БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ РИСКА ТРАВМ ПЕРЕДНЕЙ КРЕСТООБРАЗНОЙ СВЯЗКИ: СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И МЕТА-АНАЛИЗ

Биомеханика играет ключевую роль в риске травм передней крестообразной связки (ПКС), однако влияние определенных биомеханических факторов на возникновение таких травм остается недостаточно изученным. 

Цель данного исследования – провести систематический обзор и метаанализ биомеханических факторов риска, связанных с травмами ПКС коленного сустава. 

Материалы и методы. В соответствии с Протоколами PRISMA был проведен систематический поиск литературы в базах данных PubMed, MEDLINE, Scopus, Web of Science, CNKI и Wanfang Data с использованием следующих ключевых слов: биомеханические факторы ПКС, коленный сустав, механизмы травм ПКС, биомеханика коленного сустава и травмы связок. После отбора по заголовкам/рефератам и полного анализа текста 11 статей (n=41), соответствующих критериям включения, были включены в анализ. На основе анализа размера эффекта были определены несколько биомеханических факторов, связанных с риском травм ПКС. 

Результаты. Установлено, что риск травм ПКС положительно связан с увеличением пикового внешнего момента сгибания бедра и значительным снижением пикового внешнего момента в коленном суставе во время опорной фазы. Такие факторы, как угол наклона таза и угол наклона туловища подчеркивают важность биомеханики верхней части тела в профилактике травм ПКС. Кроме того, у женщин наблюдается меньшая сила разгибателей бедра и колена, что приводит к нестабильности при приземлении и резких изменениях направления, увеличивая риск травм ПКС.

Заключение. Данные систематический обзор и метаанализ биомеханических факторов риска травм ПКС в различных условиях предоставляют ценную информацию о сложном взаимодействии факторов, способствующих травматичности ПКС. Полученные результаты подчеркивают значимость таких факторов, как приведение бедра, сила подколенных мышц и вальгусное отклонение колена при приземлении и резких изменениях направления, особенно у женщин, для повышения риска травм ПКС.

