超越大腿中段：多肌肉长度超声评估腘绳肌肌肉结构及其与等长膝屈肌力量的关系

《PLOS One》：Beyond mid-thigh: Ultrasound assessment of hamstring muscle architecture at multiple muscle lengths in relation to strength

　　

目的 探讨健康个体中基于超声（US）的肌肉结构参数与等长膝屈肌力量（IKFS）之间的关系，并评估与常用的大腿中段（50%）区域相比，远端（25%）和近端（75%）测量部位在反映肌肉力量方面的能力是否存在差异。方法 采用手持式测力计（HHD）测量20名健康参与者（22.15 ± 2.41岁；8名女性，12名男性）的等长肌肉力量。在大腿长度的25%、50%和75%处测量股二头肌长头（LBF）、半腱肌（ST）和半膜肌（SM）的超声参数（横截面积[CSA]、肌肉厚度[MT]、羽状角[PA]）。采用多元线性回归分析检验力量与基于超声的参数之间的关联。结果 在50%处，所有肌肉的肌肉力量与CSA之间观察到中至高度相关（r = 0.615–0.815）。回归模型解释了肌肉力量方差的89%（p < 0.001）。值得注意的是，25%长度处SM的CSA和腘绳肌总CSA与肌肉力量呈强相关（分别为r = 0.907和0.802）。在75%处，SM的CSA与力量呈无显著关联，而由于解剖学限制，ST和LBF无法测量。MT在ST和SM中呈显著相关（分别为r = 0.702和0.698），而PA的关系较弱且不一致。结论 在肌肉长度50%处，SM的CSA显示出最强的基于超声的等长肌肉力量预测指标。然而，远端部位的测量显示出稳健的关联，提示该区域可作为实用的替代测量部位。相反，近端测量受限，且与力量呈无显著关联。这些发现有助于扩展超声成像在评估腘绳肌力量中的临床和研究应用。鉴于本研究的探索性，应对这些发现谨慎解读。

研究背景 超声（US）因可靠性、便携性和实时动态评估能力，已广泛用于临床与研究中肌肉结构评估。肌肉厚度（MT）、横截面积（CSA）和羽状角（PA）是反映肌肉结构并与功能能力相关的重要指标。既往研究较多关注股四头肌和腓肠肌，而腘绳肌包括股二头肌长头（LBF）、半腱肌（ST）和半膜肌（SM）研究相对不足，且同时综合评估三块腘绳肌的研究有限。腘绳肌力量与功能健康和运动损伤密切相关，腘绳肌拉伤是运动员常见肌肉损伤，力量不足及伤后重返赛场决策均需要客观力量评估。手持式测力计（HHD）因价格和实用性在健康人群中广泛应用。基于US的MT和CSA与最大力量存在潜在关系，但健康个体腘绳肌中该关系尚未充分研究。现有US测量多依赖大腿中段，然而肌肉结构沿肌长并非均匀，单一中部测量可能不能捕捉区域差异；股四头肌和腓肠肌研究已提示部位特异性评估的重要性。临床上远端区域更易发生急性拉伤，近端适应可能反映慢性或退行性过程，但不同区域测量是否同样反映力量尚不清楚。因此，本研究旨在探讨腘绳肌US结构参数与最大自主等长力量的关系，并比较远端25%、近端75%与常用50%部位反映力量的能力。

研究人员开展了一项横断面研究，纳入20名健康成人，测量非优势侧腘绳肌US结构参数与IKFS，并分析其相关性和预测关系。研究结论提示，SM的CSA及总CSA在25%和50%处与IKFS强相关，50%处SM的CSA是最强的US预测指标；远端25%测量具有稳健关联，可作为实用替代部位；近端75%受解剖限制且关联弱或无显著意义。该研究为扩展US在腘绳肌力量评估中的临床和研究应用提供了依据，并强调多部位评估的价值，但鉴于探索性设计，结果需谨慎解释。

