半马后泡沫轴滚动对腘绳肌的急性影响：肌肉功能磁共振成像研究

跑步是一种流行的体育活动，可以为跑步者带来身心益处。然而，长跑引起的肌肉变化可能增加下肢肌肉损伤的风险。据报道，长时间跑步会导致肌肉力量下降、血浆肌酸激酶升高，以及延迟性肌肉酸痛和疲劳感，并可能导致人体多个方面的急性和慢性失衡。重复过度使用肌肉也可能会导致微损伤，从而引发炎症反应，累积效应可能最终导致肌肉损伤和功能障碍。

跑步后观察到腘绳肌比股四头肌有更大的微血管灌注。与跑步相关的反复离心收缩可能导致腘绳肌微损伤的积累，从而增加腘绳肌劳损的风险。有趣的是，腘绳肌的远端和中间部分更容易受到马拉松引起的伤害。因此，有效减少腘绳肌中部和远端肌肉损伤很重要，跑步后的恢复可能是预防与跑步相关的腘绳肌损伤的有效疗法。

泡沫轴滚动(FR) 是一种简单、省时且有效的运动后恢复工具，能够通过缩短恢复期来降低运动损伤的风险，同时减少对运动表现的负面影响。这种技术要求个人将自己的体重放在泡沫轴上，对软组织施加压力，并从肌肉的近端开始来回滚动。有证据表明，FR 具有许多生理益处，包括但不限于增加血流量、降低组织僵硬、促进肌肉恢复和降低疼痛水平。然而，FR 是否可用于减少长时间运动引起的肌肉损伤，从而降低与此类运动方式相关的潜在伤害风险，仍有待解决。

因此，本研究的目的是使用肌肉功能磁共振成像评估FR对半程马拉松后腘绳肌的急性影响。具体而言，我们分别采用T2序列和非相干运动 (IVIM) 来评估炎性水肿和微血管灌注。T2值反映肌肉炎症的程度，与肌肉损伤的严重程度有关，已被应用于检测运动引起的肌肉变化和监测肌肉损伤的恢复情况。MRI-IVIM模型是一种对水分子扩散特性敏感的技术，可用于评估人体组织中的微血管灌注，包括骨骼肌。我们假设在半程马拉松比赛后使用 mfMRI 在腘绳肌中部评估的炎症和微血管灌注都会升高，并且 FR 将导致炎症减少和微血管灌注增加。

参与者

共招募了16名休闲马拉松选手（12名男性）。休闲马拉松跑者被定义为未参加正式长跑训练。主要纳入标准如下：（1）有规律的长跑1年以上，（2）每周有规律的跑步3次或以上，（3）每周至少跑10公里以上，（ 4）每月跑步距离不少于100公里，（5）过去一年至少参加过一次正式的半程马拉松或更长距离的比赛，（6）没有MRI检查的禁忌症。

实验设计

对所有参与者进行五次 MRI 数据收集，包括基线（跑前）、半程马拉松跑后 2-3 小时（跑后）、FR 后即刻、FR 后 30 分钟和 FR 后 60 分钟。使用手机APP记录跑步相关信息，包括平均速度、时间、距离。要求受试者在整个半程马拉松比赛中将他们的 RPE 量表水平保持在 15 以下。运行后 MRI 检查完成后立即进行 FR。

所有参与者被禁止长距离跑步至少 7 天，并且在基线 MRI 检查前至少5 天不进行任何形式的运动。参与者被要求在每次 MRI 检查（基线除外）之前完成全面质量恢复量表（TQR），以评估他们的整体恢复感，并在每个时间点获得一个分数，以表明参与者的一般恢复感。TQR是一个范围从 6 到 20 的量表，旨在评估运动后疲劳恢复的程度，数值越高表示恢复感越好。完整的实验方案显示在图1。

图1：FR，泡沫轴；TQR，全面质量恢复量表；MRI，磁共振成像检查

泡沫轴滚动方案

一位经验丰富的研究人员在MRI 数据收集之前向所有参与者展示了 FR 操作过程, 并在MRI 检查完成后进行了实际的 FR。在当前的研究中，所有的 FR 按摩都使用泡沫轴（李宁；尺寸 33 × 14 厘米）。所有参与者在一侧进行 FR，另一侧作为对照。为了滚动腘绳肌，将泡沫轴放在地面上，参与者坐在泡沫轴上，双手放在地上以支撑自己的体重。参与者被要求将尽可能多的体重放在泡沫轴上，并从臀部逐渐连续向下滚动到膝盖。在两次连续的 FR 按摩之间给予 30 秒的休息间隔，压力控制在 6-7 级视觉模拟量表 (VAS) 评分。

