前交叉韌帶的受力機制

前交叉韌帶的受力機制

膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶是對膝關(guān)節(jié)功能有重要影響的四種主要韌帶之一。其主要功能是限制脛骨的前移,并在膝關(guān)節(jié)伸的狀態(tài)下防止膝內(nèi)外翻。前交叉韌帶與后交叉韌帶還有調(diào)整膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)復(fù)位的作用。在伸膝過程中,前交叉韌帶由于被逐漸拉張而產(chǎn)生的張力不僅防止了脛骨前移,還起到了固定股骨外側(cè)的作用,并使其成為股骨隨后內(nèi)旋運動的軸心。前交叉韌帶斷裂是最常見的膝關(guān)節(jié)運動損傷之一。前交叉韌損傷嚴(yán)重影響膝關(guān)節(jié)功能和人體運動能力,使患病者生活質(zhì)量明顯降低。治療前交叉韌帶斷裂不但費用高,而且長期效果并不理想,因此,預(yù)防前交叉韌損傷對增強國民體質(zhì),提高運動水平,減少醫(yī)療費用有重要的意義,而理解損傷的特點和機制是預(yù)防前交叉韌損傷的重要前提。本文的目的就是總結(jié)目前國內(nèi)外對前交叉韌損傷的特點以及受力和損傷機制的研究結(jié)果。希望本文所提供的信息能為預(yù)防以及治療前交叉韌損傷有所幫助。1前交叉韌帶損傷的并發(fā)癥近年來隨著參加體育運動的人數(shù)的增加,運動損傷的發(fā)病率逐年提高,而膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶是運動損傷中最為常見的嚴(yán)重運動損傷之一。國內(nèi)對437例前交叉韌帶斷裂患者調(diào)查表明,其中運動性損傷386例,非運動性損傷(車禍等意外傷害)51例。另有調(diào)查表明,我國運動員前交叉韌帶損傷的總發(fā)病率為0.47%。在美國,普通人群中每年3000人中有1人發(fā)生前交叉韌帶斷裂;超過70%的前交叉韌帶損傷發(fā)生在業(yè)余和專業(yè)運動員中;一個賽季中就有超過3%的運動員發(fā)生前交叉韌帶損傷;室內(nèi)足球平均每1000個比賽小時中有3.5個前交叉韌帶損傷。美國每年接受前交叉韌帶重建手術(shù)的人數(shù)在逐年遞增。Gottlob等估計美國每年實施17.5萬至25萬例前交叉韌帶重建手術(shù),總費用超過20億美元。最近Garrett等的研究結(jié)果表明,目前美國每年前交叉韌帶重建手術(shù)的數(shù)量超過40萬例,這意味著僅前交叉韌重建手術(shù)一項的費用就可能超過40億美元。研究表明大多數(shù)前交叉韌帶損傷是非接觸性損傷,也就是說損傷發(fā)生時運動員之間并未發(fā)生身體接觸。Noyes等研究者調(diào)查了103名高中和大學(xué)運動員的前交叉韌帶損傷,發(fā)現(xiàn)其中有80名(78%)前交叉韌帶斷裂發(fā)生在非力學(xué)接觸時。McNair和Marshall調(diào)查23名前交叉韌帶損傷患者,其中70%的患者是在與其他人無接觸情況下發(fā)生的損傷。Boden等報道,從他們觀看的體育比賽錄像來看,72%前交叉韌帶損傷是在自己完成動作時發(fā)生的。王健和敖英芳等通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),在運動員的前交叉韌帶損傷中由于個人技術(shù)失誤而致傷的占首位,至少為50%。前交叉韌帶損傷嚴(yán)重影響患者的運動水平和生活質(zhì)量。國內(nèi)對前交叉韌帶損傷的運動員調(diào)查表明,盡管有31%的人還可參加正常訓(xùn)練,但53%的運動員的運動能力受到不同程度的影響,有些必須停止訓(xùn)練或進行手術(shù)治療。前交叉韌帶損傷造成膝關(guān)節(jié)不穩(wěn),進而導(dǎo)致許多慢性的膝關(guān)節(jié)疾病,包括半月板和軟骨表面損傷以至骨性關(guān)節(jié)炎。