功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者單腳靜立平衡能力與踝關(guān)節(jié)肌力和位置覺的關(guān)系

劉灝， 李宗濤， 蔡言偉

河北師范大學(xué)體育學(xué)院，河北石家莊市 050024

0 引言

功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)(functional ankle instability,FAI)是運(yùn)動人群常見的踝關(guān)節(jié)慢性疾病。超過50%的運(yùn)動損傷發(fā)生在下肢，而踝關(guān)節(jié)扭傷又最為常見，約占15%[1]；32%～47%的初次扭傷患者會再次扭傷并發(fā)展為FAI[2]，并繼發(fā)更高的扭傷頻率，不僅對患者的生活質(zhì)量和運(yùn)動能力造成不良影響，還會給社會醫(yī)療和經(jīng)濟(jì)資源帶來沉重負(fù)擔(dān)[3]。踝關(guān)節(jié)扭傷給個人和社會造成巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[4-5]。

姿勢控制能力下降是FAI 患者最具代表性的功能缺陷[6]。單腿平衡站立(static single-leg stance, SSLS)試驗(yàn)可以評估與FAI 相關(guān)的姿勢穩(wěn)定性[7]，也是評估靜態(tài)平衡最常用的方法[8]。單腿支撐常出現(xiàn)在日常生活和運(yùn)動中，如步行、跑步、爬樓梯等。與正常人相比，F(xiàn)AI 患者睜眼[8]和閉眼[8-9]單腿站立時，壓力中心(center of pressure, COP)晃動包絡(luò)面積較大[9-10]，到達(dá)邊界時間(time to boundary, TTB)較小[10]，站立時間較短[10]。姿勢控制缺陷使FAI 個體處于持續(xù)踝關(guān)節(jié)損傷的高風(fēng)險中[11]，使患者陷入扭傷-不穩(wěn)-再次扭傷的惡性循環(huán)，進(jìn)一步發(fā)展將會形成創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎，影響運(yùn)動表現(xiàn)，甚至喪失運(yùn)動能力[12]。肌力下降[13]、本體感覺減退[14]、神經(jīng)肌肉反應(yīng)時間延長[15]、關(guān)節(jié)活動度降低[16]、神經(jīng)肌肉控制能力改變[17]、姿勢控制能力障礙等[8]，被認(rèn)為是導(dǎo)致FAI 患者平衡功能下降的重要原因。FAI患者踝關(guān)節(jié)外翻[18-21]、內(nèi)翻[22-25]、跖屈[24,26-27]和背屈[26-27]肌力降低，踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻主動[21,28-29]和被動[28,30]位置覺、外翻主動[19]和被動[28]位置覺、跖屈主動[31]和被動[30,32]位置覺降低。但也有研究指出，F(xiàn)AI 患者內(nèi)、外翻主動和被動位置覺與健康人無顯著性差異[31,33]。

以往研究對屈、伸、內(nèi)翻和外翻踝關(guān)節(jié)力量和位置覺的結(jié)果不一，不能間接推斷影響FAI 患者單腳靜立平衡能力的關(guān)鍵能力指標(biāo)或因素。本研究明確與FAI 患者靜立平衡能力密切相關(guān)的因素，探索FAI 患者踝關(guān)節(jié)功能評價和運(yùn)動干預(yù)的關(guān)鍵指標(biāo)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2023 年3 月至5 月在河北師范大學(xué)招募FAI 患者44 例。其中男性18 例，女性26 例，年齡(20.80±1.28)歲，體質(zhì)量指數(shù)(22.15±2.72) kg/m2，坎伯蘭踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)量表評分(16.69±1.78)分。

