機(jī)械性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者存在感覺(jué)整合功能缺陷

李宏云 李宏 薛嘯傲 華英匯 陳世益

復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)科（上海 200040）

雖然以往的研究已證實(shí)CAI患者存在平衡功能障礙，但CAI 患者中是否存在本體感覺(jué)缺失仍存在爭(zhēng)議[6]。有研究發(fā)現(xiàn)，本體感覺(jué)缺失并不影響站立位的肢體重心擺動(dòng)幅度及穩(wěn)定性[7，8]。

到目前為止，對(duì)于CAI患者在利用視覺(jué)系統(tǒng)、前庭系統(tǒng)和軀體感覺(jué)系統(tǒng)收集外界信息方面是否與正常人存在差異，仍然不清楚。在本研究中，我們的目標(biāo)是采用Neuro Com Balance Manager 平衡測(cè)試訓(xùn)練儀來(lái)評(píng)估MAI 患者是否存在這方面的缺陷，為臨床醫(yī)生的治療選擇提供幫助[9]。

1 材料和方法

1.1 入選人群

本研究選取22 名MAI 患者（MAI 組）和19 名健康對(duì)照人群（C組）作為研究對(duì)象。所有MAI 患者至少發(fā)生一次踝關(guān)節(jié)扭傷史，并持續(xù)存在慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的癥狀，包括疼痛、腫脹、打軟腿、反復(fù)扭傷等。體檢前抽屜試驗(yàn)（anterior drawer test，ADT）陽(yáng)性，經(jīng)過(guò)正規(guī)保守治療3 個(gè)月無(wú)效，經(jīng)B 超、磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）和關(guān)節(jié)鏡證實(shí)為距腓前韌帶（anterior talofibular ligament，ATFL）和/或跟腓韌帶（calcaneofibular ligament，CFL）損傷。

排除標(biāo)準(zhǔn)為既往踝關(guān)節(jié)手術(shù)史、足踝部固定畸形（扁平足、高弓足、爪形足等）、足踝部開(kāi)放性創(chuàng)傷、腓骨肌腱或脛后肌腱損傷、存在中樞或周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)疾病的患者[5]。

對(duì)照組為健康人群，無(wú)踝關(guān)節(jié)扭傷史，也無(wú)踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)癥狀。

1.2 測(cè)試方法

所有入選人群在Neuro Com Balance Manager 平衡測(cè)試訓(xùn)練儀（NeuroCom，Clackamass，OR，USA）上進(jìn)行感覺(jué)整合測(cè)試（sensory organization test，SOT）。SOT 包括6 種條件，評(píng)估測(cè)試對(duì)象在維持肢體平衡時(shí)依靠視覺(jué)、前庭功能、軀體感覺(jué)三個(gè)系統(tǒng)提供感覺(jué)整合信息的能力是否存在異常。在測(cè)試過(guò)程中，錯(cuò)誤的信息會(huì)通過(guò)視覺(jué)及晃動(dòng)的支撐地板傳遞給受試者，通過(guò)受試者在不同條件下的重心搖擺幅度進(jìn)行評(píng)分。分?jǐn)?shù)越高，則意味著受試者平衡功能越好。該儀器由一塊可通過(guò)機(jī)械鎖定的雙向應(yīng)力支撐地板以及采用塑料制作的三面包繞的視景墻面組成。支撐地板和三面視景墻面可根據(jù)測(cè)試需要進(jìn)行晃動(dòng)或固定。測(cè)試時(shí)，測(cè)試者赤足站于地板上，雙手自然下垂，雙足與肩同寬，面向視景墻面。在1～6 種條件下評(píng)估身體重心在前后方向上的擺動(dòng)幅度。這些不同的條件包括：①睜眼，支撐地板和視景均固定；②閉眼，支撐地板固定；③睜眼，支撐地板固定，視景依重心變化而動(dòng)；④睜眼，支撐地板依重心變化而動(dòng)，視景固定；⑤閉眼，支撐地板依重心變化而動(dòng)；⑥睜眼，支撐地板和視景依重心變化而動(dòng)。每種條件下的評(píng)分被記為SOT 1～6。

1.3 數(shù)據(jù)分析

平衡評(píng)分是量化分析SOT測(cè)試中平衡控制能力的方法。在SOT 的6 種條件下，每種條件出現(xiàn)3 次，每次均持續(xù)20 秒。平衡評(píng)分是比較患者在每個(gè)條件中身體重心前后擺動(dòng)的幅度（擺動(dòng)最大幅度限制在12.5°以?xún)?nèi)）。擺動(dòng)幅度越大，評(píng)分越低。如果患者在擺動(dòng)時(shí)發(fā)生足部移動(dòng)或者觸碰到周邊墻壁，則測(cè)試終止，判定為0分[10]。