國外對前交叉韌帶損傷的研究表明,2/3的前交叉韌帶完全斷裂患者具有膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)現(xiàn)象以及半月板和軟骨表面的二級損傷[16,17,18,19,20,21]。關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的損害顯著影響了膝關(guān)節(jié)的功能并經(jīng)常迫使患者減少活動水平和改變他們的生活方式。前交叉韌帶急性斷裂之后,31%的患者獨自行走的能力受到影響,44%的患者日常生活行動受到影響,77%的患者的體育運動能力受到影響。另外,由于前交叉韌帶急性斷裂而造成的膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的損害已經(jīng)被認(rèn)為是誘發(fā)膝骨性節(jié)炎的主要原因之一。膝關(guān)節(jié)炎嚴(yán)重削弱患者的下肢活動功能和生活自理能力。前交叉韌帶重建手術(shù)雖然能使患者在短期內(nèi)恢復(fù)一定的運動能力,但從長期療效看對是膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率及發(fā)病速度并無顯著影響。前交叉韌帶損傷的發(fā)病率具有明顯的性別和年齡特點。研究表明女青年前交叉韌帶損傷發(fā)病率顯著高于男青年。處于16~18歲的青少年是前交叉韌帶損傷率最高的群體,尤其是這一年齡階段的女性。由于青少年骨骼系統(tǒng)尚未成熟,治療前交叉韌帶損傷要比成年人更加復(fù)雜,再加上損傷對其心理發(fā)展的長期影響,可以說青少年前交叉韌帶損傷比成年人的損傷對身心健康更具破壞性。前交叉韌帶損傷的無接觸性質(zhì)表明,絕大多數(shù)前交叉韌帶損傷是可以防止的。像其他運動損傷的預(yù)防一樣,前交叉韌帶無接觸性損傷的預(yù)防首先需要了解損傷機制,因此,越來越多的研究者開始關(guān)注對前交叉韌帶無接觸性損傷致病因素的研究。2最佳前交叉韌帶負(fù)荷機制從力學(xué)角度來說,前交叉韌帶損傷是由于前交叉韌帶承受過大的拉力。前交叉韌帶無接觸性損傷一般是因為膝關(guān)節(jié)受到了患者自身產(chǎn)生的較大的力或力矩,從而使前交叉韌帶的受力超過了其極限負(fù)荷能力。要了解前交叉韌帶無接觸性損傷的機制,就要對前交叉韌帶的受力機制有充分的了解。Berns等對13個尸體標(biāo)本的膝關(guān)節(jié)進行了針對前交叉韌帶施加負(fù)荷以觀其作用的研究。在膝關(guān)節(jié)處于0°和30°的彎曲狀態(tài)下,前交叉韌帶前中束受到的張力用水銀張力計讀取并記錄了下來。該研究結(jié)果表明,脛骨近端受到的向前方向的剪切力是決定前交叉韌帶前中束張力大小的重要因素,而不是單純的膝關(guān)節(jié)內(nèi)外旋力矩和內(nèi)外翻力矩。該研究進一步表明在脛骨近端受到的向前剪切力作用下,前交叉韌帶前中束受到的張力在膝關(guān)節(jié)處于外翻狀態(tài)下要比無外翻狀態(tài)下有顯著增加。Markolf等研究了脛骨近端在受到的剪切力作用下,膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻力矩和內(nèi)外旋力矩對尸體標(biāo)本膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶受力的影響。研究中施加的剪切力為100N,內(nèi)外翻力矩和內(nèi)外旋力矩都為10N·m,并記錄前交叉韌帶在膝關(guān)節(jié)從90°曲到5°過程中的受力。結(jié)果表明,當(dāng)脛骨受到向前剪切力時,前交叉韌帶受到的負(fù)荷較大,而膝關(guān)節(jié)的內(nèi)外翻力矩和內(nèi)外旋力矩也只有在脛骨近端受到向前剪切力時,才使前交叉韌帶受到較大的負(fù)荷。