前言
这是美国物理治疗师RON HRUSKA写的一篇关于骨盆稳定性对下肢力学影响的文章,详细阐述了骨盆位置改变对下肢力线的影响,尤其重点讲解了膝前痛(髌股关节综合症)与骨盆位置之间的相关性,主要是理论分析,有问题欢迎讨论;想要原文的朋友在评论中留下邮箱!
目前,有很多研究已经证明了膝关节、踝关节与足部的生物力学机制和功能之间的相互影响,但是很少有人探究骨盆不稳定对下肢运动与病理的生物力学影响。
髋关节、膝关节的动作、稳定与动态控制是由关节结构和排列决定的,肌肉产生的力量跨越这些关节,这些力量受到重力、运动状态和髋关节位置的影响,膝关节与髌股关节最重要的影响因素是骨盆的位置。
股骨绕长轴在髋关节处的旋转与股骨头的角度有关。股骨头的前倾角度与骨盆向前的倾斜有关,这使得髋关节的屈曲运动会伴随出现股骨头的旋转。因此,股骨的旋转很大程度上依赖于股骨头在关节窝内的位置,因为在开链运动(OKC)时肌肉活动的牵拉,以及闭链运动(CKC)中对抗重力会给股骨头施加压力,结合股骨头在髋臼内的位置,引起股骨旋转。骨盆的旋转与倾斜,包括髋关节附近的软组织张力都能引导和限制股骨的旋转方向。(图1)骨盆前倾或旋转使得在步态的站立初期与摆动期过度屈髋,还有骨盆向前旋转,引起股骨内旋、膝关节外翻、膝关节过伸,距下关节外翻,以及前足或后足的內翻。
骨盆向前倾斜会增加腰椎前凸角度、胸段后凸角度,还会使髋关节屈曲角度增大,增加膝关节损伤风险。这通常是从两侧腹斜肌,股直肌与腰大肌不平衡开始的,不同步的拮抗肌在不该收缩的时候收缩,同样也导致了腰骶-骨盆区域不稳定。举个例子,如果腹外斜肌收缩伴随椎旁伸肌收缩,就可以在屈髋活动时保持盆底的稳定性,如果屈髋伴随出现伸膝动作,腘绳肌会离心收缩稳定髋关节,这时如果以上肌肉协同收缩能力不足,腘绳肌就很容易被拉伤。
协同失调
协同失调不仅与拮抗肌力量不平衡有关,也与重力,压力或旋转力不匹配有关。协同失调也可能导致力学上的错位以及动作功能紊乱。动作的形式、精准度(协调)、重复能力(感知)、变化(平衡),还有动作的保持(姿势),全都受到协同失调的影响。
髋关节外旋肌力量弱与膝前病理变化及髌股关节侧向压力变化相关。腘绳肌群是唯一活跃的膝关节稳定肌,在动态过程中腹横肌、腹斜肌与臀大肌会稳定骨盆。耻骨联合与骶髂关节不稳定会导致躯干、骨盆、髋关节、膝关节和足踝不稳。骨盆不稳会造成:膝关节韧带松弛,增加Q角,膝关节囊拉伤,椎旁肌过度代偿,用髋关节外展肌来保持姿势,导致耻骨分离,步态模式紊乱。
髋关节最重要的活动是内外旋,这个活动可以激活关节囊上下部的感受器。当锥体前移时,腰椎曲度增大、骨盆前倾,股骨外旋受限。由于姿势受脑干的运动整合影响,髋关节、膝关节本体感受传入信息受到抑制的可能产生肌肉异常反射亢进,并且失稳状态会增加损伤风险。
