UP运动与体能发展联盟1周前

摘要//

这篇综述的目的是分析一些跑步中涉及的最常见的生物力学因素损伤:前膝疼痛、髂胫束综合征、跟腱病和胫骨应力综合征/胫骨应力骨折。共有18项研究符合所有的采纳标准。结果显示，文献中几乎没有任何一致的证据将任何生物力学异常与给定的跑步损伤联系起来，除了患有髌股疼痛的女性跑步者，她们在站立阶段具有增加的峰值髋内收角。这篇综述表明，评估和调整髋关节力学结构有助于预防女性跑步者的膝关节损伤。

引言//

过去的几十年里，跑步已经成为一种广受欢迎的锻炼方式，因为它无需花费，方便进行，并且具有重要的健康益处，包括降低心血管疾病和肥胖症的风险(30，51)。跑步也是最普遍的运动之一，然而尽管有这些好处，在运动期间，无论是普通运动人群还是竞技运动员都会发生下肢的运动损伤(14)。根据Buist等人(8)和Johnston等人(25)的观点，外在和内在因素的结合可能导致跑步的运动损伤。外在因素包括跑步的地面类型、跑鞋和每周跑步的距离。内在因素包括年龄、性别、肌肉力量、柔韧性和腿部的姿态情况，并且与跑步者的个人特征有关。

Taunton等人(51)对总共名出现与跑步相关的损伤的患者进行了调查。他们列出了最常见损伤的频率和性别分布，这些信息已在本次综述中使用。根据Taunton等人(51)的调查，表1显示了跑步中10种最常见的损伤。我们将髌股关节疼痛(PFP)和髌腱病(PT)归类为前膝关节疼痛，因为症状出现在膝关节的前部和中央。在本次综述的范围内，有4种不同类型的损伤，分为膝关节损伤和小腿损伤:前膝关节疼痛(PFP/PT)、髂胫束综合征(ITBS)、跟腱病(AT)和胫骨应力综合征/胫骨应力骨折(TSS/TSF)。我们没有考虑其他6种损伤，因为它们的发生率较低，性别差异大，或者在迄今进行的研究中缺乏运动学测试。

关键词//

跑步生物力学；臀部内收；足跟外翻；损伤预防；髋关节外展肌强化计划；跑步再训练

膝关节损伤:

前膝关节疼痛和髂胫束综合征

据报道，在经常运动的人群中，膝盖是最常见的因过度使用而导致损伤的部位(14，43，51)。根据Reiman等人(45)在过去几十年中进行的研究表明，近端因素，如臀部肌肉无力或躯干控制力不足，可能会导致运动过程中膝盖的损伤。

Ferber等人(14)得出结论，大量研究表明负责臀部稳定的肌肉薄弱会导致非典型的下肢力学结构，增加下肢负荷和受伤的风险。经过Aderem和Louw(1)小范围的缺乏严谨研究方法的研究发现，患有ITBS的穿鞋子跑步的女性训练者在跑步的站立阶段出现了膝关节内旋角度峰值的增加。Neal等人(36)给出了适度的证据，证明了PFP与髋关节内收角度增加和髋关节内旋角度增加有关。

小腿损伤:

胫骨应力综合征/应力性骨折和跟腱病

关于膝关节以下的损伤，Myerson(35)认为胫骨后肌功能障碍可能导致足跟过度外翻、胫骨内旋和病理性扁平足，所有这些因素都可能增加小腿损伤的风险。Ness等人(37)将胫骨后肌功能障碍患者的步态与一组健康个体的步态进行了比较，发现胫骨内旋没有差异，但纵向足弓的缺失导致足跟外翻增加。然而，Ferber等人(14)在他们的综述中没有发现非典型足部力学结构和跑步损伤之间的明确联系。

近年来，从生物力学角度对跑步相关损伤的研究呈指数级增长。因此，本综述的目的是确定下列可能因为过度跑步而造成的损伤的生物力学因素:PFP/PT、ITBS、AT和TSS/TSF，包括过去的综述中未出现的最新文章。在这篇综述中，只考虑了对这4种病理最常见的运动学变量进行分析。