這一研究的結(jié)果進一步表明,剪切力和內(nèi)外翻力矩同時作用時前交叉韌帶受到的負(fù)荷,比只有剪切力作用而不受內(nèi)外翻力矩作用時大。而剪切力和外旋力矩同時作用時前交叉韌帶受到的負(fù)荷比僅受剪切力作用時小。Markolf等的研究結(jié)果還表明,前交叉韌帶受到的負(fù)荷在膝關(guān)節(jié)同時受到內(nèi)旋力矩加內(nèi)翻力矩作用時要比僅受到內(nèi)翻力矩或內(nèi)旋力矩時要大,在膝關(guān)節(jié)同時受到外翻力矩加外旋力矩時要比僅受到外翻力矩或外旋力矩時要小。最后,該研究還表明,剪切力、內(nèi)外翻力矩和內(nèi)旋力矩使前交叉韌帶受到的負(fù)荷隨著膝關(guān)節(jié)彎曲角度的減小而增大。Fleming等研究了脛骨所受外加負(fù)荷對前交叉韌帶損傷的影響。他們在11個膝關(guān)節(jié)標(biāo)本的前交叉韌帶前中束植入測力傳感器,把標(biāo)本的腿綁在一個膝關(guān)節(jié)承載裝置上,使脛骨可以獨立地受到剪切力、內(nèi)外翻力矩和內(nèi)外旋力矩,并能測量和記錄膝關(guān)節(jié)受到的負(fù)荷。在實驗中,脛骨近端受到的向前剪切力以每次10N的幅度從0N逐漸增加到130N,膝關(guān)節(jié)受到的內(nèi)外翻力矩以每次1N·m的幅度從內(nèi)翻10N·m逐漸變化到外翻10N·m,膝關(guān)節(jié)受到的內(nèi)外旋力矩以每次1N·m的幅度從內(nèi)旋9N·m逐漸變化到外旋1N·m。測試中膝關(guān)節(jié)彎曲角度固定在20°。實驗結(jié)果顯示,在模擬人體站立的膝關(guān)節(jié)負(fù)重時,前交叉韌帶所受負(fù)荷隨著脛骨近端所受剪切力和膝關(guān)節(jié)所受內(nèi)旋力矩的增加而增加,但隨著膝關(guān)節(jié)所受的內(nèi)外翻力矩和外旋力矩的增加不顯著。以上研究一致表明:脛骨近端所受的向前剪切力是導(dǎo)致前交叉韌帶所受負(fù)荷的主要因素,在此作用下,膝關(guān)節(jié)的內(nèi)外翻力矩和內(nèi)旋力矩也會增加前交叉韌帶受到的負(fù)荷。依照這些前交叉韌帶負(fù)荷機制,較小的膝關(guān)節(jié)彎曲角,較大的股四頭肌收縮力,或者較大的地面反作用力將增加前交叉韌帶的負(fù)荷。目前,某些研究認(rèn)為膝關(guān)節(jié)的外翻和外旋是前交叉韌帶損傷的危險因素之一。作為膝關(guān)節(jié)外翻的動力學(xué)原因,膝關(guān)節(jié)的外翻和外旋力矩是目前很多前交叉韌帶損傷預(yù)防建議中著重提出要注意避免的。從Markolf等的研究結(jié)果看,膝關(guān)節(jié)外翻和外旋是前交叉韌帶損傷的危險因素的觀點還需要謹(jǐn)慎對待。3前交叉韌帶損傷的力學(xué)機制3.1股四頭肌的長期作用研究表明,脛骨近端所受的向前剪切力主要來自股四頭肌通過髕腱對脛骨的作用。Arms、Drahanich等發(fā)現(xiàn),當(dāng)膝關(guān)節(jié)的彎曲角度從0°到45°逐漸增加時,股四頭肌的作用力使前交叉韌帶受到的負(fù)荷顯著增加。Dürselen等報道,在膝關(guān)節(jié)處于過伸到30°彎曲過程中,股四頭肌收縮使前交叉韌帶所受的負(fù)荷值保持在一個較高的水平,而當(dāng)膝關(guān)節(jié)彎曲角度超過30°時,該負(fù)荷值開始下降。Beynnon等也有類似的發(fā)現(xiàn):在膝關(guān)節(jié)處于15°和30°彎曲的放松狀態(tài)下,股四頭肌的作用力使前交叉韌帶承受較大的負(fù)荷。Shoemaker等研究的結(jié)果則顯示,股四頭肌對脛骨近端的移位和前交叉韌帶受到的張力有較大影響,股四頭肌收縮使前交叉韌帶受到最大張力時,膝關(guān)節(jié)處于35°的彎曲狀態(tài)。