青少年足球运动员中脊椎裂的发病率及风险因素：一项针对挪威男性运动员的纵向研究

《BMJ Open Sport & Exercise Medicine》：Incidence and risk factors of spondylolysis in youth football: a longitudinal study among male Norwegian players

　　摘要
目的：脊椎裂是青少年运动员中腰痛（LBP）的常见原因。本研究旨在调查腰痛和脊椎裂的发生情况，以及每周训练量、比赛参与频率和成熟度与男性青少年足球运动员脊椎裂之间的潜在关联。

方法：对来自六个球队的98名男性运动员进行了三个连续赛季（U15–U17）的跟踪研究。训练时间和比赛参与频率（分钟）以及疼痛/受伤情况由运动员自行报告。如果运动员报告腰痛并暂停足球训练/比赛一周，或尽管参加比赛但连续四周仍感到腰痛，则进行临床检查。使用MRI来确定腰痛是否由脊椎裂引起。通过左手X光片每半年评估一次成熟度，同时测量身高和体重。风险因素分析评估了每周总训练量和比赛参与频率增加与脊椎裂风险之间的关联，以及成熟度因素与脊椎裂风险之间的关联。

结果：在98名运动员中，46人至少报告过一次腰痛，18人符合临床检查的标准，13人接受了MRI检查，其中12人被诊断为脊椎裂。风险因素分析显示，每周总训练量和比赛参与频率的增加与脊椎裂风险显著相关。任何成熟度指标与脊椎裂的发生之间均未发现关联。

结论：受伤前几周内训练量和比赛参与频率的增加与脊椎裂的诊断显著相关。成熟度指标与脊椎裂风险增加无关。

已有研究：脊椎裂是青少年运动员中腰痛的常见原因。最近的研究表明，这在足球运动中是一个普遍问题。

本研究的新发现：受伤前几周内训练量和比赛参与频率的增加与脊椎裂的诊断显著相关。成熟度与脊椎裂风险增加无关。

本研究对研究、实践或政策的影响：本研究强调了监测和调整训练及比赛参与频率以预防青少年足球运动员脊椎裂的重要性。

引言：脊椎裂是青少年运动员中腰痛的常见原因，其发病率是非运动员的2到5倍。最近，腰痛在足球运动中成为一个普遍问题，影响了超过一半的年轻足球运动员。Selhorst及其同事发现，48%的青少年男性足球运动员在出现腰痛时被诊断为脊椎裂。训练负荷已被确定为青少年足球运动员受伤的重要风险因素，其中训练负荷是最常报告的腰痛风险因素。在青春期，许多身体系统以不同的速度成熟，训练量（持续时间和频率）和强度通常会随年龄增长而增加。目前尚不清楚训练负荷和成熟度如何影响脊椎裂的风险。只有少数研究关注青少年足球运动员的脊椎裂问题，没有研究训练参与频率，也只有两项研究将成熟度作为潜在风险因素。足球运动中的重复高冲击动作（如冲刺、跳跃和变向）会增加骨转换和随后的骨积累。然而，当负荷超过骨骼的适应能力时，就会发生骨应力损伤，包括应力反应和应力性骨折。了解负荷和成熟度与脊椎裂风险之间的关联有助于制定个性化的足球训练计划以预防这种损伤。本研究调查了训练参与频率和成熟度作为脊椎裂的潜在风险因素，并描述了男性青少年足球运动员中腰痛的患病率和脊椎裂的发病率。

方法：本研究是挪威西部115名男性足球运动员（U14–U18）参与的纵向研究项目的一部分。

伦理、多样性和包容性声明：本研究涉及与研究问题相关的特定年龄组，通过纳入精英和非精英球队，我们尽量不基于社会经济背景进行排除，尽管只招募了男孩。作者团队由四名女性和三名男性组成，具有不同的专业背景和专长。讨论了人体测量学、年龄和性别对脊椎裂的影响。

