《Applied Sciences》：Spinal Cord Transcutaneous Stimulation Priming and Lower Limb Neuromuscular Performance in Individuals with Anterior Cruciate Ligament Reconstruction After Their Return to Sport: A Case Series
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背景：神经肌肉缺陷可能在前交叉韧带重建（ACLR）后持续存在，甚至在重返运动后也是如此。在这项探索性病例系列研究中，研究人员调查了非侵入性脊髓经皮电刺激（scTS）在热身期间应用约25分钟以启动神经系统，对ACLR肢体在模拟半蹲力量训练中的神经肌肉表现的影响。
背景：神经肌肉缺陷可能在前交叉韧带重建（ACLR）后持续存在，甚至在重返运动后也是如此。在这项探索性病例系列研究中，研究人员调查了非侵入性脊髓经皮电刺激（scTS）在热身期间应用约25分钟以启动神经系统，对ACLR肢体在模拟半蹲力量训练中的神经肌肉表现的影响。方法：四名年轻非职业运动员，ACLR后时间在9.0至14.5个月之间，已重返运动，参与了本研究。在两次独立的实验（scTS或假刺激启动）中，评估了ACLR和未受伤肢体在史密斯机上单侧半蹲期间的代表性大腿肌肉的力量、速度、功率和肌电图（EMG）。结果：四名参与者中有三人在向心阶段表现出ACLR肢体的功率不足。scTS启动在这三名参与者中促进了ACLR肢体产生更高的功率输出。在一名受试者中，下降阶段的振荡样力模式在ACLR肢体中更为明显，而scTS启动减轻了该现象。结论：这些发现支持未来进行对照试验，以评估scTS启动作为增强ACLR后康复和体能训练辅助手段的有效性。
论文解读文章
**研究背景与目的**
前交叉韧带（ACL）损伤是运动员中最常见且致残性最高的肌肉骨骼损伤之一，其年发病率为每10万人口68.6例，超过半数发生在非接触场景。ACL撕裂常需接受前交叉韧带重建术（ACLR），术后需经历9至12个月的康复期才能完全恢复竞技运动。尽管康复方案结构化且周期较长，但仅部分运动员能恢复到伤前水平，且再损伤率居高不下，例如近18%的顶级男子足球运动员在重返赛场后发生二次ACL损伤。目前用于指导重返决策的指标（如肢体间力量对称性、腘绳肌与股四头肌力矩比）可能存在不足，因为神经肌肉缺陷可能持续存在。股四头肌力量减弱是ACL损伤后的常见后遗症，甚至可在术后一年以上仍显著存在，这不仅是由于患侧肢体废用，更与关节源性肌肉抑制（AMI）等神经适应有关，后者影响脊髓、感觉和皮层结构。近年非侵入性神经调控技术（如经颅磁刺激、经颅直流电刺激）被尝试用于改善ACLR后的神经可塑性，但结果不一致。脊髓经皮电刺激（scTS）最初用于脊髓损伤患者的运动恢复，可增强脊髓回路兴奋性。本研究旨在探索scTS启动（在热身中应用约25分钟）对已重返运动的年轻ACLR患者肢体在半蹲力量训练中的神经肌肉表现的影响，并与健侧肢体对比，假设ACLR肢体存在神经肌肉缺陷，且scTS可改善该缺陷。
**研究方法概要**
本研究在意大利乌迪内大学运动科学学院招募4名年轻非职业运动员（ACLR后9.0~14.5个月，已恢复常规团队运动）。采用受试者内对照病例系列设计，在两次实验（scTS或假刺激启动）中，评估单侧半蹲向心阶段和离心阶段的力量、速度、功率及股外侧肌（VL）、股直肌（RF）、股二头肌（BF）的肌电图（EMG）振幅和肌肉募集离散指数（DI）。通过自回归移动平均模型（ARIMAX）进行统计分析，计算Cohen's d效应量（ES）。
**结果**
1. **ACLR导致长期的神经肌肉表现缺陷**
4名参与者中3名（S1、S2、S3）在向心阶段显示ACLR肢体的功率缺陷（-24%至-6%，p<0.001至0.026，中至大效应量），同时伴随力量（-15%至-4%）和速度（-16%至-9%）的显著降低。EMG分析显示，S1和S3的ACLR肢体RF振幅升高、BF振幅降低，而VL行为个体化。这些缺陷在重返运动后10~14.5个月仍存在，提示关节源性肌肉抑制（AMI）等神经机制的作用。
2. **scTS启动增强ACLR肢体功率输出**
在前述3名有功率缺陷的参与者中，scTS启动使ACLR肢体向心功率增加28%~49%（p<0.001，大效应量），并伴随力量和速度同步提升。8/12的ACLR肢体肌肉EMG振幅在scTS后升高，尤其BF激活增强（34%~39%），且2名受试者EMG DI降低（-22%，p<0.05），提示腘绳肌共激活增加，这被认为是一种保护性策略。未显示功率缺陷的S4未观察到scTS的功率增强效应。
3. **半蹲离心阶段神经控制与scTS效应**
在离心（下降）阶段，S4的ACLR肢体地面反作用力振荡模式标志物（SDf_F）较健侧高17%（p<0.001，中等效应量），scTS启动后降低20%~28%（p<0.001，大效应量）。4名参与者均显示ACLR肢体EMG DI较健侧降低（-40%至-23%），提示共激活增加，可能为长期代偿性策略。scTS启动后，3名受试者SDf_F下降，且离心速度增加（17%~39%）。
**讨论与结论**
本病例系列证实，ACLR后即使完成康复并重返竞技运动，个体的神经肌肉缺陷仍可存在，尤其在向心力量/功率方面。这与既往研究发现的ACLR后6月至2年间的肢体间力量缺陷（3%~29%）一致。scTS启动显著改善了这些缺陷，可能机制是通过募集本体感觉传入纤维，提高脊髓回路（中间神经元和运动神经元）兴奋性，使其接近激活阈值。增强的腘绳肌激活和降低的肌肉募集变异性（DI）提示scTS促进了保护性共激活策略。与经颅刺激在晚期ACLR中效果有限不同，scTS在重返运动后的较长恢复期仍显示阳性结果，具有临床应用潜力。**研究结论**：在这项小规模探索性病例系列中，研究人员观察到完成康复并已重返竞技运动的个体在ACLR肢体中存在神经肌肉缺陷，表现在模拟半蹲力量训练的向心和/或离心阶段。研究人员还观察到，scTS启动与出现对侧肢体力量/功率缺陷的三名参与者的ACLR肢体神经肌肉表现改善相关。这些初步发现支持进行具有充分统计功效、随机、盲法、假刺激对照的试验，纳入经验证的神经肌肉结局指标，以评估scTS启动作为增强ACLR后康复和重返运动前体能训练辅助手段的疗效。