搜索策略

在广泛的策略性搜索之后，我们认为总共有18篇文章适合本综述。从年1月1日至年1月31日，搜索了以下医学电子数据库:PubMed、ScienceDirect、WebofScience和Scopus，使用以下搜索术语:“跑步”和“损伤”，将它们与布尔运算符以及其他术语(如“运动学”、“生物力学”、“分析”或“力学”)结合起来。

采纳的文章符合以下标准:涉及男性或女性跑步者(娱乐性或竞技性)的研究，医学诊断为与跑步相关的损伤；对跑步中出现的下列损伤之一进行评估:PFP/PT、ITBS、AT和TSS/TSF；通过直接比较受伤跑步者和健康对照组跑步者的显著差异；具有预测性或病例对照的研究设计；英语或西班牙语；在跑步机或地面跑步时获取三维(3D)运动学测量值结果；最小样本量为8名跑步者，测量了这些运动学变量中的至少一个:站立阶段髋关节内收、髋关节内旋、膝关节内旋和足跟外翻角度的峰值。

一旦他们被选中，我们就把他们归类到文章中，这些文章测量了跑者在站姿阶段的运动学变量，这些跑者分别为:PFP/PT(11，13，18，39，40，46)，ITBS(7，15–17，19，38)，AT(12，47，53)，和TSS/TSF(31，33)。其中一篇文章将跑步损伤命名为胫骨内侧疼痛(31)。一篇文章测量了AT和TSS(5)。根据《定量研究批判性评估表》(27)(表2)的评估，我们将所有文章的质量评为中等。

被纳入研究的特征结果

表3总结了纳入文章的研究特征。

主要结果

膝关节损伤跑步者的运动学变量

膝关节前部疼痛。六项研究分析了患有前膝疼痛的跑步者，其中五项研究调查了患有前膝疼痛的跑步者(11、13、39、40、46)，一项研究调查了患有PT的跑步者(18)。五项研究测量了峰值髋内收角(11，13，18，39，40)。他们中的两人发现，与健康的对照组跑步者(39，40)相比，患有PFP的女性跑步者的髋关节内收峰值明显更高。在Grau等人(18)的研究中，患有PFP的女性跑步者表现出更大的髋关节内收峰值的趋势。相反，Dierks等人(11)在PFP组中获得的峰值髋内收角与对照组相比明显更小。只有Esculier等人(13)发现，PFP组和健康组之间的髋关节内收角度峰值没有显著差异。

四项研究调查了髋关节内旋(11，13，39，40)。只有Noehren等人(39)发现患有PFP的女性跑步者的髋关节内旋角度峰值明显更大，而其他组之间没有发现显著差异。在分析足跟外翻(11，18，39，40，46)和膝关节内旋(11，46)的文章中，我们没有发现损伤组和健康组之间存在显著差异。

髂胫束综合征。我们选择了6篇文章(7，15-17，19，38)。所有的文章都分析了峰值髋内收角(7，15-17，19，38)，但只有5项研究发现受伤跑步者和健康跑步者之间存在显著差异(7，15，17，19，38)。两项研究发现，女性跑步者在站姿阶段髋关节内收角度峰值明显更大，其中一项研究是在先前患有ITBS的跑步者中进行的(15)，另一项研究是在后来的预测性实验中进行的(38)。另一方面，有3项研究观察到了较低的髋关节内收角度峰值，其中2项在ITBS的女性跑步者中(7，17)，另一项在ITBS的男性和女性跑步者中(19)均有。Brown等人(7)仅在跑步者疲劳时发现了这一结果，而Foch等人(17)仅在有ITBS病史的女性跑步者中发现了这一结果，但在目前受伤的跑步者中没有发现。