另外，通過(guò)將不同條件下的平衡得分進(jìn)行組合比較，可以分析出測(cè)試者是否存在單一項(xiàng)功能障礙。具體分析如下：軀體感覺(jué)系統(tǒng)（SOM，SOT 2/ SOT 1）：患者將軀體感覺(jué)系統(tǒng)作為輸入信息來(lái)維持平衡的能力；視覺(jué)系統(tǒng)（VIS，SOT 4/ SOT 1）：患者將視覺(jué)系統(tǒng)作為輸入信息來(lái)維持平衡的能力；前庭系統(tǒng)（VEST，SOT 5/ SOT 1）：患者將前庭系統(tǒng)作為輸入信息來(lái)維持平衡的能力；視覺(jué)偏好（PREF，SOT 3+6/ SOT 2+5）：患者對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)依賴(lài)程度，即便他所獲得的視覺(jué)信息是錯(cuò)誤的[11]。策略分析：定量分析測(cè)試者在每種環(huán)境下利用踝關(guān)節(jié)（踝策略）和髖關(guān)節(jié)（髖策略）來(lái)維持肢體穩(wěn)定的能力。正常情況下，如果支撐地板不平，身體重心發(fā)生擺動(dòng)時(shí)，測(cè)試對(duì)象應(yīng)當(dāng)主要依賴(lài)踝關(guān)節(jié)（踝策略）來(lái)維持身體的穩(wěn)定。如果測(cè)試對(duì)象更多依賴(lài)于髖關(guān)節(jié)（髖策略）來(lái)維持身體穩(wěn)定，則表明測(cè)試對(duì)象的身體穩(wěn)定性下降，更容易發(fā)生跌倒風(fēng)險(xiǎn)。評(píng)分越高，則表明測(cè)試對(duì)象更多利用踝策略，而評(píng)分越低，則更多利用髖策略來(lái)維持身體平衡[11]。

（1）中藥標(biāo)本應(yīng)具有代表性。由于受采收、加工和貯藏等多種因素影響，并不是每個(gè)中藥個(gè)體均能體現(xiàn)所有的性狀特征，因此，在選擇中藥標(biāo)本時(shí)應(yīng)挑選具有代表性的樣品。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)對(duì)兩組間的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（性別比較采用卡方檢驗(yàn)）。數(shù)據(jù)表達(dá)方法為均值± 標(biāo)準(zhǔn)差（性別數(shù)據(jù)除外）。P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用SPSS 19.0 （IBM Corporation，Armonk，New York，USA）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用平衡評(píng)分作為首要評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用后檢驗(yàn)（Post hoc test）方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)效能計(jì)算。根據(jù)計(jì)算出的效應(yīng)大小（effect size）為1.1，兩組樣本量分別為22 和19，α水平為0.05，則計(jì)算出的統(tǒng)計(jì)效能（power）為0.93。說(shuō)明樣本量可滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

MAI 組為22 例MAI 患者，其中11 例男性、11 例女性，年齡36.0 ± 13.2 歲，身高166.7 ± 9.7 cm，體重69.4 ± 7.6 kg。C組為19名正常對(duì)照人群，其中12 例男性、7 例女性，年齡36.5 ± 6.8 歲，身高169.6 ± 7.1 cm，體重72.3 ± 9.8 kg。兩組間在年齡、身高、體重及性別構(gòu)成方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 平衡評(píng)分

所有平衡評(píng)分結(jié)果見(jiàn)表1。與C組相比較，MAI組患者在條件1、5和6當(dāng)中平衡評(píng)分明顯下降，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

表1 兩組間平衡評(píng)分結(jié)果（均值±標(biāo)準(zhǔn)差）

2.3 輸入信息系統(tǒng)分析

與C 組相比，MAI 組VEST 明顯下降，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。但兩組間SOM、VIS 和PREF的差異無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2）。

表2 感覺(jué)信息分析（均值±標(biāo)準(zhǔn)差）

2.4 策略評(píng)分

兩組間平均策略評(píng)分見(jiàn)表3。與C組相比，MAI組在SOT5條件下策略評(píng)分明顯降低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。該項(xiàng)結(jié)果表明，MAI 患者支撐地板晃動(dòng)時(shí)更傾向于采用髖關(guān)節(jié)來(lái)維持身體平衡（髖策略），發(fā)生跌倒的風(fēng)險(xiǎn)較一般人群要高。

表3 兩組間策略評(píng)分結(jié)果（均值±標(biāo)準(zhǔn)差）

3 討論

本研究最重要的發(fā)現(xiàn)是MAI 患者存在姿勢(shì)控制能力下降的問(wèn)題。更進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，MAI 患者在維持平衡的信息傳入系統(tǒng)中，視覺(jué)系統(tǒng)、前庭系統(tǒng)和軀體感覺(jué)系統(tǒng)并不均衡，利用前庭系統(tǒng)的能力明顯降低。

