【研究】反重力跑步的三轴负荷反应突出了职业足球运动员膝关节损伤康复过程中的运动策略补偿

理论背景:反重力跑步机已被用于康复,以操纵暴露于负荷和规定返回外部跑步。分析通常局限于垂直平面,但三轴加速度测量法有助于进行与损伤机制相关的多平面分析。在本例中,一名专业男性足球运动员,术后4周修复内侧半月板切除术,同一膝关节前交叉韧带重建后8个月,完成反重力跑步机,70-95%体重(BW),5%的增量。三轴加速度计放置在受伤和健康腿的跟腱近端,并在C7。着陆时的平面加速度突出了85%体重的增加,确定了70%和85%的体重是离散的加载过程。C7(3.21 ± 0.68 m·s−2)引起的垂直加速度(P < 0.001)低于下肢(9.31 ± 1.82 m·s−2),但肢体之间没有差异,提示双侧对称。然而,在中外侧平面,患肢(−0.15±1.82 m·s−2)在着陆时暴露于(P = 0.001)低于未患肢(2.92 ± 1.35 m·s−2),表明双侧不对称。足部接触时的运动员负荷对加速度计位置敏感,患肢在所有平面上暴露于更大的负荷(P≤0.082),在90-95%体重时加重。三轴加速度测量法提供了一种评估康复期间多平面负荷的方法,增强客观进展。

目的:本研究的目的是研究在使用反重力跑步机过程中,BW线性增加的多平面负荷反应,这是一名职业男性足球运动员膝关节手术后康复路径的一部分。着陆时的单轴加速度并没有随着% BW的步进进展呈线性增加,但有证据表明垂直和中外侧加速度为85%的拐点,前后加速度为80%的拐点。在超过85%的BW时,负荷没有逐步增加,因此70%的BW和85%的BW代表了离散的康复进展。为了支持这一发现,Saxena&Granot(2011)得出结论,对于跟腱手术后的患者,能够在85%的体重下跑步足以安全地建议全体重在户外跑步。

文章引用于:Greig M, Mason L, Mitchell A. Tri-axial loading response to anti-gravity running highlights movement strategy compensations during knee injury rehabilitation of a professional soccer player. Res Sports Med. 2023 May 24:1-11. doi: 10.1080/15438627.2023.2216824. Epub ahead of print. PMID: 37221851.

文章链接:反重力跑步的三轴负荷反应突出了职业足球运动员膝关节损伤康复过程中的运动策略补偿

介绍:渐进式暴露于负重活动是许多下肢损伤康复的一个基本要素。减重或反重力跑步机允许对下肢负重进行规定性操作,有可能促进在康复过程中尽早恢复跑步活动,并提高术后恢复能力,体重(BW)负荷的幅度影响垂直足底鞋内压力和胫股力,因此反重力跑步机可能使在不暴露于更高速跑步的情况下逐步适应。然而,先前引用的文献只量化了垂直平面上的力,这是鞋内压力系统的局限性,否定了损伤机制的多平面机制。Thomson等人(2018)报道了ACL重建运动员在跑步过程中垂直力的不对称性。例如,考虑到膝关节外翻与前交叉韧带损伤的机制关联,在康复过程中,使用反重力跑步机时,多平面考虑力是必要的。

实验方法:该病例是一名26岁的男性职业足球运动员,通常担任攻击型中场或前锋,>出场300次,之前没有伤病史。球员在比赛中右膝(优势膝)前交叉韧带破裂,手术干预从对侧肢体获得四股自体腘绳肌半腱肌和股薄骨移植。在康复路径8个月后,球员报告了同一膝关节内侧的疼痛,并接受了内侧半月板切除术。

康复计划:在术后4周,运动员完成了一系列的力量和体能测试,包括膝关节屈肌和伸肌等速动力测量测试,以达到所需的≥90%肢体对称指数。玩家已经完成了水和随后的陆地训练,重点是跑步力学,没有双侧不对称或可观察到的跛行。玩家还接受了渐进加载,并进行了包括跳测试电池在内的增强训练,没有证据表明受伤或对侧肢体有运动补偿。基于在这个阶段通过客观的康复标志物的成功进展,玩家被认为准备好开始在反重力跑步机上跑步。术后4周,玩家以10.2 km/h完成2分钟的跑步间隔,以5%的增量将体重从70%增加到95%。使用线性进展而不是随机分配的速度来反映玩家的康复背景。这个跑步速度相当于球员从比赛中确定的最大跑步速度的30%,并且是在前一周的草地康复训练中达到的。这比Taberner等人(2020)在术后5.5个月任意选择使用的损伤前最大速度的60%要慢,但与我们的康复路径、康复阶段和在场上达到的跑步速度一致。

讨论:本案例考虑了反重力跑步机跑步4周进入康复路径的效果。没有证据表明,当载荷从70%增加到95%体重时,多平面冲击加速度呈线性增加。相反,85%体重的拐点表明,70%和85%的体重代表了独特的负荷挑战,对康复和运动进展具有实际意义。患肢没有暴露于更大的垂直冲击加速度,但患肢的冲击中外侧加速度较低,表明运动补偿和双侧步态不对称。因此,从业者应采用三轴向考虑负荷,并考虑加速度计的放置,因为小腿暴露在比传统使用的C7更大的负荷下。负荷指标对这种情况的敏感性表明,三轴加速度测量法可以提供一种有效和可获得的方法,在康复期间进行体内监测,提倡强调运动策略(如轴向负荷),而不是任务结果。

反重力跑步机可能会引起跑步技术的运动学变化,包括节奏、垂直重心位移、地面接触时间和飞行时间。这名球员缺乏这样的观察可能反映了他们对反重力跑步机的习惯程度,相对较低的跑步速度和足球运动员典型的平坦跑步步态,因为他们的功能关注是敏捷性。

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