髖周肌群力量訓(xùn)練對功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的療效及表面肌電評價

張梅瑩，趙蕾，李慧，王穎穎，戴世友

1.青島市市立醫(yī)院東院區(qū)，a.骨關(guān)節(jié)與運動醫(yī)學(xué)科；b.康復(fù)醫(yī)學(xué)科，山東青島市 266000；2.濟(jì)南市第二婦幼保健院超聲科，山東濟(jì)南市250000

踝關(guān)節(jié)扭傷是日常生活及運動訓(xùn)練常見的損傷[1]。根據(jù)踝關(guān)節(jié)解剖特點，外踝扭傷占大多數(shù)。如果損傷后未能正確治療和完全恢復(fù)，踝關(guān)節(jié)非常容易再發(fā)扭傷和反復(fù)扭傷，出現(xiàn)神經(jīng)肌肉問題，導(dǎo)致失穩(wěn)，關(guān)節(jié)隨意運動控制能力異常，形成踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)狀態(tài)[2]。功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)(functional ankle instability,FAI)患者的踝關(guān)節(jié)肌力減弱[3]，平衡能力受到影響[4-5]。目前FAI 的治療重點還是針對踝關(guān)節(jié)肌群進(jìn)行運動訓(xùn)練、本體感覺訓(xùn)練等[2]，針對髖周肌群進(jìn)行力量訓(xùn)練的報道較少。

傳統(tǒng)方法評定肌肉功能一般應(yīng)用徒手肌力法，但由于其主觀性定量而受到一定的限制。表面肌電(surface electromyography,sEMG)是生物電信號，是從皮膚表面引導(dǎo)、放大、顯示和記錄的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的活動，為眾多肌肉運動單位電位的總和。sEMG 時域指標(biāo)積分肌電值(integrated electromyography,iEMG)與肌肉功能狀態(tài)有較好聯(lián)系，可以反映肌力的大小[6-7]。

本研究探討髖周肌群臀中肌、臀大肌力量訓(xùn)練對FAI的影響，以及sEMG指標(biāo)iEMG作為結(jié)局參數(shù)的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019 年1 月至2020 年6 月在青島市市立醫(yī)院骨科、康復(fù)科門診或住院的FAI 患者60 例，均符合Lentell FAI的診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡18～25 歲；②坎伯蘭踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)問卷(Cumberland Ankle Instability Tool,CAIT)[8]得分≤27 分；③近1 個月內(nèi)未行任何治療；④簽署治療知情同意書。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①并發(fā)踝關(guān)節(jié)韌帶Ⅱ度損傷及以上；②踝關(guān)節(jié)嚴(yán)重骨性關(guān)節(jié)炎、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎、剝脫性軟骨炎、感染及軟組織受損；③嚴(yán)重心肺疾??；④并發(fā)核心區(qū)及下肢其他部位的傷??；⑤不能配合治療。

剔除與脫落標(biāo)準(zhǔn)：實驗數(shù)據(jù)不完全。

根據(jù)患者的就診順序，依據(jù)數(shù)字順序表奇數(shù)和偶數(shù)分類，將受試者依次分配到對照組和觀察組，各30例。兩組性別、年齡、病程、患踝側(cè)別等一般情況比較無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

表1 兩組一般資料比較

本研究嚴(yán)格遵守知情同意、保密和有益無害倫理原則。在資料收集開始前，向患者告知本研究的目的和相關(guān)倫理問題，簽署知情同意書；妥善保管患者相關(guān)信息，僅用于學(xué)術(shù)研究。

本研究已經(jīng)青島市市立醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會科研項目倫理審查(No.2021臨審字第003號)。

1.2 方法

兩組均予常規(guī)治療，觀察組在此基礎(chǔ)上予髖周肌群力量訓(xùn)練。

1.2.1 常規(guī)治療

包括踝關(guān)節(jié)松動訓(xùn)練、肌力訓(xùn)練、平衡訓(xùn)練。療程6周。

踝關(guān)節(jié)松動訓(xùn)練每次20 min，每天1 次，每周5 d。

借助彈力帶，在踝關(guān)節(jié)屈伸、內(nèi)收外展、內(nèi)外翻方向行抗阻訓(xùn)練，每次堅持10 s，每個方向做3 組，每組20 次，組間休息1 min。每次20 min，每天1 次，每周5 d。

在平衡板行平衡訓(xùn)練，先雙腿再單腿，先睜眼后閉眼；患足由不負(fù)重逐漸過渡到完全負(fù)重。每次30 min，每天1次，每周5 d。

1.2.2 髖周肌群力量訓(xùn)練

借助彈力帶，在髖關(guān)節(jié)后伸、外展及外旋方向行抗阻訓(xùn)練，每次堅持10 s，每個方向做3 組，每組20次，組間休息1 min。每次20 min，每天1 次，每周5 d。

