近日，北京大学第三医院敖英芳教授团队在中国体育科学学会会刊《运动医学与健康科学(英文)》(Sports Medicine and health Science)，发表了“Lower limb joint kinetics during level walking in patients two years after anterior cruciate ligament reconstruction” 的成果。该研究创新性采用多体动力学建模技术，首次系统阐明前交叉韧带重建（ACLR）术后远期（≥2年）矢状面、冠状面、轴状面三维空间动力学特征，揭示跨关节代偿机制对下肢力学链的影响，为优化ACLR术后长期康复管理提供了关键生物力学证据。

研究背景

前交叉韧带损伤作为高发运动损伤，全球年手术量逾20万例。前交叉韧带重建手术（ACLR）可恢复关节结构稳定性，但由于肌力平衡能力不足、神经控制改变等因素导致术后长期步态异常（尤其关节载荷不对称）仍是诱发骨关节炎的重要风险因素——约半数患者在术后10-20年出现膝关节骨关节炎。现有研究多局限于术后1年内的膝关节生物力学评估，对跨关节代偿机制及远期（≥2年）动力学特征的研究鲜有研究。突破这一局限对完善康复策略、预防继发性损伤具有重要临床价值。

研究方法与结果

本研究从在北京大学第三医院完成首次单侧ACLR手术的患者中挑选出符合纳入排除标准的患者23人，且均完成标准化康复计划，测试时无疼痛或活动受限。

使用Vicon三维运动捕捉系统与力板采集步态数据，基于Twente下肢模型（TLEM）构建个性化多体动力学模型，系统量化矢状面、冠状面及水平面三维空间内的髋-膝-踝关节力矩与接触力，明确多关节协同运动的生物力学特征。

研究结果提示，术后两年，膝关节屈伸力矩、膝关节受力双侧对比无显著差异，内收外展及旋转力矩肢间差异未达到最小临床重要性差值（MCID），提示膝关节力学基本恢复对称；髋关节受累侧前后方向峰值力较未受累侧降低（P=0.04），可能影响步态推进效率；踝关节受累侧前后方向受力降低（P=0.04），外旋力矩增加（P<0.01），提示中枢神经系统通过远端关节运动控制策略维持动态稳定性。

髋关节、膝关节和踝关节受力

红色和绿色阴影区域分别为受累侧和未受累侧的标准差。non_affected：前交叉韧带重建肢未受累肢；affected：前交叉韧带重建肢体受累肢体；HS：足跟着地；TO：脚趾离地；BW：体重。* P < 0.05。

踝关节、膝关节和髋关节的各个运动平面的平均力矩

红色和绿色阴影区域分别为受累侧和未受累侧的标准差。HS：足跟着地；TO：脚趾离地；Ext：伸展；Fle：屈曲；Abd：外展；Add：内收；ExtR：外旋；IntR：内旋；Plantar：跖屈；Dorsi：背屈；Ever：外翻；Inver：内翻。* P < 0.05；* * * P < 0.001。

研究结论与临床意义

ACLR术后2年，受累侧和未受累侧膝关节动力学无明显临床差异，但髋关节和踝关节的前后方向的受力和踝关节的旋转力矩仍存在异常。研究突破传统膝关节中心论康复理念，证实ACLR术后远期仍存在跨关节动力学代偿。髋-踝关节的持续性力学异常可能通过改变下肢载荷传递路径，加速软骨退变进程。建议将康复周期延长至术后2年以上，并建立包含髋关节力量训练与踝关节运动控制训练的多维度干预方案，以实现真正意义上的下肢力学链重建。

原文文献：

Yiqun Lu, Feng Zhao, Shengzheng Kuai, Si Zhang, Yuanyuan Yu, Hongshi Huang, Xi Gong, Yingfang Ao, Shuang Ren. 

Lower limb joint kinetics during level walking in patients two years after anterior cruciate ligament reconstruction[J]. 

Sports Medicine and Health Science,2025,In Press.

https://doi.org/10.1016/j.smhs.2025.02.003.