踝關(guān)節(jié)等速肌力測(cè)試在下肢關(guān)節(jié)損傷中的應(yīng)用進(jìn)展

宋桂蕓，趙建宇，惲?xí)云?，高明明，張璞，何澤?/p>

1.中國(guó)康復(fù)研究中心北京博愛(ài)醫(yī)院康復(fù)評(píng)定科，北京市 100068；2.首都醫(yī)科大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，北京市 100068

踝關(guān)節(jié)是下肢三大關(guān)節(jié)中最末端的關(guān)節(jié)，直接承載著地面的反作用力，是運(yùn)動(dòng)中最容易受傷的關(guān)節(jié)之一。踝關(guān)節(jié)周?chē)×?duì)于維持人體平衡、步態(tài)及日常運(yùn)動(dòng)具有重要意義，是近年來(lái)踝關(guān)節(jié)損傷的研究重點(diǎn)。各種形式的下肢關(guān)節(jié)損傷均會(huì)導(dǎo)致雙側(cè)肢體的不對(duì)稱(chēng)性[1]，不均衡的肌力分配必然導(dǎo)致動(dòng)作結(jié)構(gòu)的改變和效率的降低，這也是踝關(guān)節(jié)和其他肢體部位損傷的重要原因[2]。

目前除了踝關(guān)節(jié)本身的損傷之外，下肢關(guān)節(jié)損傷對(duì)踝關(guān)節(jié)周?chē)×τ绊懙难芯慷嗉性谇敖徊骓g帶(anterior cruciate ligament,ACL)和跟腱損傷術(shù)后，其他類(lèi)型損傷對(duì)踝關(guān)節(jié)肌力影響的研究很少。在已有的研究中[3-5]，等速肌力測(cè)試是廣受認(rèn)可的肌力評(píng)定方式，利用該測(cè)試系統(tǒng)可對(duì)踝關(guān)節(jié)進(jìn)行不同活動(dòng)方向(跖屈/背屈、內(nèi)翻/外翻)、不同收縮方式(等長(zhǎng)、向心、離心)、不同運(yùn)動(dòng)角速度的肌力測(cè)試。也正是測(cè)試方式的多樣化，使得現(xiàn)有的研究測(cè)試方法不一致，在結(jié)果分析上出現(xiàn)很多分歧。不同類(lèi)型的下肢關(guān)節(jié)損傷特點(diǎn)不同，對(duì)踝關(guān)節(jié)肌力的影響也可能不同。本文探討常見(jiàn)下肢關(guān)節(jié)損傷后其踝關(guān)節(jié)肌力的變化特點(diǎn)和能較好反映該特點(diǎn)的等速肌力測(cè)試方式。

1 下肢關(guān)節(jié)損傷與踝關(guān)節(jié)等速肌力

目前對(duì)踝關(guān)節(jié)等速肌力探討的下肢關(guān)節(jié)損傷研究中，以踝關(guān)節(jié)扭傷、功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)(functional ankle instability,FAI)、ACL術(shù)后和跟腱損傷為主。

1.1 踝關(guān)節(jié)扭傷

踝關(guān)節(jié)扭傷是該關(guān)節(jié)最常見(jiàn)的損傷，其局部解剖特點(diǎn)決定了受傷形式多為跖屈內(nèi)翻動(dòng)作，損傷發(fā)生時(shí)踝關(guān)節(jié)外側(cè)韌帶首當(dāng)其沖，周?chē)∪庖矔?huì)存在細(xì)微損傷，而后的制動(dòng)措施以及健側(cè)代償是周?chē)×ο陆档闹匾?。Perron 等[6]在對(duì)有外踝關(guān)節(jié)扭傷史(8周～6個(gè)月)的士兵進(jìn)行等速肌力測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，損傷8周后，患側(cè)跖屈和外翻肌力明顯低于健側(cè)；6 個(gè)月后，除1 度損傷的跖屈肌力恢復(fù)與健側(cè)一樣外，踝關(guān)節(jié)1 度損傷的外翻肌力及2 度損傷跖屈、外翻肌力仍明顯低于健側(cè)。長(zhǎng)時(shí)間的肌力缺失造成關(guān)節(jié)周?chē)⌒越Y(jié)構(gòu)的不穩(wěn)，而扭傷時(shí)局部韌帶組織的損傷，也在一定程度上破壞了關(guān)節(jié)囊內(nèi)的機(jī)械性感受器，導(dǎo)致從外界輸出信號(hào)到募集肌肉正確收縮的時(shí)間發(fā)生延遲，從而引發(fā)FAI，肌力恢復(fù)越快，F(xiàn)AI發(fā)生的可能性就越小。

