肌内效贴腘窝贴扎对落地动作中膝关节生物力学特征的影响_王梦媛.pdf

中国运动医学杂志2022年12月第41卷第12期 Chin J Sports Med，Dec.2022，Vol.41，No.12肌内效贴腘窝贴扎对落地动作中膝关节生物力学特征的影响王梦媛张鑫伍勰上海体育学院“运动健身科技”省部共建教育部重点实验室（上海 200438）摘要目的：探讨肌内效贴腘窝贴扎在落地动作中对膝关节生物力学特征的影响。方法：30名健康在校大学生（男、女各15名），在进行肌内效贴腘窝贴扎前和贴扎后分别执行跳深动作测试（DVJ）。采用Vicon三维运动捕捉系统和Kistler测力台同步采集贴扎前、后落地过程中的膝关节运动学和动力学数据。结果：与贴扎前相比，对膝关节进行腘窝贴扎后，触地时刻的膝关节屈曲角度显著增大（P=0.001）；触地后的最大膝关节屈曲角度显著增大（P=0.009），膝关节峰值外翻力矩显著减小（P=0.001），最大垂直地面反作用力显著减小（P=0.001）。结论：肌内效贴腘窝贴扎的干预方式能够增加落地动作中的膝关节屈曲角度，降低膝关节外翻力矩和垂直地面反作用力。对膝关节进行肌内效贴腘窝贴扎可作为预防前交叉韧带损伤的有效措施。关键词肌内效贴；膝关节；动力学；运动学；前交叉韧带损伤Effects of Popliteal Fossa Kinesio Taping on Biomechanics of Knees during LandingWang Mengyuan，Zhang Xin，Wu XieKey Laboratory of Exercise and Health Sciences of Ministry of Education，Shanghai University of Sport，Shanghai200438，ChinaCorresponding Author:Wu Xie，Email:wuxie_Abstract Objective To explore the effect of the popliteal fossa Kinesio taping on biomechanics ofknees during landing.Methods Thirty healthy undergraduates（15 males and 15 females）performed adrop vertical jump（DVJ）before and after the application of the popliteal fossa Kinesio taping.Three-dimensional kinematic and kinetic data of the knee joint were collected using the Vicon motion capture system and Kistler force plates simultaneously.Results The application of the popliteal fossa Kinesio taping significantly increased the knee flexion angle at the initial contact（P=0.001）and the maximum knee flexion angle（P=0.009），but significantly decreased the peak knee abduction moment（P=0.001）and the maximum vertical ground reaction force（P=0.001）right after landing.Conclusion Theapplication of the popliteal fossa Kinesio taping increases knee flexion angle，as well as decreases theknee abduction moment and the vertical ground reaction force during landing.Therefore，it may be aneffective measure to prevent anterior cruciate ligament injury.Key wordsKinesio taping;knee joint;kinetic;kinematic;anterior cruciate ligament injury前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）损伤是最常见，也最具破坏性的运动损伤之一，不仅会造成运动员短期的功能受损，还会伴随许多并发症（如：膝关节骨性关节炎、半月板损伤等）。ACL重建术后也只有55%的患者能够恢复到伤前竞技水平1，这可能导致运动员的运动生涯过早结束。70的ACL损伤由非接触性损伤引起，常发生于落地和侧切动作中2。导致非接触性ACL损伤的因素包括：环境、解剖、激素、生物力学和神经肌肉等3，生物力学和神经肌肉风险因素可以通过干预措施得到改变4，5，从而减小ACL损伤风险。与ACL损伤相关的膝关节生物力学机制研究表明，在落地动作中，膝关节屈曲角度不足，垂直地面反作用力增加，膝关节外翻力矩和外翻角度增加等因素是落地动作中ACL损伤的重要风险因子2，6。迄今为止，预防收稿日期：2022.04.18基金项目：中央军委科学技术委员会资助项目（2020-JCJQ-ZD-264）第1作者：王梦媛，Email：；通信作者：伍勰，Email：wuxie_ 927DOI:10.16038/j.1000-6710.2022.12.002中国运动医学杂志2022年12月第41卷第12期 Chin J Sports Med，Dec.2022，Vol.41，No.12ACL损伤的措施主要包括神经肌肉训练、本体感觉训练和佩戴膝关节护具等7，8。