《Journal of Sport and Health Science》：Deficits in quadriceps voluntary activation following anterior cruciate ligament reconstruction do not improve over time despite increases in quadriceps strength: A systematic review with meta-regression analyses of temporal trends
背景：前交叉韧带重建（ACLR）后股四头肌无力常见。随意激活（VA）缺陷可能导致持续无力，但其恢复轨迹仍不清楚。本系统评价探讨了ACLR后股四头肌力量和VA的时间变化。方法：检索了6个数据库和2个临床试验注册库至2025年3月。纳入报告ACLR后股四头肌力量和VA的研究。采用随机效应Meta分析和Meta回归检验时间趋势。使用JBI工具评估偏倚风险，使用GRADE评估证据确定性。结果：纳入50项研究（1772名参与者；91个效应量）。三级Meta回归显示，VA随时间无显著改善（每月0.03%，95%置信区间（95%CI）：–0.25%至0.29%；均值=86.8%，95%CI：83.9%–89.8%，p=0.876）。股四头肌力量非线性改善（Q=31.53，p<0.001），至69个月时达到2.63 Nm/kg（95%CI：2.00–3.27）。参与者年龄（p=0.60）、性别（p=0.50）、评估姿势（p=0.44）、移植物类型（p=0.32）或初次与二次重建（p=0.56）均不调节VA。采用中枢激活比值（CAR）测量VA的研究较插值颤指技术（ITT）高估VA 6.5%（95%CI：2.4%–10.6%，p=0.002）。证据确定性评为极低。结论：在典型康复后，股四头肌力量随时间改善，而VA无明显恢复。因此，尽管神经激活持续受损，力量可能仍可恢复，提示仅凭力量对称性可能高估神经肌肉恢复。鉴于证据确定性极低，应谨慎解读这些发现。
1. Introduction
前交叉韧带重建（ACLR）后，股四头肌功能障碍持续存在，主要表现为随意激活（VA）降低，即中枢神经系统在最大努力时无法完全募集运动单位。VA缺陷源于关节源性肌肉抑制（AMI），涉及脊髓水平（如γ-环路功能障碍、Ib介导抑制）和皮质上水平（如皮质脊髓兴奋性降低、运动皮层重组）的适应。VA直接量化下行神经驱动，而肌电图（EMG）无法提供直接测量。VA缺陷与力量恢复受损、运动机制改变、功能表现下降及再损伤风险增加相关。尽管力量通常随康复改善，但VA的恢复轨迹尚不明确，现有研究显示VA缺陷可能持续数年。本系统评价旨在通过Meta回归分析，估计ACLR后VA的时间趋势，并探讨年龄、性别、膝测试角度、移植物类型、测量方法（中枢激活比值［CAR］ vs. 插值颤指技术［ITT］）等调节因素。
2. METHODS
2.1. Design
采用系统评价及时间趋势的Meta回归分析，遵循PRISMA 2020指南，在PROSPERO注册（CRD420251008796）。
2.2. Eligibility criteria
2.2.1. Studies of interest
纳入横断面研究、病例系列、队列研究、随机对照试验（RCT）及准实验干预研究，样本量>10。仅提取基线（干预前）数据。排除非人类研究、尸体研究、ACL缺损未重建人群及仅摘要记录。
2.2.2. Participants of interest
纳入接受初次或翻修ACLR的参与者，不论损伤至手术时间。排除神经肌肉共病（如周围神经病变、卒中）及伸膝装置重建、软骨修复、骨折等手术者。
2.2.3. Interventions of interest
纳入所有移植物类型，允许伴随手术（如半月板修复、外侧关节外腱固定术）。运动康复视为标准治疗，不排除基线数据。
2.2.4. Outcomes of interest
仅纳入同时报告股四头肌VA和力量的研究。VA需采用ITT或CAR评估，排除仅EMG研究。提取原始力量和VA数据，不纳入仅报道肢体对称指数（LSI）的研究。
2.3. Search strategy
检索6个数据库（CINAHL、PubMed、MEDLINE、SPORTDiscus、Web of Science、Cochrane CENTRAL）及2个临床试验注册库（ICTRP、ClinicalTrials.gov），至2025年3月。无语言限制，但所有纳入研究均以英文发表。由两位作者独立筛选，不一致通过共识解决。
2.4. Data extraction
提取第一作者、发表年份、设计、样本量、人口学特征、ACLR类型、移植物类型、体力活动水平、伴随损伤、VA、肌肉力量、术后时间。VA方法（CAR或ITT）、关节角度、刺激参数等细节。力量包括最大自主等长收缩（MVIC）和等速力量。对于干预研究，仅提取干预前数据。
2.5. Data management