只有一篇文章分析了髋关节内旋角度峰值，各组之间没有显著差异(7)。三项研究测量了膝关节内旋角度峰值(15，17，38)，其中两项研究发现ITBS女性跑步者的膝关节内旋角度峰值明显更大(15，38)，而另一项研究没有发现显著差异(17)。关于踝关节和足部对ITBS患者的影响，我们在所有的3篇文章中都没有发现健康受试者和受伤受试者的足跟外翻角度峰值有显著差异(15，19，38)。

小腿损伤跑步者的运动学变量

阿基里斯腱病，4篇文章中有3篇测量了足跟外翻角度，没有发现受伤组和健康组之间有显著差异(5，12，47)。只有一项研究测量了膝关节内旋(53)，结果显示，与健康组相比，受伤受试者在膝关节处的峰值内旋角度明显较小。在任何研究中均未测量髋关节内收角度峰值和髋关节内旋角度峰值。

胫骨应力综合征/应力骨折。共包括3项研究(5，31，33)。两项研究测量了足跟外翻角度(5，33)。Milner等人(33)证明，与健康组相比，受伤组表现出明显的更大的足跟外翻角度峰值，而Becker等人(5)没有发现各组之间的显著差异。

两项研究分析了峰值髋关节内旋转角度(31，33)，其中只有一项研究发现受伤跑步者的峰值角度明显更大(31)，而另一项研究没有发现显著差异(33)。只有一项研究分析了峰值髋内收角，显示受伤跑步者的峰值髋内收角明显更大(33)。在唯一一篇分析膝关节内旋角度的文章中，我们没有发现两组间的显著差异(33)。

表4显示了本综述中所有研究测量的运动学变量。

关于前膝疼痛跑步者的运动学变量的讨论

在我们的研究结果中，有适度的证据表明，PFP与髋关节内收角度峰值增加之间存在关联。在分析的6项研究中，其中的2项(11，13)研究发现的不同结果可能是性别差异导致的，因为这2项研究中也包括男性受试者(11，13)。

这些发现支持Neal等人(36)的结果，他们的结论是，与具有PFP的男性跑步者相比，具有PFP的女性跑步者有着显著增加的峰值髋内收角，以及Esculier等人(13)的结果，他们确认髋内收角度的运动学差异是女性患PFP的主要原因。没有确凿的证据表明PFP和髋关节内收增加之间存在联系。发现的差异可能归因于使用了不同的测试方法，例如在站立阶段取值的时间点、使用的运动学模型，甚至参与者的选择标准(39)。因此，这些结果并不真正支持Neal等人(36)的发现，他们确认有适度的证据表明，PFP与髋关节内旋角度峰值增加之间存在关联。

没有研究发现前足跖屈和后足外翻之间有联系(11，18，39，40，46)，证实了Neal等人的结果(36)。在任何研究中都没有发现膝关节内旋和膝关节功能亢进之间的联系(11，46)。

髂胫束综合征跑步者的运动学变量

关于髋关节内收角度峰值，我们发现ITBS跑步者存在较大的角度差异，这可能是由ITBS的受伤状况造成的。与健康受试者相比，未来将发展为ITBS的女性健康跑步者显示出更大的峰值髋内收角。目前受伤的女性跑步者没有显示出显著的差异，而有受伤史的女性跑步者显示出较小的髋关节内收峰值。这些想法与Foch等人(17)的想法一致。他们解释说，目前的ITBS组可能已经展示了一种保持骨盆水平的状态，这种状态可以减少髋关节内收角和与ITBS相关而产生的疼痛。症状消退后，先前患有ITBS的跑步者可能已经发现了一种代偿性的跑步方式，可以减少髋内收以及其他生物力学变化，从而减少髂胫束劳损。Brown等人(7)发现的结果似乎支持了我们的假设，因为他们得出的结论是，患有ITBS的女性跑步者改变了她们的跑步步态，以减少臀部内收，这可能是因为疼痛引发的结果。

