肌骨超聲聯合骨量測定多模態分析膝關節保護策略

李曉萌，張春媛，程顏苓（通訊作者）

（1.聯勤保障部隊北戴河康復療養中心 健康管理部，河北 066100；2.聯勤保障部隊天津康復療養中心健康管理部，天津 300000）

為應對多樣化軍事任務，官兵日常衛勤教學、訓練和演訓任務的強度加強［1］。科學的健康體適能評估有助于官兵了解健康狀況，及時發現薄弱環節，研究并實施保護性策略，提升軍人身體素質和作戰能力。本研究以官兵為主體，膝關節與跟骨作為靶器官，骨量測定與肌骨超聲檢查為手段，開展兩方面研究：一是研究海拔高度對官兵骨量的影響。對不同海拔地域駐訓官兵跟骨超聲骨量（quantitative ultrasound，QUS）T值分析，旨在評估官兵骨量現狀、初步研判海拔高度對骨量的影響，提高官兵關于骨量的認知度，并為訓練傷預防策略提供量化依據。二是采用高寬頻肌骨超聲檢查評估膝關節及附屬結構生理狀態，并對病變發生率與骨量進行相關性分析，研究訓練傷保護對策，助力推進按綱施訓、科學施訓。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2019年8月至2021年12月某康復療養中心200名保健療養官兵進行橫斷面健康調查。均為男性，其中駐訓高海拔地域官兵95例，海拔高度約為2 500-4 000m，駐訓低海拔地域官兵105例，海拔高度低于1 000m，年齡（28.69+5.61）歲。排除明確心腦血管、甲狀腺、甲狀旁腺等慢性疾病，未服用激素以及影響骨代謝藥物。檢查前的問卷調查內容包括：飲食習慣、蛋奶攝入量、每日訓練方式、運動負荷量、膝關節有無異常感覺等。

1.2 研究方法

骨量測定使用SONOST 3000超聲檢測儀，檢測前輸入被檢者姓名、性別、出生年月、身高（cm）、體質量（kg）。測定時研究對象處于坐姿，足跟置于儀器上，于內外側踝骨處涂抹少許耦合劑，在200kHz至1.5 MHz頻率下儀器自動分析檢測超聲骨量T值。T值診斷標準：T值＞-1為正常，T值≤-1且＞-2.5為骨量減少，T值≤-2.5為骨質疏松。肌骨超聲檢查選用ACUSON Sequoia以及LOGIQE9超聲診斷儀，18L6高寬頻探頭MSK模式。采取半臥、側臥及俯臥位，適度屈曲膝關節，靶目標包括股四頭肌腱、髕腱、鵝足腱、髂脛束、關節軟骨、前后交叉韌帶、脛、腓側副韌帶、半月板內外側及前后角等。檢查過程中除二維超聲顯像外，輔以寬景成像、剪切波彈性成像、彩色血流顯像、組織多普勒等超聲技術。

1.3 統計學方法

①定性變量用絕對數和百分比進行描述。②采用sas9.2軟件進行統計學分析。以T值判斷結果為應變量，以官兵年齡、海拔類別為自變量，根據骨量T值分為骨量正常組和骨量減少組進行Logistic回歸分析，分析自變量對應變量是否有統計學意義。③不適用卡方檢驗的采用fisher精確檢驗。

2結果

2.1 分類統計不同海拔高度駐訓官兵骨量情況

不同海拔高度駐訓官兵骨量情況見表1，Logistic回歸分析結果見表2。分析證實海拔高度和年齡對骨量T值影響有統計學意義：①駐訓低海拔地域的官兵T值高于高海拔地域。②駐訓低海拔地域的官兵骨量減少發生率低于高海拔地域官兵。③骨量減少發生的概率與年齡呈正相關。

表1 不同海拔高度駐訓官兵超聲骨量比較（n/%）

表2 logistic回歸分析結果

2.2 超聲檢查膝關節及附屬結構情況

對200例官兵進行膝關節及附屬結構超聲檢查，檢查前先進行問診及體格檢查。共檢出陽性病例55例。其中韌帶損傷12例：前交叉韌帶損傷2例，側副韌帶損傷10例，超聲表現為回聲較健側明顯減低，部分增厚，且內部可見裂隙樣極低回聲，與周圍界限模糊；滑膜積液19例，超聲表現為髕上囊、髕前滑囊等部位多處不規則無回聲區，部分透聲差。肌腱病（鵝足腱及髂脛束末端炎）24例，超聲表現為附著點處回聲減低并紊亂，超聲觸診可有壓痛。按照骨量不同對肌骨超聲檢查進行歸納統計：卡方不是有效檢驗，故采用fisher精確檢驗，P＜0.000 1，骨量減少者膝關節病變發生率高于骨量正常者，差異具有統計學意義。