另外，在MAI患者中，遇到支撐地板晃動(dòng)時(shí)更加傾向于采用髖關(guān)節(jié)來(lái)維持身體平衡，跌倒的風(fēng)險(xiǎn)也顯著增加。

人體維持平衡的能力是在日?；顒?dòng)中最重要的元素之一。如果該項(xiàng)能力出現(xiàn)問(wèn)題，在地面濕滑或者不平、晃動(dòng)時(shí)發(fā)生跌倒的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)顯著增加[12]。另外一項(xiàng)研究也證實(shí)，人體維持平衡的能力下降會(huì)導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)扭傷的風(fēng)險(xiǎn)增加[13]，維持平衡的能力可作為預(yù)測(cè)踝關(guān)節(jié)是否容易發(fā)生扭傷的指標(biāo)之一[14]。

維持平衡需依靠視覺(jué)系統(tǒng)、前庭系統(tǒng)和軀體感覺(jué)系統(tǒng)提供感覺(jué)信息。對(duì)于CAI 患者，為了避免再次發(fā)生踝關(guān)節(jié)扭傷，需要這三個(gè)系統(tǒng)協(xié)同發(fā)揮作用，通過(guò)對(duì)外界信息的前饋與反饋?zhàn)饔脕?lái)維持身體平衡，這意味著外來(lái)的感覺(jué)信息必須經(jīng)過(guò)大腦將其與運(yùn)動(dòng)信息相結(jié)合，從而達(dá)到身體姿勢(shì)的平衡。也就是說(shuō)，在通過(guò)三個(gè)系統(tǒng)將感覺(jué)信息整合之后，大腦才能識(shí)別需要產(chǎn)生何種運(yùn)動(dòng)來(lái)維持肢體平衡[15]。研究證實(shí)，軀體感覺(jué)與視覺(jué)系統(tǒng)通過(guò)前庭中央通路與前庭系統(tǒng)相互整合，對(duì)步態(tài)和肢體平衡進(jìn)行控制[16]。這也意味著，只要這三條系統(tǒng)中的一條出現(xiàn)缺陷，就需要其他兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行彌補(bǔ)[17]。當(dāng)其中一個(gè)系統(tǒng)的傳入信息被阻斷，或得到錯(cuò)誤信息后，感覺(jué)整合系統(tǒng)可通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)整傳入信息的權(quán)重，從而避免錯(cuò)誤信息傳遞至大腦[18]。

在SOT 5、6 條件下，當(dāng)支撐地面和視景同時(shí)輸入錯(cuò)誤信息時(shí)，僅剩前庭系統(tǒng)作為唯一正確的信息輸入方式來(lái)傳遞信息，并進(jìn)而影響身體平衡能力的控制[19]。在本研究中，MAI 患者在SOT 的條件5 和6 當(dāng)中平衡功能評(píng)分明顯下降，進(jìn)一步的感覺(jué)整合分析也提示VEST 在MAI 患者中數(shù)值明顯降低。這些結(jié)果均提示MAI患者利用前庭系統(tǒng)來(lái)輸入信息的能力下降。

MAI患者利用前庭系統(tǒng)能力下降的具體原因尚不清楚。一個(gè)可能的原因是由于踝關(guān)節(jié)反復(fù)扭傷，或持續(xù)的疼痛和腫脹導(dǎo)致患者運(yùn)動(dòng)能力下降，這會(huì)導(dǎo)致前庭系統(tǒng)的敏感性下降。有研究顯示，前庭系統(tǒng)對(duì)低頻運(yùn)動(dòng)刺激較為敏感，經(jīng)常進(jìn)行低能量運(yùn)動(dòng)可持續(xù)對(duì)前庭系統(tǒng)進(jìn)行刺激，從而維持其敏感性在一個(gè)較高的水平[20]。另外一項(xiàng)研究顯示籃球運(yùn)動(dòng)員可同時(shí)存在前庭系統(tǒng)和本體感覺(jué)異常。該作者認(rèn)為籃球運(yùn)動(dòng)員前庭系統(tǒng)受損可能是由于反復(fù)的起跳落地導(dǎo)致腦部高能量撞擊引起[21]。Guskiewicz 等認(rèn)為運(yùn)動(dòng)員中前庭功能損傷的原因和運(yùn)動(dòng)相關(guān)性腦震蕩有關(guān)[22，23]。當(dāng)然，在本研究中，并沒(méi)有直接證據(jù)表明MAI 患者在既往的體育活動(dòng)中曾經(jīng)發(fā)生過(guò)高能量撞擊或運(yùn)動(dòng)相關(guān)性腦震蕩。

