赵琳，黄涛

陆军新兵军事训练致应力性骨折风险因素的相关性研究

赵琳，黄涛＊

目的目前应力性骨折的发生率居高不下，很大程度地影响了部队的战斗力。为确定应力性骨折的风险因素，从而制定行之有效的筛查和预防措施，有效降低应力性骨折的发病率。方法采用前瞻性流行病学调查的方法，对研究对象进行为期8周的基础共同科目训练全程跟踪随访，汇总分析数据，对比应力性骨折和非应力骨折组间个指标分布差异。结果文化程度、兵源地、既往锻炼水平、个人骨折史、训练强度主观感受及长跑成绩这六项在应力性骨折组与非应力性骨折组间分布具有显著差异。结论应力性骨折发病机制复杂，多因素、多机制共同参与，研究结果可作为应力性骨折的预警指标。

军事训练伤；流行病；应力性骨折

2013年是我军夏季征兵制度改革实施的第一年，气候条件的改变需要军事训练多方面的重新适应，由此引起的军事训练伤情发病特征的变化成为指导预防的关键。为了评估夏季入伍新兵军事训练伤尤其是应力性骨折发生的潜在风险因素，为将来更加高效地预防或降低应力性骨折的发生提供理论支持，从而制定更有针对性的筛查措施或预防手段，笔者随机抽取陆军驻洛某团2013年—2015年度夏季入伍新兵为研究对象，展开流行病学调查。

1 资料与方法

1.1 研究对象新兵入伍后首先需经过8周基础共同科目训练，主要包括：队列、战术、体能、射击训练等。本次研究调查的具体步骤以及实施计划均报请中国人民解放军第150中心医院伦理委员会批准，所有调查研究参与者均履行了知情权，并签署了知情同意书。本次调查随机抽取陆军驻洛某团2013年—2015年度夏季入伍新兵，共1572名。其中118名因退兵、无法完成训练以及无法提供有效信息被排除在外，最后共有1454名新兵进入本次研究，其中男兵1398名，女兵56名，男女性别比为24.9∶1，女性士兵比例显著低于男性士兵。年龄18~ 22岁，平均（18.5±1.5）岁。经过8周跟踪随访，共筛查出应力性骨折病例193例，发病率为13.2%，其中，男兵189例，女兵4例。应力性骨折的最常见部位依次为跖骨（52.8%）、胫骨（34.7%）、股骨干（6.2%）、股骨颈（4.2%）和骨盆（2.1%）。其中骨盆骨折均为耻骨上下支骨折，且均为女性。

应力性骨折主要见于新兵，发病率国内外差异很大，根据文献检索可知，发病率最高的为以色列新兵，高达31%，而美国一项关于海军陆战队士兵的研究报告显示发病率为2.9%，国内各篇报道也不相同，发病率大概范围在9.5%～16.9%，个别报道高达32.5%［4，5］。选取8%为参照，根据样本量估计计算公式：n=tα2PQ/d2计算样本量。设定显著性水平α= 0.05，此时t≈2，设定预期患病率P=8%，Q=1-P，设定容许误差d=0.2P。根据公式计算结果得出，应力性骨折风险因素研究所需样本大小估计至少为1150人。

1.2 方法

1.2.1 基本信息采集采用问卷调查与专科医师体检相结合的方式进行。所有新兵均被要求填写基本信息调查问卷，其主要内容包括每个参与者的基本情况，如身高、体重、籍贯、文化程度，既往参与锻炼情况、既往骨折病史、家族史、慢性病史、饮食情况，睡眠状况、训练情况、体能测试各项指标等。

1.2.2 应力性骨折病例收集应力性骨折诊断由骨科专科医师与经过培训的连队军医根据症状、体征、病史及X线影像学检查共同确定。疑似病例接受进一步MRI检查。对参与调查的骨科医师及连队基层军医进行专科培训，严格把关，使其熟悉整个研究计划的实施方法，掌握应力性骨折的诊断与鉴别诊断，遵循流行病调查的原则，明确信息采集的具体方法；要求调查者没有任何倾向性；对调查员进行职业道德教育保护被调查者的隐私；登记测试或调查结果需严格按照实际情况做记录，杜绝按照个人意愿修改数据。

1.2.3 资料处理及分析调查阶段结束后，统一收回所有表格，将调查问卷逐份、逐页、逐项录入Excel表格，建立数据库，及时审核、校正输入内容。为了便于统计和分析，将所有数据进行重新赋值，做好分析前准备。按α=0.05检验水准，单因素Logistic分析问卷整理后的各项研究因素，求出OR值和95%可信区间（Confidence Intervals，CI），筛选出有统计学意义的危险因素。对以上筛选出的变量进行Logistic逐步回归分析。