DeMorat等最近的研究表明,在膝關(guān)節(jié)處于20°的彎曲狀態(tài)下,4.5kN的股四頭肌肌肉拉力可以導(dǎo)致前交叉韌帶損傷。在這個研究實驗中,11個膝關(guān)節(jié)標(biāo)本被固定在膝關(guān)節(jié)運動模擬器上,使其承受4.5kN的股四頭肌拉力負(fù)荷,并在負(fù)荷的前后對股四頭肌的收縮進行了Q-400和KT-1000測試。實驗結(jié)束后,所有膝關(guān)節(jié)標(biāo)本被解剖以確定其前交叉韌帶是否受傷。結(jié)果顯示,11個膝關(guān)節(jié)標(biāo)本中有6個膝關(guān)節(jié)伴有前交叉韌帶損傷(3個完全斷裂,3個為部分?jǐn)嗔?。而在Q-400和KT-1000測試中,所有標(biāo)本的脛骨近端的平移量都增加。3.2韌帶與鞋骨干部的軸間角和膝關(guān)節(jié)彎曲角度的關(guān)系Nunley等研究表明,減小膝關(guān)節(jié)彎曲角度(腿較伸直)會增加髕韌帶與脛骨之間的角度。在股四頭肌肌肉收縮力一定的前提下,髕韌帶與脛骨之間的角度越大,脛骨近端所受的垂直于脛骨長軸先前的剪切力也越大。在膝關(guān)節(jié)負(fù)重狀態(tài)下,Nunley等研究了髕韌帶與脛骨之間的軸間角和膝關(guān)節(jié)彎曲角度之間的關(guān)系。該實驗選取膝關(guān)節(jié)無任何損傷的大學(xué)生男女各10名作為受試者,在受試者站立且膝關(guān)節(jié)分別處于0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°彎曲狀態(tài)下,對其膝關(guān)節(jié)矢狀面進行X光拍攝。通過對X光膠片的分析,可測量髕韌帶與脛骨之間的軸間角。研究者應(yīng)用回歸分析來研究髕韌帶與脛骨之間的軸間角和膝關(guān)節(jié)彎曲角度之間的關(guān)系,并引入性別變量,結(jié)果表明,髕韌帶與脛骨之間的軸間角為膝關(guān)節(jié)彎曲角度的減函數(shù),而且,大致上女運動員的髕韌帶與脛骨之間的軸間角要比男運動員的大4°。Nunley等得出的髕韌帶與脛骨之間的軸間角和膝關(guān)節(jié)彎曲角度之間的關(guān)系結(jié)論與其他類似研究一致,只是其他作者研究的是在膝關(guān)節(jié)處于無負(fù)重狀態(tài)下,髕韌帶與脛骨之間的軸間角和膝關(guān)節(jié)彎曲角度之間的關(guān)系。3.3膝關(guān)節(jié)屈曲角度對前交叉韌帶損傷的影響膝關(guān)節(jié)屈角的減小可以增加前交叉韌帶傾斜角(elevationangle)和偏向角(deviationangle),因而使前交叉韌帶負(fù)荷增加。傾斜角被定義為前交叉韌帶縱軸與脛骨平臺面之間的夾角,偏向角被定義為前交叉韌帶縱軸在脛骨關(guān)節(jié)面上的投影與水平相后直線間的夾角。前交叉韌帶沿長軸所受到的合力等于其受到的向前方向剪切力除以傾斜角和偏向角的余弦。因此,在前交叉韌帶受到的向前剪切力一定的情況下,其傾斜角和偏向角越大,其所受的負(fù)荷也越大。Herzog和Read發(fā)現(xiàn),減小膝關(guān)節(jié)的彎曲角度將會使前交叉韌帶更加垂直,即前交叉韌帶傾斜角增加。Li等想通過實驗找到前交叉韌帶的傾斜角、偏向角與膝關(guān)節(jié)屈角間的函數(shù)關(guān)系。實驗受試者為5名健康的年輕人。在受試者的膝關(guān)節(jié)只負(fù)擔(dān)上位體重狀態(tài)下,膝關(guān)節(jié)彎曲角度分別為0°,30°,60°和90°時,研究者根據(jù)受試者膝關(guān)節(jié)兩個正交方向拍攝的X光片以及MR圖像為基礎(chǔ),獲得了前交叉韌帶的傾斜角和偏向角。