髌股疼痛的跑步者在单腿跳跃测试中，股四头肌力量表现与膝关节功能之间的关系

《Physical Therapy in Sport》：Relationship between quadriceps strength performance and knee joint function during single-leg hop test in runners with patellofemoral pain

本研究比较了髌股疼痛（PFP）患者与健康跑步者在单腿跳测试中的膝关节生物力学及等速肌力差异，发现PFP患者未表现出股四头肌力量减弱，但采用髋关节主导策略，膝关节能量生成与股四头肌力量无显著相关性。

　　本研究聚焦于一项与运动表现和关节功能相关的科学探索，旨在分析跑步者中出现髌股关节疼痛（Patellofemoral Pain, PFP）群体与健康跑步者在单腿跳跃测试中的股四头肌力量和膝关节功能是否存在差异，并探讨这两者之间的关系。研究采用了一种控制性和相关性的研究设计，通过运动学实验室中的专业设备进行数据采集，为深入了解运动损伤与功能恢复之间的联系提供了重要的理论依据。

髌股关节疼痛是跑步者中最常见的运动损伤之一，其发病率高达16.7%。这种疼痛主要表现为髌骨后方或周围区域的不适，严重影响日常生活中的动作，如上下楼梯、蹲下和跑步等。如果缺乏及时有效的干预，髌股关节疼痛可能进一步发展为更严重的退行性病变，从而导致身体功能受损和生活质量下降。因此，明确髌股关节疼痛的病理机制和相关影响因素，对于制定合理的康复方案和预防措施具有重要意义。

研究表明，患有髌股关节疼痛的个体往往表现出股四头肌功能障碍，具体表现为在不同收缩模式下肌肉力量的下降。已有研究指出，与健康个体相比，这些患者的股四头肌最大力量可能减少28%-30%。这种力量的下降可能导致膝关节在屈伸运动过程中出现异常的髌骨轨迹，进而增加髌股关节的压力，加重疼痛症状。此外，由于疼痛而减少的活动量和避免行为，可能会引发股四头肌的慢性废用性萎缩，进一步加剧肌肉力量的减弱。股四头肌力量的下降被广泛认为是影响髌股关节疼痛患者功能障碍的关键因素之一。

在膝关节损伤人群中，功能任务中的表现缺陷可能与肌肉力量的下降密切相关。近年来，越来越多的研究关注于功能性任务中的动态表现，例如单腿跳跃和下楼梯等，这些任务被认为能更全面地反映下肢多关节的姿势控制能力。例如，Briani等人使用单腿跳跃测试中的跳跃距离作为评估髌股关节疼痛患者功能表现的客观指标，但他们的研究发现，跳跃距离与股四头肌向心收缩力量之间没有显著的相关性。这表明，跳跃距离作为一项综合指标，反映了下肢多关节的协同作用，可能无法准确区分各个关节的特性或补偿机制。相比之下，正向关节功率工作或下肢的工作贡献可以反映能量的生成情况，从而提供更准确的运动控制策略洞察。

在前交叉韧带重建（Anterior Cruciate Ligament Reconstruction, ACLR）人群中，已有研究发现，患侧的股四头肌等长峰值扭矩、膝关节功率和工作贡献均低于健康侧。这些指标之间存在中等程度的相关性，表明股四头肌是膝关节在跳跃推进阶段的主要力量来源，其力量的下降会导致膝关节功率输出的减少。然而，对于患有髌股关节疼痛的跑步者，其膝关节工作贡献的下降是否与股四头肌力量的减少有关，目前尚不清楚。因此，有必要进一步探讨这些跑步者在功能性任务中表现出的膝关节控制特征与肌肉力量之间的关系。

本研究的目的是分析患有髌股关节疼痛的跑步者与健康跑步者在单腿跳跃测试中的股四头肌等速收缩力量和膝关节功能是否存在差异，并探讨这些变量之间的关系。研究假设患有髌股关节疼痛的跑步者其股四头肌等速收缩力量会低于健康个体。此外，预期这些跑步者在单腿跳跃测试的推进阶段会表现出膝关节能量生成的减少。同时，研究还预测股四头肌力量的减少与膝关节能量生成的减少之间可能存在显著的相关性。

为了确保研究结果的可靠性，研究团队在实验前进行了样本量估算。根据预分析结果，每组至少需要16名参与者，以在α=0.05和统计功效为80%的条件下，检测到髋关节工作贡献的差异（Cohen’s d=0.90，p=0.009）。研究最初招募了27名患有髌股关节疼痛的跑步者（18名男性，9名女性）和20名健康个体（10名男性，10名女性），通过问卷筛选。患有髌股关节疼痛的跑步者的纳入标准包括：（1）至少有1年的规律跑步经历。这些标准确保了研究对象的代表性，并为后续的数据分析奠定了基础。