2 结果

2.1 人口学因素所有纳入本次研究的参与者的一般人口学信息如年龄、学历、兵源地及家庭经济状况汇总见表1。

2.2 身体测量指标所有纳入本次研究的参与者的各项身体测量指标数据汇总如下，详见表2。本次调查中因为时间和经费的原因，仅对病例组及随机抽取的217名健康对照组新兵进行骨密度测定。见表2。

表1 人口学特征分布

表2 身体测量指标对应力性骨折的影响

2.3 既往一般情况所有纳入本次研究的参与者的既往一般情况如入伍前锻炼情况、吸烟饮酒史、骨折史、是否自愿入伍等数据汇总如下。见表3。

表3 既往一般情况数据组间分布

2.4 训练情况所有纳入本次研究的参与者入伍后训练相关信息如训练主观感受、训练装备是否合适、睡眠质量以及训练成绩等数据汇总见表4。

表4 训练情况数据组间分布

2.5 应力性骨折发病风险的单因素分析通过对以上流行病调查数据的汇总和整理，单因素分析了人口学特征、个人身体测量数据、既往一般情况及训练情况等观测指标在应力性骨折组及非应力性骨折组间的分布特征（表5）。其中具有统计学意义的指标包括：文化程度、兵源地、入伍前体育锻炼情况、个人骨折史、训练强度主观感受以及长跑成绩。而身高、体重、BMI（Body Mass Index）、下肢长度、吸烟史等可能的风险因素，组间不存在统计学差异。

2.6 应力性骨折发病风险的多因素分析对单因素分析出有显著性差异的变量：文化程度、兵源地、入伍前体育锻炼情况、个人骨折史、训练强度主观感受以及长跑成绩再进行多因素非条件Logistic回归分析见表6。结果显示，除兵源地这一因素外，其余5个风险因素仍具有统计学意义。

3 讨论

应力性骨折主要见于新兵，发病率国内外报道差异较大，国内多个报道亦不相同。1993年我军新兵应力性骨折发生率为12.4%～32.0%［1］。美国陆军新兵应力性骨折的发生率男兵为0.9～5.2%，女兵为3.4%～21.0%［2，3］，美国海军陆战队新兵为期12周的基础训练期间，应力性骨折的发生率男性士兵为0.8%～4.0%，女性士兵为3.0%～5.7%［4，5］，以色列发生率最高，为31%［6］。本次调查结果显示，在8周的共同科目训练中，我国陆军士兵应力性骨折的总发病率为13.2%，明显高于美国陆军和芬兰陆军，而低于以色列士兵。产生如此显著差异的原因是多方面的，除了人种差异外，不同的训练科目和不同的诊断标准可能是产生如此差异的重要原因。美军的研究主要基于期健全的医疗登记而进行的回顾性分析，由于诊断标准的不同，报告率较低。以色列的研究对象为陆军士兵中的特种精英，训练科目难度高、强度大，造成应力性骨折的概率相应增高。

应力性骨折在上肢的发生率远低于下肢，这应该与上肢承载应力负荷相对较小有关。根据以往国内外文献报道，下肢应力性骨折最好发部位是胫骨，占全部下肢应力性骨折的一半以上［7，8］。本次调查结果显示，应力性骨折的最常见部位依次为跖骨（52.8%）、胫骨（34.7%）、股骨干（6.2%）、股骨颈（4.2%）和骨盆（2.1%）。其中骨盆骨折均为耻骨上下支骨折，且均为女性。这与国内先前报道有明显差别。李祖国［9］对国内某陆军师1992年度1060名和1993年度1043名陆军新兵调查后发现，应力性骨折最常见发病部位为胫骨干（62.5%），其次为跖骨（8.1%）。分析产生如此差异的原因主要是由于新兵训练科目有了较大调整，减少了高强度的长跑训练和障碍训练，另一个主要原因是2013年兵役制度改革后，从以往的冬季征兵改为夏季征兵，气候条件的改变可能影响骨骼对逐渐累积的应力刺激产生的适应反应。本次调查的结果与美军的一篇报道结果类似，Cosman等报道［9］，应力性骨折的常见发病部位依次为跖骨、胫骨、跟骨和腓骨。

