《Journal of Functional Morphology and Kinesiology》：Comparison of Standing, Prone, and Sitting Protocols for Knee Joint Position Sense Testing in Non-Athletic Adolescent Females: A Non-Weight-Bearing Open Kinetic Chain Study
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背景/目的： 膝关节位置觉（Knee Joint Position Sense，KJPS）评估缺乏标准化的测试方案，且常用的非负重方案——站立、俯卧与坐位——以及目标角度如何影响复制误差仍不明确。本研究旨在比较这三种方案及三个目标膝关节屈曲角度（
摘要专业翻译
背景/目的： 膝关节位置觉（Knee Joint Position Sense，KJPS）评估缺乏标准化的测试方案，且常用的非负重方案——站立、俯卧与坐位——以及目标角度如何影响复制误差仍不明确。本研究旨在比较这三种方案及三个目标膝关节屈曲角度（30°、45°、60°）对非运动型青少年女性KJPS误差的影响。方法： 本项受试者内研究纳入30名15–18岁非运动型女性受试者（16.47 ± 1.04），采用主动角度复制任务，测试肢体处于非负重状态，数据通过VICON运动分析系统记录。计算绝对误差（Absolute Error，AE）与恒定误差（Constant Error，CE），以及受试者间CE离散度（SD-CE）。结果： AE显示方案主效应显著（F = 4.33，p = 0.018，ηp2 = 0.130），经置换检验确认，但未发现显著的角度效应或交互作用。坐位测试的AE低于俯卧位测试（平均差 = 2.98°，Holm校正后p = 0.023）。所有九种条件下的CE均显著为正值，确认存在系统性的目标角度过冲倾向。SD-CE在坐位时最低，站立时居中，俯卧时最高。结论： 测试方案影响KJPS准确性与受试者间离散度，而在所测试的方案配置中未检测到目标角度效应。坐位方案在该人群中具有进一步可靠性与标准化研究的前景。
论文解读
一、研究背景与问题
本体感觉（proprioception）是人体运动控制与表现的关键感觉组成部分，定义为对身体位置与运动的感知能力。膝关节位置觉（Knee Joint Position Sense，KJPS）测试通过评估个体复现先前呈现关节角度的准确性，是临床康复与健康人群中评价膝关节本体感觉功能最常用的方法。KJPS测试结果指导康复训练方案并用于评估治疗成效，其临床价值取决于测试条件的一致性。
然而，现有KJPS测量方案在研究间差异极大，导致结果不一致、研究间可比性差。在众多变异来源中，身体姿势与测试角度被认为具有重要影响，但相关研究有限，尤其在健康非运动型青少年人群中，且现有发现常相互矛盾。关于身体姿势，部分研究报道坐位比俯卧位产生更大角度误差（如Wieber等人[10,12]），另一些研究则发现坐位误差更小、信度更优（如Olsson等人[11]）；Strong等人[15]发现站立测试比仰卧非负重测试更可靠且误差更小。但多数研究同时混淆了负重状态与身体朝向两个因素，难以单独评估身体朝向的贡献。关于目标角度，Olsson等人[11]发现中段角度误差最大，Strong等人[15]发现65°比40°误差更小，Pincivero等人[16]发现接近终末伸展位（15°）的被动运动检测显著优于中段位置，而Andersen等人[17]未发现角度主效应。此外，运动方向也被证实独立影响KJPS误差。