1. Jacobs CA, Uhl TL, Mattacola CG, Shapiro R, Rayens WS. Hip abductor function and lower extremity landing kinematics: sex differences. J Athl Train 2007;42:76-83
2. Koga H, Nakamae A, Shima Y, Iwasa J, Myklebust G, Engebretsen L, Bahr R, Krosshaug T. Mechanisms for noncontact anterior cruciate ligament injuries: knee joint kinematics in 10 injury situations from female team handball and basketball. Am J Sports Med 2010;38:2218-2225
3. Lepley AS, Kuenze CM. Hip and Knee Kinematics and Kinetics During Landing Tasks After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction: A Systematic Review and Meta-Analysis. J Athl Train, 2018;53:144-159
4. Montalvo AM, Schneider DK, Yut L, Webster KE, Beynnon B, Kocher MS, Myer GD. What's my risk of sustaining an ACL injury while playing sports? A systematic review with meta-analysis. Br J Sports Med 2019;53:1003-1012
5. Collings TJ, Diamond LE, Barrett RS, Timmins RG, Hickey JT, Du Moulin WS, Williams MD, Beerworth KA, Bourne MN. Strength and Biomechanical Risk Factors for Noncontact ACL Injury in Elite Female Footballers: A Prospective Study. Med Sci Sports Exerc 2022;54:1242-1251
6. Hewett TE, Myer GD, Ford KR, Heidt RS, Colosimo AJ, McLean SG, van den Bogert AJ, Paterno MV, Succop P. Biomechanical measures of neuromuscular control and valgus loading of the knee predict anterior cruciate ligament injury risk in female athletes: a prospective study. Am J Sports Med 2005;33:492-501
7. Ford KR, Myer GD, Smith RL, Vianello RM, Seiwert SL, Hewett TE. A comparison of dynamic coronal plane excursion between matched male and female athletes when performing single leg landings. Clin Biomech 2006;21:33-40
8. Houck JR, Duncan A, de Haven KE. Comparison of frontal plane trunk kinematics and hip and knee moments during anticipated and unanticipated walking and side step cutting tasks. Gait Posture, 2006;24:314-322
9. Earl JE, Monteiro SK, Snyder KR. Differences in lower extremity kinematics between a bilateral drop-vertical jump and a single-leg step-down. J Orthop Sports Phys Ther 2007;37:245-252
10. Di Paolo S, Grassi A, Tosarelli F, Crepaldi M, Bragonzoni L, Zaffagnini S, Della Villa F. Int J Sports Phys Ther 2023;18:887-897
11. Lin C, Liu H, Gros MT, Weinhold P, Garrett WE, Yu B. Biomechanical risk factors of non-contact ACL injuries: A stochastic biomechanical modeling study. J Sport Health Sci 2012;1:36-42
12. Sugimoto D, Myer GD, Bush HM, Klugman MF, Medina McKeon JM, Hewett TE. Compliance with neuromuscular training and anterior cruciate ligament injury risk reduction in female athletes: a meta-analysis. J Athl Train 2012;47:714-723.
13. Stearns KM, Keim RG, Powers CM. Influence of relative hip and knee extensor muscle strength on landing biomechanics. Med Sci Sports Exerc 2013;45:935-941
14. Li H, Liu H, Zhang M, Yu B. A stochastic biomechanical model for risk and risk factors of non-contact anterior cruciate ligament injuries. CHINA SPORT SCIENCE 2014;34:37-43
15. Chaaban CR, Berry NT, Armitano-Lago C, Kiefer AW, Mazzoleni MJ, Padua DA. Combining Inertial Sensors and Machine Learning to Predict vGRF and Knee Biomechanics during a Double Limb Jump Landing Task. Sensors 2021;21:4383
16. Zhang Q, Wu X. Biomechanical research progress of non-contact anterior cruciate ligament injury. Chin J Tissue Eng Res 2013;17:3164-3173
17. Liu H, Wu X, Wu Y. Biomechanical progress of fatigue effect on non-contact anterior cruciate ligament injury. Chin J Tissue Eng Res 2014;18:1101-1108
18. Pappas E, Shiyko MP, Ford KR, Myer GD, Hewett TE. Biomechanical Deficit Profiles Associated with ACL Injury Risk in Female Athletes. Med Sci Sports Exerc 2016;48:107-113
19. Page MJ, McKenzie JE, Bossuyt PM, Boutron I, Hoffmann TC, Mulrow CD, Shamseer L, Tetzlaff JM, Akl EA, Brennan SE, Chou R, Glanville J, Grimshaw JM, Hróbjartsson A, Lalu MM, Li T, Loder EW, Mayo-Wilson E, McDonald S, McGuinness LA, Stewart LA, Thomas J, Tricco AC, Welch VA, Whiting P, Moher D. The PRISMA 2020 statement: an updated guideline for reporting systematic reviews. Brit Med J, 2021;372:71
20. Cohen J. Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences. Routledge 2013
21. Munn Z, Moola S, Riitano D, Lisy K. The Development of a Critical Appraisal Tool for Use in Systematic Reviews: Addressing Questions of Prevalence. Int J Health Policy Manag 2014;3:123-128
22. Leppanen M, Pasanen K, Krosshaug T, Kannus P, Vasankari T, Kujala UM, Bahr R, Perttunen J, Parkkari J. Sagittal Plane Hip, Knee, and Ankle Biomechanics and the Risk of Anterior Cruciate Ligament Injury: A Prospective Study. Orthop J Sports Med 2017;5:2325967117745487
23. Blackburn J, Padua D. Sagittal-plane trunk position, landing forces, and quadriceps electromyographic activity. J Athl Train 2009;44:174-179
24. Adouni M, Shirazi-Adl A, Marouane H. Role of gastrocnemius activation in knee joint biomechanics: gastrocnemius acts as an ACL antagonist. Comput Method Biomec Biomed Eng 2016;19:376-385.
25. Janssen I, Sheppard JM, Dingley AA, Chapman DW, Spratford W. Lower extremity kinematics and kinetics when landing from unloaded and loaded jumps. J Appl Biomec 2012;25:687-693
26. Wild CY, Steele JR, Munro BJ. Insufficient hamstring strength compromises landing technique in adolescent girls. Med Sci Sports Exerc 2013;45:497-505