然而，未来的继续研究是仍然是有必要的，因为两项研究发现了不同的结果(15，19)。有适度的证据表明，女性跑步者与ITBS和膝关节内旋转角度峰值增加之间存在关联。关于在ITBS跑步者中发现的足跟外翻峰值的结果，我们可以得出结论，这种生物力学因素与该类型的损伤无关。

跟腱疾病跑步者的运动学变量

关于足跟外翻峰值，没有研究发现受伤组和健康组之间存在显著差异(5，12，47)，这与公认的观点相矛盾，即足跟外翻程度较大可能会使跟腱内侧纤维紧张，增加受伤风险(47)。然而，Munteanu和Barton(34)的研究显示，在患有AT的跑步者中，足跟的外翻幅度增加，表明这可能是与该损伤风险相关的生物力学因素。

胫骨应力综合征/应力性骨折跑步者的运动学变量，关于足跟外翻峰值，有一项研究(33)发现受伤组足跟外翻峰值角度较大，另一项研究(5)发现两组之间没有显著差异。

然而，后者(5)显示受伤的个体在脚跟离开地面时具有更大的足外翻动作幅度和更长的外翻持续时间，这表明与受伤风险相关的重要生物力学因素可能不仅是足跟外翻角度峰值，还包括外翻动作幅度、外翻持续时间等。

峰值髋内旋转角度的差异和分析峰值髋内收和膝关节内旋转角度的研究数量较少，还需要进一步研究。

局限性

我们在质量评估过程中发现了方法上的局限性。这导致所有文章都被评为中等质量。所有的研究都使用带有反光标记的3D相机运动捕捉系统来跟踪3D运动，这是非常可靠的，但是它也需要一些人为的操作(例如，标记直接放置在皮肤上或鞋上)，这样就可能会出现测量误差。

不同的每周跑步距离也造成了结果的误差。我们还认为，不同的鞋类条件可能会通过影响参与者的跑步步态模式而造成重要的误差。

符合所有采纳标准的研究数量有限，而且并非所有研究都评估了本综述中考虑的4个运动学变量，如果变量考虑的更加周全，这将有助于得出适当的结论。此外，大多数研究只针对女性。我们还是希望研究中男性和女性受试者的分布更加均衡。

只有2项研究(38，40)进行了预测性研究测试。因为大多数研究是针对在测量时已经受伤的受试者进行的，所以需要进一步的预测性研究来克服这些局限性。

总之，文献中几乎没有一致的证据将任何生物力学异常与任何给定的跑步损伤联系起来，除了女性跑步者在站立阶段峰值髋内收角有所增加。似乎确实有证据表明，评估和解决髋关节生物力学问题可能对患有PFP的女性跑步者有所帮助。

实际应用

本文综述了4种生物力学因素在4种常见跑步相关损伤发展中的影响。根据这一综述，从业者应该评估髋关节生物力学，以防止在膝关节处出现运动损伤(PFP/PT和ITBS)，尤其是女性训练者。

跑步者生物力学损伤的评估测试

▲图1通过基于视频的跑步分析而确定的运动学异常示例。站立阶段臀部内收过度的跑步者（A和B）。站立阶段足跟外翻的对比（C和D）。站立阶段右脚足跟外翻更大。在摆动阶段进行鞋子的足底面的最大旋转幅度（E和F）比较。在摆动时，左侧鞋子的足底面有更大的内侧旋转，这可能涉及跑步期间更大的下肢内侧旋转(E)。

▲图2单腿下蹲(SLS)。SLS期间右腿(A)和左腿(B)的不对称评估。开始位置(C)和结束位置(D)。

▲图3踝关节背屈功能的评估和纠正。弓步下蹲训练的参与者位置，左(A)和右(B)测试踝关节背屈的运动范围。使用弹力绑带辅助进行踝部的训练，初始位置(C)和最终位置(D)。使用斜板来进行动作进阶(E)