关键技术方法（不超过250字） 本研究为横断面设计，在伊斯坦布尔文化大学健康科学学院物理治疗与康复系开展，纳入20名健康成人（22.15 ± 2.41岁；8名女性，12名男性）。采用B型US设备及10–12 MHz线性探头，在非优势侧大腿长度25%、50%、75%处测量LBF、ST和SM的CSA，并在50%处测量MT和PA；SM在75%处可测，ST和LBF因解剖限制无法测。采用HHD在15°膝屈曲位测量最大自主IKFS，取三次5 s最大等长收缩的平均值。统计分析包括Pearson或Spearman相关、多元线性回归及组内相关系数（ICC）信度分析，并进行多重共线性诊断和事后效能分析。

研究结果 参与者特征与信度：研究报道了参与者人口学、肌肉结构参数和力量测量结果。两名评估者对LBF、ST和SM的CSA、MT、PA测量具有高度一致性，ICC范围为0.878–0.999，说明US结构测量信度较高。超声参数与力量的相关性：相关分析显示，50%处所有肌肉CSA与IKFS呈中至高度相关（r = 0.615–0.815）；SM在25%和50%处CSA与力量强相关（r = 0.907和0.911），ST在50%处显著（r = 0.802），LBF在50%处中度相关（r = 0.615）；ST和LBF在25%处不显著；总CSA在25%和50%处强相关（r = 0.802和0.911）；SM在75%处CSA与力量无显著相关（r = ?0.289，P = 0.217）。MT在ST和SM中显著相关（r = 0.702和0.698），LBF不显著；PA关系较弱且不一致，SM（r = 0.524）和LBF（r = 0.451）显著，ST不显著。男女力量差异显著（P < 0.01）。回归分析与统计效能：多元线性回归模型显著（P < 0.001），解释IKFS方差的89%（r² = 0.89）。多重共线性诊断未提示问题，容差0.352–0.506，方差膨胀因子（VIF）1.978–2.841，最大条件指数23.730。事后效能分析显示观察效应量对应统计效能为0.81–0.94。

讨论部分总结 研究主要发现是US衍生的腘绳肌结构，尤其25%和50%处SM的CSA、总CSA及50%处SM的MT，与最大自主IKFS强相关；25%处SM的CSA和50%处总CSA相关最强，提示远端和中段均重要。总CSA相关最强，但回归模型采用各肌肉CSA以识别肌肉特异性贡献并避免重叠。结果提示肌肉结构与力量关系随肌长变化，远端25%尤其SM的CSA和总CSA可提供有价值信息，近端75%预测价值有限，支持多部位评估以捕捉区域形态差异并提高力量估计准确性。讨论指出，CSA与力量关系具有生理基础，较大CSA反映更多肌节和收缩组织；该关系在年轻健康人群中得到延伸。US间接估测力量可能为腘绳肌损伤后疼痛状态下提供“无痛”评估思路，但力量受多因素影响，CSA和MT应结合神经激活、肌腱特性和肌纤维组成解释；CSA亦不能单独用于筛查损伤风险。研究采用15°膝屈曲等长测试，使力量测试与US成像关节角更一致。局限包括未正式评估身体活动水平、未控制BMI、性别系数解释需谨慎、仅测等长力量、样本量较小且仅纳入年轻健康成人，故结果属探索性，需在临床、老年和运动人群中验证。

研究结论（翻译） 基于US的腘绳肌肌肉结构测量，尤其CSA，在健康个体中与IKFS强相关。大腿中段（50%）仍是可靠部位，但研究人员的发现表明，远端区域（25%），尤其SM的CSA，也可作为高度可靠且有效的替代测量部位。相反，近端测量（75%）受解剖限制，与力量呈弱或无显著关联。这些结果强调沿肌肉评估多个部位以提高US评估准确性和灵活性的价值。研究结果还提示，肌肉结构与力量的关系可能因测量部位而异。将远端和大腿中段测量结合可能提高康复监测准确性，并提供无创、无痛的肌肉能力估测方法，尽管这些发现具有探索性，仍需在临床、老年和运动人群中验证。