表3 BMD正常組與減低組膝關節超聲檢查結果

3 討論

目前，無創、無輻射評價骨質材料強度特性的主要途徑為骨量測定。在本研究中，將跟骨作為靶目標，T值作為評估靶點，通過對200名官兵QUS測定結果回歸分析發現，骨量減少與年齡呈正相關，且低海拔地域官兵骨量減少發生率低于高海拔地域官兵。

①長期處于高海拔暴露、低壓缺氧、寒冷干燥、強紫外線環境下的駐訓官兵，身體攝氧、運氧能力降低，需要一定時間建立高海拔適應性。據文獻報道，長期生活在高海拔地區人群持續暴露在低氧的條件下，其低氧誘導分子（HIF-la）水平會增加。有研究表明，HIF-la在促進刺激纖維細胞生長因子（FGF-23）的表達中發揮了重要作用［2-3］。 FGF-23 是近些年發現的由骨細胞分泌的調節血磷代謝的刺激因素，其生理功能為抑制腎小管對磷的重吸收，減少腸道磷的吸收，從而降低血磷［4-5］，導致鈣磷代謝平衡異常。此結果是否與高海拔地區缺氧環境導致HIF-la高表達，促進FGF-23分泌，干預了骨代謝過程相關？目前缺乏有效的證據支持。②本組研究對象平均年齡（28.69+5.61）歲，回歸分析發現骨量減少與年齡增長呈正相關，這也與文獻報道一致。骨量隨年齡增加而遞減，屬于生理現象之一，隨著年齡的增大，骨形成功能明顯減退，出現負鈣平衡，導致骨量下降［6-7］。③ 有研究發現，應力能夠促進骨的生長發育以及改變骨的形狀結構。國外文獻也報道在應力的刺激作用下，骨構筑方式在形態上發生了變化，以便適應負荷載重需要［8-9］。隨著新軍事訓練大綱的頒布，更科學的訓練方法及內容可進一步強化肌肉力量、增強核心肌群控制力、提高肌腱韌帶適應性，并增強附著骨的應力，間接促進骨密質生物功能活化，以正反饋的適應性來增強骨質。而高海拔地域因環境復雜特殊，缺氧、高寒等惡劣條件影響訓練時長與運動強度，骨量T值低于低海拔地域官兵也證實了這一點。

超聲是目前應用極為廣泛的影像學檢查手段，其以無創、便捷、價格低廉、可重復性、實時動態等優點成為臨床診斷的利器。隨著超聲設備的不斷升級，新技術不斷研發，用于肌骨超聲的超高寬頻探頭解決了因肌肉、骨骼生物學聲學特性不同產生的生物差異性，從而保證真實的組織結構信號傳輸，并可在患者被動、主動或抗阻運動狀態下（如屈膝、外展、伸直、背旋等）實時顯示關節、骨骼、肌肉肌腱的變化及其相互間作用。

膝關節是人體最重要也是最容易損傷的關節之一，其中韌帶損傷所占比重很大。超聲診斷可避免因早期病變、臨床癥狀不明顯而導致的誤判，而且有助于實時觀察損傷的修復情況。同時本研究發現，通過對韌帶厚度的測量、內部回聲的變化、臨近組織的遷延性改變以及改變體位后收縮功能動態變化等方面的超聲觀察，對韌帶損傷有很高的檢出率。前交叉韌帶（ACL）是膝關節重要的靜力穩定結構，主要是防止脛骨向股骨過度移位，其從股骨止點至脛骨止點，呈致密長條形分布，覆蓋廣度不足，同時屈膝角度的減少會使ACL所承受的負荷增加［10-11］，因此是常見的損傷部位。本組研究中檢出2例前交叉韌帶的損傷。ACL損傷可引起穩定結構的改變，影響膝關節活動控制、本體感覺失衡，導致關節失穩。因此，早期發現、早期干預，可避免對損傷環節后續功能恢復的影響。后交叉韌帶纖維呈寬厚束帶樣結構，從股骨內髁外側壁起始走行至脛骨髁間棘后緣，附著于斜坡結構，強度是前交叉韌帶的2倍，限制脛骨后移以及保持旋轉穩定，本組研究對象中未發現陽性病例。脛、腓側副韌帶由于其位置表淺，超聲可作為首選的影像檢查方法，觀察形態、結構、連續性以及臨近結構的改變評估損傷情況，本組檢出10例Ⅰ級損傷。另外，關節滑囊起貯水囊的作用主要是防止關節腔的高壓力引起關節內結構的破壞。高頻超聲很容易觀察到滑囊內的液體、滑膜增生、血管翳形成和來自關節腔的游離體，具有很高的診斷準確率。綜上所述，筆者建議在后續的工作中，肌骨超聲初篩結果可作為訓練健康的評價標準之一。

通過對本組數據分析，筆者還發現，骨量正常組發生膝關節及附屬結構損傷的幾率遠低于骨量減少組，故考慮骨質應是保持膝關節穩定的重要因素。通過肌肉的有效收縮、負重訓練以及抗阻力運動可不間斷提升肌肉力量，同時骨骼肌的收縮力量可對骨組織產生一定應力，通過肌腱止點將肌肉的收縮力傳遞到骨骼，平衡肌肉與骨骼組織間不同的彈性模量，于肌腱及韌帶形成正反饋的保護作用，從而減少損傷的發生幾率。