1.2 FAI

踝關(guān)節(jié)扭傷后不加以重視，形成FAI，對(duì)日常生活和運(yùn)動(dòng)造成較大困擾，因此近些年國(guó)內(nèi)外對(duì)FAI 同踝關(guān)節(jié)等速肌力的研究相對(duì)較多。踝關(guān)節(jié)肌力下降、韌帶松弛以及本體感覺(jué)的減退是FAI形成的重要原因[7-11]，但對(duì)于FAI的踝關(guān)節(jié)肌力研究結(jié)果存在較大爭(zhēng)議[12-17]。朱燕等[12]在對(duì)FAI 運(yùn)動(dòng)員和健康人群進(jìn)行測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員組在高速離心測(cè)試時(shí)表現(xiàn)出患側(cè)的肌力缺失，而對(duì)照組在任何速度任何收縮形式下，健患側(cè)肌力均有明顯的差異。一項(xiàng)Meta 分析顯示[18]，F(xiàn)AI 造成的反復(fù)性踝關(guān)節(jié)損傷患者內(nèi)翻肌力明顯低于健側(cè)。趙麗等[19]對(duì)踝關(guān)節(jié)跖屈、背屈等速肌力進(jìn)行測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AI 患者健患側(cè)跖屈力矩峰值差值比大于10%，即兩側(cè)肌力不平衡，而背屈差值小于10%。鑒于踝關(guān)節(jié)損傷后健側(cè)代償?shù)挠绊懀瑢AI患側(cè)肌力同未受損的健康人群肌力進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)除跖屈肌力在低速測(cè)試情況下無(wú)顯著性差異外，F(xiàn)AI 患側(cè)高速跖屈及低高速背屈肌力均明顯低于正常組，與Fox 等[9]的研究結(jié)果一致。也有研究顯示[20]，損傷幾年后患側(cè)踝關(guān)節(jié)肌力與健側(cè)沒(méi)有差別，但目前有類(lèi)似研究結(jié)果的追蹤性研究并不多[21]。

1.3 ACL術(shù)后

ACL斷裂是膝關(guān)節(jié)常見(jiàn)的損傷之一，下肢肌力的恢復(fù)是術(shù)后康復(fù)的重點(diǎn)。在對(duì)ACL術(shù)后6～9個(gè)月患者踝關(guān)節(jié)肌力的研究中，Xergia 等[22]發(fā)現(xiàn)無(wú)論是與健側(cè)相比還是與對(duì)照組相比，手術(shù)側(cè)的踝關(guān)節(jié)背屈肌力明顯降低。而另一篇關(guān)于ACL 術(shù)后下肢肌力的研究結(jié)果顯示[23]，只有術(shù)后3～6 個(gè)月時(shí)，患側(cè)跖屈肌力下降；6～12個(gè)月時(shí)健患側(cè)踝關(guān)節(jié)肌力基本一致。分析研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)爭(zhēng)議的原因在于受試者的選擇、手術(shù)方案以及肌力測(cè)試方法等。前者(28歲)研究對(duì)象的年齡略小于后者(31歲)；前項(xiàng)研究均為男性，后者并未對(duì)性別進(jìn)行分析；自體或異體重建等手術(shù)方案也會(huì)影響術(shù)后的肌力恢復(fù)程度。因此ACL 術(shù)后踝關(guān)節(jié)肌力的變化特點(diǎn)并未完全明確，但現(xiàn)有研究表明術(shù)后1年內(nèi)患側(cè)應(yīng)與健側(cè)一致。

1.4 跟腱損傷

由比目魚(yú)肌和腓腸肌肌腱聯(lián)合而成的跟腱是人體最長(zhǎng)的肌腱。跟腱位于踝關(guān)節(jié)后側(cè)，對(duì)于穩(wěn)定關(guān)節(jié)、負(fù)重、行走和起跳有重要意義，因此對(duì)跟腱損傷的肌力研究都集中于跖屈、背屈方向[23-24]。

