髋外展肌疲劳对健康活跃的年轻女性在额状面上膝关节投射角度的影响

《Journal of Biomechanics》：The impact of hip abductors’ fatigue on the Frontal Plane Knee Projection angle, in healthy active young women

女性髋外展肌疲劳对前平面膝关节投影角的影响及扭矩相关性研究。

　　这项研究聚焦于女性运动员在进行单腿深蹲（Single Leg Squat, SLS）和单腿落地（Single Leg Landing, SLL）功能性测试时，膝关节在冠状面上的投影角度（Frontal Plane Knee Projection Angle, FPPA）的变化情况。研究的核心目的是探讨在诱发髋外展肌等长性疲劳后，这些功能性测试中FPPA的变化趋势，以及FPPA与髋外展肌在静息状态下的最大峰值力矩（Maximal Peak Torque at Rest, MPT-R）和疲劳后的峰值力矩（Peak Torque Post-Fatigue, PT-F）之间的相关性。

在当前的研究中，共有28名身体活跃的女性参与者被纳入初步测试阶段。然而，在疲劳协议结束后，有5名参与者未能表现出髋部力量的显著下降，因此被排除在最终分析之外。最终，23名参与者完成了研究，其中3名使用左腿进行测试，20名使用右腿。这些女性年龄在18至28岁之间，属于健康无症状群体，她们的参与基于方便抽样法，且所有参与者均来自研究团队所在的大学社区。

研究采用等速疲劳协议来评估髋外展肌的功能状态。在测试前和测试后，使用Kinovea应用程序对FPPA进行了评估。Kinovea是一种广泛应用的二维视频分析工具，能够提供精确且成本低廉的运动捕捉功能，尤其适用于功能性任务中的膝关节动态评估。研究结果显示，在单腿落地测试中，当髋外展肌处于疲劳状态时，FPPA显著增加。这表明，疲劳可能促使髋外展肌功能的改变，从而影响膝关节在冠状面上的运动模式。值得注意的是，研究还发现，在单腿深蹲和单腿落地测试中，髋外展肌在静息状态下的最大峰值力矩（MPT-R）与FPPA之间没有显著相关性。而疲劳后的峰值力矩（PT-F）与FPPA之间则呈现出轻微的负相关关系，这说明在疲劳状态下，髋外展肌的力量变化可能对FPPA产生更直接的影响。

FPPA被定义为膝关节在冠状面上的投影角度，它与动态膝内收（Dynamic Knee Valgus, DKV）密切相关。DKV是指在运动过程中膝关节向内侧偏移的现象，通常被认为是前交叉韧带（Anterior Cruciate Ligament, ACL）损伤的重要诱因。文献表明，约70%-80%的ACL损伤病例中，膝关节在着陆或变向动作中会出现DKV。因此，FPPA的测量对于评估膝关节稳定性、预测ACL损伤风险以及制定针对性的预防措施具有重要意义。研究还指出，髋外展肌力量的减弱可能导致膝关节在运动过程中出现更大的内收角度，从而增加ACL的负荷。这种现象在实验室环境下已经通过体外实验得到验证，例如，膝关节内收角度增加2.49°，可能会导致ACL承受的张力增加30%。

尽管已有研究指出髋外展肌力量与动态膝内收之间存在一定的关联，但关于髋外展肌疲劳与膝关节运动模式变化之间的关系仍存在一定的空白。已有文献表明，髋外展肌的疲劳会导致其力量下降，从而影响运动表现。然而，目前尚缺乏明确的研究来验证这种疲劳是否会对膝关节的动态运动产生显著影响。本研究填补了这一空白，通过等速疲劳协议模拟了实际运动中可能出现的肌肉疲劳状态，并观察了这种状态对FPPA的影响。