隨著《軍事訓練健康保護規定的出臺》，如何做到科學與特殊惡劣環境相結合的訓練方法與模式是目前探索的重要方向［12］。一是習服適應，通過機體內環境代償性調節反應，產生適應性改變，提高官兵不同地區的適應能力。二是采取科學的適應性訓練方法有效鍛煉心肺耐力以及核心控制力、協調力。研究發現，高強度間歇運動（high intensity interval exercise，HIIE）是一種多次短時間高/低強度間隔的運動方式，能以合理的生物力學刺激作用于力負荷感受器（骨細胞），經細胞外基質轉導至間充質干細胞（MSCs），進而影響其成骨-成脂分化［13-14］。間隔訓練一方面可減少一定時間內負重器官的重復受力；另一方面通過“二短一慢”（即持續時間短、跑步距離短、跑步頻次慢）來有效提高駐訓官兵在低氧條件下的體能適應性。三是從生理學、營養學角度干預影響因素，科學適應惡劣條件的挑戰。我軍官兵膳食營養搭配合理，并充分考慮不同兵種、不同地域增加食物定量標準，營養支持與補充滿足每日鈣、蛋白質攝入量標準［15］。通過對調查問卷分析發現，由于個人飲食習慣不同或者因乳糖不耐受，部分官兵出現蛋奶攝入不足情況，與同年齡組相比T值有所減低。相關研究認為，與鈣質相比，以牛奶為代表的高級蛋白質促進骨骼發育和增加骨基質的作用更為明顯［16］。基層衛生人員應樹立訓練損傷超前預防理念，通過多種形式針對不同情況加強官兵飲食營養吸收補充、膳食平衡、損傷防護等知識的普及，使官兵增強骨健康保護意識，注重潛在風險管理，經常性實施健康評估，盡量減少受傷風險。

本研究通過肌骨超聲聯合骨量測定，多技術手段融合分析膝關節保護策略，核心在于訓練預防、保健康復以適應軍事醫學、訓練醫學需求。軍事訓練傷（military training injury，MTI）防治已經成為衛勤保障的重點，醫務人員應充分發揮醫療設備的高能效，多措并舉及早發現潛在風險或早期病變；以陳舊性損傷以及骨量減少官兵作為高風險群體，采取膳食補充、藥物支持、中藥調理、物理治療、聯合肌內效貼以及中醫手法等綜合防治。例如，可通過傳統中醫藥調理來緩解疲勞及疼痛，如大家熟知的芍藥甘草湯。本方出自《傷寒論》第29條：“傷寒，脈浮，自出汗，小便數，心煩，微惡寒，腳攣急……若厥愈足溫者，更作芍藥甘草湯與之，其腳即伸”。芍藥甘草湯組方：白芍藥四兩（味酸，微寒炙），甘草四兩（炙，甘平），右二味，以水三升，煮取一升半，去滓，分溫再服［17］。組方中白芍味酸苦，能夠發揮養陰、活血之功效，炙甘草則具有補中、滋養及緩解痙攣癥狀的功效。臨床治療中使用芍藥甘草湯，可有效緩解患者肌肉痙攣、疼痛等癥狀。值得注意的是，芍藥-甘草配比不同，功效主治也有差異，化學物質成分也可能存在差異［18-19］，因此在配置及服用過程中需要通過中醫師輔以中醫體質辨識行中醫證型，合理配比、精準服用，達到積極效果。

本研究不足在于研究對象例數偏少，研究內容缺乏細致分類；跟骨作為靶目標相對單一，缺少髖部、腰椎、股骨頸等敏感區的多部位骨量綜合評估；缺少超聲與雙能X線兩種骨量測定方法一致性研究；缺乏HIF-la、PGF-23、骨代謝指標、骨轉換標記物、甲狀腺激素、腎上腺皮質激素、血糖血脂譜等血清學證據；肌骨超聲檢查范圍局限，且與CT、MRI檢查的對照分析沒有體現。未來研究方向：一是開展大樣本的深入分類研究，并將位點前移至移動診斷領域、可視化治療領域，為戰訓條件下高海拔地域實施醫療保障提供新的方向；二是建立多域的醫學證據評估平臺；三是加強多元化康復手段以及高新技術的研究，以期在訓練適應機制、訓練康復能力、訓練保護性策略研究方面有更多突破。

4 結語

如何加快MTI的防治和康復已成為軍事醫學領域與訓練醫學領域的重要研究內容［20］。筆者建議，應重視設備的效能發揮，以針對性強、時效性高的康復方艙模式在基層部隊實施開展訓練傷的防治工作以及制定相應保護策略，實現檢查設備輕便化、實踐操作流程標準化、康復治療手段多樣化，為衛勤保障提質增效。