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股内斜肌/股外侧肌肌力不平衡在髌腱腱病发病机制中的作用

华英汇  
【摘要】: 第一部分髌腱腱病运动员等速运动中股四头肌表面肌电的研究 目的:探讨髌腱腱病与股内斜肌/股外侧肌功能异常之间的关系。对象及方法:选取16例患有髌腱腱病的运动员共20膝作为髌腱腱病组进入研究,配对选择16名无症状的运动员共20膝作为正常对照组。分别接受等速向心和离心测试(60°/s)。等速测试中获得的股内斜肌和股外侧肌肌电数据以MyoresearchXP1.03.06(Noraxon,2003)进行处理。获得股内斜肌(Vastus Medialis Oblique,VMO)与股外侧肌(Vastus Lateralis,VL)的肌电积分比率(VMO:VL)及两者之间的激发时间差异(Time_(VL)—Time_(VMO))。比较两组运动员的股内斜肌与股外侧肌的肌电积分比率(VMO:VL)和两组VMO和VL激发时间的差异。 结果:与正常对照组相比,髌腱腱病组VMO:VL更大,但Time_(VL)—Time_(VMO)差别无显著性意义。 结论:髌腱腱病运动员中存在股内斜肌肌力相对增强,但股内斜肌和股外侧肌肌肉激发的先后顺序没有改变。 第二部分髌腱腱病运动员髌股排列的核磁共振研究 目的:评价髌腱腱病运动员中髌股关节排列状态。 对象及方法:36名运动员60膝参加本研究,其中髌腱腱病组21例共30膝,正常对照组15例共30膝。受试者以双侧(无症状成人)或患侧(髌腱腱病患者)膝接受MRI检查,在屈膝0°位非负重及负重15%体重状态下进行扫描。选取髌骨中部切面图像,测量以下指标:1)滑车沟角;2)髌股适合角;3)髌骨倾斜角:4)髌骨外侧偏移量。 结果:正常对照组和髌腱腱病组在负重后髌股适合角减小(P<0.05),髌骨倾斜角减小(P<0.05),髌骨外侧偏移量增大(P<0.05)。与正常对照组相比,髌腱腱病组在非负重状态下各指标之间比较显著性差异不明显(P>0.05),在负重后髌骨外侧偏移量较小(P<0.05),髌骨外侧偏移量负重前后之差也较小(P<0.05)。 结论:髌腱腱病运动员负重后髌骨外侧偏移量更小,提示髌腱腱病运动员存在股四头肌收缩相关的髌股排列异常。 第三部分股内斜肌/股外侧肌肌力不平衡对髌腱末端受力影响的有限元分析 目的:应用MR/图像建立膝关节三维有限元模型,并利用此模型探讨股内斜肌/股外侧肌肌力不平衡时髌腱近端止点内/外侧应力的变化趋势。 材料及方法:1)一名志愿者在屈膝60°位接受MR/扫描。获得的MRI图像以Mimics 8.1建立三维模型。经过Magic RP优化后,以MSC.PATRAN四面体网格化。并建立模拟的髌腱,附加材料属性;2)在有限元模型的基础上,计算股内斜肌负载从0N依次增加到33N、66N及100N时的髌腱近端止点内/外侧VMS等效应力的变化。 结果:1)获得一个几何形状高度相似的并包括骨、软骨等组织的膝关节三维有限元模型;2)随着股内斜肌从0N增加到100N,髌腱内侧应力逐渐下降,髌腱外侧应力逐渐增加。髌腱近端止点内侧受力逐渐下降,峰值VMS等效应力从2.41Mpa降低到1.41Mpa;而髌腱近端止点外侧受力逐渐增加,峰值VMS等效应力从2.90Mpa增加到5.03Mpa。 结论:1)可以利用MRI图像获得一个几何形状高度相似的并包括骨、软骨等组织的膝关节三维有限元模型;2)在屈膝60度状态下,股内斜肌肌力增加时髌腱近端止点外侧受力增加,髌腱近端止点内侧受力减小。 第四部分股内斜肌/股外侧肌肌力不平衡对髌腱近端受力影响的生物力学研究 目的:探讨股内斜肌不同负载情况下髌腱近端内、外侧拉伸应力的变化,并验证膝关节三维有限元模型虚拟计算的有效性。 