荷，参与者仍能完成弓步动作，尽管弓步位置有所升高，并且出现了向受影响侧的骨盆屈曲和旋转现象。
引言
弓步是一种常用的训练动作，用于增强腘绳肌[1]、[2]、[3]。当针对下肢肌肉进行强化和康复训练时，这是一种推荐的闭合动力链运动[4]，也是许多运动中常见的动作[5]。前弓步以主导腿的髋关节伸展为主，跟随腿的髋关节屈曲为特征[6]。
在弓步过程中，股四头肌的内侧头显示出最高的肌肉激活度，其次是臀大肌以及髋外展肌（臀中肌、臀小肌和阔筋膜张肌）[4]、[7]、[8]。臀大肌由下臀神经（IGN）支配，是人体最大的肌肉[9]，起到对下背部的全局稳定作用，并产生大量力量以促进髋关节伸展[10]。长期坐着[11]和髋关节屈肌紧张[12]会导致臀大肌无力。髋外展肌由上臀神经（SGN）支配，对侧向平衡和骨盆稳定性有贡献[7]、[13]、[14]、[15]，其无力或麻痹与平衡障碍、步态异常、大转子疼痛综合征、骨关节炎、股骨髋关节撞击症和前交叉韧带损伤等有关[16]、[17]、[18]、[19]。
尽管已经研究了臀部肌肉在静态平衡和基本步态任务中的作用[20]、[21]、[22]，但臀部功能障碍对更复杂的、多平面动作（如弓步）的具体影响仍不清楚。最近使用实验性引起的臀部麻痹的研究表明，在深蹲[23]和爬楼梯[24]过程中运动力学发生了改变，特别是强调了髋外展肌在控制躯干和骨盆对齐中的作用。了解在臀部肌肉受损情况下进行弓步时的生物力学适应性对于为从髋关节手术、臀部肌腱病变或神经损伤中恢复的患者开具此训练计划的临床医生和教练至关重要。此外，这还有助于了解可能的代偿策略，这些策略可能有助于安全运动或增加不良负荷模式的风险。
因此，本研究调查了通过依次阻断上臀神经和下臀神经来实验性引起臀部肌肉麻痹对健康年轻人弓步运动中的关节运动学、反作用力（JRFs）和动态平衡表现的影响。研究假设是：与未进行神经阻滞的对照组相比，受影响腿的关节反作用力会降低，弓步位置会升高，且弓步表现的不稳定性会增加。
方法
本研究使用了之前发表的研究队列的数据[23]、[24]。
关节运动学
对于右侧主导腿（图2），SGNtfl阻滞与对照组之间的双侧关节运动学没有显著差异。SGN阻滞后，右侧髋关节内收显著增加（平均峰值：-7.9° vs 1.8°，p<0.001），左侧髋关节屈曲增加（平均峰值：31.6° vs 3.0°，p=0.023），右侧膝关节和踝关节屈曲显著减少（平均峰值：93.1° vs 106.9°，p=0.017）和踝关节屈曲显著减少（平均峰值：14.8° vs 26.2°，p=0.039）。
讨论
对于受影响的右侧主导腿，医源性引起的臀部肌肉麻痹导致弓步位置升高。SGN阻滞后，骨盆向右侧腿发生屈曲和旋转。受影响的髋关节和膝关节的反作用力低于对照组。未受影响的肌肉通过增加活动来补偿麻痹。在臀部肌肉实验性麻痹的情况下进行弓步时，重心范围、速度等参数也发生了变化。
结论
据我们所知，本研究是文献中唯一一项探讨在正常状态下以及依次阻断上臀神经和下臀神经后，弓步过程中髋关节、膝关节、踝关节的运动学、关节反作用力（JRFs）和动态平衡表现的研究。当麻痹腿主导弓步时，运动学和关节反作用力的变化更为明显。阻断上臀神经和下臀神经会导致这些参数显著升高。
伦理委员会批准
苏黎世BASEC伦理委员会批准编号：2021-00340
瑞士苏黎世大学巴尔格里斯特医院骨科
作者贡献计算运动学数据和关节反作用力、进行统计分析、撰写初稿并协助实验实施：米歇尔·迈斯特汉斯（Michel Meisterhans）；实施实验并修订初稿：迪米特里斯·迪米特里乌（Dimitris Dimitriou）；计算运动学数据和关节反作用力：玛丽-罗莎·法瑟（Marie-Rosa Fasser）、乔纳斯·维德默（Jonas Widmer）；实施实验并负责步态实验室的技术细节：玛丽娜·盖斯曼（Marina Geissmann）；提出研究想法并负责伦理审查：保罗·博巴斯（Paul Borbas）；协助实验实施和研究想法的提出：阿曼多·霍赫（Armando Hoch）。
资助该研究由瑞士骨科协会（Swiss Orthopaedics）资助。
作者贡献声明乔纳斯·维德默（Jonas Widmer）：软件和资源提供。乌尔斯·艾兴贝格尔（Urs Eichenberger）：写作、审稿与编辑、方法学、数据管理。迪米特里斯·迪米特里乌（Dimitris Dimitriou）：写作、审稿与编辑、监督、方法学、研究设计、数据分析、概念化。帕特里克·O·津格（Patrick O. Zingg）：写作、审稿与编辑、监督、资源管理、项目协调、资金获取、概念化。米歇尔·迈斯特汉斯（Michel Meisterhans）：写作、审稿与编辑、撰写初稿、数据可视化、验证、方法学设计。
利益冲突声明
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益和个人关系：保罗·博巴斯（Paul Borbas）表示获得了瑞士骨科与创伤学会（Swiss Society of Orthopaedics and Traumatology）的财务支持。如果还有其他作者，他们声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢步态分析得到了瑞士运动分析中心（SCMA，位于苏黎世巴尔格里斯特校区AG）的支持。
利益冲突披露
本文作者没有需要披露的可能会影响研究结果的利益冲突。
