施曉劍 韓甲 劉宇 王雪強 陳佩杰
1上海市第一康復醫(yī)院(上海 200082)
2上海體育學院(上海 200438)
踝關節(jié)扭傷是最常見的運動損傷[1],嚴重的踝關節(jié)扭傷如果沒有得到及時有效的處理和治療,就會逐漸發(fā)展成慢性踝關節(jié)不穩(wěn)(chronic ankle instability,CAI)[2]。CAI是由于踝關節(jié)及其周圍組織發(fā)生結構性或功能性的缺損,致使踝關節(jié)不穩(wěn),患者關節(jié)活動受限,平衡和姿勢控制異常,并以反復踝關節(jié)扭傷為主要臨床表現(xiàn)[3]。相較于急性踝關節(jié)扭傷,CAI對運動表現(xiàn)和日?;顒拥挠绊懜骩4];CAI是繼發(fā)引起下肢其他結構(如前交叉韌帶、腓骨肌、腓上支持帶等)損傷的重要原因之一。2016年國際踝關節(jié)聯(lián)盟(International Ankle Consortium)共識聲明指出,盡管踝關節(jié)扭傷的直接治療成本相對低廉,但是其間接導致的醫(yī)療開支卻十分高昂。除了考慮與損傷有關的時間消耗成本外,每年與踝關節(jié)損傷相關的醫(yī)療支出就高達十億美元,因此,由踝關節(jié)扭傷和慢性踝關節(jié)不穩(wěn)導致的負面影響非常值得關注[5]。慢性踝關節(jié)不穩(wěn)對運動機能具有重要影響[6]。本文從疾病分類、病理機制、診斷評估等方面闡述了慢性踝關節(jié)不穩(wěn)的研究進展,以期為后續(xù)研究、臨床診療的發(fā)展提供參考。
早期的研究文獻顯示,CAI傳統(tǒng)的分類為機械性不穩(wěn)(mechanical instability,MI)和功能性不穩(wěn)(functional instability,F(xiàn)I),前者是指由于韌帶損傷,關節(jié)軟骨或關節(jié)囊病變及周圍組織損傷導致的解剖結構不穩(wěn)[7];后者又稱感知性不穩(wěn)(perceived instability,PI),多由神經(jīng)肌肉協(xié)調(diào)控制障礙或功能紊亂導致,亦可由機械性不穩(wěn)逐漸發(fā)展而來,即周圍結構性的損害可逐漸引起神經(jīng)肌肉控制的改變[8]。Heterl[7]在早期理論的基礎上構建了以機械性不穩(wěn)和功能性不穩(wěn)為主要分類的慢性踝關節(jié)不穩(wěn)的病理模型,并認為反復踝關節(jié)扭傷(recurrent sprain,RS)是機械性不穩(wěn)與功能性不穩(wěn)合并出現(xiàn)時的表現(xiàn)(圖1a)。但Hiller[9]等考察了Heterl模型的實際應用后發(fā)現(xiàn),反復踝關節(jié)扭傷可以獨立于機械性不穩(wěn)和功能性不穩(wěn)之外,而非簡單的被兩者包含的關系,隨即對模型進行了再次補充,提出了機械性不穩(wěn)、功能性(感知性)不穩(wěn)和反復踝關節(jié)扭傷的三元素7亞組模型(圖1b)。
圖1 慢性踝關節(jié)不穩(wěn)分類模型[7,9]
Croy等[10]通過超聲影像發(fā)現(xiàn),與健康組相比,有踝關節(jié)扭傷史組(無主訴癥狀并且已經(jīng)回歸高強度的體力活動)和慢性踝關節(jié)不穩(wěn)組的前距腓韌帶(anterior talofibular ligament,ATFL)長度都顯著增加;但有扭傷史組與慢性踝關節(jié)不穩(wěn)組ATFL長度的差異無統(tǒng)計學意義。因此,研究者認為結構性的韌帶松弛是導致慢性踝關節(jié)不穩(wěn)的潛在因素而非固有病理特征,不應作為單獨的亞組進行分析,并主張將機械性不穩(wěn)從現(xiàn)有的模型中剔除[11]??梢?,慢性踝關節(jié)不穩(wěn)并非簡單的踝關節(jié)結構松弛,而是一種神經(jīng)動作控制機能失調(diào)綜合征。