材料及方法:6例新鲜膝关节尸体标本,建立与有限元模型相当的实验模型。在屈膝0°、30°和60°时,分别将股内斜肌负载从0N增加到30N,60N,100N。测量髌腱近端内、外侧的拉伸形变。然后取下髌腱内、外侧部分,置于万能实验机上进行拉伸测试至失败。根据所得到的结果计算髌腱内、外侧受到的拉伸应力。并将结果与模型计算结果比较。 结果:在膝关节屈曲0°、30°和60°时,股内斜肌加载从0N到30N,内侧髌腱拉伸应力差别无显著差异(p>0.05)。其余情况下,随股内斜肌加载增加,在屈膝同一角度时,各相邻工况的拉伸应变差异均有显著性差异(p<0.05),表现为内侧髌腱拉伸应力减小,外侧髌腱拉伸应力增大。这个应力改变的趋势和模型计算的趋势一致。 结论:1)在股内斜肌肌力增加时,髌腱近端外侧拉伸应力增加,内侧拉伸应力减小,这种趋势在膝关节屈膝0°、30°和60°时均存在;2)所建立的三维有限元模型的分析结果趋势与实验结果吻合,可用于生物力学分析。 第五部分髌腱腱病运动员接受不同治疗后肌肉功能变化及临床疗效分析 目的:观察冲击波和离心性肌肉治疗髌腱腱病的临床疗效及肌肉功能改变情况,并探讨疗效与肌肉功能改变之间的关系。 对象及方法:2005年1月至2006年8月共48名髌腱腱病患者60侧髌腱接受治疗,患者随机分为3组接受治疗:1)理疗组:微波15 min/次+激光15 min/次,各1次/天;2)冲击波治疗组:冲击次数1,000次,频率4Hz,能量流密度0.08mJ/mm~2,2次/周,15分钟/次;3)离心训练组:离心性肌肉训练,1次/天。患者在治疗前和治疗8周后进行以下指标的评定:1)维多利亚运动学院评分(Victorian Institute of Sport Assessment,VISA评分);2)等速肌力测试(60°/s)中股内斜肌和股外侧肌的肌电积分比率(VMO:VL)及两者之间的激发时间差异(TimeV_L—Time_(VMO))。 结果:理疗组中各测量指标治疗前后比较均无显著性差异(P>0.05)。冲击波治疗组中治疗前后比较,VISA评分有显著性差异(P<0.01),但向心期和离心期VMO:VL及T_(VL)—T_(VMO)无显著性差异(P>0.05)。离心性训练组中治疗前后比较,VISA评分(P<0.01)及向心期和离心期VMO:VL有显著性差异(P<0.05),但向心期和离心期T_(VL)—T_(VMO)无显著性差异(P>0.05)。治疗前各组各指标比较无显著性差异(P>0.05)。治疗后离心性训练组与理疗组相比,VISA值(P<0.01)、VISA治疗前后差值(P<0.05)、向心期及离心期VMO:VL均有显著性差异(P<0.05,P<0.05);与冲击波组相比,离心期VMO:VL有显著性差异(P<0.05);冲击波组与理疗组相比,VISA值(P<0.01)及VISA治疗前后差值(P<0.05)有显著性差异。离心性训练组中,向心期或离心期VMO:VL减小的运动员中更易治疗有效(P<0.05);而在冲击波治疗组和理疗组中,无论向心期或离心期,VMO:VL各种变化之间治疗有效人数没有显著性差异(P>0.05)。 结论:离心性训练和冲击波治疗均能比理疗更好的改善髌腱腱病运动员的疼痛症状。离心性训练可以改变股四头肌异常肌肉功能,而在冲击波治疗组和理疗组中未能发现肌肉功能改变。离心性训练组中,股四头肌异常肌肉功能改变(向心期或离心期VMO:VL比例减小)的运动员治疗疗效较好。


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