慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)者足底壓力分布特征研究進展

毛曉錕，張秋霞，嵇 潔，孫普慶

（蘇州大學 體育學院，江蘇 蘇州 215021）

踝關(guān)節(jié)扭傷是最常見的一種運動損傷［1］，主要是由于踝關(guān)節(jié)支撐著人體的體重并承受著運動中地面對人體較大的沖擊力。Fallat等［2］指出，踝關(guān)節(jié)單位面積上所承受的力量比其他任何關(guān)節(jié)都多，這是踝關(guān)節(jié)易反復扭傷的外在因素。而踝關(guān)節(jié)易反復扭傷的內(nèi)在因素之一就是慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)（Chronic Ankle Instability，CAI）。但是CAI患者足底壓力特征還不甚明了，本文對近年來CAI患者足底壓力的研究進行綜述，為進一步理解和探討CAI踝關(guān)節(jié)易反復扭傷的機制及康復訓練提供參考依據(jù)。

1 慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)

慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)由Hertel［3］描述為：由于外側(cè)踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定反復發(fā)作，導致踝關(guān)節(jié)易發(fā)生反復扭傷。CAI分為結(jié)構(gòu)性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)（Mechanical Ankle Instability，MAI）、功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)（Functional Ankle Instability，F(xiàn)AI），以及兩者的組合［4］。CAI的病理現(xiàn)象很復雜，而且很難進行定量評定，機制也不很明確［5］。

結(jié)構(gòu)性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)是指踝關(guān)節(jié)損傷后的關(guān)節(jié)松弛［6］。功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)是1965年由Freeman［7］最先提出，并將其定義為踝關(guān)節(jié)重復扭傷或踝關(guān)節(jié)運動“無肌力感”（giving way），俗稱“打軟腿”，是由踝關(guān)節(jié)急性扭傷導致關(guān)節(jié)運動隨意控制失常，但并不影響關(guān)節(jié)運動幅度。導致功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的主要原因包括：本體感覺能力減弱、肌肉力量較小、踝關(guān)節(jié)肌肉反應速度慢、動作控制能力減弱等，改變了中樞神經(jīng)系統(tǒng)的感覺整合機制［8－9］。

2 足底壓力及其應用

足底壓力是指足底所受到的壓力或壓強，包括靜態(tài)和動態(tài)足底壓力，分別表示人體在靜止站立和動態(tài)行走時的足底壓力或壓強［10］。通過正常足與病足的足底壓力參數(shù)的對比研究，可以分析病足成因、病程衍變以及功能評定。

足底壓力測試分析研究的主要指標有：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?？捎脕斫沂静綉B(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。

影響足底壓力分布的因素很多，主要包括：年齡、性別、步速、鞋子和運動形式等。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。隨著新技術(shù)的發(fā)展和新儀器的產(chǎn)生，足底壓力研究得到快速發(fā)展。

3 同步態(tài)時慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)者各支撐期的足底壓力

在步態(tài)支撐階段的不同時期，慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)者足底壓力分布特征不同。Wikstrom 等［9］發(fā)現(xiàn)在步態(tài)支撐期的結(jié)束階段，CAI患者會產(chǎn)生比較大的制動和沖擊力。而Nyska等［11］發(fā)現(xiàn)在足跟和足趾部位足底壓力較小，而足中段外側(cè)足底壓力較大。Hass等［8］發(fā)現(xiàn)CAI患者在步態(tài)初期壓力中心的較小偏離過渡到了足趾離地瞬間時較大的足底壓力中心偏離和較大的速度。Nawata等［12］對75 名學生（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，病理組足角小于正常踝關(guān)節(jié)，內(nèi)翻程度增加，內(nèi)收外旋角大于正常踝關(guān)節(jié)。

在走和跑的步態(tài)研究中發(fā)現(xiàn)，CAI組足中段外側(cè)壓力較正常組大，而且當重心過渡到前足底時，足底外側(cè)壓力相對較高是導致內(nèi)翻損傷的重要因素。Hopkins等［13］選取12名（男5，女7）功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者組成實驗組（FAI組），并按照實驗組的性別、身高、體重等匹配12名正常對照組，研究受試者在步態(tài)支撐期壓力中心的位置。步態(tài)支撐期著地時足底單足支撐的百分比的劃分見圖1，對比兩組發(fā)現(xiàn)在支撐期的20%－90%著地階段，F(xiàn)AI組的足底壓力中心更多地向外側(cè)偏離。也就是說FAI組向外側(cè)偏離出現(xiàn)在最初的足跟著地到足趾快要離地的時間段。Morrison等［14］也在受試者裸足跑步態(tài)研究中指出，CAI受試者在足跟著地時，足底壓力比正常對照組有明顯的外側(cè)偏離。Nyska等［11］在對裸足走的步態(tài)研究中，也發(fā)現(xiàn)CAI組相對于正常組在足中段和前足底外側(cè)位置，壓力有顯著性的增加。