参与者：六个球队（n=98）在三个连续赛季（U15–U17）内被跟踪。大多数运动员参加了最高级别的地区或全国比赛（2019年为85%，2020年为91%，2021年为92%）。由于新球员的加入和部分球员退出项目，每个赛季的受访者数量有所不同（图1）。参与者开始接受系统化足球训练的平均年龄为5.8岁（标准差1.1岁），平均每周训练4.5次（标准差1.6次）。最高级别的地区和全国球队每个赛季有五场或更多场组织比赛或训练活动。

图1：招募和退出情况概述。退出原因包括停止足球运动、搬到另一个城市、完成问卷的时间限制以及不愿意参加身体检查。

人体测量学和成熟度：身高使用Seca 206和Seca 217测高仪（德国汉堡）测量。体重使用多频电流八极生物阻抗法（InBody 720，Biospace）测量。骨成熟度通过Siemens Ysio Max和FLUORPSPO Compacts成像系统（软件V.VE10；Siemens Healthineers；德国）根据先前制定的协议从左手X光片估计。骨成熟度使用Greulich和Pyle方法评估，通过BoneXpert独立软件（V.3.1.4；Visiana，丹麦）进行。所有测量每年进行两次。BoneXpert还用于根据每位运动员的首次X光片估计其峰值身高速度（aPHV）年龄，中位数分割aPHV将运动员分为早期成熟者和晚期成熟者。在分析脊椎裂患者时，使用的骨年龄为最近一次半年度测量日期，这些运动员的实际年龄为MRI检查日期。

问卷数据：为了跟踪每周训练量和比赛参与频率（每周分钟数）以及疼痛/受伤情况，运动员每周通过短信（Briteback AB，瑞典诺尔雪平）完成电子问卷（共153周）。未回答者会在24小时和48小时后收到短信提醒，其余未回答者通过电话联系。每周监测问卷回复情况。NM和DT对报告腰痛的运动员进行了检查，这些运动员要么（1）完全停止了为期一周的训练和比赛，要么（2）连续四周持续感到腰痛，无论是否参加训练和比赛。根据临床发现，要求进行MRI检查以确定腰痛是否由脊椎裂引起。

在研究期间，53名运动员报告了腰痛。其中18人符合临床检查的标准，2人拒绝检查，1人未确认腰痛。其余15名腰痛患者接受了随访。根据临床指征，13人被推荐进行MRI检查以获得医学诊断（即脊椎裂）。

图2：符合临床检查标准的患者流程图。在研究期间，53名运动员报告了腰痛，其中18人符合临床检查的标准，2人拒绝检查，1人未确认腰痛，其余15人接受了随访。根据临床指征，13人被推荐进行MRI检查以获得医学诊断（即脊椎裂）。*一名运动员在两个连续赛季接受了评估，共进行了14次MRI检查。GP指全科医生；LBP指腰痛。

脊椎裂的复发病例：如果随访MRI图像显示与原发损伤相同部位（例如右侧L5损伤）的变化，则归类为复发损伤；如果发生在不同部位（例如左侧L5或L4），则归类为新损伤。对于一般腰痛，每个个体的病例仅计数一次，不论其报告腰痛的次数。

统计分析：运动员特征以平均值和标准差表示。腰痛和脊椎裂的年度和三年累积发病率以百分比表示，发病率计算为每1000训练和比赛小时的新增病例数。由于数据是自我报告的且为纵向数据，我们假设35%的训练参与数据是随机缺失的。在风险因素分析之前，使用多重插补法（预测均值匹配）填补缺失数据。结果密度图和四分位数几乎相同，原始数据和插补数据之间的平均值相差约1%。