但是，训练的效果受训练内容是否具有针对性、教练和运动员的依从性、时间经济成本的投入等多方面因素影响7，9。此外，虽然研究证明佩戴膝关节护具不会影响运动员运动过程中的速度和灵敏度，但是运动员仍会因为担心影响运动表现而不愿意在运动中佩戴护具7。与膝关节护具相比，肌内效贴可以在提供保护和稳定性的同时保证关节的全范围运动10，对运动表现的干扰较小。肌内效贴是一种具有治疗性的弹性贴布，最早由 Kase 博士于 20 世纪 70 年代开始应用11。肌内效贴有助于增加应用部位的血液循环，减轻水肿11，12，促进肌肉收缩13，刺激本体感受器，从而改善本体感觉和平衡14。常用的剪裁形状有I形、Y形、X形、爪形、灯笼形、复合形等10，选取不同的剪裁形状，并对拉力程度进行调整，可以达到不同的治疗目的。祁奇等15对股直肌，股四头肌内、外侧头进行Y形贴扎，显著提高了女性大学生的股四头肌向心、离心性收缩肌力。Kellish等16对髌骨疼痛综合征患者疼痛和步态的研究发现，使用两条肌内效贴分别在髌骨下缘和大腿前侧进行U形和Y形贴扎，可以有效减轻患者的疼痛。近些年来，对肌内效贴的研究多集中于减轻肌肉骨骼疾病后的疼痛，增加关节活动度和肌力等17，18。对于柔性的肌内效贴是否能改变落地冲击性动作中膝关节的运动模式，进而降低ACL损伤风险的研究相对较少，也尚无明确结论。Limroongreungrat等19的研究表明，在落地动作中膝关节肌内效贴贴扎有助于减少触地时刻的膝外翻角。Sheikhi等20研究发现，在单腿落地动作中，与非贴扎相比，应用肌内效贴之后，出现更大的膝关节屈曲和外翻角度，而在双腿落地测试中无显著差异。Yu等2研究发现，膝关节在矢状面内的运动是产生ACL负荷的主要机制，膝关节屈曲角度较小会显著增加ACL负荷。Leppanen等21对女性篮球运动员ACL损伤机制的研究表明，在落地动作中，膝关节屈曲角度减小会增加运动ACL损伤的风险。Koga等22的研究表明，ACL损伤预防计划应侧重于获得控制屈膝和降低膝外翻负荷的落地技术。由此可见，在落地动作中，采取屈膝落地策略对降低ACL损伤风险具有积极的意义。根据以往的研究，并秉持简单实用的原则，本研究采用最常见、也最简单的I形贴法在膝关节腘窝处进行贴扎，以增加腘窝处感觉刺激，从而增加落地中膝关节屈曲角度，并以此为理论支撑，探讨该贴扎方案在落地动作中对膝关节生物力学特征的影响。这对于寻找到新的可能降低ACL损伤风险的肌内效贴干预手段，以及探究肌内效贴在赛场上是否能够得到广泛应用具有现实意义。本研究初步假设：在进行肌内效贴腘窝贴扎后执行跳深动作测试（drop vertical jump，DVJ）会增加落地过程中的膝关节屈曲角度。1 研究方法1.1 实验设计实验设计采用自身对照实验设计，对实验对象的双侧下肢进行腘窝贴扎，分别在未贴扎和贴扎后从30 cm高平台执行跳深动作测试（DVJ）。1.2 实验对象实验对象选取30名在校健康大学生作为受试者，男、女各15名，年龄21.86 2.13岁，身高171.40 5.73 cm，体重62.06 7.38 kg。受试者纳入标准为：近3个月无膝关节损伤；无膝关节手术史以及其他影响膝关节运动的神经、肌肉、骨骼病史；无视觉、前庭功能障碍；对肌内效贴无过敏；感觉功能及运动功能良好。本研究经上海体育学院伦理委员会批准（批准编号：102772021RT107）。在实验前告知受试者实验目的和流程，并签署知情同意书。1.3 实验地点和设备实验地点和设备实验在上海体育学院生物力学实验室完成。使用Vicon 红外运动捕捉系统（Vicon Motion System 公司生产，型号T40，采样频率为200 Hz）和Kistler三维测力台（型号9286A，大小为90 cm60 cm10 cm，采样频率为1000 Hz，Kistler公司，瑞士）同步采集贴扎前、后落地过程中的膝关节运动学和动力学参数。1.4 贴扎方案贴扎方案由同一名经验丰富的肌内效贴贴扎技术人员对受试者进行贴扎。所使用的肌内效贴为上海Kindmax公司销售的专业运动肌内效贴，尺寸为5 cm5 m。图1所示为腘窝贴扎方法。贴扎方案为：将肌内效贴剪裁成一条5 cm15 cm的I形贴布，受试者侧卧位，下方的膝关节和髋关节自然弯曲以维持身体稳定，上方髋关节屈曲，无旋转，膝关节伸直。肌内效贴中点作为锚无拉力固定于腘窝中心，随后膝关节屈曲45，以75的拉力沿着大腿和小腿长轴延展，两尾分别固定于大腿和小腿后侧。图1 肌内效贴腘窝贴扎方案 928中国运动医学杂志2022年12月第41卷第12期 Chin J Sports Med，Dec.2022，Vol.41，No.121.5 测试过程测试过程受试者在跑步机上以6.5 km/h的速度进行10分钟热身准备。热身结束后进行反光Marker球（直径14mm）粘贴，Marker球的粘贴位置为眉间正中、枕骨粗隆、左右耳尖上缘、左右肩峰、左右肱骨内外上髁、左右桡骨茎突、左右尺骨茎突、左右髂嵴上缘、左右髂前下棘、左右大转子、第四腰椎棘突、左右膝关节内外侧间隙、左右踝关节内外侧髁、左右第1趾尖、左右第1跖趾关节、左右第5跖趾关节、左右跟骨（图2）。随后进行DVJ动作测试：受试者站立于30 cm高的踏板上，目视前方，两臂自然下垂，双脚开立与肩同宽，听到“开始”口令后，优势腿（定义为踢球惯用腿23）向前领先迈出，身体自然前倾垂直下落，着地时要求双足同时分落在两块测力台上，然后迅速尽力反向跳起，再次落地后要求双足能稳定站立2 s以上，动作过程中的手臂运动不做限制要求。第一轮测试结束后对受试者进行贴扎，贴扎后即刻重复进行上述测试。贴扎前后均采集3次成功动作。图2 反光Marker球粘贴示意图1.6 测量指标与数据处理测量指标与数据处理运动学：触地时刻的膝关节屈曲角度、膝关节外翻角度，触地后膝关节最大屈曲角度、膝关节最大外翻角度；动力学：触地时刻膝关节外翻力矩，触地后膝关节峰值外翻力矩和最大垂直地面反