圖1 步態(tài)支撐期著地時足底單足支撐的百分比

不同研究者對于跑跳動作著地時的足底壓力的研究結(jié)果不同。Schmidt等［15］在跑的步態(tài)研究中發(fā)現(xiàn)，CAI組足的外側(cè)負荷明顯增加，足中段和外側(cè)有較大的壓力、沖量，但重心移到前足底時，CAI組的足底壓力、沖量和最大力都比正常組顯著性地增大。Schmidt等［16］指出慢性踝關(guān)節(jié)足外側(cè)受到更大的壓力。而Roel等［17］在走和跑的各個階段都沒有發(fā)現(xiàn)CAI組和對照組之間足內(nèi)外側(cè)壓力比的差異；Webster［18］的研究也發(fā)現(xiàn)受試者在睜眼側(cè)跳著地時，足底壓力在CAI組和正常組的之間沒有差異。這可能由兩種原因造成：第一，由前饋機制［19］造成，慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)現(xiàn)象大都發(fā)生在受試者沒有預期的意外著地或地面不平造成的預料之外的著地過程中，因為在這種情況下，外翻肌肉不能及時地對沒有預期的踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻提供保護性措施［20］。受試者在平時的運動中，注意力都集中在進攻或者防守上，而忽視了可能會碰到不平的地面。對于正常對照組受試者，由于神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的補償作用，會對突然不平的地面做出反應，從而避免了扭傷現(xiàn)象的發(fā)生。慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)者由于神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機制發(fā)生改變，容易導致踝關(guān)節(jié)反復扭傷。第二，可能是由于受試者睜眼完成的實驗，因為Santello［21］研究發(fā)現(xiàn)視覺對于跳落著地時肌肉活動開始時間和下肢運動學指標會有影響。

有研究認為踝關(guān)節(jié)扭傷的機制是由于步態(tài)或是跳落時內(nèi)翻的同時后足過度旋后導致［22－23］；也有報道認為是在一些不可預料的位置或者不穩(wěn)、不平的地面上運動時，足的不合適的位置提前著地導致［24］。在這樣的情況下，足接觸地面的位置改變也是踝關(guān)節(jié)扭傷發(fā)生的機制。跳落著地時，如果足的壓力中心位于距下關(guān)節(jié)軸內(nèi)側(cè)，這時垂直方向的地面反作用力突然產(chǎn)生較大的旋后力矩，從而導致踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻扭傷［25］。Konradsen等［26］研究發(fā)現(xiàn)，大約內(nèi)翻10°的判斷誤差會產(chǎn)生踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻力矩，這將會引起踝關(guān)節(jié)外側(cè)韌帶損傷。從以上的研究可以推斷出：慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的外側(cè)足底壓力過大，足的落點不準或者落地時地面不平，都將改變壓力中心的位置，從而導致重復性的扭傷。

4 裸足與穿鞋時慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)者的足底壓力

圖2 足底壓力的分析區(qū)域分布

在對慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)者步態(tài)分析中發(fā)現(xiàn)，穿鞋和裸足時，足底不同區(qū)域的壓力分布情況不同。Nyska等［11］在對赤足走的步態(tài)研究中，也發(fā)現(xiàn)CAI組相對于正常組在足中段和前足底外側(cè)位置，壓力有顯著性的增加，從足跟到足趾的承重轉(zhuǎn)換也相對較慢，作者認為這是對跖屈不穩(wěn)定的保護性補償。但是CAI組受試者足底壓力并沒有移到前足底，而是在外側(cè)相對足底壓力較高，這也是導致內(nèi)翻損傷的潛在因素。而Webster［18］讓受試者穿鞋，他選取32 名受試者，其中16名為慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)者（因為踝關(guān)節(jié)扭傷造成至少24小時的跛行或疼痛），依據(jù)這16名受試者的身高、體重、性別等匹配16名健康者作為正常對照組，小腿長（腓骨頭到外踝點的距離）作為水平跳遠距離，垂直方向設(shè)置5cm的障礙讓受試者穿鞋往外側(cè)跳，并返回，記錄受試者在整個動作過程中的足底壓力，將足底分成六個區(qū)域：前足內(nèi)側(cè)、前足外側(cè)、足中段內(nèi)側(cè)、足中段外側(cè)、后足內(nèi)側(cè)和后足外側(cè)（圖2），對兩組和六個區(qū)域的足底壓力的差異采用雙因素方差分析，發(fā)現(xiàn)側(cè)跳落地時足底壓力在兩組之間沒有差異。

綜上所述，在裸足與穿鞋兩種情況下，慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)者足底壓力的分布特征不同。

5 慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)者兩側(cè)足底壓力的對比研究

谷昱良［27］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)出不穩(wěn)定變化，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。慢性踝關(guān)節(jié)足底壓力差異性可能與下肢肌肉活性相關(guān)，有研究得出慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)者髖、膝、踝肌肉活性下降［28］。

慢性踝關(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。關(guān)于慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)者足底壓力分布特征的研究還沒有定論，因此，慢性踝關(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，為慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的診斷以及康復評定提供實驗依據(jù)。

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