使用单变量广义线性混合效应模型（GLMM）分析了新脊椎裂诊断概率（因变量）与实际年龄、骨年龄和aPHV（自变量）之间的潜在关联，其中将运动员和时间作为随机效应以解释个体内的相关性。使用单变量GLMM评估了脊椎裂与每周总训练量和比赛参与频率之间的关系，包括诊断前所有时间点的数据（1周、2周、3周、4周和5周的滞后）。为了解释长期训练、比赛参与和脊椎裂之间的潜在累积关联，我们采用了两种方法。首先，我们使用单变量线性混合效应模型研究了脊椎裂与每周总训练量和比赛参与频率的5周指数加权移动平均（EWMA）之间的关系。这种方法假设每周的重要性随时间滞后呈指数下降，即当前周之前的周最为重要，而当前周之前的第5周最为不重要。然而，EWMA聚合增加了II型错误的风险。因此，我们还使用了包含所有时间滞后的GLMM。这种方法假设每周对累积关联的贡献不等，可以探讨当前周之前的1-5周中哪个因素最重要。由于样本量有限，我们无法进行更高级的分析来考虑暴露与脊椎裂概率之间的非线性关系。由于脊椎裂是一种罕见结果，OR值可以解释为近似风险比。

分析使用R（V.4.3.1）语言和lme4（V.1.1–34）及mice（V.3.16）包进行。P值≤0.05被视为统计学上显著。

结果：运动员特征见表1。

表1：每个日历年开始的运动员特征

腰痛和脊椎裂的患病率和发病率：三年研究期间，腰痛的累积发病率为47%，意味着98名运动员中近一半至少经历过一次腰痛。每年腰痛的累积发病率为30%（2019年24/79人，2020年35%（31/89人），2021年23%（15/66人）。研究期间的发病率为每1000训练和比赛小时0.84例。14次MRI检查中，12例被诊断为脊椎裂（一名运动员在相隔一年的两个不同水平上患有脊椎裂），1例为椎间盘突出，1例结构正常。损伤类型包括六例双侧损伤和六例单侧损伤。所有受影响的运动员都参加了最高级别的地区或全国比赛。脊椎裂的累积发病率为12%（12/98），三年研究期间的发病率为每1000训练和比赛小时0.22例。每年脊椎裂的累积发病率为2019年5.1%（4/79人），2020年5.6%（5/89人），2021年4.5%（3/66人）。

训练和比赛参与的影响：表2总结了每周训练量和比赛参与情况。每增加60分钟的每周总训练时间和比赛参与度，下一周发生脊椎裂的风险增加6%，两周后增加9%，三周后增加11%（表3）。表3•对过去几周内每周总训练时间和比赛参与度与98名球员脊椎裂风险之间的单变量分析，其中包括12例确诊病例。在调整了MRI诊断前所有周的训练和比赛参与度后，我们发现每周训练时间和比赛参与度的加权移动平均（EWMA）与脊椎裂风险之间存在显著关联（每增加60分钟，OR为1.11，95% CI 1.01至1.22，p=0.034）。使用分布滞后模型（一种更为保守的多变量方法，可综合考虑所有周的累积训练参与度），我们发现了类似的关系（表4），即在训练参与度增加后三周，脊椎裂的风险显著增加（每增加60分钟，风险增加10%，p=0.014）。表4•使用分布滞后模型对98名球员（包括12例确诊病例）的累积每周训练时间和比赛参与度与脊椎裂风险之间的多变量分析。

成熟度的影响：在患有脊椎裂的球员中，诊断时的平均实际年龄为16（0.9）岁，平均骨年龄为15（1.0）岁，平均aPHV为14（1.3）岁。12例脊椎裂病例中有11例发生在aPHV之后。3例发生在成熟年龄较小的球员（aPHV<13.9）中，9例发生在成熟年龄较大的球员（aPHV≥13.9）中。未发现脊椎裂风险与实际年龄、骨年龄或aPHV之间的显著关联（在线补充附录）。