另外,由于當前的慢性踝關節(jié)不穩(wěn)的模型是基于多因素和不同病理特征進行分類的,因此在不同的亞組間存在較強的異質(zhì)性,很難對亞組間在運動學、生物力學和形態(tài)學等方面的特征進行統(tǒng)一的評價。Terada等[12]嘗試采用運動覺、生物力學和心理學測量指標對Hiller模型中的三個亞組(感知性不穩(wěn)、感知性不穩(wěn)+反復踝扭傷、反復踝扭傷)進行體系構建,以評價不同亞組特征。雖然這項研究最終未能從生物力學和心理學角度區(qū)分三種類型的慢性踝關節(jié)不穩(wěn),但研究發(fā)現(xiàn)踝關節(jié)本體感覺信息在外周機械感受器的收集與中樞處理方面對于慢性踝關節(jié)不穩(wěn)具有重要影響,提示踝關節(jié)本體感覺機能可能在將來的慢性踝關節(jié)不穩(wěn)模型分類研究中扮演重要的角色,因此需要進一步對踝關節(jié)不穩(wěn)的中樞神經(jīng)機制進行深入研究。
神經(jīng)動作協(xié)調(diào)、精確的控制需要本體感覺信息傳入、中樞神經(jīng)加工處理以及動作輸出[13]。以往的研究比較關注慢性踝關節(jié)本體感覺的缺失,尤其是踝關節(jié)外周感受器的損傷,而近些年的研究表明,慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者神經(jīng)動作控制機能失調(diào)與信號傳入、中樞處理、動作輸出三個過程都有密切聯(lián)系[14]。
首先,慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者普遍存在踝關節(jié)本體感覺減弱現(xiàn)象,這種本體感覺的減弱可能是引起反復踝關節(jié)扭傷的重要原因之一[15]。早期研究的信號“關節(jié)傳入神經(jīng)阻滯”(articular deafferentation)理論認為,踝關節(jié)周圍韌帶的損傷導致了韌帶內(nèi)機械感受器的缺損,致使本體感覺信號在向上位中樞傳輸?shù)倪^程中發(fā)生了“阻滯”[16]。有學者對踝關節(jié)周圍韌帶注射麻醉阻滯藥物后發(fā)現(xiàn),韌帶內(nèi)機械感受器的屏蔽會引起被動關節(jié)位置覺的下降,但不會影響主動關節(jié)位置覺[17],提示韌帶和肌梭在編碼不同運動形式的本體感覺信息時具有特征性差異。盡管這些研究對于我們理解不同機械感受器在本體感覺的作用方面具有重要意義,但這些研究都過于強調(diào)本體感覺的外周傳輸機制,即認為踝關節(jié)機械感受器受損是導致踝關節(jié)本體感覺下降的主要原因。然而越來越多的研究證據(jù)表明,CAI患者踝關節(jié)本體感覺的中樞處理進行了適應性改變。例如,有研究發(fā)現(xiàn)踝關節(jié)不穩(wěn)患者的雙側(cè)踝關節(jié)本體感覺機能都顯著低于健康對照組,且單側(cè)踝關節(jié)不穩(wěn)的患者的健側(cè)的本體感覺與患側(cè)無顯著差異[18],提示高位中樞的神經(jīng)可塑機制可能通過“串擾”(cross talk)或“通用運動程序”(common motor program)使踝關節(jié)健、患側(cè)的本體感覺機能相對均衡,從而達到對患側(cè)的保護[18]。因此,信號阻滯假說并不能完全解釋慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者本體感覺機能下降的機理。
