文章编号：1002-9826(2019)10-0062-06

　　DOI：10.16470/j.csst.2019870

神经肌肉训练对运动员ACL损伤康复与预防的研究综述

A Research Review of Neuromuscular Training for Rehabilitation and Prevention of Athletes’ ACL Injury

孔令华1*,李令岭2

KONG Linghua1*,LI Lingling2

　　作者单位：1.国家体育总局体育科学研究所，北京 100061；2.北京体育大学，北京 100084 1.China Institute of Sport Science， Beijing 100061，China；2.Beijing Sport University，Beijing 100084，China.

　　基金项目：国家体育总局举摔柔运动管理中心科技服务项目(委18-29)

　　*通信作者简介：

　　孔令华(1990-)，男，实习研究员， 硕士，主要研究方向为体能训练， E-mail：konglinghua@ciss.cn。

　　摘要: 目的: 前十字交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)损伤是运动员常见的运动损伤之一，并受多种因素的影响。神经肌肉训练(neuromuscular training，NMT)作为一种常见的训练干预手段，它会影响生物力学风险因子的变化以降低运动员受伤的风险。本文将探讨NMT中不同训练方法(力量训练、平衡训练、快速伸缩复合训练、近端控制训练以及灵敏性训练)对ACL损伤预防及术后康复训练的效果，以及重返赛场的评定方法。方法: 通过文献检索的方法收集国内外有关NMT对ACL损伤康复预防的研究。结果: 下肢生物力学异常，神经肌肉控制不足等导致膝关节稳定性不足，进而引发非接触性ACL损伤，且损伤后运动员在神经肌肉控制能力方面表现出较大的缺陷。NMT对神经肌肉控制，改善下肢生物力学异常，加强ACL损伤预防有一定的促进作用。结论: NMT是一个整合概念，旨在改善下肢生物力学的变化，提高患处神经肌肉控制能力及动态稳定性，降低运动损伤的风险，进而提高整体运动功能表现。

　　关键词: 前十字交叉韧带损伤；神经肌肉训练；功能评定；损伤预防及康复

　　Abstract: Objective： Anterior cruciate ligament (ACL) injury is one of the common sports inju- ries of athletes and is affected by many factors. As a common training intervention, neuromus- cular training (NMT) affects changes in biomechanical risk factors to reduce the risk of injury to athletes. This article will explore the effects of different training methods (strength training, balance training, plyometric training, proximal control training, agility training) on ACL injury prevention and postoperative rehabilitation training in NMT, as well as the assessment methods for returning to play. Methods： This paper collects research on the rehabilitation and prevention of ACL injury by NMT at home and abroad through the method of literature retrieval. Results：　Biomechanical abnormalities of lower limbs and insufficient neuromuscular control lead to in- sufficient stability of knee joint and then non-contact ACL injury, and athletes show great defects in neuromuscular control ability after injury.NMT can improve neuromuscular control, lower limb biomechanics and strengthen ACL injury prevention. Conclusion： NMT is an integration concept, aiming to improve the biomechanical changes of lower limbs. NMT can improve the neuromuscular control ability and dynamic stability of the affected area, and reduce the risk of sports injury, and then improve the overall performance of sports function.

　　Keywords: anterior cruciate ligament injury; neuromuscular training; functional assessment; injury prevention and rehabilitation

　　中图分类号:G804.53 文献标识码:A

　　膝关节前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)损伤是运动员最常见的运动损伤之一，主要发生在突然减速时期，为非接触性损伤，例如，突然制动或是跳跃后落地时膝关节移动方向迅速改变(Yoo et al.，2010)。美国每年有超过20万的ACL损伤发生，成为影响运动员健康及减少其运动生涯的严重损伤之一。前交叉韧带手术是运动员伤后首要采取的治疗措施，大约65%的运动员选择手术治疗以恢复膝关节功能，且可以避免膝关节软骨、半月板及周围韧带的牵拉引起的继发性损伤(Barrera et al.，2011；Dunn et al.，2010；Wojtys et al.，2010)。ACL手术虽然能使膝关节恢复原有的稳定性，但功能恢复却并不理想，术后可导致运动员的运动能力降低，有数据显示，只有40%～60%的患者能够恢复到之前的运动水平(Ardern et al.，2005，2011)。研究表明，运动过程中由于缺乏神经肌肉控制出现错误的动作模式，可能是引起ACL原发性或继发性损伤的主要原因之一(Hewett et al.，2005； Paterno et al.，2010；Zazulak et al.，2007)。ACL术后由膝关节控制的肌肉运动模式和本体感觉功能的下降可能导致膝关节稳定性不足，从而增加再次损伤的风险，增加膝关节软骨和周围韧带的负荷，引起膝关节退行性改变(Cooper et al.，2005a；Shim et al.，2015)。