1.3 評價方法

于治療前、治療6周后分別采用CAIT、星形偏移平衡測試(Star Excursion Balance Test,SEBT)、sEMG進(jìn)行評價。評價者不參與治療。

1.3.1 CAIT[8]

內(nèi)容包含與踝關(guān)節(jié)功能相關(guān)的9 個問題，總分30分?？偡帧?7 分診斷為功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)，總分越低，穩(wěn)定性越差。

1.3.2 SEBT[9]

受試者患側(cè)支撐，站立于星狀圖中央，雙手叉腰，健側(cè)腿分別向8 個方向盡可能伸遠(yuǎn)。8 個方向分別為前、外前、外、外后、后、后內(nèi)、內(nèi)、內(nèi)前。

1.3.3 sEMG

采用表面肌電分析系統(tǒng)(MyoTrac Infiniti)進(jìn)行檢測。患者健側(cè)臥位和俯臥位，祛除皮屑及油脂。正極置于臀中肌、臀大肌肌腹，負(fù)極置于肌肉遠(yuǎn)端，均遠(yuǎn)離骨，地極置于正負(fù)極之間，但不能接觸其他電極。根據(jù)系統(tǒng)功能調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)，分別測量患者患側(cè)髖關(guān)節(jié)外展最大等長收縮和患側(cè)髖關(guān)節(jié)后伸最大等長收縮的iEMG，兩種狀態(tài)均保持5 s 左右，取中間3 s 進(jìn)行分析。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析。計量資料符合正態(tài)分布，以()表示，組內(nèi)比較采用配對樣本t檢驗，組間比較采用獨立樣本t檢驗。計數(shù)資料以頻數(shù)表示，采用χ2檢驗。治療后相關(guān)性分析采用Pearson 相關(guān)性分析。相關(guān)強(qiáng)度判定：|r|=0.3～＜0.5表示低度相關(guān)，|r|=0.5～＜0.8表示中度相關(guān)，|r|≥0.8表示高度相關(guān)。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

試驗過程無脫落，全部進(jìn)入統(tǒng)計分析。

治療前，兩組的CAIT 評分、SEBT 8 個方向距離和iEMG均無顯著性差異(P＞0.05)。

治療6 周后，兩組CAIT 評分、SEBT 8 個方向距離均較治療前顯著增加(P＜0.001)；觀察組臀中肌和臀大肌iEMG 顯著增加(P＜0.001)，對照組無顯著變化(P＞0.05)；觀察組CAIT 評分、SEBT 8 個方向距離及臀中肌、臀大肌iEMG均優(yōu)于對照組(P＜0.05)。

觀察組臀中肌、臀大肌iEMG 分別與CAIT、SEBT呈中高度相關(guān)(P＜0.05)。見表2～表6。

表2 兩組治療前后CAIT評分比較

表3 兩組治療前后SEBT 8個方向距離比較(cm)

表4 兩組治療前后臀中肌主動運動iEMG比較(mV)

表5 兩組治療前后臀大肌主動運動iEMG比較(mV)

表6 治療后觀察組髖部肌群iEMG與CAIT、SEBT的相關(guān)性分析

3 討論

FAI 患者關(guān)節(jié)活動范圍無明顯異常，但關(guān)節(jié)運動控制異常，有主觀感覺上反復(fù)發(fā)作的不穩(wěn)定，是來源于神經(jīng)、肌肉的問題，主要與踝關(guān)節(jié)扭傷時本體感受器損傷，以及關(guān)節(jié)周圍相關(guān)肌群力量下降有關(guān)，表現(xiàn)為平衡、協(xié)調(diào)能力差，空間位置覺判定能力下降[2-4]。有研究認(rèn)為[2,10-11]，F(xiàn)AI 的損傷發(fā)生機(jī)制，與踝關(guān)節(jié)外翻力量減弱、關(guān)節(jié)周圍本體感覺的器官功能降低、腓骨肌反應(yīng)時延長及可能的踝跖屈力量不足等有關(guān)。已有研究顯示[12-20]，踝關(guān)節(jié)力量訓(xùn)練、本體感覺訓(xùn)練、前饋訓(xùn)練等均可明顯改善踝關(guān)節(jié)功能，提高踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。