結(jié)果顯示,當(dāng)膝關(guān)節(jié)彎曲角度減小時,前交叉韌帶的傾斜角和偏向角都增大了。多項研究都證明,隨著膝關(guān)節(jié)的彎曲角度減小,前交叉韌帶的負(fù)荷將增加。在研究了前交叉韌帶的康復(fù)和重建的生物力學(xué)機制后,Arms發(fā)現(xiàn),膝關(guān)節(jié)在彎曲角度為0°到45°之間時,股四頭肌的收縮能對前交叉韌帶產(chǎn)生較大的拉力;而當(dāng)膝關(guān)節(jié)角超過60°時,股四頭肌的收縮對前交叉韌帶的影響并不明顯。在患者進行前交叉韌帶康復(fù)訓(xùn)練時,Beynnon對前交叉韌帶的負(fù)荷進行了測量,發(fā)現(xiàn),在膝關(guān)節(jié)彎曲角度為15°和30°時,股四頭肌的收縮能使前交叉韌帶承受較大的負(fù)荷;而當(dāng)膝關(guān)節(jié)彎曲角度為60°和90°時,股四頭肌處于相對放松狀態(tài),此時股四頭肌的收縮對前交叉韌帶基本沒有影響。Li研究了股四頭肌和腘繩肌載荷對前交叉韌帶載荷的影響。研究發(fā)現(xiàn),在不考慮腘繩肌載荷的情況下,在股四頭肌收縮時,隨著膝關(guān)節(jié)彎曲角度的減小,前交叉韌帶所受負(fù)荷增大。很多研究結(jié)果表明,在運動中,前交叉韌帶無接觸損傷高危人群的膝關(guān)節(jié)彎曲角度要比低危人群小。流行病學(xué)研究結(jié)果顯示,在無接觸前交叉韌帶患病率方面,女運動員比男運動員高[8,25,48,49,50,51,52,53,54]。而最近的生物力學(xué)研究表明:女性運動員在進行跑、跳、側(cè)切等活動時,其膝關(guān)節(jié)彎曲角度較小。研究還發(fā)現(xiàn),青少年女運動員在13歲之后,其前交叉韌帶損傷的患病率將急劇上升。一份最近的生物力學(xué)研究表明,13歲之后,青少年女足球運動員在進行急停跳起訓(xùn)練時的膝關(guān)節(jié)彎曲角度開始減小。綜合這些文獻可以看出,在進行跳躍運動時,較小的膝關(guān)節(jié)彎曲角度可能是無接觸前交叉韌帶致傷的重要因素。3.4前交叉韌帶張力檢測在運動中,地面反作用力的增加將使股四頭肌的收縮力增大,從而增加前交叉韌帶所受負(fù)荷。地面反作用力可以產(chǎn)生相對于膝關(guān)節(jié)的力矩,從而使股四頭肌收縮產(chǎn)生一個相反方向的力矩以保持人體的平衡。如前所述,股四頭肌的收縮將通過膝韌帶使脛骨末端受到向前方向的剪切力。地面的反作用力越大,股四頭肌的收縮力就越大,從而使前交叉韌帶所受的負(fù)荷越大。Cerulli和Lamontagne對單腳跳躍落地動作中前交叉韌帶的負(fù)荷進行了檢測。研究者通過手術(shù)在3名受試者膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶前中束的中間部分設(shè)置了變磁阻式傳感器,檢測了受試者進行單足跳躍落地過程中前交叉韌帶的負(fù)荷。研究結(jié)果顯示,前交叉韌帶張力最大值發(fā)生在腳接觸地面后不久的地面垂直作用力最大值時刻。Yu指出地面垂直作用力和地面反作用力在理論上同時達到最大。綜合這些研究可以看出,較硬的地面和較大的地面反作用力有可能是前交叉韌帶的一個致傷因素。研究發(fā)現(xiàn)前交叉韌帶無接觸損傷的高危人群在運動中表現(xiàn)出更大的地面反作用力峰值。Chappell研究了大學(xué)年齡業(yè)余運動員在急停起跳運動時的動力學(xué)和運動學(xué)指標(biāo)。他們的結(jié)果顯示,相對于男業(yè)余運動員,女業(yè)余運動員在急停起跳落地時,其脛骨所受的剪切力峰值要大。Yu的研究結(jié)果則顯示,在急停起跳運動的著地瞬間,大學(xué)年齡的女運動員受到的地面反作用力峰值比男運動員的相應(yīng)峰值大。Yu的研究還顯示,脛骨受到的向前剪切力峰值跟地面反作用力密切相關(guān)。