截至目前，尚无研究在健康非运动型青少年女性中同时比较三种常用非负重测试方案并变化目标角度。既往比较通常在负重状态与身体朝向两方面同时存在差异，且未聚焦青少年女性群体。因此，本研究在相同非负重开链运动链（open kinetic chain，OKC）条件下、同一批受试者内、采用光电运动捕捉系统，比较站立、俯卧与坐位三种完整测试方案对复制误差的影响，旨在为更一致的测试实践提供依据。
二、研究设计与主要技术方法
本研究为前瞻性受试者内重复测量设计，纳入30名15–18岁（16.47 ± 1.04）非运动型女性志愿者，均以右腿为优势腿并仅评估右侧。排除标准包括膝关节疼痛、下肢/骨盆/脊柱损伤史、韧带/半月板/软骨损伤、骨软骨病、复发性踝扭伤、肌肉骨骼综合征或畸形、神经或内分泌疾病等，由骨科医生在纳入前进行临床检查确认。样本量经G*Power 3.1先验功效分析确定（α = 0.05，功效 = 0.80，中等效应量f = 0.25），最低需28人，实际纳入30人。
运动学数据采用VICON运动分析系统（8台T160摄像机，采样频率250 Hz，空间精度117 μm）采集。三个球形反光标记（直径14 mm）分别固定于大转子、股骨外侧上髁与外踝，用于计算矢状面膝关节屈曲角度。标记轨迹经Nexus 2.8重建与标记，间隙采用样条插值或模式填充处理，数据经四阶零滞后巴特沃斯低通滤波器（截止频率6 Hz）滤波。复制角度与目标角度均取稳定保持期1秒窗口内的平均膝关节角度，误差相对于实际记录的目标角度计算而非名义目标角度。
每位受试者在三种方案（站立、俯卧、坐位）与三个目标角度（30°、45°、60°）下完成共九个条件的测试，每条件记录一次试验。方案顺序与角度顺序均经计算机随机化以控制学习与顺序效应，条件间设3–5分钟标准化休息。受试者全程佩戴眼罩消除视觉反馈，由同一名训练有素的检查者执行所有操作。每个方案在正式采集前先于45°角度完成三次熟悉化试验。站立方案中受试者站立于抬高平台，支撑腿完全伸直，测试腿髋部中立伸展位、膝踝自然悬垂非负重，起始位置为膝关节完全伸展（0°），经被动屈膝到达目标角度；俯卧方案中受试者俯卧于检查台，前额枕于交叉双手，测试腿大腿全程接触台面，起始位置为0°，经被动屈膝到达目标角度，腘窝距台缘约5 cm以减少皮肤触觉线索；坐位方案中受试者坐于定制抬高平台，躯干直立无靠背，双臂交叉于胸前，大腿与台面充分接触，小腿自然悬垂非负重，起始位置为90° ± 5°屈膝，经被动伸膝到达目标角度，腘窝距台缘约5 cm。
三、研究结果
3.1 受试者特征： 30名受试者的完整人口学与人体测量学特征见表1。
3.2 假设检验与数据筛查： AE残差（W = 0.934，p < 0.001）与CE残差（W = 0.968，p < 0.001）均显著偏离正态。AE的角度主效应违反球形假设（W = 0.750，p = 0.018），采用Greenhouse–Geisser校正（ε = 0.800）；其余效应未违反球形假设。
3.3 描述性统计： 所有条件下CE均值均为正值（4.71°至7.40°）。按目标角度平均的AE在坐位最低（5.15°）、站立居中（7.22°）、俯卧最高（8.13°）。
3.4 绝对误差——主重复测量方差分析： 3 × 3受试者内重复测量方差分析（RM-ANOVA）显示方案主效应显著（F(2,58) = 4.33，p = 0.018，ηp2 = 0.130）；角度主效应经校正后不显著（F(1.60,46.40) = 1.40，p = 0.255，ηp2 = 0.046）；方案 × 角度交互作用不显著（F(4,116) = 0.39，p = 0.814，ηp2 = 0.013）。
3.5 绝对误差——事后两两比较： Holm校正后，坐位AE显著低于俯卧（平均差 = 2.98°，t(29) = 2.87，Holm校正p = 0.023）；站立与坐位比较接近但未达显著（平均差 = 2.07°，Holm校正p = 0.072）；站立与俯卧无显著差异（平均差 = ?0.91°，Holm校正p = 0.428）。
