功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)足底壓力分布特征的研究進展※

嵇 潔 張秋霞 孫普慶

（江蘇省蘇州大學體育學院，蘇州215000）

踝關(guān)節(jié)扭傷在體育運動中較為常見、重復扭傷率高，而導致踝關(guān)節(jié)重復扭傷的最主要的內(nèi)在因素是功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)。踝關(guān)節(jié)對人體運動過程中的姿勢控制、平衡及步態(tài)都有著重要的作用。本文擬對功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)足底壓力分布特征的研究進展進行綜述。

1 功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)研究概述

1.1踝關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)及功能踝關(guān)節(jié)，又稱為距小腿關(guān)節(jié)，是屈戍關(guān)節(jié)，繞此關(guān)節(jié)額狀軸，足可做屈伸運動 （足向下為屈，或稱跖屈；足向上為伸，或稱背屈）。由于距骨滑車關(guān)節(jié)面前寬后窄，當足跖屈時，窄的部分進入關(guān)節(jié)窩，因此，足尚可做側(cè)向運動 （即內(nèi)收、外展）［1］。

平時踝關(guān)節(jié)的主要運動包括背屈、跖屈活動，同時伴有內(nèi)外翻。正常踝關(guān)節(jié)從背屈到跖屈時關(guān)節(jié)表面活動的瞬時旋轉(zhuǎn)中心軌跡在距骨上會發(fā)生變化。這與有些專家研究認為踝關(guān)節(jié)從背屈到跖屈的運動屬于多軸的觀點一致［2］。踝關(guān)節(jié)的骨性結(jié)構(gòu)、韌帶及周圍肌肉決定了踝關(guān)節(jié)在運動中的穩(wěn)定性。在生理負重情況下，踝關(guān)節(jié)面的吻合起著重要的作用。Stormont等［3］發(fā)現(xiàn)在負重狀態(tài)下，踝關(guān)節(jié)提供了30%的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性和100%的內(nèi)翻外翻抵抗力。

1.2功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)俗稱 “打軟腿”，是由踝關(guān)節(jié)扭傷導致的結(jié)果，其關(guān)節(jié)運動隨意控制失常，但關(guān)節(jié)運動幅度在正常范圍內(nèi)［4，5］。引起功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的主要包括：長期患有的本體感覺缺陷、肌肉力量薄弱、腓骨肌肉反應(yīng)時延長、姿勢控制改變和關(guān)節(jié)韌帶松弛［6－9］。其中，本體感覺缺陷、肌肉力量薄弱、腓骨肌肉反應(yīng)時延長和姿勢控制改變是神經(jīng)肌肉控制因素［8］。功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)是由Freeman最先提出，并把踝關(guān)節(jié)重復扭傷或踝關(guān)節(jié)運動 “無肌力感”視為功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)［10］。Konradsen［11］把引起功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的因素歸納為機械性因素和功能性因素，功能性不穩(wěn)主要是踝關(guān)節(jié)周圍韌帶機械感受器受損或肌肉肌腱本體感覺反饋系統(tǒng)局部刺激滯后引起的結(jié)果。目前，大多數(shù)研究認為，反復多次踝關(guān)節(jié)扭傷史和自我感覺踝關(guān)節(jié)出現(xiàn)無肌力感是判斷功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的主要因素［8，12］。Kaminski等［13］研究認為，以下5個條件作為判定功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的標準［14］：（1）過去一年內(nèi)，單側(cè)踝關(guān)節(jié)至少有一次明顯的踝關(guān)節(jié)外側(cè)韌帶扭傷，導致此腳無法承重，或者需要使用拐杖。（2）下肢并無重大傷害且踝關(guān)節(jié)不會有骨折的情形發(fā)生。（3）患側(cè)腳持續(xù)至少一次重復性扭傷或者曾經(jīng)有踝關(guān)節(jié)有不穩(wěn)定的感覺或是無力感（giving way）的情形。（4）受傷的腳踝接受過正式或非正式的康復治療。（5）抽屜試驗 （anterior drawer test）未發(fā)現(xiàn)有明顯的結(jié)構(gòu)上不穩(wěn)定的情形。