診斷標(biāo)準(zhǔn)：國際踝關(guān)節(jié)協(xié)會提出的慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)者篩選標(biāo)準(zhǔn)[34]。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①在本研究前12個月，至少出現(xiàn)過一次嚴(yán)重程度分級Ⅱ級和Ⅲ級的嚴(yán)重踝關(guān)節(jié)扭傷[35]，并出現(xiàn)患側(cè)疼痛、腫脹等，導(dǎo)致至少1 d 無法正常活動；②本研究前1 年內(nèi)單側(cè)踝關(guān)節(jié)出現(xiàn)失控和/或扭傷和/或不穩(wěn)的感覺2 次及以上；③坎伯蘭踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)量表評分≤ 24 分[36]；④另一側(cè)踝關(guān)節(jié)未出現(xiàn)過扭傷、失控和不穩(wěn)；⑤踝關(guān)節(jié)前抽屜試驗(yàn)和距骨傾斜試驗(yàn)均陰性。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①下肢曾骨折或接受手術(shù)；②下肢其他關(guān)節(jié)和軀干存在機(jī)械性或功能性不穩(wěn)定；③下肢2周內(nèi)存在新傷、急性炎癥或紅腫，且關(guān)節(jié)活動度受限，功能性活動時疼痛；④全身性神經(jīng)肌肉系統(tǒng)失調(diào)、前庭系統(tǒng)功能異常和視覺缺損。

本研究經(jīng)河北師范大學(xué)倫理委員會審批(No.2023LLSC075)。所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 方法

測量開始前，告知所有受試者具體測量步驟和注意事項(xiàng)，并取得受試者配合。

1.2.1 等速肌力測試

采用CON-TREX?等速測力儀(德國PHYSIOMED公司)，分別測試患側(cè)踝關(guān)節(jié)跖屈、背屈、內(nèi)翻、外翻4 個方向兩種角速度(60°/s 和180°/s)的最大等速力矩。每個動作重復(fù)5次，取中間3次的平均值。

1.2.2 本體感覺測試

采用CON-TREX?等速測試儀，分別進(jìn)行患側(cè)踝關(guān)節(jié)跖屈、背屈、內(nèi)翻和外翻4 個方向的關(guān)節(jié)位置重現(xiàn)測試[37]。每個方向測3 次，計算目標(biāo)位置角度和主觀位置角度之間誤差絕對值的平均值。

1.2.3 靜立控制能力測試

采用Acquire 4 三維測力臺(美國BERTEC 公司)，在睜眼和閉眼下，進(jìn)行患側(cè)單腿靜立測試，測試時間15 s，測量COP 前后(COPy)、左右(COPx)晃動距離，以及包絡(luò)面積。測3次，取平均值。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 25.0 進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。測試數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布，采用Pearson 相關(guān)性分析。顯著性水平α= 0.05。

2 結(jié)果

2.1 姿勢控制與肌力的相關(guān)性

60°/s角速度下，踝關(guān)節(jié)跖屈、背屈、內(nèi)翻和外翻最大等速力矩與靜立控制能力測試各項(xiàng)指標(biāo)均無顯著相關(guān)性(P＞ 0.05)。見表1。

表1 60°/s角速度下踝關(guān)節(jié)最大力矩與靜立控制能力測試各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)性(n = 44)Table 1 Correlation of maximum isokinetic torques of ankle under angular speed of 60°/s to static single-leg stance indexes (n = 44)

180°/s 角速度下,外翻最大等速力矩與閉眼時COPy 呈負(fù)相關(guān)(P＜ 0.05)，與睜眼COPx 趨于負(fù)相關(guān)(P= 0.068)；踝關(guān)節(jié)跖屈、背屈和內(nèi)翻最大等速力矩與靜立控制能力測試其他指標(biāo)間均無顯著相關(guān)性(P＞0.05)。見表2。

表2 180°/s角速度下踝關(guān)節(jié)最大力矩與靜立控制能力測試各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)性(n = 44)Table 2 Correlation of maximum isokinetic torques of ankle under angular speed of 180°/s to static single-leg stance indexes (n = 44)

2.2 姿勢控制與位置覺的相關(guān)性

踝關(guān)節(jié)跖屈、背屈、內(nèi)翻和外翻的位置誤差與靜立控制能力測試各項(xiàng)指標(biāo)均無顯著相關(guān)性(P＞ 0.05)。見表3。

表3 踝關(guān)節(jié)位置角誤差與靜立控制能力測試各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)性(n = 44)Table 3 Correlation of position angle errors of ankle to static single-leg stance indexes (n = 44)