讨论：本研究调查了腰痛（LBP）和脊椎裂的发生情况，探讨了成熟度、每周训练时间和比赛参与度是否与男性青少年足球运动员发生脊椎裂的风险相关。研究结果显示，近一半的球员（47%）至少经历过一次腰痛，12%被诊断为脊椎裂。在因腰痛而停止训练一周或连续四周出现症状的球员中，80%的MRI检查结果显示为脊椎裂。我们发现每周总训练时间和比赛参与度与脊椎裂风险之间存在关联，但未发现脊椎裂风险与成熟度之间的关联。我们的12个月累计腰痛发病率（23-35%）低于青少年运动员的研究报告的33-57%。脊椎裂是本研究中最常见的影像学发现，这与最近关于青少年运动员腰痛的综述结果一致。只有两项研究报道了青少年足球运动员的脊椎裂发病率，范围为0.02至0.2/1000小时。我们的脊椎裂发病率（0.22/1000小时）与使用类似队列和影像学方法的研究结果几乎相同。最低发病率出现在女子足球学院球员中，但仅限于脊椎滑脱情况。男性运动员发生脊椎裂的可能性是女性的1.5-4.5倍。这可能是因为女性比男性成熟得更早，并且在许多运动和情境下，她们在成熟后期才开始增加训练量。也有观点认为，男性发病率较高是由于男性运动员人数更多。第三项关于青少年足球运动员的研究并未直接报告脊椎裂的发病率。根据他们报告的个人训练时间和受伤情况，我们估算的发病率约为0.05-0.08/1000小时。只有当球员无法训练一周时才会记录受伤情况，因此可能遗漏了较轻度的伤害。

训练参与度与脊椎裂：据我们所知，此前没有研究将训练参与度视为青少年足球运动员脊椎裂的风险因素。风险因素分析显示，在受伤或症状出现前的三周内，每周总训练时间和比赛参与度与脊椎裂风险之间存在显著关联，这表明脊椎裂是累积负荷的结果，而非急性创伤所致。少数研究评估了训练参与度与青少年腰痛之间的关系。Sundell等人发现，每周参加运动超过6小时的青少年腰痛风险增加，而我们的研究组平均每周运动时间为8.8小时。Schroeder等人研究了患有腰痛的儿科患者，发现每周运动超过5天或20小时的青少年运动员脊椎裂的患病率显著高于非运动员（每周运动少于3天或5小时）。这与我们发现的所有脊椎裂病例都发生在最高级别或国家级别的球员中相符，这些球员每周至少进行5天的足球训练和比赛。然而，需要更多大样本量的研究来进一步验证这一结论。

成熟度作为风险因素：我们未发现任何成熟度指标与脊椎裂之间的关联。一项综述认为，目前尚不清楚成熟度是否是青少年足球运动员受伤的风险因素。其他因素，如生长速度、运动模式、训练负荷或个体解剖学差异，在脊椎裂的发展中可能起着更大的作用。关于青春发育期（PHV）开始年龄作为青少年足球运动员受伤风险因素的研究结果并不一致。在我们的研究中，12例脊椎裂病例中有9例发生在成熟年龄较大的球员（≥13.9岁）中，3例发生在成熟年龄较小的球员（<13.9岁）中。这与van der Sluis等人的研究结果一致。当根据每个球员的个体aPHV时间来分析受伤时间时，12例脊椎裂病例中有11例发生在aPHV之后。Monasterio等人的研究也包含了U12年龄段的数据，他们的发现与此相符。这表明在快速生长期，骨骼相对较弱。Blimkie和Faulkner等人也强调了分别研究不同生长相关损伤的重要性，以避免因不同成熟阶段发生的损伤而导致的混淆效应。

临床意义：临床医生应对报告因腰痛而停止训练至少一周，或疼痛持续数周的球员高度怀疑脊椎裂的可能性，尤其是在高训练负荷后。我们鼓励教练、家长和支持人员认真对待青少年运动员的早期腰痛报告，确保他们得到适当的医疗关注。受伤前几周增加的训练参与度与脊椎裂的诊断显著相关。足球运动由于冲刺、跳跃和改变方向会产生高冲击力，负荷大小已被证明是骨骼适应的重要因素。因此，适当的训练分期策略，能够谨慎管理负荷的大小和进展，有助于优化骨骼适应，同时降低骨骼应力损伤的风险。然而，在将这些建议纳入正式训练负荷指南之前，还需要更多大样本量的研究来支持这些早期发现。