　　目前，ACL术后进行神经肌肉控制训练(neuromuscular training，NMT)可以改善膝关节神经肌肉控制能力，加强膝关节功能稳定性，并使运动员重返运动赛场(Shim et al.，2015)，本文对神经肌肉控制训练对ACL损伤术后的影响进行综述。

　　1 ACL损伤膝关节功能障碍的评定

　　ACL损伤后膝关节不仅会出现疼痛、积液和肿胀，而且还会出现一系列的神经肌肉功能障碍，主要表现在双侧下肢屈、伸肌肌肉力量下降且不对称，膝关节活动度(ROM)变小且双侧不对称，膝关节本体感觉能力下降，平衡性及协调性下降等(Cimino et al.，2010)。ACL术后同样会出现肌力下降，膝关节活动受限，神经肌肉功能障碍等问题，及时对ACL术后膝关节功能进行评定至关重要。

　　对肌肉力量评定通常进行自身对照，包括康复锻炼前后的比较，患侧与健侧肢体的比较。由于存在惯用肢体，双侧肢体肌力存在一定的差异。这种双侧肢体肌力的差异一般在10%～15%(吴毅 等，1996；谢光柏 等，1997)。有研究报道，ACL术后评价下肢肌肉功能通过主观感觉或客观等速肌力测试评价患侧膝关节屈、伸肌肌力以及与健侧膝关节屈、伸肌肌力对比，其等速测试指标有峰力矩(peak torque)，平均功率(average power)，总功(total work)，其中总功对肌肉功能的评价具有指导意义。膝关节屈、伸肌肌力比(腘绳肌/股四头肌，H/Q)处于正常范围是保持膝关节功能稳定性和防止运动损伤的重要因素，一般认为，此比值在50%～70%较为合理(马利华 等，1992；谢光柏 等， 1997；Ageberg et al.，2008；Eitzen et al.，2009)。此外，若使运动员恢复至受伤前可以进行旋转、跳跃、变向等动作的简单运动，肌肉力量对称性至少需要 85%以上(楼华 等，2014)。

　　ACL术后大多数患者发现自己不能满足正常走路、快跑等日常生活需求(蒋拥军 等，2011)。因此，对ACL术后的康复不仅是ROM、屈伸肌肌力和关节稳定性的问题，膝关节本体感觉功能缺陷的复健也很重要(陈凯敏 等，2010)，因为在运动过程中，本体感觉为关节、肌肉提供位置、方向等运动信息，并且在调节肌肉张力和控制肌肉方面起关键作用。本体感觉功能的缺失将导致患者平衡能力的下降(吴术红 等，2009)。对于本体感觉功能的评定，临床上是通过判断患侧肢体的平衡能力来反映本体感觉功能，而国外学者是通过患侧肢体的单腿跳远成绩对膝关节本体感受的恢复情况进行评价(郭宏钰，2009；Katayama Metal.，2004)。据研究统计，患侧单腿跳远成绩对ACL术后1年的运动员的神经肌肉功能恢复有71%以上的敏感性和特异性；然而，患侧单腿跳远的成绩应与健侧腿成绩进行对比，避免出现双侧肢体的不对称现象(楼华 等，2014；Grindem et al.，2011)。

　　2 神经肌肉训练对ACL损伤的影响

　　错误的动作模式，下肢生物力学异常，神经肌肉控制不足等有可能导致膝关节稳定性不足，进而引发非接触性ACL损伤，且损伤后运动员在神经肌肉控制能力方面表现出较大的缺陷(Zazulak et al.，2007；Zebis et al.，2016)。神经肌肉训练是运动员利用关节对空间位置的感觉信息促进关节周围肌群协调发力的训练方法，通过肌肉力量训练、平衡训练、快速伸缩复合训练、近端控制训练及灵敏性训练等不同训练方式改善错误动作模式和异常生物力学结构，促进损伤预防及提高运动表现，是一种有效的ACL损伤预防及康复训练干预措施(Emery et al.，2015；Donnelly et al.， 2012；Fort Vanmeerhaeghe et al.，2016)。