從以往研究來看，功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)是導致踝關(guān)節(jié)反復扭傷的主要因素，其機制可能與踝關(guān)節(jié)本體感覺、肌肉力量、動作反應(yīng)時及韌帶松弛有關(guān)。踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)可以引起人體運動的姿勢控制發(fā)生變化，這可能是功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)導致踝足部動作結(jié)構(gòu)變化引起的。

2 功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)與足底壓力分布

2.1足底壓力研究現(xiàn)狀足底壓力是指足底所受到的壓力或壓強，可分為靜態(tài)和動態(tài)足底壓力兩種，它們分別表示人體在靜態(tài)站立和動態(tài)行走時的足底壓力或壓強［15］。通過正常足與病理足的足底壓力參數(shù)的對比研究，分析病足成因、病程衍變以及功能評定。目前，足底壓力測試分析研究的主要指標采用：壓強峰值、測定區(qū)域的壓力平均值、壓力峰值、特定區(qū)域下著地時間占整體時間的比值以及特定區(qū)域的著地速度、足底壓力變化率等多方面的指標。可用來揭示步態(tài)的運動學特性和動力學特征，對不同狀態(tài)下的足底壓力參數(shù)進行分析研究，揭示不同的足底壓力分布特征和模式。

正常人足底壓力的分析研究在發(fā)達國家起步較早，經(jīng)過長期的研究積累了大量的參數(shù)值。這些參數(shù)值被國際著名的足底壓力分析儀研制所采用。國外一些學者使用先進的足底壓力分析儀對正常人的足底壓力進行研究。Morag等［16－17］對55個健康人行走時的足底分布特征進行了研究，建立了一個預(yù)測足底峰值壓力的模型。該模型能夠判定足底壓力的升高，找出潛在的病因?qū)W因子，幫助降低高風險病人的足底壓力。Bryant等［17］結(jié)合了醫(yī)學攝影技術(shù)，對正常人足負重位X線片和足底10個區(qū)域平均峰值壓力的關(guān)系進行研究，發(fā)現(xiàn)足底的動態(tài)峰值壓力分布與靜態(tài)X線片測量的參數(shù)無關(guān)。在國內(nèi)，隨著國外先進足底壓力分析儀的引入，關(guān)于足底壓力的研究也取得了一定成果。毛賓堯等［18］使用F－scan步態(tài)分析儀測量正常人行走、站立時足底七個區(qū)域的壓力，建立了一套數(shù)據(jù)庫并進行了重心分析，驗證了人體的重心運動軸線與足內(nèi)側(cè)縱弓相合的運動規(guī)則。王洪宇發(fā)現(xiàn)騰空飛腳踏跳時，在足尖的最大峰值壓力越大、最大峰值沖量值集中出現(xiàn)在T2～5（第二至第五腳趾）、MF（足中部）區(qū)域，能夠獲得較好的重心 （C.G）騰空高度，證實了騰空飛腳的踏跳動作規(guī)律［19］；袁剛等［20］使用自制足底壓力測量儀，檢測正常人的足底壓力，發(fā)現(xiàn)中國人足底壓力與文獻報道的其他種族不完全相同。目前國內(nèi)研究，由于實驗條件的限制，研究成果很難得到推廣［21］。

2.2足底壓力分布的影響因素影響足底壓力分布的因素很多，主要包括：年齡、性別、步速、鞋子等。袁剛等［20］使用自行研制的測量儀，檢測158例正常人的足底壓力，發(fā)現(xiàn)中國人足底壓力與文獻報道的其他種族不完全相同，男女性無明顯差異，年齡、身高、體重與足底峰值壓力呈弱相關(guān)。勵建安等［22］認為不同年齡人體的足底壓力無顯著性差異。Veves等［23］研究表明糖尿病足患者年齡和體重并不明顯影響足底壓力，并且正常人的足底壓力并不隨時間而變化。在對糖尿病合并周圍神經(jīng)病變患者的動態(tài)足底壓力進行研究試驗中，糖尿病病人由于下肢無力導致足底和踝部背屈肌力量部分喪失，病人脛前肌激動延遲，使足放平期可控性下降，易導致足底壓力升高［24］。Mohamed等［25］對在地毯、草地、混凝土路上行走時的足底壓力進行了研究，結(jié)果認為：除足中部區(qū)域，赤腳行走時壓力峰值、最大壓力的平均值，壓力時間積分混凝土路面行走＞在草地、地毯上行走，而在草地、地毯三值則十分相近。另外穿鞋使得腳與地面接觸面積增大，三指標數(shù)值均比赤腳時小。