表5 应力性骨折发病风险的单因素分析

表6 应力性骨折发病风险的多因素分析

国内外一致认为女性明显高于男性［8，10，11］，伴有女性运动员三联征（月经稀少或停经、骨质疏松及进食障碍）者风险更高［12，13］。可能是月经周期与骨密度存在有关。目前研究尚不能确定雌激素能够为骨密度的单独影响因素。根据一篇美国军校学员历时4年的前瞻性队列研究报道，5.7%的男学员和19.1%的女学员在入校后3个月内至少出现一处应力性骨折。女性应力性骨折发生部位多见于骨盆，其次为股骨和腓骨，男性应力性骨折好发部位为胫骨和跖骨［14］。本此研究中，男女新兵性别比为24.9∶1，发病率分别为13.5%及7.14%，与国外报道不符。这可能与参与调查的女兵比例显著偏低，样本量过小有关。因此，在后期数据分析中，仅对男性新兵各参数变量进行汇总比对，暂不考虑性别变量。

一般认为，男性士兵中高个子比低个子更容易发生应力性骨折。通常解释为，高个子的骨干相对较长，这将导致在应力作用下，长骨本身较短骨承受更大的剪力和折弯倾向。但是，在两项女性陆战队员和不分性别的芬兰士兵的应力性骨折调查中没有发现身高和应力性骨折的相关性［8，15］。这或许是性别因素导致身高差异所致。本研究中也没有发现应力性骨折组与非应力性骨折组间存在身高差异。

低体重和低BMI也被认为是应力性骨折的危险因素。Mattila等［15］研究发现，BMI低于20～25 kg/ m2的士兵发生应力性骨折的概率较正常组高。因为低BMI意味着肌肉力量和骨骼强度相对缺乏，从而无法提供有效的支撑确保动作完成，或者过度使用肌肉组织导致损伤。但是另外两个独立调查结果却没有显示这种结果［8，16］，这与本次研究的结果类似。需要注意的是，新兵入伍需要经过严格的体检，对身高体重都有严格的要求，这就导致该人群中BMI分布范围较窄，或许会隐藏该变量对应力性骨折易感性的贡献。

个人情况如吸烟、饮酒、运动能力、锻炼情况、家族史、个人骨折史、女性月经史、饮食以及钙摄入等都被认为可能与应力性骨折有关。Cosman等［9］研究发现，缺乏锻炼（每周运动时间＜7 h）可能是应力性骨折的风险因素，个人运动能力与应力性骨折的相关性仅在男性士兵中发现，女性士兵中无此关联，这与之前文献结论不完全一致，作者分析可能与样本量相对较小有关。该研究中还评估了吸烟、饮酒、个人骨折史、饮食以及钙摄入等变量与应力性骨折关系，未发现统计学差异。本研究结果显示，入伍前每周锻炼时间>7 h的新兵应力性骨折的发生率较<7 h者为低，与Cosman等的结论相符。关于个人运动能力，我们主要采取短跑成绩和长跑成绩来评估新兵的爆发力和耐力。短跑成绩两组间无明显差异，而5公里长跑成绩数据显示，成绩越好的新兵应力性骨折发病率越低，可以认为，耐力好的新兵，肌肉可以长时间保持有效收缩，更好的遮挡和缓解对骨骼施加的持续应力，从而减少骨骼的微损伤。个人骨折史两组间存在显著差异，但不排除回忆偏倚所致。家族史因参与者未能按照要求填写相关信息，无法进行数据分析。

除了对上述变量进行统计分析外，本研究中还增加了文化程度、兵源地及个人主观感受方面的指标，如对训练强度的感受及睡眠质量评估。新兵来自不同地区，家庭环境和阶层各不相同，到部队后需要一定时间适应新的环境。在这段心理调整期，常会感觉连队的训练生活与个人期望值相差巨大，从而产生畏惧、紧张、焦虑及厌烦情绪。这种情绪波动会直接产生躯体化效应，从而导致新兵在训练过程中无法主动性学习领会动作要领，训练动作机械、僵硬，严重影响四肢的协调性，甚至还会延缓机体的保护性条件反射，从而导致训练伤发生率增高。本次研究结果显示，文化程度高的新兵应力性骨折发病率低，分析可能与其适应环境能力强，学习动作要领快有关。来自农村的新兵由于相对敏感、负面情绪多，无法迅速适应军队的各种环境及人际关系，训练中注意力不能集中，导致应力性骨折发病率较高。相似的结论也表现在对训练强度的主观感受上，新兵由于个人身体素质不同，对于入伍后急剧增大的高强度训练的耐受程度也各不相同，运动能力强的新兵对训练能够较快适应，主观感受训练轻度一般或较小，反之则认为训练强度过大，个人很难适应，从而在训练中强度负荷超过个人承受范围，骨骼过劳损伤持续累积，最终导致应力性骨折。

［1］Yan YB，Li JM，Xiao E，et al.A pilot trial on the molecular pathophysiology of traumatic temporomandibular joint bony ankylosis in a sheep model.Part II：The differential gene expression among fibrous ankylosis，bony ankylosis and condylar fracture［J］.J Craniomaxillofac Surg，2014，42（2）：e23-e28.