　　2.1　肌肉力量训练(strength training)　

　　ACL损伤后康复训练的第一步是恢复至损伤前的肌肉力量(Ardern et al.，2011)。力量素质是一切体能康复训练的基础，是运动员是否能重返运动的重要指标。肌肉收缩产生肌肉力量，肌肉缩短的快慢以及肌肉疲劳程度由运动单位的募集决定，所以，肌肉力量的恢复实质上是募集运动单位能力的恢复，即神经肌肉控制能力的提高与恢复，为膝关节稳定性提供支持(郭宏钰，2009)。在ACL损伤术后，股四头肌、腘绳肌肌肉力量下降非常明显，因此在康复训练过程中，应注重股四头肌与腘绳肌的肌力训练，可以从最大力量、肌耐力以及屈、伸肌肌力比3方面评价康复中的肌肉力量(Ageberg et al.，2008；Lee et al.，2008)。

　　传统康复力量训练与神经肌肉力量训练的差别在于后者是结合一些功能性动作进行自重或负重力量训练(例如，自重或负重弓箭步下蹲、患侧支撑健侧滑板练习、自重或负重单腿下蹲练习、自重或负重上台阶练习以及等速肌力训练等)，为康复训练中后期阶段的快速伸缩复合训练、灵敏性训练提供力量及爆发力等基础。张晓辉等(2015)在对20名接受过ACL手术的运动员进行神经肌肉训练研究中发现，在术后6个月及12个月进行等速肌力测试，神经肌肉训练组与传统康复力量训练组相比，在角速度60°/s、240°/s速度下，神经肌肉训练组患侧屈肌力量、患侧屈、伸肌肌肉力量比值明显高于传统康复力量训练组。

　　2.2　平衡训练(balance training)

　　ACL断裂造成膝关节本体感觉功能缺失，且在术后膝关节本体感觉功能尚不能完全恢复。研究证明，ACL术后本体感觉功能的缺失致使膝关节稳定性下降，导致下肢神经肌肉控制能力不足而产生膝关节动态稳定性不足和错误的动作模式，甚至出现二次损伤(杨丹丹 等，2008；Zebis et al.，2016)。

　　平衡训练可以提高ACL术后运动员神经系统协调关节肌肉活动的能力，改善膝关节的动态稳定性，提高膝关节神经肌肉本体感觉控制能力(Cooper et al.，2005b)。蒋拥军等(2011)把接受ACL术后的患者康复治疗12周后分为神经肌肉本体感觉训练组和家庭训练对照组，使其各自进行为期4周的训练后发现，在闭眼状态下，训练组的LFS指数和覆盖90%椭圆区域面积指数明显小于对照组，说明平衡训练对膝关节神经肌肉本体感觉控制能力的恢复具有显著提高作用。平衡训练对ACL术后患者膝关节动、静态稳定性指标的影响实验也表明，ACL术后早期，平衡训练可以降低动态稳定性指数，提高姿势的稳定性(Asghar et al.，2016)。

　　2.3　快速伸缩复合训练(plyometric training)　

　　从生物力学的角度分析，动态膝外翻是髋关节内收、内旋以及膝关节外展、内旋一起作用产生的不正确姿态，这种复杂的多平面运动导致ACL的张力增大，进而导致ACL损伤(Powers，2010；Salsich et al.，2012)。研究发现，膝关节内扣、膝关节屈曲角度受限、巨大的地面反作用力以及非对称的落地这4个动作模式对ACL损伤产生的影响中，膝关节外翻是引起ACL损伤风险最强的指标，其敏感性和特异性分别是78%和73%(Hewett et al.，2005)。然而女性运动员与男性运动员相比在进行起跳落地，跑步和下蹲动作时，其髋关节内收、内旋，膝关节外翻现象非常明显，所以据研究统计，女性运动员遭受非接触性ACL损伤是男性运动员的6倍(Baldon et al.，2011；Mendiguchia et al.，2011； Mihata et al.，2006；Waldén et al.，2011)。Mate分析指出，神经肌肉训练对女性运动员预防ACL损伤的效果明显，其中，快速伸缩复合训练扮演着重要的角色。