3 討論

本體感覺[38-39]和肌肉收縮發(fā)力[40]是感覺-動作通路的重要功能成分[41]，在姿勢控制中發(fā)揮重要作用[39]。踝關(guān)節(jié)神經(jīng)肌肉控制和本體感覺下降，會導(dǎo)致運(yùn)動中踝關(guān)節(jié)不能產(chǎn)生準(zhǔn)確的前饋、反饋信息和快速神經(jīng)肌肉反應(yīng)活動，以應(yīng)對未預(yù)計的身體失衡。本研究顯示，F(xiàn)AI 患者單腿靜立平衡控制能力與踝關(guān)節(jié)外翻肌力有關(guān)，與位置覺無密切關(guān)系。

Bonnin[42]提出，只有外翻肌力足夠強(qiáng)大，才能對抗踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻扭傷。Willems 等[31]也發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AI 者存在外翻肌力下降，是造成踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的主要原因之一。Cao等[43]把腓側(cè)肌力量訓(xùn)練作為FAI的主要治療方案。

本研究進(jìn)一步顯示，F(xiàn)AI 患者單腳站立靜立平衡僅與踝關(guān)節(jié)快速外翻肌力有關(guān)，與慢速外翻肌力無關(guān)。Freeman 等[44]認(rèn)為，踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性取決于踝關(guān)節(jié)對任何翻轉(zhuǎn)應(yīng)力的快速反應(yīng)和克服。保持單腿站立平衡意味著圍繞中心平衡點(diǎn)的姿勢搖擺和快速反應(yīng)控制，而不是保持完全靜止[45]。與睜眼相比，閉眼單腳站立缺少視覺信息輸入，前庭覺和本體感覺成為感覺信息重要來源，動作輸出和控制策略也發(fā)生相應(yīng)改變。在一般運(yùn)動情境中，視覺信息優(yōu)勢使用[46]，且視覺主要在維持前后方向的姿勢控制中發(fā)揮作用[47-48]，外翻肌力下降時，身體晃動控制在左右方向較弱；閉眼時，前后方向上COP 晃動更大[49]，踝關(guān)節(jié)加強(qiáng)屈伸動作以對抗晃動。在靜態(tài)和挑戰(zhàn)性較小的動態(tài)平衡條件下，有踝關(guān)節(jié)扭傷史的個體會通過COP內(nèi)移來穩(wěn)定踝關(guān)節(jié)[50]；環(huán)節(jié)受力分析表明，腓骨長肌不僅維持踝關(guān)節(jié)額狀面的穩(wěn)定[51]，而且還是將COP 從外側(cè)移動至內(nèi)側(cè)的重要主動肌[52]，脛骨前肌也發(fā)揮重要作用。

本研究顯示，F(xiàn)AI 患者靜立平衡控制能力與踝關(guān)節(jié)4 個方向上的位置覺都無密切關(guān)系。Amin 等[53]也發(fā)現(xiàn)，踝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻位置覺與單腳站立平衡無明顯相關(guān)性。踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者對不同感覺信息進(jìn)行再次權(quán)重，在睜眼活動中更多使用視覺信息代償本體感覺信息的缺失[46]；相對走、跑和跳等運(yùn)動中的動態(tài)平衡，在不受干擾的閉環(huán)環(huán)境中保持單腳靜立，尤其是閉眼單腳靜立時，人體更多依賴前庭感覺和無意識的連續(xù)肌緊張，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制和身體平衡[54]。機(jī)械刺激感受器存在于踝關(guān)節(jié)外翻相關(guān)肌肉的肌梭、肌腱中[55]，當(dāng)韌帶損傷時，由于神經(jīng)組織的抗拉強(qiáng)度低于韌帶[44]，韌帶的機(jī)械刺激感受器和傳入神經(jīng)纖維也發(fā)生損傷，引起本體感覺下降；單腳站立時，F(xiàn)AI 患者傾向于以踝關(guān)節(jié)為主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)橐泽y關(guān)節(jié)為主導(dǎo)的控制策略[56-57]。

4 結(jié)論

踝關(guān)節(jié)快速外翻肌力與FAI 患者單腳靜立平衡控制能力關(guān)系密切，可能是FAI 患者踝關(guān)節(jié)功能評價和運(yùn)動干預(yù)的重要內(nèi)容。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。