不同形式運動情況下，人體足底壓力分布特征也不同。Lundeen等［26］將水平行走與上、下樓梯、旋轉(zhuǎn)行走、交叉步行走的足底壓力特征進行比較，發(fā)現(xiàn)不同行走姿勢最大壓力峰值與壓力時間積分顯著性差異主要表現(xiàn)在跖骨和足跟區(qū)域。下樓梯時足跟部減小，旋轉(zhuǎn)行走和交叉步行走時跖骨區(qū)數(shù)值增加。王明鑫［27］對100名受試者進行行走，慢跑，上下樓梯的不同運動形式進行了研究，研究排除性別對足底壓力的影響，同時證明步速與足底壓力的增加成正相關(guān)，同時人體動能做功對足底壓力產(chǎn)生影響的結(jié)論對分析動靜態(tài)下的足底壓力分布有理論支持。蔡凌麗等［28］在走、跑、跳動作足底壓力分布特征研究中發(fā)現(xiàn)，在進行同一運動動作時，足底壓力中心軌跡線基本對稱，呈向內(nèi)彎曲的特征。壓力中心軌跡線在y軸上的位移距離為行走＞跑步＞踏跳。男性裸足行走時y軸上的位移距離比女性長，踏跳時在y軸上的位移距離明顯比女性短。足底壓力測試分析不僅受以上因素的影響，而且受到測量手段和方法的限制。隨著科學技術(shù)發(fā)展和市場的需求，結(jié)合足底壓力測定的發(fā)展過程及使用技術(shù)可將其分為腳印法、足底壓力掃描器、測力板及測力臺、壓力鞋及壓力鞋墊［15］。隨著新技術(shù)發(fā)展、新儀器的產(chǎn)生，足底壓力研究得到快速發(fā)展。

2.3功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)與足底壓力功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)是反復踝關(guān)節(jié)扭傷的潛在因素，而且又是踝關(guān)節(jié)扭傷所導致結(jié)果，因此，踝關(guān)節(jié)扭傷對足底壓力的研究不容忽視。谷昱良［29］通過比利時足底壓力測試系統(tǒng)對患有內(nèi)翻扭傷的體院大學生進行足底動力學分析研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)足底壓力系統(tǒng)壓強部分表現(xiàn)出，壓強變化不穩(wěn)定，雙足壓強變化不對稱；足底壓力系統(tǒng)壓力部分表現(xiàn)出，慢速階段，內(nèi)翻足壓力變化率大于正常足。在國外，已有人對功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)對足底壓力影響進行研究。Nawata等［30］對75名，其中8名患有功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的大學生運動員進行足底壓力分布特征的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)足觸地和離地時兩組間足內(nèi)旋角無顯著性差異；在步態(tài)支撐期，患有功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)足角小于正常踝關(guān)節(jié)，內(nèi)旋角大于正常踝關(guān)節(jié)。

根據(jù)踝關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)及功能，結(jié)合功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的病理機制，可知功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)可導致踝關(guān)節(jié)反復扭傷，嚴重影響人體運動能力。足底壓力測試研究能夠反映人體在靜態(tài)和運動情況下的足部動作結(jié)構(gòu)變化，有助于診斷踝足損傷和康復評定。因此，功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)對足底壓力分布的影響有待于進一步深入研究，為功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的診斷以及康復評定提供實驗依據(jù)。

［1］王正義，俞光榮.足踝外科學［M］.北京：人民衛(wèi)生出版社，2006：285.

［2］Hintermann，B.B.Nigg，In vitro kinematics of the axially loaded ankle complex in response to dorsiflexion and plantarflexion［J］.Foot ＆ankle international／American Orthopaedic Foot and Ankle Society［and］Swiss Foot and Ankle Society，1995.16（8）：514.

［3］Stormont，D.M.et al.Stability of the loaded ankle［J］.The American journal of sports medicine，1985，13（5）：295.

［4］Tropp，H.Pronator muscle weakness in functional instability of the ankle joint［J］.Int J Sports Med，1986，7（5）：291－4.

［5］Tropp，H.Commentary：Functional ankle instability revisited［J］.Journal of Athletic Training，2002.37（4）：512－515.