第二,在本體感覺信號的中樞處理與調(diào)控方面,越來越多的證據(jù)表明,慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者的中樞處理機制會發(fā)生變化。有研究表明,踝關節(jié)不穩(wěn)患者在運動中更多地使用視覺信息,提示大腦可能受本體感覺信息缺損的影響,而對不同感覺信息進行再次權重(re-weighting),從而對本體感覺進行代償,以優(yōu)化傳入信息整合[19]。另外Witchalls等[20]發(fā)現(xiàn)在本體感覺重復測量過程中,慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者的學習效率顯著低于健康人,提出慢性踝關節(jié)不穩(wěn)可能會抑制中樞對于運動學習的效率。Kosik等[21]借助核磁成像技術發(fā)現(xiàn)慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者的腓骨長肌在大腦功能區(qū)的支配面積減小,提出這可能是功能腦區(qū)聚焦式的提高與腓骨長肌的關聯(lián)度以減少再次損傷風險的代償機制,此外,減少的功能區(qū)會被其他的功能區(qū)支配,也可以用于解釋在踝關節(jié)損傷后下肢運動學的改變。
第三,從動作輸出方面來看,早期研究表明,CAI患者表現(xiàn)出較差的姿勢和平衡控制能力,可能與踝關節(jié)活動受限和肌力不足有關[22]。肌力和關節(jié)活動度是下肢運動中足廓清功能的重要保障,在近期的研究中,Kim等[23]采用3D運動捕捉系統(tǒng)(VICON)記錄了受試者在測力臺上進行單腿落地后橫向跳躍的動作測試結果,通過采集CAI患者在動作測試中的下肢生物力學參數(shù),發(fā)現(xiàn)與健康同齡控制組相比,CAI患者的踝關節(jié)和膝關節(jié)處的力矩都顯著下降。研究者認為踝關節(jié)處感覺運動缺失所致的神經(jīng)驅(qū)動作用可能具有抑制膝關節(jié)處肌力的效應。此外,多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)CAI患者在運動中下肢的運動策略會發(fā)生改變。如Son等[24]發(fā)現(xiàn),CAI患者在跑跳運動中脛骨前肌、腓骨長肌等處的肌電信號均發(fā)生不同程度的衰減,且對髖和膝關節(jié)的屈曲運動控制要求顯著增加。盡管很多學者認為CAI患者下肢運動力學的改變是一種保護性代償,以避免踝關節(jié)損傷再次發(fā)生,然而目前還缺乏前瞻性研究論證動作模式改變與踝關節(jié)不穩(wěn)的因果關系;同時也缺乏大樣本的流行病學調(diào)查,說明踝關節(jié)不穩(wěn)患者是否具有更高的下肢其他部位損傷風險。
以上研究表明,CAI患者踝關節(jié)本體感覺的下降不僅源于外周組織中本體感受器功能的受損,還在于神經(jīng)傳入-中樞處理-動作傳出閉合環(huán)鏈系統(tǒng)的失調(diào)。隨著大腦影像學技術的發(fā)展(如最近Nature報道了穿戴式可移動的腦成像設備[25]),未來的研究可能通過建立影像學和行為學之間的神經(jīng)網(wǎng)絡,從而更好地解釋CAI形成和發(fā)展的機理,及其如何影響下肢動作控制與運動表現(xiàn)。同時,中樞神經(jīng)可塑性機制為踝關節(jié)不穩(wěn)的干預提供了新的思路,但所有的干預都必須建立在可靠、有效的評估之上。
CAI在臨床上有多種評價與診斷方法,主要包括自陳量表、理學測試、影像學檢查和功能性測試。
