Restoring Hip Biomechanics for Young Females with Patellofemoral Pain Syndrome: the Intervention of exercises
康富傑 何晴華 高傳哲 曾筠惠 戴靜琳
高雄長庚紀念醫院物理治療組
壹、簡介
流行病學
關於髕股骨疼痛症候群 (Patellofemoral Pain Syndrome, PFPS)：
在膝關節傷害中發生率高達25%
非手術治療效果：75%患者症狀減輕→1年之內70%患者症狀復發→6到8年之內50%至94%患者在有持續性疼痛
好發於年輕女性族群
解剖構造
骨骼：承重時膝外翻 (genu valgum)使動態Q-angle增大；股骨前傾角(anteversion)增加會增大股骨內轉角度，這兩種情況皆可能導致PFPS發生機率上升。由於男女性骨盆先天上的寬度差異，導致女性Q-angle會比男性角度大。此外，過多股骨前傾角度在女性發生機率比男性足足多了2倍。正常的髕骨移動軌跡其髕骨移動時的接觸面壓力點是平均分布，而異常的髕骨移動軌跡可能由於股骨前傾角過大或Q-angle角度變大，導致髕骨過度向外側滑移，接觸面壓力點不平均，因此產生PFPS。
肌肉：膝外翻造成髖外展肌做離心控制可能會過度使用疲乏；髖外轉肌無力會造成股骨內轉角度增加，影響髕股骨關節。
病因
運用Panjabi分類方法從主動、被動及神經肌肉三次系統討論病因。
主動次系統：肌肉無力、肌力不平衡
被動次系統：軟組織過緊、下肢排列不整齊
神經肌肉次系統：延遲收縮起始時間、減短活化持續時間、增加最大自主等常收縮、受損姿勢穩定度
正常三次系統互相維持穩定(圖1. )，若其中次系統出問題，皆可能產生PFPS。
臨床症狀
髕骨周圍疼痛、腫脹、受力壓迫
髕股骨關節：退化、關節活動度受限
目的
異常髖關節生物力學和異常髕骨移動軌跡造成過多壓力在髕股骨關節上，導致PFPS發生率提高。回顧PFPS相關文章，以異常髖關節生物力學做系統性分類整理，並篩選出有異常髖關節生物力學機制PFPS患者，針對髖關節、膝關節提供適合運動治療介入，期望改善問題並降低復發率。
貳、髕股骨疼痛症候群之異常髖關節生物力學
異常近端關節控制易導致髕股骨關節失去功能，增加髕股骨關節受力。近端影響PFPS的因素包含髖關節肌肉肌力、髖關節運動學及髖關節神經肌肉控制。髖關節周圍的肌肉無力、下肢延展性差以及下肢的排列不正，皆可能導致PFPS產生 。本文將相關因素加以整理及歸類成三個次系統：
主動次系統：肌肉無力、 肌力不平衡
被動次系統：延展性差、下肢排列不正
神經肌肉次系統：不適當神經肌肉控制
將相關文獻出現哪些問題會導致PFPS依三個次系統來做分析整理：
主動次系統 –
肌肉無力 (表1. )
| 表1. 肌肉無力 |
| Tyler, Nicholas et al. 2006 | 髖外展肌、髖屈曲肌 |
| Boling, Padua et al. 2009 | 髖外展肌、髖外轉肌 |
| Souza and Powers 2009 | 髖外展肌、髖伸直肌 |
| Bolgla, Malone et al. 2011 | 髖外展肌、髖外轉肌 |
| Sandhu, Thakur et al. 2012 | 髖外展肌、髖伸直肌、髖內收肌、髖屈曲肌 |
肌力不平衡 (表2.)
| 表2. 肌力不平衡 |
| de Marche Baldon, Nakagawa et al. 2009 | ↑ 髖內收肌力矩和髖外展肌力矩比值 |
被動次系統 –
延展性差 (表3.)
| 表3. 延展性差 |
| Witvrouw, Lysens et al. 2000 | 股四頭肌
腓腸肌 |
| Piva, Goodnite et al. 2005 | 膕後肌
股四頭肌
腓腸肌
比目魚肌 |
| Tyler, Nicholas et al. 2006 | 髖屈曲肌
張闊筋膜肌 |
排列不正
過度股骨前傾、股骨內轉、脛骨扭轉、膝外翻、距骨下關節旋前
神經肌肉次系統 –
肌肉活化起始時間、持續時間 (表4.)
| 表4. 起始時間、持續時間 |
| Boling, Mattacola et al. 2006 | 股內斜肌、股外側肌、臀中肌起始時間延遲 |
| Aminaka, Pietrosimone et al. 2011 | 股內斜肌、臀中肌持續時間減少
臀中肌起始時間延遲
內收長肌提早收縮且持續時間增加 |
| Barton, Lack et al. 2012 | 臀中肌起始時間延遲、持續時間減少 |
較差的姿勢穩定度 (表5.)
| 表5. 較差的姿勢穩定度 |
| Lee, Souza et al. 2012 | PFPS 上升的內側外側壓力晃動程度 |
最大自主等長收縮 (MVIC) (表6.)
| 表6. 最大自主等長收縮 |
| Souza and Powers 2009 | 臀大肌：
↑ 動態 MVIC /靜態 MVIC |
| Bolgla, Malone et al. 2011 | 臀中肌 & 股內斜肌
↑ 動態 MVIC /靜態 MVIC |
參、運動治療介入
針對三個次系統異常部分介入運動治療(圖2.)。
主動次系統：肌肉無力、肌力不平衡 → 肌力訓練
被動次系統：延展性差、排列不正→牽拉、姿勢矯正
神經肌肉次系統：平衡訓練及肌肉訓練
PFPS患者運動介入後和控制組做比較的相關研究中發現PFPS的運動介入在膝關節和髖關節同時介入可達到較好的效果，介入方式又以開放鏈運動為優先，再訓練閉鎖鏈運動。
開放鏈肌力訓練
髖外轉肌肌力 (圖3.)