肌肉功能磁共振成像

T2影像和 IVIM 序列被用来研究半程马拉松跑和 FR对腘绳肌的炎性水肿和微血管灌注变化。参与者仰卧，双腿在线圈内完全伸展。为了防止运动伪影，在线圈的间隙中添加了海绵。从大转子到股骨内侧髁双侧收集 T1 和 T2 加权图像序列。

图像分析

对于所有参与者，扫描覆盖的大腿区域（从大转子到股骨内侧髁）的中点线首先被确定并用作解剖参考。对来自T2 序列的中点线最相邻的 4 个切片和来自 IVIM 序列的与中点线最相邻的 12 个切片进行了进一步处理。处理后的 T2和 IVIM 图像代表大腿中部大致相同的区域。IVIM 图像的示例显示在图2。

图:2：不同 b 值的素内非相干运动图像示例

对于 T2 图像处理，使用 syngo MR Workplace在选定的 T2 加权图像上手动分割腘绳肌，包括 BFL、ST 和 SM。在每个肌肉的4个选定切片获得的 T2 弛豫时间上取平均值，作为每个参与者的 T2 值。图像分割示例 (A) 和不同时间点 (C) 的彩色编码 T2 图如图3所示。

图3： T2 (A)和素内不相干运动 (IVIM)b0 图像(B)，其中包含股二头肌长头 (BFL)、半腱肌 (ST) 和半膜肌 (SM) 区域。(C, D)分别是不同时间点T2 映射和 IVIM f 的彩色编码图，左侧的图像是接受泡沫滚动干预的肢体。颜色编码地图上的浅色表示较低的值。

对于IVIM 图像处理，使用 Start MITKDiffusion平台。对应于 BFL、ST 和 SM 区域在 b0 图像上手动分割，在需要时使用T1 加权解剖图像作为视觉辅助参考，并注意避免包含任何非收缩组织。图像分割示例 (B) 和不同时间点 (D) 的颜色编码 IVIM f映射如图所示图 3。

图4：柱状图显示了不同肌肉在五个不同时间点的肌肉功能磁共振成像结果。(A–C) T2 值随 T2 映射序列而变化。(D-F)显示了素内非相干运动序列的f值变化。BFL，股二头肌长头；ST，半腱肌；SM，半膜肌。a：每个单独时间点的时间效应与每组内的基线；b：每个组内每个时间点与跑步后的时间效应。数据表示为平均值±SE。

结果

与跑前相比，跑后的T2 和f在两侧的腘绳肌中都更高。对于 FR 侧，除了BFL 的f和 FR30 后的 SM外，所有肌肉在 FR0 后和 FR30 后T2 降低，f显着增加。所有肌肉的两个参数在 FR60 后恢复到跑步后水平， 除了 SM 的 T2 。相比之下，与对照组运行后相比，大多数 MRI 参数在 FR0 后、FR30 后和 FR60 后没有变化。与跑步后相比，FR0 后和 FR30 后的 TQR 得分升高，并在 FR60 后恢复到跑步后水平。在 FR 后的任何时间点与跑步后相比，TQR 评分的变化与 FR30 后 ST 的 T2 相关。

结论

半程马拉松后，腘绳肌的炎性水肿和微血管灌注升高，这可以通过mfMRI T2 映射和 IVIM 序列检测到。FR 可以缓解急性炎症和更大的微血管灌注，以及改善身体整体恢复感；然而，这种效果似乎只持续了很短的时间（30-60 分钟）。FR 可以在长时间跑步后为骨骼肌提供短期益处。需要更多的研究来探索当前研究中看到的短期益处是否可以转化为降低伤害风险。

参考文献

Shu, D., Zhang, C., Dai, S., Wang, S., Liu, J., & Ding, J. (2021). Acute Effects of Foam Rolling on Hamstrings After Half-Marathon: A Muscle Functional Magnetic Resonance Imaging Study. Frontiers in physiology, 12, 723092. https://doi.org/10.3389/fphys.2021.723092