跟腱損傷分為急性與慢性兩種類(lèi)型。Porter 等[25]對(duì)急性跟腱損傷的患者進(jìn)行等速肌力測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，損傷修復(fù)12～80 個(gè)月之后，患側(cè)小腿圍度仍小于健側(cè)1.9 cm，跖屈最大肌力低于健側(cè)12%～18%，背屈肌力雖也低于健側(cè)，但并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；患者在進(jìn)行跑步的時(shí)候，患側(cè)有“flat tire”(爆胎)的異常感，這種感覺(jué)正是由跖屈肌力不足造成的。Oksanen 等[26]對(duì)慢性跟腱損傷修復(fù)16～39 個(gè)月后的肌力測(cè)試結(jié)果同Porter 等的結(jié)果顯示，跖屈肌力同健側(cè)相比降低16.1%，背屈沒(méi)有顯著性差異。支持該結(jié)論的還有Tenenbaum 等[27]。Mahieu 等[28]的一項(xiàng)前瞻性研究也顯示，跖屈肌力較小、背屈肌力較大與跟腱過(guò)度使用產(chǎn)生損傷具有相關(guān)性。

同以上結(jié)論不一致的是Horstmann 等[29]對(duì)跟腱損傷修復(fù)患者10 年后肌力評(píng)定的研究，結(jié)果顯示，踝關(guān)節(jié)背屈肌力明顯低于健側(cè)，而跖屈肌力只有在離心測(cè)試時(shí)有一定的差異性，認(rèn)為背屈肌力的降低與跟腱短縮、踝關(guān)節(jié)跖屈活動(dòng)度受限有一定關(guān)系。

從已有研究可以看出，跟腱損傷修復(fù)后跖屈、背屈肌力隨時(shí)間的推移有可能不同；兩者肌力的比值也許是衡量損傷風(fēng)險(xiǎn)的重要指標(biāo)，但同膝關(guān)節(jié)等速肌力的研究相比，踝關(guān)節(jié)跖屈和背屈的比值范圍并沒(méi)有統(tǒng)一的定論，而且該比值與測(cè)試速度、測(cè)試方式有關(guān)，仍需進(jìn)一步探討。

1.5 其他

在其他下肢關(guān)節(jié)損傷的相關(guān)研究中，有學(xué)者對(duì)小腿圍度、跖屈-背屈肌力進(jìn)行相關(guān)報(bào)道，例如踝關(guān)節(jié)骨折[30]、脛骨骨折[31]、腓骨切除[32]等術(shù)后的研究，但采用等速肌力測(cè)試的研究數(shù)量不多。而其他關(guān)于下肢慢性軟組織損傷同踝關(guān)節(jié)肌力的研究更少，檢索到的相關(guān)研究是Frink 等[33]在2007 年發(fā)表的對(duì)下肢筋膜綜合征患者隨訪進(jìn)行的等速肌力測(cè)試，結(jié)果顯示無(wú)論是在60°/s還是120°/s的速度下，該人群患側(cè)踝關(guān)節(jié)背屈肌力明顯低于健側(cè)，而跖屈肌力無(wú)明顯差異。

2 等速肌力測(cè)試方式

等速肌力測(cè)試方式主要包括測(cè)試方向、肌肉收縮形式和測(cè)試速度等內(nèi)容。

2.1 測(cè)試方向

踝關(guān)節(jié)可以進(jìn)行跖屈/背屈、內(nèi)翻/外翻以及環(huán)繞等運(yùn)動(dòng)，是下肢最為靈活的關(guān)節(jié)。也正是由于活動(dòng)方向復(fù)雜，關(guān)于該關(guān)節(jié)的等速肌力研究比膝關(guān)節(jié)的研究相對(duì)要少。正常情況下踝關(guān)節(jié)跖背屈的活動(dòng)度大于內(nèi)外翻，參與的肌肉也多于內(nèi)外翻，與人的步態(tài)、平衡、跌倒都有密切的關(guān)系，所以在已有的踝關(guān)節(jié)等速肌力研究中，跖屈、背屈是常見(jiàn)的肌力測(cè)試方向。王向東等[34]在中國(guó)青年踝關(guān)節(jié)跖屈、背屈肌群肌力的研究中，對(duì)受試者進(jìn)行等長(zhǎng)肌力及等速向心肌力的測(cè)試，結(jié)果表明兩種測(cè)試方案下跖屈肌力均大于背屈。Fox等[9]的離心測(cè)試也表明FAI患者兩側(cè)跖屈肌力大于背屈，但兩者差值患側(cè)有所縮小。目前其他的研究也表明踝關(guān)節(jié)跖屈最大力矩應(yīng)大于背屈，下肢關(guān)節(jié)損傷會(huì)導(dǎo)致這種狀態(tài)產(chǎn)生變化趨勢(shì)。傷后通過(guò)等速肌力測(cè)試發(fā)現(xiàn)異常，對(duì)于加快傷后康復(fù)、避免引發(fā)踝關(guān)節(jié)其他損傷有一定的指導(dǎo)意義。