　　快速伸缩复合训练是体能训练中一种高效的力量训练方法，它能有效的提高肌肉收缩速度，对发展运动员的爆发力以及提高神经肌肉控制能力有显著的效果。正是因为快速伸缩复合训练可以使神经系统对肌肉的调控更加精准，提高神经肌肉的控制能力，所以在康复训练后期，快速伸缩复合训练受到康复治疗师的青睐。在国外对ACL损伤预防的研究中，越来越多的学者认同快速伸缩复合训练对ACL损伤的预防的重要性。实验发现，女运动员分别进行为期7周和10周的快速伸缩复合训练后，起跳落地时髋关节内收和膝关节外翻现象明显减少(Mccann et al.，2011；Vescovi，2008)。正确的动作模式是预防损伤的第一步，然而神经肌肉控制能力的下降，导致运动模式出现异常，进一步引起ACL损伤。因此在ACL损伤预防训练及ACL术后的康复训练中，要求每一个训练动作都建立在正确的生物力学基础上。Baldon等(2014)对运动员进行正确跳跃技术动作的快速伸缩复合训练，8周后发现，在单腿下蹲动作中膝关节外翻和髋关节内收现象减少，膝关节动态稳定性增加。但对于快速伸缩复合训练对ACL损伤预防也有不同的研究结果，即单独的快速伸缩复合训练可能无法降低ACL损伤的发生率。Pfeiffer等(2006)分别对高中女足运动员进行快速伸缩复合训练，并及时纠正训练中出现的错误动作模式，结果发现，对照组与训练组均出现3例非接触ACL损伤，每千次暴露中非接触性ACL损伤的发生率没有显著差异。

　　2.4　近端控制训练(proximal control training)　

　　膝关节近端控制训练是指在运动过程中通过力量和适当的神经控制稳定能力提高膝关节近端组织结构稳定性的一种练习，包括核心(腰椎骨盆带)稳定性训练、髋关节冠状面稳定性训练以及上肢力量训练(Dai et al.，2015； Kiani et al.，2010；Waldén et al.，2012)。腰椎骨盆带和髋关节组成的复合区域稳定性是通过减少外部干扰产生的位移和维持结构完整性来维持脊柱在其生理活动范围内的平衡能力。在关节动力链理论中髋关节在冠状面保持稳定性，髋关节稳定性的缺失必然出现髋关节内收内旋，膝关节外翻现象，增加ACL的张力，造成膝关节损伤。尤其是在起跳落地过程中，核心区域神经肌肉控制能力不足以及女性的Q角角度相比男性略大，因此女性出现非接触性ACL损伤的概率比男性高。此外，膝关节动态稳定性与ACL损伤不仅取决于核心区域控制能力，同时躯干动态控制能力下降与ACL损伤风险增加同样存在联系(Okada et al.，2011)。躯干动态稳定性的维持是基于躯干—腰椎骨盆带—髋关节的协调配合，以及周围肌群良好的神经肌肉控制能力(Okada et al.，2011；Oliver et al.，2012)。由于躯干稳定性控制能力不足，特别是躯干侧屈动作，已确定是诱发ACL损伤的一个危险因素。通过男、女性运动员的运动视频发现，ACL损伤易发的女性运动员在跳跃落地动作中的躯干侧屈的幅度明显高于男性(Okada et al.，2011)。

　　近端稳定性训练减少了落地时膝关节外翻角度，同时也减少了膝关节外翻时的力矩(Sheppard et al.，2006)，增加了膝关节动态稳定性，表明，近端稳定性训练可引起下肢运动生物力学的积极改变，防止膝关节损伤的出现。

　　2.5　灵敏性训练(agility training)　

　　在ACL损伤术后康复训练及预防训练后期，灵敏性训练被纳入整个训练内容，目的是改善膝关节本体感觉功能，

　　增强膝关节稳定性。灵敏性是神经肌肉训练的重要组成部分，可以被认为是速度与协调能力的结合体，是在运动时突然接受外界信号，产生快速变向以及急停与突然加速的能力(FortVanmeerhaeghe et al.，2016；Sheppard et al.， 2006)。