3.5等長收縮試驗臨床上,人們長期以來都認(rèn)為腘繩肌的協(xié)助收縮對前交叉韌帶有保護作用。理由是,腘繩肌的收縮能對脛骨產(chǎn)生一種剪切力,該剪切力被認(rèn)為可以減小膝韌帶產(chǎn)生的對脛骨的向前剪切力,從而減小前交叉韌帶的負(fù)荷。而近期的科學(xué)研究不支持這個理論。Li等研究表示,在尸體標(biāo)本試驗中,當(dāng)膝關(guān)節(jié)彎曲角度小于30°時,腘繩肌的收縮沒有明顯減小脛骨所受的剪切力。Beynnon的研究發(fā)現(xiàn),在活體中,當(dāng)膝關(guān)節(jié)彎曲角度為15度到60度之間時,腘繩肌的肌腱在進行等長收縮時確實能減小前交叉韌帶的張力。Kingma等研究發(fā)現(xiàn),在膝關(guān)節(jié)外翻力矩增加了2.7到3.4倍,膝關(guān)節(jié)彎曲角為5°~50°之間時,腘繩肌的激活能力提高了1.3~2.0倍。而這一研究結(jié)果并不意味著腘繩肌的收縮能減小前交叉韌帶的張力。O’Corner、Pandy和Yu用模型和計算機模擬的方法研究前交叉韌帶張力,并得出基本一致的結(jié)論:當(dāng)膝關(guān)節(jié)的彎曲角度很小時,腘繩肌的收縮對前交叉韌帶的張力減小沒有任何作用。3.6膝關(guān)節(jié)外翻角度和穩(wěn)定性盡管生物力學(xué)的研究表明膝關(guān)節(jié)的外翻力矩不是導(dǎo)致前交叉韌帶張力的主要因素,但最近的一份來自Hewett的流行病學(xué)研究報告表明,在垂直跳躍運動中,處于外翻狀態(tài)的膝關(guān)節(jié)所受的外翻力矩容易造成前交叉韌帶損傷。研究者對高中足球、籃球、排球運動員共205名進行了跟蹤調(diào)查,分別記錄下每名隊員落地瞬間膝關(guān)節(jié)角度、外翻角度和在落地過程中膝關(guān)節(jié)最大外翻力矩。在3個賽季之后,共有9名隊員患有前交叉韌帶損傷。研究結(jié)果表明:相對于沒有前交叉韌帶損傷的運動員,發(fā)生損傷的運動員在運動中著地時,其膝關(guān)節(jié)外翻角要大8°,其最大膝關(guān)節(jié)外翻力矩要大2.5倍,其垂直地面反作用力要大20%。研究進一步表明:膝關(guān)節(jié)外翻力矩峰值對前交叉韌帶損傷的預(yù)測具有73%的特異性,78%的敏感度,其預(yù)測準(zhǔn)確率為0.88。該研究的這些結(jié)果看來似乎表明膝關(guān)節(jié)損傷跟膝關(guān)節(jié)的外翻角度和力矩有關(guān)。但是如前所述,對于Hewett所說的前交叉韌帶無接觸性損傷和膝關(guān)節(jié)外翻角度、力矩的關(guān)系還應(yīng)謹(jǐn)慎看待。根據(jù)該文所說,有9名患前交叉韌帶損傷的運動員的膝關(guān)節(jié)外翻力矩小于0.12N·m/(體重·身高)。受試者平均體重和身高分別為62kg和1.68m,這意味著9名受傷運動員的膝關(guān)節(jié)外翻力矩小于12.5Nm。這些膝關(guān)節(jié)外翻力矩數(shù)據(jù)與Berns、Markolf,和Fleming的研究結(jié)果類似。這些研究認(rèn)為:在膝關(guān)節(jié)所受向前剪切力不是很大時,膝關(guān)節(jié)外翻力矩對前交叉韌帶損傷影響較小。一些研究進一步表明,在后交叉韌帶沒有受傷時,僅僅膝關(guān)節(jié)的外翻力矩不能造成前交叉韌帶損傷。Bendjaballah用有限元模型研究了膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻力矩對交叉韌帶和側(cè)副韌帶所受負(fù)荷的影響。研究結(jié)果顯示,在側(cè)副韌帶沒有受損的前提下,交叉韌帶并不是膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻力矩的主要承受結(jié)構(gòu)