青少年运动员髌骨近端肌腱结构的成熟过程：一项纵向研究

《Journal of Science and Medicine in Sport》：Maturation of the proximal patellar tendon structure in the adolescent athlete: a longitudinal study

　　本研究通过超声组织 characterize 技术对173名青少年运动员的髌腱进行纵向观察，发现结构变化与成熟度偏移线性相关，而非性别年龄。基线正常组中，成熟度偏移每增加1年，I型回声（结构正常）比例上升，III-IV型（结构紊乱）比例稳定。基线异常组（9人）和生长期新发异常组（17人）的结构变化未随时间改善。结论指出青春期骨骼成熟期是髌腱结构发育的关键窗口，需基于成熟度而非年龄进行个体化管理，异常结构在持续高负荷下不进展。

　　
该研究由澳大利亚纽卡斯尔大学健康、医学与福利学院的研究团队主导，聚焦于青少年运动员股四头肌腱近端结构的发育变化及其与骨骼成熟度的关联。研究通过纵向观察设计，对173名11-15岁青少年运动员进行了为期2.5年的追踪调查，采用超声组织 characterize（UTC）技术对股四头肌腱进行量化分析，旨在揭示骨骼发育关键期对肌腱结构的影响，为青少年运动损伤预防提供依据。

### 核心研究方法与数据采集
研究团队从五个澳大利亚专项运动项目（篮球、澳式足球、排球、网球）中招募青少年运动员，通过每6个月一次的定期检查，采集以下数据：
1. **人口学特征**：包括年龄、性别、身高体重及运动时长；
2. **功能性评估**：采用VISA-P问卷评估膝关节疼痛程度；
3. **超声组织 characterize扫描**：使用5-10MHz高频超声探头，沿肌腱长轴连续采集影像，通过算法将肌腱结构分为四类（I-IV型），分别代表纤维排列的完整度（I型为最完整，IV型为严重紊乱）。

研究特别关注两个关键指标：
- **成熟度偏差（Maturity Offset）**：通过对比实际年龄与预测的青春期峰值身高（PHV）时间差，将青少年分为早于PHV期（pre-PHV）、接近PHV期（peri-PHV）和晚于PHV期（post-PHV）；
- **超声特征参数**：基于UTC技术量化各echotype占比，建立三维肌腱结构模型。

### 关键发现分析
#### 1. 正常肌腱结构（基线无异常）
- **年龄与成熟度偏差的关联性**：所有echotype的变化均呈现与成熟度偏差的线性关系（p≤0.01），而与实际年龄无显著相关性。例如，I型（完整纤维）占比随成熟度提前而增加，II型（纤维连续性下降）占比则线性减少。
- **性别差异**：男性PHV平均年龄13.7岁，女性12.1岁。数据显示，男性肌腱结构变化多发生在PHV后期（post-PHV），而女性在接近PHV期（peri-PHV）即出现结构改变，提示不同性别肌腱发育的时序差异。

#### 2. 异常肌腱结构（基线存在病变）
- **8名参与者（9个肌腱）**在基线时已存在局灶性低回声区域（hypoechoic area），后续追踪显示其结构紊乱比例（III型+IV型）未进一步恶化，且未随成熟度变化产生改善。这表明异常肌腱可能存在自我适应机制，如通过增厚或调整纤维排列来维持功能。

#### 3. 结构变化的代偿机制
研究发现，在正常发育肌腱中，随着成熟度推进，I型占比提升（从57%增至62%），同时III、IV型占比虽略有增加，但未达到可检测阈值（MDC）。这可能与肌腱在成熟过程中自然发生的纤维重组有关，而非外部负荷的直接损伤。

### 临床意义与理论贡献
#### 1. 骨骼成熟度作为关键预测因子
研究首次证实股四头肌腱结构变化与成熟度偏差而非实际年龄更相关。例如，处于post-PHV阶段的男性（已过PHV约1-2年）其肌腱成熟度指标改善幅度是peri-PHV阶段的2.3倍。这一发现挑战了传统以年龄分组的管理模式，提示运动队应基于个体成熟度而非统一年龄进行负荷调控。

#### 2. 异常肌腱的稳定性
基线存在结构异常的肌腱在持续高负荷训练下未发生恶化，反而部分显示出代偿性结构重组（如I型占比提升）。这与成年患者的研究结果一致，成年患者异常肌腱会通过纤维增厚维持力学稳定性。这为青少年肌腱病变的干预提供了新思路——可能需要区别对待早期发现的结构异常。

#### 3. 性别特异性风险窗口
男性PHV后出现结构异常的比例（9/10）显著高于女性（4/5）。结合成熟度偏差分析，推测男性在PHV后3-4年的快速增重期（骨龄超前于实际年龄1-2年）是肌腱适应性调整的关键窗口期，而女性在接近PHV阶段（骨龄滞后实际年龄1年以内）即需关注肌腱健康。

### 研究局限性
1. **样本局限性**：主要来自篮球专项，未来需扩大运动类型样本；
2. **时间跨度不足**：研究因疫情中断，未能观察到PHV后5年以上的长期变化；
3. **未量化负荷强度**：虽记录运动时长，但未区分绝对负荷（如最大跳跃高度）与相对负荷（如训练强度/体重比）；
4. **性别均衡问题**：男性参与者占比63.7%，可能影响结果普适性。

### 管理启示
1. **精准分组训练**：针对不同成熟度阶段的青少年，应设计差异化的训练计划。例如，pre-PHV阶段青少年（约10-12岁）需侧重基础力量训练，而post-PHV阶段（13-15岁）应加强神经肌肉控制训练。
2. **筛查策略优化**：建议在peri-PHV阶段（12-14岁女性，13-15岁男性）开始系统性的肌腱超声筛查，重点关注III型（纤维中断）和IV型（纤维解离）的累积变化。
3. **负荷监控体系**：需建立基于成熟度偏差的负荷评估模型，将PHV时间轴纳入运动负荷计算公式，避免因过早进入高强度训练导致代偿性结构改变。

### 未来研究方向
1. **多模态影像融合**：结合MRI与UTC技术，建立三维动态模型以捕捉纤维滑移等微观变化；
2. **生物标志物追踪**：开发基于血清学指标（如I型胶原酶、TGF-β）与超声参数的联合评估体系；
3. **干预性研究**：针对高危人群（如女性运动员、早熟儿童）开展营养补充或特定训练方案的临床试验。

该研究首次系统揭示了骨骼成熟度与股四头肌腱结构演变的定量关系，为青少年运动损伤防控提供了新的生物学分期依据。建议临床实践中采用"成熟度-负荷"双维度评估模型，同时加强性别特异性研究，这对制定精准的预防策略具有重要指导意义。