　　在足球运动中，ACL损伤经常发生在急停变向，起跳落地变向等突然变向动作中，因为灵敏性训练急停变向动作中，下肢关节生物力学变化易发生改变，尤其是在冠状面膝关节控制能力改变导致韧带张力过度(Borotikar et al.，2008；Cochrane Let al.，2007；Hewett et al.，2010)。因此，在康复及预防训练中应进行大量的灵敏性训练，目的在于提高膝关节动态稳定性及本体感觉能力，同时在灵敏性训练中，加强下肢运动动作模式的正确教育，以及上肢、核心区域及膝关节等周围相关肌群激活，确保上肢、核心区域及膝关节在高速变向运动过程中维持身体姿态稳定性和正确的生物力学结构，降低运动损伤的发生。张晓辉等(2015)对进行ACL术后的患者进行神经肌肉康复训练，其中在康复后期灵敏性训练内容为多方向加速减速变向跑，术后6个月进行协同收缩测试(co-contraction test)，折返跑测试(shuttle run test)，卡里奥卡试验(Carioca test)，发现3项测试成绩显著均优于进行传统训练的ACL术后患者。

　　在ACL术后患者或运动员进行力量训练、平衡训练、近端控制训练以及快速伸缩复合训练具备正确的运动动作模式和良好的动态稳定性后，进行由易到难的灵敏性训练，例如敏捷梯多方向加、减速训练，折返跑训练，T字跑，Illinois训练等，通过难度的增加不断加强膝关节周围神经肌肉的控制协调能力，使其逐渐恢复至损伤前的运动状态。

　　3 ACL损伤康复后重返赛场的评定

　　ACL损伤术后进行正常的日常生活及简单运动，至少需要进行6个月的康复训练(Barberwestin et al.，2011)。ACL术后最担心的是在随后的运动中出现二次损伤，无论是ACL术后长期跟踪研究还是短期跟踪研究发现，其二次损伤发生率要比初次ACL发生率高(Paterno et al.，2010； Pinczewski et al.，2007；Shelbourne et al.，2009)。何时重返运动赛场，不能仅以时间作为判断标准，需对膝关节整体功能进行客观评定，因此，术后康复的患者在进行运动之前需要对其肌肉力量，神经肌肉控制能力等全面的功能性进行评定，由此判断是否能再进行运动。

　　目前临床上对ACL术后恢复运动状态的评定方法主要有拉赫曼试验(lachman test)，前抽屉试验，KT-2000膝关节松弛试验(arthrometer test)，抽移试验(pivot shift test)，等速肌力测试，单腿跳远试验等(Kong et al.，2012)，但这些方法只是对ACL术后患者重返赛场做出的应有的基本标准，不能准确评定膝关节在运动中的功能稳定性以及运动中的整体功能表现，所以应在原有的评定方法基础上增加膝关节运动功能评定(functional performance tests， FPTs)。Lephart等(1993)建议把协同收缩试验，折返跑，卡里奥卡试验作为测试膝关节运动功能状态的方法，并证明了以上3项FPTs对ACL术后膝关节运动功能状态存在积极影响。刘书芳等(2015)对协同收缩试验，折返跑，卡里奥卡试验与ACL术后重返赛场标准做了相关分析，发现此3项FPTs与临床评定中的国际膝关节评估表评分(IKDC评分)、患侧腿肌力，单腿跳远成绩存在显著相关性，可作为ACL术后评价膝关节运动功能状态的有效手段。ACL术后患者重返赛场不仅需要等速肌力试验，前抽屉试验，单腿跳远测试等膝关节基本功能的评定，更加需要膝关节整体功能稳定性的评定，两者结合方可为是否能重返赛场做出客观准确的评价。

　　4 结论

　　神经肌肉训练是一个整合概念，包括肌肉力量训练、平衡训练、快速伸缩复合训练、近端控制训练、以及灵敏性训练等不同训练形式，目的是改善下肢生物力学的变化，提高患处神经肌肉控制能力及动态稳定性，降低运动损伤的风险，进而提高整体运动功能表现。Mate分析表明，包含力量和近端控制训练的神经肌肉训练方案可明显降低ACL损伤的发生率，然而神经肌肉训练方案中单独的快速伸缩复合训练或平衡训练对减少ACL损伤发生率的研究结果无统计学意义，但在快速伸缩复合训练与平衡训练相结合的情况下，可明显降低ACL损伤的发生率(Emery et al.，2015；Sugimoto et al.，2015)。在神经肌肉训练中，单一的训练内容对ACL损伤预防及康复效果有限，甚至没有效果，将肌肉力量训练、快速伸缩复合训练、平衡训练、近端控制训练和灵活性训练等多项训练内容相结合进行综合训练，有利于降低ACL损伤发生率，并减少二次损伤的发生。

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　　(收稿日期：2018-09-04； 修订日期：2019-09-15； 编辑：马婧）