臨床上,CAI的診斷仍缺乏“金標準”,研究者開發(fā)了不同版本的評價踝關節(jié)不穩(wěn)的量表作為對疾病的主觀判定辦法(表1),但其診斷的信、效度和檢驗效能(靈敏度和特異度)并沒有得到統(tǒng)一的考證。Eechaute等[26]對臨床上采用的CAI患者自陳量表進行系統(tǒng)回顧,在對信度和效度進行考察后指出,足踝殘疾指數(shù)(foot and ankle disability index,F(xiàn)DAI)和功能性踝關節(jié)穩(wěn)定測試(functional ankle ability measure,F(xiàn)AAM),后者進一步分為運動亞問卷(FAAM-sport subscale,F(xiàn)AAM-S)和日常生活能力亞問卷(FAAM-ability of daily life subscale,F(xiàn)AAM-ADL),兩者相比踝關節(jié)功能評估工具(ankle joint functional assessment tool,AJFAT)和功能性踝關節(jié)結局評分(functional ankle outcome score,F(xiàn)AOS)對評價因CAI導致的功能缺失具有更好的評估和診斷價值。Eechaute等[27]又開發(fā)了慢性踝關節(jié)不穩(wěn)量表(chronic ankle instability scale,CAIS),發(fā)現(xiàn)該量表與運動能力測試表現(xiàn)之間具有較高的相關性,因而具有良好的外在效度。Donahue等[28]對涉及CAI的7個自陳量表采用回歸分析后發(fā)現(xiàn),踝關節(jié)不穩(wěn)計(ankle instability instrument,AII)和坎伯蘭踝關節(jié)不穩(wěn)工具(Cumberland ankle instability tool,CAIT)能夠預測Freeman[16]提出的功能性踝關節(jié)不穩(wěn)的最小標準,并且都具備較高的診斷靈敏度和特異度。Simon[29]在前期研究的基礎上,將CAIT與AII進行整合,開發(fā)了功能性踝關節(jié)不穩(wěn)確認問卷(identification of functional ankle instability,IdFAI),并且證明了 Id-FAI在診斷CAI時具有良好的檢驗效能。
在自陳量表的應用方面,F(xiàn)reeman[16]最早對慢性踝關節(jié)的臨床自述進行了描述,即踝關節(jié)扭傷后具有經(jīng)常打軟(giving away)的現(xiàn)象。Gribble等[34]通過系統(tǒng)綜述推薦CAIT、AII、IdFAI均可作為是否具有踝關節(jié)不穩(wěn)的篩查指標,而對于不穩(wěn)導致的功能障礙程度的評估推薦采用FAAM和FADI。同時Wilstrom等[35]對2013年前發(fā)表的CAI研究的納入標準進行系統(tǒng)回顧后指出,慢性踝關節(jié)不穩(wěn)的最低納入標準應該包括:(1)初次外側(cè)踝關節(jié)扭傷較為嚴重,需要使用護具1周以上,或至少3天以上的制動或不能負重;(2)至少12個月未發(fā)生再次損傷,能夠回歸到中等強度以上的負重體力活動;(3)無或有最小程度的自我陳述功能障礙。這些慢性踝關節(jié)不穩(wěn)受試者的主觀納入標準已經(jīng)逐步被多數(shù)研究者采納并使用到他們的研究中。
表1 常用慢性踝關節(jié)不穩(wěn)自陳量表
目前,被開發(fā)用于CAI患者的自陳量表有10種,然而在實際使用中,多數(shù)自陳量表仍偏向于研究領域而非臨床實踐,導致自陳量表的臨床應用不夠完善的主要原因可能是開發(fā)者的開發(fā)意圖不一致。盡管當前納入的自陳量表對CAI患者功能評估均具有較高的敏感度,然而由于缺乏有效的診斷切點值或檢驗效能不足,多數(shù)自陳量表并不能夠在臨床上作為有效的篩查和診斷工具。因此,有學者指出在現(xiàn)階段的臨床和科研中鼓勵多種量表結合的使用方法來彌補單個量表評估或檢驗效能不足的問題[36]。基于此,在后續(xù)研究中,進一步優(yōu)化自評量表的內(nèi)容結構以及尋找有效的診斷切點值將是后續(xù)臨床應用型自陳量表開發(fā)者亟需解決的問題。