研究结果表明，在单腿落地测试中，髋外展肌疲劳显著增加了FPPA。这一发现与研究假设相悖，研究原本假设疲劳会导致FPPA减少，从而增加DKV的风险。然而，实际结果却显示，疲劳状态下FPPA增加，意味着膝关节的内收角度减少，即动态膝内收的倾向减弱。这可能与肌肉疲劳后身体做出的代偿性调整有关，例如，在疲劳状态下，其他肌肉群可能承担了更多的功能，从而减少了髋外展肌的活动需求，进而影响膝关节的运动轨迹。此外，研究还发现，在单腿落地测试中，FPPA与髋外展肌疲劳后的峰值力矩（PT-F）之间存在轻微的负相关关系，这表明在疲劳状态下，髋外展肌的力量变化可能对FPPA的测量结果产生更直接的影响。

在单腿深蹲测试中，FPPA的变化趋势并不显著，这可能与该测试的运动模式本身有关。单腿深蹲主要涉及髋关节和膝关节的屈伸动作，而单腿落地则更强调着陆时的稳定性，因此两种测试对髋外展肌的要求可能存在差异。研究还发现，FPPA与髋外展肌在静息状态下的最大峰值力矩（MPT-R）之间没有显著相关性，这说明静息状态下的肌肉力量可能不足以预测动态运动中的膝关节行为。因此，研究强调了在疲劳状态下评估髋外展肌力量的重要性，尤其是在功能性测试中，这种评估可能更能反映实际运动中的膝关节稳定性。

本研究的结论表明，FPPA在单腿落地测试中受到髋外展肌疲劳状态的影响，而这种影响可能比静息状态下的肌肉力量更为显著。这意味着，在评估膝关节稳定性时，仅依赖于静息状态下的肌肉力量可能无法全面反映个体在运动中的表现。因此，研究建议在功能性测试中结合疲劳状态下的肌肉力量评估，以更准确地预测膝关节的风险。这种综合评估方法可能有助于更有效地识别那些在运动中存在膝关节稳定性问题的个体，从而制定更具针对性的预防和康复计划。

此外，研究还提到，髋外展肌的疲劳可能促使身体做出其他代偿性调整，这些调整可能会影响膝关节的运动模式。例如，在疲劳状态下，运动员可能会调整步态或运动策略，以减少对髋外展肌的依赖，从而降低膝关节的内收倾向。这种代偿性调整可能在某些情况下起到保护作用，但也可能带来其他潜在的风险。因此，研究呼吁进一步探讨疲劳状态下身体的代偿机制，以及这些机制如何影响膝关节的稳定性。

在临床应用方面，FPPA的测量可以作为一种有效的工具，用于评估膝关节在动态运动中的表现。特别是对于那些存在动态膝内收倾向的个体，FPPA的测量可能有助于识别潜在的ACL损伤风险。通过使用Kinovea等二维视频分析工具，研究人员可以更方便地进行FPPA的评估，这为临床实践提供了可行的技术支持。然而，需要注意的是，这些工具的准确性依赖于标准化的测试流程和正确的技术操作，因此在实际应用中应确保评估方法的科学性和一致性。

从预防和康复的角度来看，本研究的结果对制定针对女性运动员的ACL预防计划具有重要意义。女性运动员由于生理和生物力学上的差异，更容易发生ACL损伤。因此，针对髋外展肌的强化训练可能成为预防ACL损伤的重要手段。然而，研究也指出，仅关注静息状态下的肌肉力量可能不足以全面评估个体的风险。因此，未来的训练和评估方案应考虑在疲劳状态下对髋外展肌力量的测量，以更真实地反映运动员在高强度运动中的表现。

综上所述，这项研究为理解髋外展肌疲劳与膝关节动态运动之间的关系提供了新的视角。研究结果表明，FPPA在单腿落地测试中受到髋外展肌疲劳状态的影响，而这种影响可能比静息状态下的肌肉力量更为显著。因此，在功能性测试中，结合疲劳状态下的肌肉力量评估，可以更准确地预测膝关节的稳定性，并为制定有效的ACL预防计划提供科学依据。未来的研究可以进一步探讨不同类型的疲劳对FPPA的影响，以及疲劳状态下其他肌肉群的代偿机制，从而为运动医学和康复科学提供更全面的理论支持和实践指导。