在受伤的跑步者中发现的许多运动异常，都可以使用基于二维视频的跑步分析系统来评估，该分析使用的工具容易获得，并且价格低廉(49)。为了以最佳方式进行这种基于二维视频的跑步分析，建议使用Souza(49)的方法和解释(图1)。

也有许多实用的测试来评估运动异常。根据这篇文章，从业者应该评估髋关节生物力学，以防止在膝盖处的损伤，尤其是女性跑步者的运动损伤。单腿下蹲试验(图2)是一项有用的临床试验，可为腰腹区的神经肌肉控制能力提供一个简单方便的评估(2，42，50)。SLS动作的完成情况反映出了在相对复杂的运动（如步态和跑步）中可能会出现的一些问题(3)。相对于良好的SLS测试者，不良的SLS测试者的特征是髋关节过度内收(21)。为了以最佳方式进行这项研究，建议使用livenggood(29)的方法和解释。

踝关节背屈运动范围的评估在临床上很重要，因为它与跟腱和髌腱的损伤有关(32，44，52)。当运动员缺乏足够的踝关节活动度时，足部可能会出现必要的的过度内旋来代偿踝关节活动度的不足，并且会增加胫骨的内旋，从而导致可能出现的损伤(22)。一项综合分析显示，踝关节背屈幅度减少与运动状态的膝关节外翻相关(28)。Bell-Jenje等人(6)在测试中认为踝关节背屈活动度的下降会增加髋关节的内收角度，但不会增加髋关节的内旋角度。

我们推荐使用标准测角仪、数字坡度仪或使用可以量取与墙面间距的卷尺进行弓步(图3A和B)测试，因为它们在测量踝部背屈活动度(26)方面具有良好的可靠性。为了提高踝关节的灵活性，Jeon等人(24)表明，在弓步测试中，使用固定弹力带的拉伸方式可以在拉伸跖屈肌的同时限制足部后移，显著增加踝关节背屈的活动度。

跑步者生物力学损伤的康复计划

运用视觉(实时3D反馈或镜像)和语言模糊反馈的跑步训练在减少髋关节内收峰值方面有显著效果(4，41，54)。在跑步的再训练过程中要考虑的一个重要方面是步频控制。Heiderscheit等人(20)发现，步频增加5-10%可以显著降低跑步过程中髋关节内收峰值以及髋关节和膝关节的负荷。

他们还指出，步频大于标准步频的跑步方式降低了髋关节在运动的前平面和横向平面的生物力学要求，因此在涉及髋关节的跑步损伤的临床处理中可能是有用的。

髋关节外展肌强化方案可以控制动态的膝关节外翻，因为这些肌肉理论上可以在跑步站立阶段控制髋关节内收(9，10，23)。进行髋外展肌和外旋肌的强化训练，可有效减少足跟外翻和髋内旋。

我们推荐一个针对髋关节肌肉稳定性强化和髋关节活动度的康复计划，以改善下肢的跑步生物力学。

图4总结了跑步者臀部肌肉稳定性强化训练动作的顺序。

▲图4臀部肌肉稳定性强化训练动作的顺序。弓步练习的初始(A)和最终(B)位置，球挤压在墙壁和膝盖外侧部分之间，尝试通过正确的下肢姿态来激活臀部外侧的稳定系统。单腿下蹲的初始(C)和最终(D)位置，用非支撑腿保持瑞士球位置。适合跑步者的臀部伸展练习的初始(E)和最终(F)位置。髋外展/外旋运动保持膝盖伸直和骨盆稳定。使用膝盖上方的阻力带以保持下肢对齐(H)进行下降运动。

作者介绍//

Isidro

IsidroFerna′ndez-

Lo′pez

荷兰康复中心的物理治疗师和骨科医生，毕业于马德里康普鲁坦斯大学

DanielRojano-

Ortega

帕布鲁·德·奥莱维德大学体育运动和运动科学学院的生物力学教授

译者：王聪睿

（NSCA-CPT）

校对：王小军

（NSCA-CPT，CSCS）

UP运动与体能发展联盟讲师

参考文献//

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