3.6 恒定误差： CE的RM-ANOVA显示方案（F(2,58) = 1.14，p = 0.326）、角度（F(2,58) = 0.39，p = 0.677）及交互作用（F(4,116) = 0.63，p = 0.642）均不显著。单样本t检验确认所有九种条件下CE均显著大于零（全部Holm校正p < 0.01），Wilcoxon符号秩检验与符号翻转置换检验均确认此结果（全部Holm校正p ≤ 0.001），表明存在跨方案与角度一致的系统性过冲倾向。
3.7 恒定误差的受试者间离散度： SD-CE在坐位为3.34°至4.59°，站立为5.29°至6.56°，俯卧为8.04°至9.48°。俯卧的95%置信区间（CI）在45°与60°条件下与坐位不重叠，在30°仅轻微重叠，显示坐位受试者间同质性最高、站立居中、俯卧最低。
3.8 敏感性分析： 基于10,000次受试者内置换的置换检验确认AE方案主效应仍显著（p = 0.018），其余所有效应均不显著（全部置换p > 0.25）。协变量调整的线性混合模型（纳入年龄与BMI）结论一致：AE方案效应在受试者内置换（p = 0.016）与聚类稳健标准误（p = 0.014）下均显著，角度（p = 0.090）与交互作用（p = 0.838）不显著；CE各效应均不显著。
四、讨论与结论
讨论总结： 本研究的核心发现是KJPS准确性在三种测试方案间存在差异，而在30–60°范围内未检测到目标角度效应。坐位与俯卧的AE差异为2.98°（95% CI 0.86°至5.10°；dz = 0.52），约占俯卧平均AE（8.13°）的37%，效应量（ηp2 = 0.130）接近大效应基准，但该差异的临床相关性尚无法判定，因该人群尚无KJPS绝对误差的最小临床重要差异标准。由于三种方案在起始角度（站立/俯卧为0°、坐位为90°）、运动方向（屈曲vs伸展）与运动幅度（坐位与站立/俯卧在三个目标角度上方向相反）上同时存在差异，目标角度与运动幅度部分混淆，结果应解释为完整方案层面的差异而非身体姿势的独立效应。目标角度无显著效应不应解读为角度不影响KJPS，因研究未针对交互作用专门设力。本研究的坐位优于俯卧结果与Olsson等人[11]一致，并与2024年纳入26项研究的荟萃分析结果（坐位优于俯卧，SMD = ?0.56）相符，但该荟萃结果与Wieber等人[10,12]的个体研究发现相反。CE在所有条件下一致为正，提示受试者系统性低估被动位移幅度，肌肉梭的触变性（thixotropy）可能参与此模式。SD-CE显示坐位受试者间离散度最低，与Relph和Herrington[8]报道坐位方案重测信度最高的结果一致。本研究的优势在于招募同质青少年女性队列，且首次在保持负重状态恒定条件下于同一批受试者内比较三种方案。局限包括：方案间起始角度、运动方向与幅度未独立控制；每条件仅记录一次试验，无法估计受试者内变异与信度；结果仅限30–60°中段屈曲范围且仅分析矢状面；样本限于健康非运动型15–18岁女性，不能推广至男性、成人、运动员或膝关节病变患者；AE与CE残差偏离正态虽经置换检验确认稳健；样本量未针对交互作用专门设力。
研究结论翻译： 在非运动型青少年女性队列中，非负重开链运动链条件下的膝关节位置觉准确性在站立、俯卧与坐位三种方案间存在差异，而在所测试的30°至60°中段范围内未检测到目标角度效应。坐位方案产生的绝对误差显著低于俯卧测试，且受试者间反应同质性最高；同时，无论方案与角度如何，所有条件下均存在系统性的目标角度过冲倾向。由于三种方案不仅在身体朝向上存在差异，还在起始膝关节角度、运动方向与运动幅度上不同，坐位方案的优势反映的是完整方案的整体效应而非任何单一因素。鉴于坐位与俯卧差异显著但与站立经多重比较校正后差异不显著，且未评估信度，这些发现支持将坐位作为进一步可靠性与标准化研究的有前景方案，而非确立其为首选标准化方案。未来研究应分离具体何种方案特征驱动这一优势，并检验这些发现能否推广至膝关节末端位置与更广泛人群。