在臨床檢查與評估中,康復治療師經(jīng)常會使用理學檢查,判斷結構是否有損傷,甚至可以大致評定損傷的程度,為后續(xù)治療方案的制定提供依據(jù)。對于CAI的檢查,大部分理學測試主要關注結構性的松弛,測試中通過施加應力牽拉韌帶,根據(jù)檢查者感知的松弛度(終末感)和患者所產(chǎn)生的癥狀(多數(shù)為疼痛)進行診斷及程度分級。見表2。
表2 常用慢性踝關節(jié)不穩(wěn)徒手理學測試
3.2.1 前抽屜試驗
前抽屜試驗(anterior drawer test)是用于測試踝關節(jié)前距腓韌帶(ATFL)松弛度的主要徒手測試之一,臨床上主要用于診斷踝關節(jié)韌帶松弛引起的機械性不穩(wěn)[40]。在檢查中距骨向前滑動超過4毫米被認為前抽屜實驗檢測陽性[41]。前抽屜測試的檢驗效能受檢查者施力大小的影響,施力過小不足以產(chǎn)生有效的距骨滑動,施力過大容易引發(fā)踝關節(jié)周圍肌肉收縮反應,此外暴力可能會引起假陽性結果的出現(xiàn),甚至引發(fā)再次損傷。Tohyama等[42]通過人體標本測試施力大小對于前抽屜測試結果的影響,發(fā)現(xiàn)在測試時施加30 N的力能夠更好地產(chǎn)生距骨的前移,即能夠更好地檢測韌帶的完整性。
有學者[43]認為前抽屜試驗在測試時只是單純的距骨前后向滑動,而沒有考慮到距骨生理性的前外側(cè)旋轉(zhuǎn),并且這種生理性外旋會使內(nèi)側(cè)三角韌帶緊張而限制測試的精度。Phinit等[44]主張改良前抽屜試驗測試,通過放在后踝的食指和中指以及放在外踝前側(cè)的拇指使踝關節(jié)產(chǎn)生輕微的內(nèi)旋和前向的組合運動,即前外抽屜實驗(anterior lateral drawer test)。Miller等[45]通過尸體標本研究發(fā)現(xiàn),前外抽屜實驗相比前抽屜實驗能夠產(chǎn)生近2倍的距骨前向滑動,表明前外抽屜實驗可以有效解除周圍組織的限制,并且這種滑動的增加可能會有利于測試者進行判斷,從而增加測試結果的準確性。前外抽屜雖具有高的敏感度和特異度,但限于研究的結果是在人體標本上獲取的,因此其信效度和檢驗效能仍需進一步臨床驗證。
3.2.2 距骨傾斜試驗
距骨傾斜試驗(talar tilt test)主要用于檢測前距腓韌帶和跟腓韌帶的完整性,也是踝關節(jié)機械性不穩(wěn)的徒手檢查的主要手段之一[46]。1995年McCaskie等[47]就報道了全身麻醉下進行距骨傾斜試驗可以確診CAI的研究。然而,與前抽屜試驗一樣,受限于測試者施力因素的影響,兩者的組內(nèi)信度均比較低,但距骨傾斜實驗的組內(nèi)信度仍優(yōu)于前抽屜實驗[37],這可能與該測試受到其他韌帶及周圍結構的干擾較少有關。通過對踝關節(jié)測試儀與徒手距骨傾斜試驗進行比較后發(fā)現(xiàn),兩者在CAI的診斷中雖然靈敏度均較低,但均具有較高的特異度,因此距骨傾斜試驗可以作為CAI的排除診斷方法之一[46]。
由于徒手抽屜測試和距骨傾斜測試都受測試者本身主觀用力因素的影響,因此在徒手測試時不同測試者間的組間一致性較低,很難定量化地評價不同踝關節(jié)韌帶穩(wěn)定性之間的差異。Docherty等[48]采用LigMaster關節(jié)活動計(ligmaster joint arthrometer)在150 N的力下進行前抽屜試驗和距骨傾斜試驗,得到較高的組內(nèi)和組間信度。盡管借助這種儀器進行測試在臨床中應用有一定困難,但良好的組內(nèi)測試信度仍然保證了徒手應力測試可以作為檢測踝關節(jié)穩(wěn)定性較為可靠的手段。