在本研究中，MAI 患者處于支撐地板晃動(dòng)的環(huán)境中更習(xí)慣采用更靠近身體重心的髖關(guān)節(jié)來(lái)維持肢體穩(wěn)定。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)與以往的研究相一致。Rios 等發(fā)現(xiàn)CAI患者踝關(guān)節(jié)周?chē)∪獾募‰娀顒?dòng)下降，而髖關(guān)節(jié)周?chē)∪獾募‰娀顒?dòng)增加，提示踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者習(xí)慣利用髖關(guān)節(jié)周?chē)募∪鈦?lái)維持其穩(wěn)定，以彌補(bǔ)踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)存在的功能缺陷[24]。Smith 等也發(fā)現(xiàn)，增強(qiáng)髖關(guān)節(jié)周?chē)募∪饬α坑欣诮档虲AI患者發(fā)生踝關(guān)節(jié)扭傷的風(fēng)險(xiǎn)[25]。結(jié)合本研究結(jié)果，我們認(rèn)為在MAI患者中，除了應(yīng)當(dāng)針對(duì)踝關(guān)節(jié)開(kāi)展功能訓(xùn)練之外，也應(yīng)當(dāng)重視髖關(guān)節(jié)周?chē)募∪饬α坑?xùn)練。

本研究還發(fā)現(xiàn)MAI患者和健康對(duì)照人群在利用軀體感覺(jué)系統(tǒng)的能力方面無(wú)明顯差異，特別是在不平的地面。這與之前的研究結(jié)果相一致[26，27]。有研究發(fā)現(xiàn)，MAI 患者較正常人平衡控制能力下降，但FAI 患者的平衡控制能力與正常人相比并無(wú)明顯差異[4]。另外，近幾年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行踝關(guān)節(jié)外側(cè)副韌帶重建術(shù)、恢復(fù)其機(jī)械穩(wěn)定性之后，MAI患者的平衡控制能力能得到恢復(fù)[5]。這些研究表明，在控制身體平衡方面，踝關(guān)節(jié)的機(jī)械穩(wěn)定性比軀體感覺(jué)傳入系統(tǒng)更加重要。有研究也發(fā)現(xiàn)，前庭功能也比軀體感覺(jué)系統(tǒng)更加重要[28，29]。此外，從測(cè)試方法上來(lái)看，由于我們所有的MAI 患者均為單側(cè)不穩(wěn)，而整個(gè)測(cè)試過(guò)程是采用雙足站立的方式來(lái)評(píng)估其穩(wěn)定性，可能該項(xiàng)測(cè)試不夠敏感，難以發(fā)現(xiàn)患者存在的軀體感覺(jué)傳入系統(tǒng)的問(wèn)題。雖然Fu等發(fā)現(xiàn)CAI患者在雙足站立時(shí)仍然存在本體感覺(jué)缺陷[21]，但是，他們的患者均是雙側(cè)踝關(guān)節(jié)扭傷的患者，與我們的研究患者并不完全一樣。

以往很少有研究評(píng)估CAI患者利用前庭系統(tǒng)的能力是否存在異常。Fu等的研究發(fā)現(xiàn)雙側(cè)踝關(guān)節(jié)扭傷的籃球運(yùn)動(dòng)員存在前庭功能異常[21]。Hilgendorf等認(rèn)為在CAI 患者中增加前庭-動(dòng)眼反射訓(xùn)練有助于改善他們的平衡功能[9]。在本研究中，由于MAI患者利用前庭系統(tǒng)的能力下降，因此我們認(rèn)為在這些MAI 病人中有必要增加額外的前庭功能訓(xùn)練，來(lái)彌補(bǔ)這些缺陷。

本研究的缺點(diǎn)是未根據(jù)損傷機(jī)制及傷前運(yùn)動(dòng)水平將MAI患者進(jìn)一步細(xì)分?；颊卟煌氖軅麢C(jī)制和運(yùn)動(dòng)水平可能會(huì)影響研究結(jié)果，因此，將來(lái)需要更進(jìn)一步的研究來(lái)進(jìn)行細(xì)致評(píng)估。另外一項(xiàng)缺陷是我們研究的樣本偏小。將來(lái)需要更大規(guī)模的研究來(lái)證實(shí)我們的研究結(jié)果。

4 結(jié)論

MAI 患者存在感覺(jué)整合功能缺陷，具體表現(xiàn)在感覺(jué)信息傳入時(shí)利用前庭系統(tǒng)的能力下降，并更加傾向于使用髖關(guān)節(jié)來(lái)維持穩(wěn)定。