Knoglegeometri, styrke og biomekaniske ændringer hos løbere med en historie med stressfrakturer

Stressfrakturer er blandt de mest udbredte sportsskader, især i sportsgrene, der involverer løb, spring og gentagne cykliske belastninger. Stressfrakturer er blevet diagnosticeret hos så mange som 20 % af atleterne. Den højeste forekomst af stressfrakturer blandt atleter er rapporteret hos medlemmer af atletikhold med rater fra 10-31 % (22). Stressfrakturer er også en almindelig begivenhed i militær grunduddannelse. Amerikanske militærrapporter fra rekruttbefolkningen indikerer en incidensrate på 0,2 til 4 % hos mænd og 1 til 7 % hos kvinder (1).

På grund af forekomsten af ​​stressfrakturer i den militære og atletiske befolkning samt skadens dyre karakter i form af restitutionstid, er det vigtigt at forstå årsagsfaktorerne og de midler, hvormed disse faktorer relaterer sig og interagerer (25, 29). De mest almindeligt undersøgte og målte risikofaktorer for stressfrakturer er surrogater af knoglestyrke, især knoglemineraltæthed. Selvom flere tidligere undersøgelser har undersøgt forholdet mellem areal knoglemineraltæthed (aBMD, g/cm2) og stressfrakturer, er resultaterne fortsat kontroversielle (6, 7, 9, 12, 17, 28). Et flertal af disse undersøgelser har brugt dobbeltenergi røntgenabsorptiometri (DXA) og aBMD som vurdering af knoglestyrke. DXA er begrænset i sin 2-dimensionelle vurdering af en 3-dimensionel knogle og er heller ikke i stand til at skelne mellem forskellige typer knogle(13, 30). I betragtning af begrænsningerne ved DXA-billeddannelse kan måling af knogleegenskaber ved hjælp af perifer kvantitativ computertomografi (pQCT) kaste lys over uoverensstemmelser fundet i den aktuelle litteratur. Perifer QCT er en 3-dimensionel billeddannelsesteknik, der giver mulighed for måling af både trabekulær og kortikal volumetrisk knogletæthed, knoglegeometri (samlet areal, kortikalt areal) og estimater af knoglemekaniske styrke (dvs. tværsnitsinertimoment og snitmodul), som bedre repræsenterer en knoglers mekaniske kompetence (26, 31).

Med enhver fraktur vil en knogle kun svigte, hvis belastningen på knoglen er højere end styrken af ​​den knogle. I tilfælde af stressfrakturer er det blevet foreslået, at personer med risiko for stressfraktur kan ændre biomekanikken med træthed, således at belastningen på knoglerne øges med træthed, hvilket forårsager en stigning i mikroskade og ultimativ fraktur. Forskning, der måler kinetiske og kinematiske variabler har vist ændringer i GRF'er (10, 11, 16, 19, 21), belastningsstørrelse, belastningshastighed, belastningsfordelinger (8, 14, 15, 24) og landingsstrategier efter starten af ​​muskeltræthed hos raske personer. Det er også blevet vist, at når muskler er trætte, er deres evne til at absorbere stødkræfter under landing, deres interne timingevne mellem fungerende muskelgrupper og evnen til at modvirke bøjemomenter nedsat (2-5, 18, 20, 23). Det er blevet antaget, at løbere, der er ineffektive til at ændre bevægelseskinematikken, oplever større stigninger i belastningshastigheder og slagstørrelser, hvilket gør dem mere modtagelige for skader end løbere, der er i stand til at foretage passende ændringer (16). Imidlertid er størstedelen af ​​disse undersøgelser blevet udført under hvileforhold og hos atleter uden nogen historie med skader. Ingen tidligere undersøgelser, så vidt vi ved, har tilstrækkeligt karakteriseret ændringen i biomekanik under et udmattende løb hos atleter med og uden en historie med stressfraktur.