术后时间按季度分层（3个月间隔）。当报告范围时，取最早时间点。缺失体重或身高数据时，使用汇总均值（74.9 kg和172.8 cm）进行归一化。缺失方差时，使用相同时间点研究的中位标准差（SD）进行插补。
2.6. Data synthesis, analysis, and assessment of heterogeneity
效应量定义为报告均值变化，以原始单位表示（力量：Nm/kg，VA：0–100%）。采用三级随机效应Meta回归，考虑研究内效应量嵌套。探索线性和非线性模型，通过AIC/BIC和似然比检验选择最优模型。力量采用自然样条模型（df=4），VA采用线性模型。使用限制性最大似然法（REML）估计，计算边际预测均值及95%置信区间（95%CI）和95%预测区间（95%PI）。配对比较采用Holm-Bonferroni校正。
2.7. Sensitivity analysis
排除5个精度最高的观测值，比较截距、斜率及研究间变异。计算学生化残差，标记绝对值>2者为潜在离群值。进行leave-1-out影响分析，截距变化>0.1 Nm/kg（力量）或>1%（VA）视为有影响。
2.8. Assessment of heterogeneity
通过分解总方差为研究间、效应间及抽样变异量化异质性。提取Cochran’s Q及p值。进行单变量Meta回归分析，探讨调节变量（年龄、男性比例、膝角度、移植物组成、初次重建比例、测量方法）对VA的影响。
2.9. Assessment of risk of bias
采用Joanna Briggs Institute（JBI）关键评估工具，由两位作者独立评估。每项评为“是”、“否”或“不清楚”。若任一项目为“否”或“不清楚”，则评为低质量。诊断检查包括残差-拟合散点图、漏斗图及Egger回归。小样本偏倚采用精度效应检验（PET）和精度效应估计标准误（PEESE）Meta回归。
2.10. Assessment of the certainty of the evidence
采用GRADE框架评估证据确定性，考虑偏倚风险、异质性、间接性、不精确性及发表偏倚。证据等级分为高、中、低、极低。
2.11. Deviations from protocol
原计划纳入体力活动水平等调节变量及等速力量Meta分析，但因数据不足未执行，仅呈现于附录。
3. Results
3.1. Study characteristics
纳入50项独特研究（55篇参考文献），提供91个效应量，共1772名参与者。37项研究在美国，7项在欧洲，2项在韩国，2项在英国，1项在澳大利亚，1项在加拿大。32项为横断面研究，6项队列研究，8项RCT/准实验，2项病例对照，2项病例系列。仅11项研究使用ITT，其余使用CAR。76%研究在85°–90°膝角测试，20%在60°–70°，6%在30°–45°，1项未报告角度。
3.2. Participant characteristics
参与者52%为男性，44%女性，4%未知。平均年龄24.6岁。66%研究未报告伴随损伤，30%未报告移植物类型，48%未报告活动水平。
3.3. Quadriceps activation over time
线性模型显示截距86.8%（标准误［SE］=1.5，z=57.6，p<0.001），时间系数0.03%（SE=0.13，z=0.16，p=0.876），表明VA随时间无显著变化。配对比较经Holm-Bonferroni校正后均无差异。
3.3.1. Sensitivity analysis
排除5个最精确观测值后，截距变化极小（85.7%→86.6%），斜率微调（0.025%→0.002%），研究间变异略降（29.1%→28.2%），表明结果稳健。无单个离群值驱动整体估计。
3.3.2. Heterogeneity
研究间变异大（29.1% VA），研究内变异中等（14.4% VA），57.4%总变异源于研究间差异。Cochran’s Q显著（Q=1353.78，df=89，p<0.001），95%PI约为95%CI的4.6倍宽，表明高度异质性。
3.3.3. Publication bias
残差与拟合值呈弱负相关（r=–0.21，p=0.043）。漏斗图显示小样本不对称（Egger截距和斜率均p<0.001），PET调整截距为95.08%（SE=1.07），PEESE为90.52%（SE=0.96），提示原始截距（86.65%）被轻微高估。
3.4. Quadriceps strength over time
4基样条模型显示非线性增加（Q=31.53，p<0.001）。截距1.70 Nm/kg（SE=0.16，95%CI：1.39–2.00，p<0.001）。边际预测均值单调递增：时间1为1.70 Nm/kg，时间5为2.18 Nm/kg，时间11为2.36 Nm/kg，时间23为2.63 Nm/kg。早期上升陡峭（如时间2 vs. 1：Δ=0.14，SE=0.03，p=0.005），随后趋于平台，但长期仍缓慢增加。