优点和局限性：在解释我们的研究结果时，应考虑几个方法学因素。首先，尽管我们记录了大量训练参与度数据，但脊椎裂病例较少，这可能限制了我们检测风险因素与脊椎裂之间潜在关联的能力。训练参与度与脊椎裂之间的显著关联可能是由于过度拟合造成的。然而，在分布滞后模型中，大多数p值不再显著。尽管如此，这些结果仍处于早期阶段，我们呼吁未来的研究使用更大样本量，采用多变量方法进行混杂因素调整，并使用更先进的模型来探索训练参与度与脊椎裂之间的关系。目前尚不清楚在高训练负荷的无症状运动员群体中脊椎裂的普遍程度。Tsutsui等人的研究发现50.4%的运动员有无症状表现（单侧椎弓根骨髓水肿），但这些病例更容易进展为有症状的双侧病变。虽然MRI发现可能是偶然的，但所有患者都有症状，且这些发现与他们的症状相符。两名符合纳入标准的球员因全科医生（GP）的随访要求而拒绝检查，他们可能是未被发现的脊椎裂病例。我们也可能遗漏了一些未定期报告症状或症状不够严重的球员。在应用更宽松的纳入标准时，了解无症状个体的MRI发现情况非常重要，以避免过度诊断。其次，本研究的潜在局限性在于使用了自我报告的训练参与度和疼痛/受伤数据。自我报告依赖于参与者的配合度，数据可能受到回忆偏差或误解的影响。然而，自我报告对于监测过度使用损伤和主观症状特别有价值，因为这些情况通常不会导致时间损失或医疗咨询。传统的时间损失定义往往低估了真实的受伤负担，而定期自我报告可以早期发现这些问题。此外，两名符合纳入标准的球员因全科医生的随访要求而拒绝检查，他们在短时间内恢复了比赛，且之后没有达到再次检查的标准，因此我们认为没有遗漏任何需要医疗关注或负荷监测的真正病例。

此外，本研究的优点之一是纳入了来自不同水平和训练环境的球员。所有被诊断为脊椎裂的球员都在高水平比赛中参赛，但代表了多样化的团队背景，这增强了研究结果的普遍性，表明观察到的损伤模式不限于某种特定的团队文化或训练方式。本研究的另一个优点是使用了MRI作为早期检测脊椎裂的首选影像学方法，因为标准X光片往往无法检测到早期（轻度）脊椎裂。我们使用了最接近诊断时间的骨年龄测量值，即MRI检查日期。由于青少年时期骨骼成熟速度较快，我们不能排除骨年龄测量与MRI诊断之间的时间差异可能导致风险因素分析中的阴性结果。在未来的研究中，建议同时评估骨年龄和影像学诊断，以提高准确性。最后，部分数据是在COVID-19疫情期间收集的，当时训练和比赛受到公共卫生限制的影响。尽管在此期间持续监测了训练和比赛参与度以及疼痛和受伤情况，但我们不能排除这些特殊情况可能对结果产生了影响。尽管记录了新的脊椎裂病例，但训练参与度仍高于疫情前的水平。

结论：在因腰痛而停止训练至少一周，或连续四周出现腰痛的球员中，80%被诊断为脊椎裂。受伤前几周增加的训练参与度与脊椎裂的诊断显著相关。这种损伤通常需要较长时间远离运动。通过认真对待早期腰痛报告并相应调整训练负荷，教练和支持人员可以帮助预防脊椎裂的发展。临床医生应对报告因腰痛而停止训练至少一周，或训练期间持续疼痛的球员高度怀疑脊椎裂的可能性，尤其是在高训练负荷后。