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单腿20度深蹲结合常规训练对前交叉韧带重建术后步态生物力学特征的影响

2025年12月19日 更新者:Peking University Third Hospital
前交叉韧带(ACL)撕裂是最常见的运动损伤之一,在普通人群中的ACL损伤率高达20.9%。 目前,ACL撕裂的主要治疗方法是关节镜下重建手术,以恢复膝关节的稳定性和功能。 ACL损伤后,即使在ACL重建手术(ACLR)和循证康复治疗后,异常的步态生物力学特征仍然持续存在。 这些异常的步态生物力学特征仍未得到解决,下肢表现出负荷不足和刚度不足,这与股四头肌功能障碍有关。 ACLR后针对股四头肌萎缩的干预措施应尽早开始,以防止早期膝关节疼痛、肿胀和异常步态的恶化。 此外,由于ACL重建在不同阶段和步态周期中产生不同的生物力学特征,因此采用更有针对性和精确的康复措施来纠正生物力学异常并改善患者的步态功能非常重要。

研究概览

详细说明

研究背景:前交叉韧带(ACL)是膝关节的重要解剖结构之一,维持膝关节稳定性并防止胫骨前移。 ACL损伤后,即使在ACL重建手术(ACLR)和循证康复治疗后,异常的步态生物力学特征仍持续存在,异常步态生物力学未能完全恢复。 股四头肌萎缩是异常步态生物力学的常见原因,并在术后长期持续存在。 股四头肌与膝关节功能密切相关,对膝关节稳定性和运动控制的贡献最为显著。 因此,应在ACLR术后早期对股四头肌萎缩进行干预,以防止早期膝关节疼痛、肿胀和异常步态加重。 ACLR术后康复旨在保护移植物,促进其生物重塑,限制肌肉萎缩程度并促进肌力恢复。 此外,由于ACL损伤和重建在不同阶段和步态周期表现出不同的生物力学特征,必须采取更具针对性和精确性的康复措施,以纠正生物力学异常并改善步态功能。 研究方法:本研究计划招募48名ACL重建术后12周的患者,分为实验组和对照组。 实验组在常规训练基础上进行单腿迷你蹲(SLMS)训练,同时使用三维运动捕捉系统和测力台系统收集运动学和动力学数据;在步态测试期间收集患者的肌电信号。 此外,将使用三维有限元建模计算SLMS期间ACL移植物的应力分布和峰值应力。 预期研究结果:本研究预计经过8周SLMS训练后,步行支撑期的膝关节屈曲角度、膝关节伸展力矩和步行期间股内侧肌的活动度将增加。 此外,研究旨在确认SLMS训练使ACL移植物的应力保持在安全范围内。

研究类型

介入性

注册 (估计的)

48

阶段

  • 不适用

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息,以及有关进行该研究的地点的信息。

学习联系方式

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人,称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

  • 成人

接受健康志愿者

是的

描述

纳入标准:

  • 临床诊断为单侧前交叉韧带(ACL)断裂。
  • 年龄在18至45岁之间。
  • 计划在本院进行初次单侧ACL重建手术。
  • 存在股四头肌萎缩,定义为双侧股四头肌肌力差异大于对侧未受影响肢体的10%。
  • 手术膝关节无明显红肿、疼痛、炎症或活动范围受限,已基本恢复基本关节活动度。
  • 后交叉韧带、内侧副韧带或外侧副韧带无损伤或仅轻微(I级)损伤。

排除标准:

  • 患膝后交叉韧带、内侧副韧带或外侧副韧带存在严重损伤(II级或III级)。
  • 患膝伴有严重半月板撕裂。
  • 患膝有重大既往创伤或手术史。
  • 存在其他膝关节疾病(如骨关节炎、肿瘤、类风湿性关节炎、结核病)。
  • 受试者依从性差或预计无法完成整个研究方案。受试者撤回知情同意书。
  • 受试者提出任何终止研究或无法完成试验的原因。
  • 研究者判断继续参与研究会对受试者身体状况产生不利影响。
  • 伦理审查委员会决定终止研究。

学习计划

本节提供研究计划的详细信息,包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的?

设计细节

  • 主要用途:治疗
  • 分配:随机化
  • 介入模型:并行分配
  • 屏蔽:无(打开标签)

