研究目的:近年来长跑因对健康有诸多优点,已成为国内外主流的运动方式。马拉松长跑运动在我国也空前盛行。然而,跑步相关的损伤十分常见,膝关节是最常见的损伤部位,尤其在马拉松赛事期间以及赛后短期内损伤风险非常高。大量调查研究显示长跑相关损伤的影响因素众多,其中跑量被认为是主要的影响因素之一,而马拉松长跑对绝大多数业余跑者而言本身是一种挑战。已有研究认识到马拉松长跑引起的下肢生物力学变化,以及对膝关节运动学的影响可能对马拉松相关的膝关节损伤起非常重要的作用。然而目前国内外在实际马拉松赛事期间开展马拉松长跑相关的生物力学研究仍非常有限,尚未见有文献聚焦于膝关节的六自由度运动学研究。因此,本研究通过观察一次全程马拉松长跑对业余跑者膝关节六自由度运动学的短期影响,包括步行和跑步两种步态情况,目的是发现马拉松长跑对膝关节影响显著的步态时相和关键位点,以及变化显著的运动平面及方向,旨在为马拉松相关膝损伤的防护及后续康复方案的制定提供重要的理论依据。研究方法:在2017年上海国际马拉松赛事前在上海跑团中发放电子调查问卷招募受试者,问卷内容包括性别、年龄等一般信息、跑步相关信息如跑步习惯、周跑量、以前参加马拉松情况,以及跑步相关的膝关节疼痛情况,问卷中事先不告知跑者本研究纳入和排除标准,以确保信息准确性。结合问卷结果和纳入排除标准招募到跑步相关情况相近的健康业余跑者12人(24膝)。在受试者测试之前由一位临床经验丰富的康复医师完成膝关节相关的体格检查和功能评估量表,以排除膝关节潜在性损伤。本研究中的运动学测试采用已经经过临床证实并应用,且精度可靠的便携式红外运动捕捉系统进行采集。所有受试者在马拉松比赛前1天以及赛后当天6小时内完成两次测试,每次均进行双侧膝关节跑步机步行和跑步两种步态的膝关节六自由度运动学采集。所有跑者统一均先测左腿,后测右腿,每侧膝关节采集10个以上的步态周期,获得所有跑者每侧膝关节步行和跑步的六自由度运动学曲线,并计算得到每侧膝关节步态的均值运动曲线,六个自由度各个运动方向的最大值,以及步态周期中关键位点的运动学数据,取上述参数所有膝关节的平均值用以统计分析。研究开始之前获得学校伦理委员会审批,经受试者同意并签署知情同意书。研究结果:有两位跑者因赛后极度疲劳未能参加赛后测试,故本研究运动学数据为10人(20膝)的统计结果。马拉松长跑后和跑前相比,(1)在六自由度运动方向分析,跑步内旋峰值增加2.3°(95%CI(0.3-4.3),P=0.028);跑步伸展峰值减小1.5°(95%CI(0.0-2.9),P=0.045);(2)在步态周期曲线分析,步行和跑步几乎整个支撑相内翻呈增加改变,在步行和跑步三分之二以上的步态周期中内旋呈增加改变,位移的变化不明显。(3)在步态周期关键位点分析,在足触地期(initialcontact,IC),步行前位移增加0.2cm(95%CI0.0–0.4,P=0.025);在支撑相膝关节最大伸展位(peakextensionofstancephase,SPE),步行内翻增加1.8°(95%CI(0.1-3.4),P=0.036),跑步内翻增加2.0°(95%(0.2-3.8),P=0.031);在摆动相膝关节最大屈曲位(peakflexionofswingphase,SWPF),跑步内旋增加2.4°(95%CI(0.1-4.7);P=0.042)。研究结论:本研究首次报告了马拉松长跑对步行和跑步两种步态膝关节6DOF运动学的短期影响,识别出步行和跑步变化显著的运动方向,步态时相以及关键位点,发现马拉松长跑对膝关节绝大多数运动方向最大值无明显影响,对步态周期时相和关键位点的影响需引起一定重视。马拉松跑后支撑相的膝关节运动学变化较为显著,膝关节内翻和内旋增加,尤其在膝关节最大伸展位内翻增加显著,尽管增加值在2°左右,可能暂时无明显影响,但长跑的累积效应可能会增加过度使用损伤风险。在足触地时,步行膝关节前位移显著增加,约0.2cm,可能潜在影响膝关节的前向稳定性,累积效应的影响值得进一步考虑。