［2］Jones BH，Cowan DN，Tomlinson JP，et al.Epidemiology of injuries associated with physical training among young men in the army［J］.Med Sci Sports Exerc，1993，25（2）：197-203.

［3］Jones BH，Bovee MW，Harris JR，et al.Intrinsic risk factors for exercise-related injuries among male and female army trainees［J］.Am J Sports Med，1993，21（5）：705-710.

［4］Beck TJ，Ruff CB，Shaffer RA，et al.Stress fracture in military recruits：gender differences in muscle and bone susceptibility factors［J］.Bone，2000，27（3）：437-444.

［5］Shaffer RA，Brodine SK，Ito SI，et al.Epidemiology of illness and injury among U.S.Navy and Marine Corps female training populations［J］.Mil Med，1999，164（1）：17-21.

［6］Milgrom C，Giladi M，Stein M，et al.Stress fractures in military recruits.A prospective study showing an unusually high incidence［J］.J Bone Joint Surg Br，1985，67（5）：732-735.

［7］张贵春，曹学诚.疲劳骨折研究进展［J］.中国矫形外科杂志，2006（4）：304-307.

［8］Shaffer RA，Rauh MJ，Brodine SK，et al.Predictors of stress fracture susceptibility in young female recruits［J］.Am J Sports Med，2006，34（1）：108-115.

［9］Cosman F，Ruffing J，Zion M，et al.Determinants of stress fracture risk in United States Military Academy cadets［J］.Bone，2013，55（2）：359-366.

［10］Kelsey JL，Bachrach LK，Procter-Gray E，et al.Risk factors for stress fracture among young female cross-country runners［J］. Med Sci Sports Exerc，2007，39（9）：1457-1463.

［11］Bell NS，Mangione TW，Hemenway D，et al.High injury rates among female army trainees：a function of gender?［J］.Am J Prev Med，2000，18（3S）：141-146.

［12］Bennell K，Matheson G，Meeuwisse W，et al.Risk factors for stress fractures［J］.Sports Med，1999，28（2）：91-122.

［13］Cline AD，Jansen GR，Melby CL.Stress fractures in female army recruits：implications of bone density，calcium intake，and exercise［J］.J Am Coll Nutr，1998，17（2）：128-135.

［14］Pope RP.Prevention of pelvic stress fractures in female army recruits［J］.Mil Med，1999，164（5）：370-373.

［15］Giladi M，Milgrom C，Simkin A，et al.Stress fractures.Identifiable risk factors［J］.Am J Sports Med，1991，19（6）：647-652.

［16］Beck TJ，Ruff CB，Mourtada FA，et al.Dual-energy X-ray absorptiometry derived structural geometry for stress fracture prediction in male U.S.Marine Corps recruits［J］.J Bone Miner Res，1996，11（5）：645-653.

［2016－08－10收稿，2016－09－08修回］［本文编辑：韩松］

Risk factors involved in m ilitary training induced stress fracture of arm y recruits：A relativity study

ZHAO Lin，HUANG Tao.
Dept.of Joint&Bone Disease，No.150 Hospital of PLA，Luoyang，Henan 471031，China

Objective The incidence of the stress fracture is always high which has affected the army's fighting force to a large extent.Therefore，this study was to find out the risk factors of the stress fracture and draw out a corresponding p lan to screen high risk soldiers for stress fractures and to take effective measures for preventing it，so as to reduce the incidence of this fracture.M ethods With the method of prospective epidemiological cohort study，baseline surveys were conducted via questionnaire for 8 weeks.The data of stress fracture cases were all collected，summarized and compared in the distributional differences between the case group and the health group.Resu lts There were significant differences in the distribution of the following six variables between the two groups，i.e educational level，registered residence of the recruit，exercise level prior to enlistment，prior fracture history，subjective feeling of the military training and the points of long distance running scores. Conclusion The pathogenesis of stress fractures is complex，multiple-mechanaism and points of factors involved. The above results could be considered as early warning indicators for stress fractures.

Military training injury；Epidemiology；Stress fracture

R821.3

A

10.14172/j.issn1671-4008.2017.01.003

471031河南洛阳，解放军150医院关节骨病科（赵琳，黄涛）

黄涛，Email：10278507@qq.com