髖關(guān)節(jié)對于下肢的姿勢控制、維持下肢穩(wěn)定性，以及擺動相、支撐相自然步態(tài)作用很大。依據(jù)生物力學(xué)理論和區(qū)域相互依存理論，髖膝踝相互耦合，髖關(guān)節(jié)為動態(tài)關(guān)節(jié)，兼有靈活性及穩(wěn)定性，通過足底感覺傳入及生物力學(xué)傳導(dǎo)，吸收下肢傳導(dǎo)的反作用力。如果臀大肌及臀中肌力量不足，髖關(guān)節(jié)不穩(wěn)定，及靈活性異常，人體重心及骨盆位置會發(fā)生偏移，骨盆、軀干傾斜，下肢的同步性、協(xié)調(diào)性受到影響，髖策略、踝策略發(fā)生改變，地面反作用力作用于足和膝，這樣足部和膝蓋會承受過多壓力，加重膝關(guān)節(jié)和足部的負(fù)擔(dān)，增加下肢損傷。髖部肌肉力量和下肢損傷密切相關(guān)[21-23]。下肢外旋位控制不穩(wěn)與足外旋位不穩(wěn)呈正相關(guān)[24]。蘇來提·肖合熱提等[25]報道，臀大肌、臀中肌無力，膝關(guān)節(jié)外翻角度增加，動態(tài)姿勢控制差，下肢生物力學(xué)改變，足部與地面接觸位置不正，影響步態(tài)，增加下肢及足踝損傷的風(fēng)險。

神經(jīng)生理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，腦皮質(zhì)和脊髓會受到外周關(guān)節(jié)損傷的影響而重組[26-27]，踝關(guān)節(jié)損傷后若沒有得到及時康復(fù)，可能會引起中樞神經(jīng)的適應(yīng)性改變，進(jìn)而致使髖部的神經(jīng)肌肉功能障礙[28-29]。慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的患者，髖部肌肉力量下降，肌肉激活發(fā)生改變，運動模式改變[30-32]。踝關(guān)節(jié)扭傷后髖關(guān)節(jié)肌肉功能產(chǎn)生相應(yīng)變化[33]。FAI 患者步態(tài)支撐相，髖關(guān)節(jié)屈伸運動幅度變大[34]，髖-踝關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)性在支撐中期、末期與擺動相也會變化[31]；在快速變向動作中，F(xiàn)AI 患者支撐階段髖關(guān)節(jié)屈曲角度及外展角度均變大[32,35]。踝關(guān)節(jié)扭傷后持續(xù)存在的髖關(guān)節(jié)肌肉功能障礙、生物力學(xué)變化等問題，也應(yīng)該成為康復(fù)的重點。

髖、膝、踝關(guān)節(jié)作為一個整體的下肢動力鏈，髖周肌力不足可引起髖關(guān)節(jié)不穩(wěn)定，引起下肢姿勢改變，發(fā)生力學(xué)代償，遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)受傷風(fēng)險增加；反之，踝關(guān)節(jié)扭傷后，導(dǎo)致膝、髖關(guān)節(jié)功能下降，動力鏈功能紊亂。良好的髖關(guān)節(jié)控制，尤其是臀大肌和臀中肌，是膝、踝、足發(fā)揮功能的重要保障，維持矢狀面和額狀面的穩(wěn)定，有效對抗外界干擾，預(yù)防損傷。

本研究顯示，踝關(guān)節(jié)常規(guī)治療聯(lián)合髖周肌群力量訓(xùn)練后踝關(guān)節(jié)運動功能、平衡能力、姿勢控制能力較常規(guī)訓(xùn)練有較大提高，踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性明顯改善。與Smith等[36]、Feger等[37]的研究結(jié)果一致。

iEMG 是肌肉興奮參與活動時的運動單位放電總量，反映參加工作的運動單位數(shù)量，以及每個運動單位的放電大小[6-7]。iEMG 變化與肌肉活動狀態(tài)及其功能之間存在較好的聯(lián)系，與肌力呈一定的正相關(guān)[6-7]。iEMG 具有實時性、客觀性、敏感性及靈活性等特點，可定量反映肌肉肌力大小以及治療前后的療效，本研究采用iEMG對髖周肌群肌力進(jìn)行評價。

本研究顯示，髖周肌群力量訓(xùn)練使得觀察組踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和平衡能力改善；臀中肌、臀大肌iEMG與踝關(guān)節(jié)功能指標(biāo)CAIT、SEBT 呈正相關(guān)。進(jìn)一步印證髖周肌群肌力訓(xùn)練可提高FAI 患者踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和平衡能力。

綜上所述，在踝關(guān)節(jié)常規(guī)訓(xùn)練基礎(chǔ)上對髖周肌群臀中肌、臀大肌進(jìn)行抗阻訓(xùn)練，可改善患者踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性；sEMG 可以作為評價手段評估力量訓(xùn)練對FAI的療效。本研究僅觀察了患側(cè)髖周肌群的sEMG 變化，健側(cè)髖周肌群sEMG 信號是否異常，還有待進(jìn)一步觀察。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。