在研究中，对控制组和髌股关节疼痛组的基本信息和临床特征进行了统计分析，包括年龄、体重指数（Body Mass Index, BMI）、跑步经验等。研究发现，组别与性别之间在基线特征上没有显著的交互效应。此外，两个组别在这些基线特征上也没有显著的差异（p≥0.349）。研究还对髌股关节疼痛组的视觉模拟量表（Visual Analog Scale, VAS）评分进行了分析，结果显示在某些方面存在差异，但未达到统计学意义。这些基线数据为研究的后续分析提供了重要的参考，有助于排除潜在的混杂因素。

研究的主要测量指标包括股四头肌的扭矩和功率，以及跳跃测试中的运动学和动力学数据，如关节力矩、功率和工作贡献。这些数据通过三维运动捕捉系统和力板进行采集，以确保测量的准确性和全面性。研究使用独立样本t检验来分析组别之间的差异，同时采用皮尔逊相关系数来评估股四头肌力量与跳跃运动学之间的关系。这种研究方法不仅能够提供定量的数据支持，还能揭示变量之间的潜在联系，为理解运动控制机制提供了重要的视角。

研究结果显示，股四头肌力量在两个组别之间没有显著差异（p≥0.618）。这表明，尽管患有髌股关节疼痛的跑步者在日常活动中表现出不适，但其股四头肌的等速收缩力量并未明显减弱。然而，在单腿跳跃测试中，患有髌股关节疼痛的跑步者表现出不同的运动控制策略，具体表现为髋关节工作贡献的增加（p=0.020）和贡献率的上升（p=0.017），而膝关节的工作贡献则有所减少（p=0.09）。这一发现与之前的研究结果相呼应，即患有髌股关节疼痛的跑步者在跳跃测试中表现出膝关节能量生成的减少，但其股四头肌力量并未下降。这提示我们，股四头肌力量的下降可能不是导致膝关节功能障碍的主要原因，而是其他因素在起作用。

进一步的分析表明，在健康个体中，股四头肌等速收缩力量与膝关节功能之间存在显著的正相关（r≥0.485，p≤0.048）。这种相关性在患有髌股关节疼痛的跑步者中则未被观察到（r≤0.287，p≥0.208）。这表明，股四头肌力量与膝关节功能之间的关系在健康个体中较为明显，而在患有髌股关节疼痛的个体中则可能受到干扰或改变。这一现象可能与患有髌股关节疼痛的个体在运动过程中采取的补偿策略有关，即通过增加髋关节的工作贡献来弥补膝关节功能的不足。

研究的结论指出，患有髌股关节疼痛的跑步者虽然股四头肌等速收缩力量未下降，但在单腿跳跃测试中表现出一种近端补偿策略，具体表现为膝关节工作贡献的减少和髋关节工作贡献的增加。这种补偿策略可能是为了维持运动表现和关节稳定性，从而减少对膝关节的额外压力。然而，这种策略可能导致膝关节功能的进一步恶化，增加疼痛症状。相比之下，健康个体在跳跃任务中表现出股四头肌力量与膝关节功能之间的显著正相关，这种相关性可能反映了正常的运动控制机制和能量生成过程。

这一研究的发现对运动医学和康复科学具有重要的指导意义。首先，它表明股四头肌力量的下降并不是导致膝关节功能障碍的唯一因素，其他因素如运动控制策略、关节稳定性、肌肉协调性等也可能在其中起到关键作用。其次，它提示我们，在康复过程中，除了加强股四头肌力量训练外，还应关注运动控制策略的调整，以促进膝关节功能的恢复和提高运动表现。此外，研究还表明，对于患有髌股关节疼痛的个体，单纯的股四头肌力量训练可能不足以改善膝关节功能，还需要结合其他康复手段，如姿势训练、步态调整等，以实现更全面的康复目标。

研究的局限性在于，样本量相对较小，且研究对象的选择可能受到一定的限制。此外，研究主要关注的是股四头肌力量与膝关节功能之间的关系，而未深入探讨其他肌肉群或关节在运动控制中的作用。因此，未来的研究可以扩大样本量，增加研究对象的多样性，并进一步探讨多关节之间的协同作用，以更全面地理解运动控制机制和康复策略。

总之，这项研究通过系统的方法和科学的分析，揭示了患有髌股关节疼痛的跑步者与健康跑步者在单腿跳跃测试中的股四头肌力量和膝关节功能之间的差异，以及这些变量之间的关系。研究发现，尽管股四头肌力量未下降，但患有髌股关节疼痛的跑步者在运动过程中采取了不同的补偿策略，这种策略可能影响膝关节功能的恢复和运动表现的提高。这些发现为运动医学和康复科学提供了新的视角，有助于制定更有效的干预措施和康复方案，以改善患者的运动能力和生活质量。