关节传入神经纤维的活动协助肌梭传入神经纤维并抑制拮抗肌,在拮抗肌快速收缩和关节周围组织失调的时候,都会伴随出现姿势调节。当皮肤组织、关节、肌肉和前庭感受器的输入信号同时发出信号,一种特殊的传入就得到了保证,然后引起的长延迟,自主的调节就发生了。这一行动可以稳定躯体把人体的重心带到一种平衡的状态中。如果平衡状态不正常,次于腹斜肌臀肌腘绳肌的薄弱那么输入信号可能激活拮抗肌与关节周的组织迅速拉长。这可能增加前交叉韧带撕裂、半月板穿孔或侧副韧带撕裂的风险。
从站立中期到足趾离地阶段,骨盆前倾和股骨内旋也增加了腘肌和前交叉韧带的压力,因为腘肌和前交叉韧带限制胫骨对于股骨的外旋。在这种情况下,前交叉韧带和侧副韧带过度松弛,因此胫骨更易于产生外旋。如果韧带、关节囊和膝关节周围的的反向旋转肌肉不符合髂股关节的旋转代偿机制(骨盆前倾和骨盆失稳),胫骨的扭转就容易导致胫骨应力骨折,有好的距下关节支撑的鞋子可以提供对于內翻的控制。
对于骨盆前倾伴随着股骨外旋的体态,髂腰肌,臀中肌,梨状肌,股四头肌,缝匠肌,耻骨肌,长收肌,大收肌都处在一个缩短的位置。
由于附着点的缘故,腰大肌在中立位是很难外旋股骨的。在支撑相中期、末期股骨与胫骨的外旋在屈髋位受限,髋关节周围肌肉的功能依赖于附着点的位置与靠近中央的和末端的剩余活动范围。髋关节外旋肌(髂腰肌,梨状肌,大收肌)在股骨极度内旋或极度屈髋的位置会变为内旋肌。
对膝关节疼痛的再思考
传统观点,临床上把髌股关节疼痛归因为膝关节伸肌力学紊乱。股骨在冠状面里的偏移或水平面里的旋转已经被广泛的研究了。通常认为髌骨运动轨迹不正常是由Q角、髌骨倾斜和半脱位造成的,然而,实质上真正影响髌骨运动轨迹的是股骨与腰椎-骨盆的相对位置(图3)。髌骨在膝关节运动机制中是一个被动的结构,它的运动完全依赖于周围的软组织和股骨的相对位置。生物力学测试已经确认股骨过度内旋会增大髌股关节接触压力。因此,基于生物力学机制的髌股关节康复计划应该包括力量训练和神经肌肉控制训练,调整旋前的骨盆到一个动态可控的中立位。
尽管物理治疗师会给下背痛患者制定稳定性训练计划,但是很少有人意识应该调整股骨-骨盆的力学紊乱,或者改善与髌股功能紊乱相关的腰椎-骨盆区域失稳。腰椎、骨盆和股骨之间的复杂关系是可以通过特定的腹斜肌力量训练和髂骨关节重置训练进行调整的。常规的股四头肌力量训练应该在确保腰椎-骨盆-股骨符合正确的生物力学对位前提下进行。
在闭链运动中(走路、跑步等)调整髋关节的位置和髌股关节的力学机制,需要腘绳肌和腹斜肌控制腰椎-骨盆位置。我们发现对于托马斯试验和奥博试验发现髋关节伸展和内收呈阳性的人,进行特定的腘绳肌训练,能够改善他们的髌股力学对位和外旋受限的情况。对腘绳肌进行合理的前馈训练,能够提高髋关节的稳定性,改善力学对位。针对股四头肌的训练应该在没有膝关节不稳和腰椎-骨盆-股骨对位失衡的前提下进行。
小结
传统的膝前疼痛评估与治疗着眼于髌骨在冠状面的位置,然而这个籽骨是膝关节屈伸系统里的一个被动元素,它的位置是由股骨相对骨盆的旋转方向决定。解除髋关节伸展、腰椎屈曲和股骨外旋的限制,能够改善腰椎-骨盆区域与髋关节和髌骨关节之间的力学关系。最终,通过腰椎-骨盆控制训练保持正确的髌股关节运动轨迹,预防与改善膝前痛。
译者