現(xiàn)在比較跖屈、背屈肌力對(duì)踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性作用大小的研究較少，其研究意義也有爭(zhēng)論。一篇下肢損傷風(fēng)險(xiǎn)篩查的系統(tǒng)綜述顯示[35]，跖屈肌力是預(yù)測(cè)踝關(guān)節(jié)損傷的指標(biāo)；但Naicker等[36]的研究認(rèn)為踝關(guān)節(jié)背屈肌力才與損傷有一定的相關(guān)性。除肌肉力矩外，關(guān)節(jié)屈伸比值一直是運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)的研究重點(diǎn)，認(rèn)為肌群肌力比值失調(diào)會(huì)影響運(yùn)動(dòng)能力，是運(yùn)動(dòng)損傷發(fā)生的影響因素。同膝關(guān)節(jié)屈伸比值的研究相比，踝關(guān)節(jié)跖背屈肌力的正常比值范圍并未統(tǒng)一[37-38]。Mahieu 等[28]的研究顯示，跖屈肌力較小、背屈肌力較大與跟腱過(guò)度使用產(chǎn)生損傷相關(guān)；但跖屈肌力過(guò)大對(duì)于小腿前側(cè)的慢性損傷以及跟腱短縮可能也會(huì)有一定影響。二者比值范圍應(yīng)如何確定，跖背屈比值如何影響踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)能力，仍需進(jìn)行更多的研究。

踝關(guān)節(jié)多在跖屈內(nèi)翻時(shí)發(fā)生損傷，因此該關(guān)節(jié)的內(nèi)外翻肌力也得到學(xué)者們的重視。Cobb等[39]認(rèn)為內(nèi)翻肌力同踝關(guān)節(jié)中部平衡有一定相關(guān)關(guān)系；David 等[40]對(duì)踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的受試者進(jìn)行向心和離心兩種形式的內(nèi)外翻測(cè)試，進(jìn)一步證明內(nèi)外翻肌力均與踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)有密切的關(guān)系。但Munn 等[41]的研究認(rèn)為，在60°/s 和120°/s 的測(cè)試速度下，F(xiàn)AI 患側(cè)外翻離心肌力同穩(wěn)定性無(wú)關(guān)，只有內(nèi)翻離心肌力明顯低于健側(cè)。Wilkerson等[42]對(duì)踝關(guān)節(jié)外側(cè)韌帶損傷患者的肌力測(cè)試以及Hiller 等[18]的Meta 分析也證實(shí)了Munn 等[41]的觀點(diǎn)。Fox 等[9]的研究顯示，踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的患者患側(cè)內(nèi)外翻最大力矩同健側(cè)相比沒(méi)有差異性。而張陽(yáng)等[43]的研究顯示，單側(cè)踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)人群患側(cè)踝關(guān)節(jié)的內(nèi)外翻肌力均小于健側(cè)和對(duì)照組。

因此，踝關(guān)節(jié)跖屈-背屈肌力值可以反映踝關(guān)節(jié)功能，其比值的意義仍需進(jìn)一步探討。與外翻相比，內(nèi)翻肌力更能反映踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。

2.2 肌肉收縮形式

肌肉收縮形式有等長(zhǎng)、向心和離心三種模式。等速肌力測(cè)試系統(tǒng)可以完成三種模式的測(cè)試和分析。目前對(duì)踝關(guān)節(jié)的肌力研究多集中在向心收縮測(cè)試上，一是因?yàn)橄蛐氖湛s在人體運(yùn)動(dòng)中占有非常重要的地位，二是以往對(duì)等速離心收縮的研究結(jié)果一致性較差，存在很多分歧[12]。朱燕等[12]在向心收縮與離心收縮的測(cè)試研究中發(fā)現(xiàn)，踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)者在內(nèi)翻向心收縮時(shí)兩側(cè)的肌力缺失百分比[(健側(cè)肌力-患側(cè)肌力)/健側(cè)肌力×100%]較大，外翻高速離心收縮時(shí)肌力缺失百分比較大，表明在高速離心運(yùn)動(dòng)時(shí)肌力表現(xiàn)異常，與踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻扭傷時(shí)(外翻肌群離心收縮)的表現(xiàn)相同，這與van der Wees 等[44]的研究結(jié)果一致。Collado等[45]的干預(yù)性研究顯示，離心肌力訓(xùn)練與向心訓(xùn)練相比，能同時(shí)增加踝關(guān)節(jié)韌帶損傷后的向心收縮和離心收縮肌力，并趨于健側(cè)水平。因此從最大力矩這一指標(biāo)的分析來(lái)看，進(jìn)行等速肌力測(cè)試時(shí)離心收縮方式也不容忽視。

