Геометрия костей, прочность и биомеханические изменения у бегунов со стрессовыми переломами в анамнезе

Стрессовые переломы являются одними из наиболее распространенных спортивных травм, особенно в видах спорта, включающих бег, прыжки и повторяющиеся циклические нагрузки. Стрессовые переломы были диагностированы у 20% спортсменов. Самая высокая распространенность стрессовых переломов среди спортсменов отмечается у членов легкоатлетических команд с частотой от 10 до 31% (22). Стрессовые переломы также являются обычным явлением при базовой военной подготовке. Военные отчеты США по новобранцам указывают на уровень заболеваемости от 0,2 до 4% у мужчин и от 1 до 7% у женщин (1).

В связи с распространенностью стрессовых переломов у военнослужащих и спортсменов, а также дорогостоящим характером травмы с точки зрения времени восстановления важно понимать причинные факторы и способы, посредством которых эти факторы связаны и взаимодействуют (25, 29) . Наиболее часто изучаемыми и измеряемыми факторами риска стрессовых переломов являются суррогаты прочности костей, особенно минеральной плотности костей. Хотя в нескольких предыдущих исследованиях изучалась взаимосвязь площадной минеральной плотности кости (aBMD, г/см2) со стрессовыми переломами, результаты остаются спорными (6, 7, 9, 12, 17, 28). В большинстве этих исследований для оценки прочности костей использовалась двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (DXA) и aBMD. DXA ограничен в двухмерной оценке трехмерной кости, а также не может различать разные типы костей (13, 30). Учитывая ограничения DXA-визуализации, измерение свойств костей с помощью периферической количественной компьютерной томографии (pQCT) может пролить свет на несоответствия, обнаруженные в современной литературе. Периферическая ККТ представляет собой метод трехмерной визуализации, который позволяет измерять как трабекулярную, так и кортикальную объемную плотность кости, геометрию кости (общую площадь, площадь коры) и оценивать механическую прочность кости (т. момент инерции поперечного сечения и модуль поперечного сечения), которые лучше отражают механическую способность костей (26, 31).

При любом переломе кость выйдет из строя только в том случае, если нагрузка на кость выше прочности этой кости. В случае стрессовых переломов было высказано предположение, что люди, подверженные риску стрессового перелома, могут изменить биомеханику с усталостью, так что нагрузка на кость увеличивается с усталостью, вызывая увеличение микроповреждений и окончательного перелома. Исследования по измерению кинетических и кинематических переменных показали изменения GRF (10, 11, 16, 19, 21), величины деформации, скорости деформации, распределения деформации (8, 14, 15, 24) и стратегии приземления после начала мышечной усталости. у здоровых лиц. Также было показано, что когда мышцы утомлены, их способность поглощать силы удара во время приземления, их внутренняя временная способность между функционирующими группами мышц и способность противодействовать изгибающим моментам снижаются (2-5, 18, 20, 23). Было высказано предположение, что у бегунов, которые не могут изменить кинематику движения, больше увеличивается скорость нагрузки и сила удара, что делает их более восприимчивыми к травмам, чем у бегунов, которые способны вносить соответствующие изменения (16). Однако большинство этих исследований было проведено в состоянии покоя и у спортсменов без травм в анамнезе. Насколько нам известно, ни одно из предыдущих исследований не охарактеризовало адекватно изменение биомеханики во время утомительного бега у спортсменов со стрессовым переломом в анамнезе и без него.