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
实验性的:实验组
两组均接受了常规训练。 此外,实验组还进行了单腿20°深蹲训练。 参与者需站立进行练习,双手扶稳支撑面,同时健侧下肢髋关节伸展,膝关节屈曲至90°。 随后,参与者被要求屈曲患侧膝关节至20°,并保持该姿势10秒。 然后完全伸直膝关节,并在该位置休息3-4秒。 负荷形式可采用哑铃。
两组均接受常规训练。 此外,实验组还接受了单腿20°深蹲训练。 参与者需站立进行练习,双手扶稳支撑面,同时健侧下肢髋关节伸展,膝关节屈曲至90°。 随后指导参与者将患侧膝关节弯曲至20°,并保持该姿势10秒。 然后完全伸直膝关节,并在该位置休息3-4秒。 负荷形式可采用哑铃。
有源比较器:对照组
在为期1-8周的康复计划中,目标是增强受影响膝关节的肌肉力量,并逐步引入功能性运动训练,同时避免膝关节的强力屈伸。 具体康复计划包括:俯卧腿弯举练习、股四头肌弹力带训练、腘绳肌渐进式阻力训练、后弓步练习、原地小跳、带适当缓冲的膝关节屈曲、原地蹲跳、落地后立即下蹲保持稳定,重复15次,每次持续2-3秒,每周进行2-3组,共3次;靠墙静态深蹲练习,重复5次,每周进行2-3组,共3次。
在1-8周的康复计划中,目标是增强受影响膝关节的肌肉力量,并逐步引入功能性运动练习,同时避免膝关节的强力屈伸。 具体康复计划包括:俯卧腿弯举练习、股四头肌阻力带训练、腘绳肌渐进式阻力练习、后弓步练习、原地小跳、膝关节屈曲配合适当缓冲、原地蹲跳、落地后立即下蹲保持稳定,重复15次,每次持续2-3秒,每周进行2-3组,总计3次;墙面支撑静态蹲练习,重复5次,每周进行2-3组,总计3次。

研究衡量的是什么?

主要结果指标

结果测量
措施说明
大体时间
行走过程中的膝关节运动学
大体时间:在术后12周和干预8周后再次评估(总评估期为2个月)
行走过程中膝关节在矢状面、冠状面和水平面的运动学角度(屈曲、旋转和内收)。
在术后12周和干预8周后再次评估(总评估期为2个月)
行走时膝关节动力学
大体时间:在术后12周以及干预8周后再次评估(总评估期为2个月)
行走时膝关节产生的力矩。
在术后12周以及干预8周后再次评估(总评估期为2个月)
步态同步肌电信号
大体时间:于术后12周及干预8周后再次评估(总评估期为2个月)

结果指标1:原始肌电图(EMG)活动 股直肌、股外侧肌、股内侧肌、股二头肌和半腱肌在特定运动期间的原始肌电信号。

结果指标2:积分肌电图(IEMG)活动 股直肌、股外侧肌、股内侧肌、股二头肌和半腱肌在特定运动期间的积分肌电图(IEMG)。

结果指标3:平均肌电图(AEMG)振幅 股直肌、股外侧肌、股内侧肌、股二头肌和半腱肌在特定运动期间的平均肌电图振幅(AEMG)。

于术后12周及干预8周后再次评估(总评估期为2个月)
等速肌力
大体时间:在术后12周以及干预8周后再次进行评估(总评估期为2个月)
股四头肌等速肌力测试:由同一测试者使用德国CON-TREX MJ等速生物力学测试与训练系统,在恒速设备上完成。 需采集三次完整动作,每次测试间隔90秒以避免疲劳。 在60°/s角速度下测试股四头肌等速与离心峰值力矩(PT)。
在术后12周以及干预8周后再次进行评估(总评估期为2个月)
前交叉韧带应力分布与峰值。
大体时间:在研究中完成,平均3个月。
  • 在行走和20°深蹲时,膝关节在矢状面、额状面和水平面上的屈曲、旋转和内收角度。
  • 于前交叉韧带重建手术后12周测量深蹲时的角度。使用ANSYS计算了20度深蹲角度下前交叉韧带的应力和应变分布。
在研究中完成,平均3个月。
前交叉韧带应力分布与峰值
大体时间:“直至研究完成,平均3个月”
  • 运动过程中产生的力矩,以及在20°深蹲时的胫骨位移。
  • 在前交叉韧带重建手术后12周进行深蹲时测量。 使用ANSYS计算了在20度深蹲角度下前交叉韧带的应力和应变分布。
“直至研究完成,平均3个月”

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
Lysholm膝关节评分量表
大体时间:在术后12周以及干预8周后再次评估(总评估期为2个月)]
Lysholm膝关节评分量表,一种评估膝关节功能的患者报告结局指标。 评分范围为0至100分,分数越高表示结果越好。
在术后12周以及干预8周后再次评估(总评估期为2个月)]
国际膝关节文献委员会主观膝关节评分表
大体时间:在术后12周以及干预8周后再次进行评估(总评估期为2个月)
国际膝关节文献委员会主观膝关节量表,一种评估症状、功能和体育活动的患者报告结局指标。 评分范围为0至100分,分数越高表示结果越好。
在术后12周以及干预8周后再次进行评估(总评估期为2个月)
大腿围测量
大体时间:在术后12周以及干预8周后再次评估(总评估期为2个月)
在大腿标准解剖位置测量的周长,用于评估肌肉萎缩或肿胀。 较小的周长表示结果较差(更大的萎缩或肿胀减轻)。
在术后12周以及干预8周后再次评估(总评估期为2个月)

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查,以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (估计的)

2026年1月10日

初级完成 (估计的)

2026年4月10日

研究完成 (估计的)

2026年4月10日

研究注册日期

首次提交

2025年9月1日

首先提交符合 QC 标准的

2025年12月19日

首次发布 (实际的)

2025年12月29日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2025年12月29日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2025年12月19日

最后验证

2025年9月1日

更多信息

与本研究相关的术语

其他研究编号

  • M20250156

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)?

不

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

不

研究美国 FDA 监管的设备产品

不

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