除了對(duì)踝關(guān)節(jié)進(jìn)行單一的向心或離心肌力收縮研究外，動(dòng)態(tài)控制率(dynamic control rate,DCR)的提出為關(guān)節(jié)控制能力的研究提供了新思路。踝關(guān)節(jié)DCR 即高速向心收縮時(shí)的內(nèi)翻力矩與高速離心收縮時(shí)外翻力矩的比值，反映的是面對(duì)外界應(yīng)力時(shí)主動(dòng)肌和拮抗肌同時(shí)收縮的能力。Stanley等[46]認(rèn)為，尤其是對(duì)于不穩(wěn)定性關(guān)節(jié)，DCR 具有特殊的意義。但目前國(guó)內(nèi)對(duì)該指標(biāo)的研究數(shù)量并不多。

從等速肌力測(cè)試選擇的肌肉收縮形式來(lái)看，大部分都是關(guān)于FAI 患者的研究，而對(duì)其他類(lèi)型下肢關(guān)節(jié)損傷引起的踝關(guān)節(jié)功能下降的報(bào)道很少。單純向心或離心，還是打破傳統(tǒng)測(cè)試方法進(jìn)行二者交替測(cè)試的意義更大，這需要更多的研究來(lái)證明。

2.3 測(cè)試速度

在正常步行時(shí)，踝關(guān)節(jié)的角速度大約為30°/s，因此很多研究將等速肌力測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為30°/s，以觀察正?；顒?dòng)時(shí)踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。但以踝關(guān)節(jié)急性扭傷為例，損傷發(fā)生的速度非?？欤诎l(fā)生扭傷的數(shù)十毫秒內(nèi)，踝外翻肌群若反應(yīng)良好，則可有效對(duì)抗突然發(fā)生的內(nèi)翻損傷，這對(duì)外翻肌群的快速收縮能力有很高的要求，因此近些年也有很多學(xué)者對(duì)中高角速度的等速肌力測(cè)試進(jìn)行研究。

眾多研究結(jié)果顯示，隨著角速度的增加，踝關(guān)節(jié)向心收縮力矩減小[47-48]。朱燕等[12]也證實(shí)離心收縮力矩也隨著角速度的增加而減小。這均符合希爾方程得出的力矩-速度關(guān)系。在分析踝關(guān)節(jié)功能同測(cè)試速度關(guān)系時(shí)，Leppilahti等[47]的研究對(duì)跟腱傷后修復(fù)患者健患側(cè)進(jìn)行不同速度(30°/s、90°/s、240°/s)的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)女性患者健患側(cè)差距在任何角速度下都很大，而且受速度影響較大，而男性雖然健患側(cè)也有一定差距，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Frink 等[33]對(duì)下肢筋膜綜合征患者進(jìn)行60°/s 和120°/s 的測(cè)試，結(jié)果顯示，該損傷類(lèi)型患者的肌力差異不受角速度的影響。Arnold等[8]的Meta分析也證實(shí)Frink等[33]的觀點(diǎn)，認(rèn)為測(cè)試速度不是影響等速肌力測(cè)試的相關(guān)因素。

3 小結(jié)

綜上所述，在常見(jiàn)幾類(lèi)下肢關(guān)節(jié)損傷中，踝關(guān)節(jié)單次內(nèi)翻跖屈損傷后外翻肌力明顯下降，F(xiàn)AI 人群內(nèi)翻肌力下降明顯，且測(cè)試結(jié)果與等速測(cè)試速度有關(guān)；ACL斷裂術(shù)后及跟腱損傷后踝關(guān)節(jié)背屈肌力在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)未達(dá)到健側(cè)水平。踝關(guān)節(jié)扭傷及FAI人群的內(nèi)外翻測(cè)試意義明顯，收縮速度對(duì)結(jié)果影響較小。

已有研究還存在一些問(wèn)題，目前對(duì)足踝損傷后周?chē)×Φ难芯慷噌槍?duì)單一損傷進(jìn)行分析，且設(shè)定的測(cè)試方向、收縮形式、測(cè)試速度有所差異，不同類(lèi)型足踝損傷后肌力表現(xiàn)是否相同，不同的等速測(cè)試方式下肌力表現(xiàn)是否一致，等速肌力測(cè)試結(jié)果與足踝損傷后功能表現(xiàn)是否一致，目前結(jié)論尚未明確，也是可以進(jìn)一步研究的方向。