3.2.3 外踝位置測量
外踝位置測量(distal fibular position)是一種間接測量CAI患者外踝位置偏移角度的方式。早期有學者對踝扭傷的患者進行回顧性研究發(fā)現(xiàn),腓骨遠端(外踝)位置都普遍靠后,提出這種位置錯位可能與再次發(fā)生損傷有關[49]。Berkowitz等[50]對1998年至2001年間因CAI而手術的病人的術前影像學資料進行分析,通過測算軸向踝指數(shù)(axis malleolar index,AMI)發(fā)現(xiàn),與正常踝關節(jié)相比AMI普遍增大,提出外踝位置靠后可能會容易導致踝關節(jié)不穩(wěn)。Hubbard等[51]的發(fā)現(xiàn)卻與之前研究相反,單側(cè)CAI的患者的外踝會傾向于靠前而不是靠后。盡管對于外踝位置變化存在爭議,但CAI的發(fā)生均與外踝位置的異常有關。這種位置的異??赡軙拗坪透淖凊钻P節(jié)正常的關節(jié)運動,從而增加損傷的風險。Parasher等[39]對外踝位置測量進行信效度考察后發(fā)現(xiàn),外踝位置測量具有較好的組內(nèi)(0.97)和組間信度(0.77),然而該研究所納入的受試者包含了部分健康群體,因此該信效度檢驗無法在測試CAI時具有良好的代表性?;谕怩孜恢脺y量無法特異性地區(qū)分個體變異與損傷所致外踝角度偏倚之間的差異,因此在實際臨床工作中,外踝位置測量僅能作為參考輔助診斷而不具備真正的診斷效度。
3.3.1 應力XX線攝像技術
理學測試在臨床上使用便利,但對損傷部位的定位不夠明確,因此仍需借助其它輔助手段來提高診斷的精準度[52]。X線是用于診斷踝關節(jié)不穩(wěn)結構因素的輔助手段之一,多用于檢查脛腓下聯(lián)合,踝關節(jié)內(nèi)外側(cè)副韌帶的完整性。臨床上在檢查慢性踝關節(jié)機械性不穩(wěn)時,采用X線結合徒手或應力裝置,即應力X線技術(stress radiograph)對韌帶和距骨位置進行拍攝。Lee等[53]對單側(cè)CAI患者分別采用徒手前抽屜試驗、距骨傾斜試驗和X線下前抽屜試驗對距骨傾斜角和旋轉(zhuǎn)角進行測量后發(fā)現(xiàn),X線下前抽屜試驗相比其它兩種測試具備更好的組內(nèi)和組間信度。X線可用于拍攝矢狀面下距骨的位置,通過測量脛骨下端前緣與距骨穹頂前緣的距離來定量計算距骨的位置變化,輔助診斷CAI[54]。Wikstorm等[55]通過測量發(fā)現(xiàn)在矢狀面上CAI患者的患側(cè)踝關節(jié)與健側(cè)及健康人相比,距骨位置更加靠前,并且該測試具有較高的組內(nèi)(0.90)和組間信度(0.78)。
計算機斷層掃描(computed tomography,CT)與X線相比,在踝關節(jié)結構成像和形態(tài)學參數(shù)測量方面具有明顯的優(yōu)勢[56]。臨床上,CT可替代X線對踝關節(jié)的結構進行斷層掃描,檢查踝關節(jié)周圍韌帶完整性。Kobayashi等[57]借助CT檢查發(fā)現(xiàn)CAI患者腓骨遠端與健側(cè)相比位置靠外,因此,CT結合三維成像技術可用于觀察CAI患者脛腓骨的排列情況,對CAI做出輔助診斷。
3.3.2 磁共振成像技術
磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)相比于X線技術,在韌帶等軟組織結構的成像上具有顯著優(yōu)勢。T1加權像下正常的距腓前韌帶在冠狀面表現(xiàn)出從腓骨遠端(外踝)至距骨的細長的低信號帶,跟腓韌帶在冠狀面上則表現(xiàn)為從跟骨連至腓骨的圓形均質(zhì)低信號結構[58]。當存在慢性踝關節(jié)機械性不穩(wěn)時,MRI影像可表現(xiàn)為韌帶結構的缺失、信號的中斷或不連續(xù),或表現(xiàn)出波浪或卷曲狀的韌帶輪廓[59]。Jolman等[60]回顧了臨床187名主訴踝關節(jié)不穩(wěn)的患者資料,發(fā)現(xiàn)MRI雖然對于CAI診斷的靈敏度較高,但特異度較低,因此提出MRI不應該作為踝關節(jié)不穩(wěn)的常規(guī)診斷工具。然而,Kanamoto等[61]分別收集了慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者術前MRI和應力X線影像資料,在與手術探查結果進行對照后發(fā)現(xiàn)MRI檢查能夠準確地區(qū)分CAI患者距腓前韌帶的增厚及缺損的情況,而在應力X線下測量距骨傾斜角度不能判斷韌帶實際的損傷情況,因此提出在臨床診斷中MRI仍可以作為應力性X線的補充檢查手段。
Seebauer等[62]嘗試將應力性測試(前抽屜試驗、距骨傾斜試驗)與MRI特點相結合,采用碳纖維合成材料開發(fā)了MRI兼容應力裝置,該裝置可以在MRI環(huán)境下安全使用,通過對15名CAI患者與健康受試者進行測試,所有的應力性測試中都存在顯著性差異。相比于應力X線,MRI結合應力性測試裝置時的成像更加清晰,并且還可以反映應力性測試中的性別差異以及各應力性測試間的相關性。該技術將有助于診斷的精準化,以及推動徒手測試方案在后續(xù)操作中的改良。
3.3.3 超聲成像技術
超聲(ultrasound,US)技術可用于觀察CAI患者踝關節(jié)周圍軟組織及韌帶結構的完整性,Guillodo等[63]分別采用CT和超聲對無疼痛癥狀的CAI運動員的脛腓前韌帶進行探查,以CT作為診斷的“金標準”時發(fā)現(xiàn),US具有較高的靈敏度(84.6%)和特異度(100%),提出US可以在一定程度上替代CT,從而減少運動員X線暴露的累計時間。
Lee等[64]報道了超聲結合前抽屜試驗檢查CAI患者距腓前韌帶完整性的技術,即應力超聲(stress-ultrasound)技術。檢查時,檢查者用超聲探頭在被檢查者前抽屜試驗的起始位和終止位分別記錄距骨骨性標記點與外踝前外側(cè)的直線距離作為距腓前韌帶的長度,并計算距腓前韌帶的伸長變化量,再與徒手前抽屜試驗和應力X線結果相比,三者間具有良好的相關性,并且應力超聲技術比應力X線操作更加簡便。Cho等[65]隨后為進一步評估該技術的診斷價值,采用應力X線、MRI和關節(jié)鏡技術與應力超聲技術進行對照,發(fā)現(xiàn)在顯示踝關節(jié)不穩(wěn)的靈敏度上應力超聲甚至優(yōu)于MRI和應力X線技術,因此提出應力超聲技術可與徒手前抽屜試驗和應力X線技術一樣,作為CAI的主要檢查手段之一。此外,超聲成像技術還可以用于動態(tài)觀察CAI的踝關節(jié)運動軌跡,這將為深入了解CAI患者踝關節(jié)生物力學和運動學改變提供便利[66]。
影像學技術的發(fā)展推進了CAI精準診療的進程。大量的動靜態(tài)影像學信息豐富了探究CAI病理機制的研究路徑,但同時也容易導致構建錯誤的表象因果關系以及干擾疾病的診斷。CAI是以功能損害為主導的慢性進展性運動損傷疾病,影像學技術的應用必須結合其它功能性檢查資料,才能對疾病的機理做出較為準確的判斷(表3)。
功能性測試是除自陳量表外,評價CAI患者下肢運動控制功能的主要手段。星狀平衡偏移測試(star excursion balance test,SEBT)是臨床常用的功能檢查方法之一,具有較高的信效度[68]。SEBT能夠?qū)ο轮募×?、關節(jié)活動度、動態(tài)平衡和姿勢控制能力,以及本體感覺進行評價[69]。
表3 常用慢性踝關節(jié)不穩(wěn)影像學檢查