3.4.1. Sensitivity analysis
排除5个最精确观测值后，截距变化微小（1.70→1.69 Nm/kg），研究间变异略降（0.29→0.28 Nm/kg）。仅1个效应量标准化残差>2，删去后截距变化<0.1 Nm/kg。
3.4.2. Heterogeneity
研究间变异中等（0.29 Nm/kg），研究内变异较小（0.06 Nm/kg），76%总变异源于研究间差异。Cochran’s Q显著（Q=1236.97，df=86，p<0.001），95%PI约为95%CI的3.6倍宽。
3.4.3. Publication bias
残差与拟合值相关性接近0（r=–0.09，p=0.382）。漏斗图显示小样本不对称（Egger截距p=0.008），PET调整截距为1.89 Nm/kg（SE=0.18），PEESE为2.11 Nm/kg（SE=0.11），提示原始截距（1.70 Nm/kg）被轻微高估。
3.5. Moderator analysis for maximal quadriceps voluntary activation
测量方法显著调节VA（p=0.002），ITT研究估计均值较CAR低6.5%（95%CI：2.4–10.6，p=0.0019）。其他调节变量（年龄、男性比例、膝角度、移植物组成、初次重建比例）均无显著效应（p值分别为0.60、0.50、0.44、0.32、0.56）。
3.6. Risk of bias
所有研究均评为高偏倚风险，主要因统计分析（76%）和结果可靠性及效度（88%）问题，如使用CAR或采样频率<2 kHz。
3.7. Certainty of the evidence
GRADE评估显示，力量和VA的证据确定性均为极低，原因包括高偏倚风险、显著异质性、不精确性（宽95%CI）、发表偏倚及间接性（关键特征报告不全）。
4. Discussion
4.1. Persistent deficits in voluntary activation following ACLR
ACLR后股四头肌VA无时间改善，尽管标准运动康复。Meta分析未在任一时间点观察到VA改善，表明典型康复方案未提供足够刺激改变VA，与既往横断面研究一致。缺陷可能由AMI及适应不良的神经可塑性变化驱动，涉及脊髓和皮质上机制，如ACL机械感受器输入中断改变感觉运动环路。
4.2. Temporal recovery of quadriceps strength
力量呈非线性增加，早期快速改善（术后6–9个月最显著），随后平台，但持续至术后5年。平均预测力量在最后时间点仅2.63 Nm/kg，低于与自报功能相关的阈值（3.0 Nm/kg），提示VA无改善可能部分反映康复刺激不足。
4.3. Divergence between strength and neural recovery
力量与VA恢复轨迹的分歧提示，个体可能通过不对称性肥大、神经肌肉代偿及募集团模式改变恢复力量，而非完全恢复中枢神经驱动。持续VA缺陷可能导致重建肢体需更大神经代谢努力产生相同力量，增加疲劳和再损伤风险。
4.4. Moderating factors
性别、年龄、膝角度、移植物组成、初次重建比例均未显著调节VA。CAR较ITT高估VA 6.5%，具有临床意义，可能影响恢复判断。建议未来研究优先使用ITT。
4.5. Methodological considerations and quality of evidence
研究间异质性高（力量76%，VA 59%），小样本偏倚存在。PET和PEESE调整后结论不变。使用JBI工具评估偏倚风险，建议优先使用ITT及≥2 kHz采样频率。多数研究未报告移植物类型、伴随损伤等关键特征，影响结果推广性。
4.6. Clinical and research implications
仅以力量对称性评估恢复可能高估神经肌肉恢复。临床需纳入神经生理学评估，如VA，并考虑联合干预（如神经肌肉电刺激、运动想象）。VA评估目前限于实验室，需开发临床适用方法。力量阈值低提示多数患者无法达到推荐阈值，需新测试标准。
4.7. Study strengths and limitations
优势：三级样条Meta回归量化力量非线性恢复和VA持续缺陷。局限：多数为横断面研究，时间趋势反映研究间比较而非个体纵向恢复；康复内容、剂量、时长报告不一致；排除干预后数据，仅反映标准康复暴露；少数研究使用范围报告时间，采用最早时间点可能偏倚早期；体重身高数据插补；缺乏标准化膝屈曲角度；疼痛未控制。
5. Conclusion
股四头肌力量随时间改善，但VA在典型康复暴露下无统计或临床有意义恢复。CAR高估VA约6.5%。力量对称性可能通过肥大和代偿实现，但神经缺陷长期持续。证据确定性极低，需谨慎解读。未来应优先纵向研究，详细报告康复暴露，采用标准化VA评估方法，探索靶向干预能否改善VA。