坐姿下右腳綁彈力帶做外轉動作訓練向心及離心收縮。可加重物把股骨固定住防止代償動作。
膝伸直肌肌力 (圖4.)
坐姿膝關節伸直訓練右腳股四頭肌向心及離心收縮。髖關節維持在90度，軀幹要在正中位置。
髖外展肌肌力 (圖5.)
側躺髖伸直和外展訓練右腳髖外展肌向心及離心收縮，此動作可帶出髖外轉的動作。
側躺蚌殼式開合 (Side-lying clamshells) (圖6.)
側躺並綁彈力帶，把膝蓋打開並合併外展和外轉，訓練右腳髖外展、外轉肌向心和離心收縮。
開放鏈和閉鎖鏈肌力訓練(以右腳為患側，左腳當支點)
髖外展肌肌力 (圖7.)
站姿下綁彈力帶把腳打開訓練右腳髖外展肌向心及離心收縮，及左腳平衡，動作盡量要維持骨盆和軀幹的穩定性。
閉鎖鏈肌力訓練
側走 (圖8.)
訓練右腳髖外展肌向心收縮、左腳髖內收肌離心收縮
牽拉運動
動態Q-angle、股骨內轉過多可能是肌肉過緊或股骨前傾所造成，以牽拉運動介入使軟組織延展性上升可得到好的下肢排列。研究發現在行走中減少髖內收動作，可降低疼痛產生及增加下肢功能性活動，因此姿勢矯正是訓練重點之一。
牽拉髂脛束 (圖9.)
雙腳交叉軀幹側彎遠離牆壁，骨盆往牆壁的方向移動。
弓箭步 (Lunge) (圖10.)
右腳膝關節彎曲做背曲至牽拉比目魚肌，左腳膝關節伸直做背曲牽拉腓腸肌。
牽拉股四頭肌和髂腰肌 (圖11.)
單腳站屈曲髖關節和膝關節，骨盆要維持在正中位置。
神經肌肉控制訓練
髖外展肌無力使PFPS患者內外側姿勢穩定性較不好，可進行平衡訓練。不適當的肌肉延遲活化起始時間(Delayed onset time)和縮短的活化持續時間(Shorter duration activity)，可由肌肉訓練重建適當神經肌肉控制。步態再訓練和再教育，可利用Powers學者所做的介入方式，讓病人在跑步機上訓練，給予視覺回饋，使病患利用視覺回饋回到正常的髖內收角度，進而對步態進行再教育。
肆、結論
異常髖關節生物力學和髕股移動軌跡導致PFPS發生機率提高，異常生物力學機制分別對三次系統造成影響：
主動次系統
肌力下降：髖外展肌、髖外轉肌、髖屈曲肌、髖伸直肌
肌力不平衡：髖內收肌力矩、髖外展肌力矩比值下降
被動次系統
延展性差： 股四頭肌、小腿肌、膕後肌、髖屈曲肌、張闊筋膜肌
排列不正：過度股骨前傾、股骨內轉、脛骨扭轉、膝外翻、過度距骨下關節旋前、動態Q angle增加
神經肌肉次系統
減短肌肉活化持續時間、延遲肌肉活化起始時間：臀中肌、股內斜肌
內外側姿勢穩定度不佳
自主最大等長收縮比值上升：臀大肌及股內斜肌
可先評估PFPS患者其下肢排列，是否有Q-angle或是股骨前傾角過大的問題。造成的原因可為天生構造或功能性問題：
構造：運動治療可作為預防和保守治療
功能性：可介入運動，並進一步檢視問題是否得到改善
伍、總結
- 希望提供治療師面對PFPS年輕女性時的思考路徑，快速篩選出髖關節問題。
- 以運動介入重建髖關節生物力學機制和髕骨移動軌跡，降低PFPS復發率。
陸、參考文獻
- Devereaux, M. and S. Lachmann (1984). "Patello-femoral arthralgia in athletes attending a Sports Injury Clinic." British journal of sports medicine 18(1): 18-21.
- Magee, D. J. (2008). Orthopedic physical assessment, WB Saunders Company.
- Tyler, T. F., et al. (2006). "The role of hip muscle function in the treatment of patellofemoral pain syndrome." The American journal of sports medicine 34(4): 630-636.
- Boling, M. C., et al. (2009). "Concentric and eccentric torque of the hip musculature in individuals with and without patellofemoral pain." Journal of athletic training 44(1): 7.
- Piva, S. R., et al. (2005). "Strength around the hip and flexibility of soft tissues in individuals with and without patellofemoral pain syndrome." J Orthop Sports Phys Ther 35(12): 793-801.
- Witvrouw, E., et al. (2000). "Intrinsic Risk Factors For the Development of Anterior Knee Pain in an Athletic Population A Two-Year Prospective Study." The American journal of sports medicine 28(4): 480-489.
- Sandhu, J. S., et al. (2012). "Concentric Hip Muscle Function and Quadricps: Hamstring in Athlets with and without Oatellofemoral Pain Syndrome." Ibnosina Journal of Medicine and Biomedical Sciences 4(1): 20-27.
- Barton, C. J., et al. (2012). "Gluteal muscle activity and patellofemoral pain syndrome: a systematic review." British journal of sports medicine.