早期的版本中,SEBT共有8個方向,后期的研究發(fā)現(xiàn)前向(SEBT-A)、后外向(SEBT-PL)和后內(nèi)向(SEBT-PM)與下肢的姿勢控制和平衡能力有顯著的相關性[70],因此對SEBT進行了簡化,以增加測試的效率,減輕被測者因為疲勞對檢查結果的影響[71]。但Razeghi等[74]采用簡化版的SEBT對CAI的女性運動員進行測試,發(fā)現(xiàn)在SEBT的任何方向上與健康組都沒有顯著差異,認為簡化版的SEBT可能對CAI的鑒別敏感度不夠,不主張在進行CAI的檢查時對SEBT進行簡化。簡化版的SEBT測試與Y平衡測試(Y-balance test,YBT)相似,均由3個運動測試方向構成(前向、后內(nèi)向、后外向)[72]。Fullam等[73]通過生物力學分析手段發(fā)現(xiàn)在前向測試中,與SEBT測試相比,YBT測試對受試者髖關節(jié)的屈曲運動程度要求更高,提示YBT測試與SEBT測試兩者間仍然存在著一定的神經(jīng)肌肉控制的差別。
除SEBT以外,單腿站立測試也是最常用的評價靜態(tài)平衡能力的測試手段之一,并且在該測試動作為基礎的多項指標中,到達支撐面邊界時間(time to boundary,TTB)被認為是反映下肢靜態(tài)平衡和姿勢控制能力的較好指標[19]。TTB測試需要借助測力臺,被測者單腿站在測力臺的中心并保持10秒,計算機通過記錄身體重心的位置和移動速度,估算出重心偏離足底支撐面所需的時間,時間越長代表下肢的靜態(tài)平衡和姿勢控制能力越好,反之則越弱[75]。Hertel等[76]采用測力臺測量CAI患者與健康人,發(fā)現(xiàn)TTB相比傳統(tǒng)重心移動參數(shù)(如壓力中心晃動距離,壓力中心移動速度矩),能夠更敏銳地探測出CAI患者與健康人相比姿勢控制的差異。因此,與傳統(tǒng)的重心移動參數(shù)相比,TTB能夠更好地反映被測者主動控制和調(diào)整的能力。但由于需要借助于測力臺,因此較難在臨床上應用與普及。
功能性測試對于評價CAI患者的功能狀態(tài)具有較高的生態(tài)效度,然而,在實際應用中測試結果往往受到諸多外在或內(nèi)在因素的限制。一方面測試難度過大或測試時間過長會引起被測試者的不適和疲勞,由此可能導致不同被測試者間及不同研究間的橫向可比性不高[77];另一方面,被測試者自身的運動學習效應也可能導致測試者對被測試者運動能力產(chǎn)生評價偏差。因此,功能測試在開發(fā)的過程中,不僅要關注不同運動控制模式對測試結果的影響,還需對測試的流程和休息間歇進行合理標準化的設置,以期實現(xiàn)最優(yōu)化功能測試的檢驗效能。
在當前研究中,CAI的模型分類仍然不夠清晰,機械性不穩(wěn)與功能性不穩(wěn)并非是兩種可以獨立分開的病理機制,由于韌帶及周圍組織損害導致的機械性不穩(wěn)的病理機制仍需要進一步探討。然而,越來越多的研究者已經(jīng)意識到CAI的中樞神經(jīng)控制異??赡苁且瘐钻P節(jié)損傷后向CAI轉(zhuǎn)變的核心機制,踝關節(jié)本體感覺中樞機制的研究將是未來研究熱點。
在臨床診療實踐中,一方面,受限于現(xiàn)有診斷工具檢驗效能的局限性和自身特點,CAI的診斷必須在搭建最優(yōu)化的診療邏輯框架基礎之上,避免由錯誤表象關系的構建所導致的疾病誤診和漏診;另一方面,隨著對于CAI病理機制研究的不斷深入,診斷工具的證據(jù)等級將會不斷得到更新,利用前沿技術和最新證據(jù)不斷更新現(xiàn)有的診療邏輯框架結構是推動精準化醫(yī)療以及循證醫(yī)學發(fā)展的主流路徑。在未來的研究中,研究者有望采用動態(tài)超聲、近紅外光譜技術,甚至可穿戴式的腦電成像等手段對CAI患者在運動中的變化進行進一步的觀察,通過不斷地優(yōu)化神經(jīng)及運動學參數(shù)有望建立以神經(jīng)肌肉控制缺損為核心的CAI病理模型以及臨床診療思路的新方向。