［6］Brian，C.，F(xiàn)unctional Instability of the Ankle Joint：Features and underlying causes［J］.Physiotherapy，2000.86（8）：401－411.

［7］Caulfield，B.Altered ankle－muscle activation during jump landing in participants with functional instability of the ankle joint［J］.Journal of Sport Rehabilitation，2004.13（3）：189－200.

［8］Douglas H，R.，Jr.Functional instability of the ankle and the role of neuromuscular control：A comprehensive review［J］.The Journal of Foot and Ankle Surgery.40（4）：240－251.

［9］Richie，D.H.，Jr.Functional instability of the ankle and the role of neuromuscular control：a comprehensive review［J］.J Foot Ankle Surg，2001.40（4）：240－51.

［10］Freeman，M.，M.Dean，and I.Hanham，The etiology and prevention of functional instability of the foot［J］.Journal of Bone and Joint Surgery－British Volume，1965.47（4）：678.

［11］Konradsen，L.and P.Magnusson.Increased inversion angle replication error in functional ankle instability［J］.Knee Surgery，Sports Traumatology，Arthroscopy，2000.8（4）：246－251.

［12］錢菁華.功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的神經(jīng)肌肉控制機制及PNF干預(yù)效果研究［D］.北京體育大學.2011.

［13］Kaminski，T.W.，D.H.Perrin，and B.M.Gansneder，Eversion strength analysis of uninjured and functionally unstable ankles［J］.Journal of Athletic Training，1999.34（3）：239.

［14］張秋霞.功能性不穩(wěn)踝關(guān)節(jié)神經(jīng)肌肉控制研究［D］.蘇州大學，2010.

［15］張偉.足底壓力分析在足部疾病中的應(yīng)用［J］.中國矯形外科雜志，1998，5（003）：p.257－258.

［16］Morag，E.and P.Cavanagh，Structural and functional predictors of regional peak pressures under the foot during walking［J］.Journal of biomechanics，1999，32（4）：359－370.

［17］Bryant，A.，P.Tinley，and K.Singer，Radiographic measurements and plantar pressure distribution in normal，hallux valgus and hallux limitus feet［J］.The Foot.2000，10（1）：18－22.

［18］毛賓堯.行走和站立時足底應(yīng)力分布研究［J］.中國矯形外科雜志，2002.10（12）：1211－1213.

［19］王洪宇.吉林省二級武術(shù)運動員騰空飛腳踏跳足足底壓力現(xiàn)狀分析［J］.東北師范大學，2009.

［20］袁剛.正常人足底壓力分布及其影響因素分析［J］.中華物理醫(yī)學與康復雜志，2004，26（3）：156－159.

［21］王明鑫.正常中國成年人足底壓力分析［J］.中國矯形外科雜志，2008，16（9）：687－690.

［22］勵建安，孟殿懷.步態(tài)分析的臨床應(yīng)用［J］.中華物理醫(yī)學與康復雜志，2006，28（7）：500－503.

［23］Veves，A.，et al.A study of plantar pressures in a diabetic clinic population［J］.he Foot，991，（2）：89－92.

［24］董海山，呂肖峰.糖尿病合并周圍神經(jīng)病變患者足底壓力的研究［J］.中國醫(yī)藥導報，2011，14：121.

［25］Mohamed，O.et al.The effect of terrain on foot pressures during walking［J］.Foot and ankle international，2005，6（10）：859.

［26］Lundeen，S.，et al.Plantar pressures during level walking compared with other ambulatory activities［J］.Foot ＆ankle international／American Orthopaedic Foot and Ankle Society［and］Swiss Foot and Ankle Society，1994，5（6）：324.

［27］王明鑫.正常中國成年人足底壓力分析［J］.中國矯形外科雜志，2008，6（9）：687－690.

［28］蔡凌麗，潘慧炬.走，跑，跳動作足底壓力分布特征研究［J］.吉林體育學院學報，2009，5（1）：57－59.

［29］谷昱良.體育學院大學生踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻扭傷的足底動力學研究［J］.東北師范大學，2007.

［30］Nawata，K.，et al.Plantar pressure distribution during gait in athletes with functional instability of the ankle joint：preliminary report［J］.Journal of Orthopaedic Science，2005，0（3）：298－301.