功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)者動(dòng)態(tài)平衡能力及等速肌力特征研究

趙 麗 李 翠 顧博雅 熊開宇

北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)生理教研室，北京 100084

功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)（functional ankle instability，F(xiàn)AI）是慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的一種，指踝關(guān)節(jié)局部韌帶組織的受傷，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，最終改變關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，即所謂的“足打軟”或不穩(wěn)的感覺狀態(tài)[1-3]。踝關(guān)節(jié)局部解剖特點(diǎn)決定了外側(cè)副韌帶是最容易受傷的韌帶，外踝扭傷占踝關(guān)節(jié)扭傷的80%。故以往多數(shù)研究集中于FAI的內(nèi)外翻力矩情況，較少分析跖屈背屈肌力對(duì)踝關(guān)節(jié)損傷的影響；且大多數(shù)研究的是向心肌力，較少研究慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)人群內(nèi)翻外翻肌群的離心肌力。但扭腳多發(fā)生在踝關(guān)節(jié)跖屈內(nèi)翻時(shí)，故踝關(guān)節(jié)功能的穩(wěn)定不應(yīng)忽視矢狀面踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)和平衡能力。本文檢測(cè)了FAI冠狀面、矢狀面的動(dòng)態(tài)平衡能力及不同速度及收縮模式下跖屈、背屈的等速肌力特點(diǎn)，以期為FAI的預(yù)防保護(hù)提供一定的依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

通過踝關(guān)節(jié)損傷情況調(diào)查及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)踝關(guān)節(jié)功能評(píng)價(jià)問卷（AJFAT）篩查，篩選出19例女性單側(cè)FAI組，其中，年齡（23.37±6.03）歲，身高（165.98±5.95）cm，體重（57.77±9.20）kg，體重指數(shù)（BMI）（22.09±2.53）kg/m2；匹配 19例未有 FAI的女性受試者為對(duì)照組，其中，年齡 （21.94±1.30）歲，身高（165.91±5.48）cm，體重（54.88±6.41）kg，BMI（20.06±2.12）kg/m2。FAI組篩選標(biāo)準(zhǔn)：①近2年內(nèi)單側(cè)踝關(guān)節(jié)反復(fù)扭傷2次以上，功能活動(dòng)中有踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)或失控感覺；②AJFAT分值≤26分；③無下肢手術(shù)、骨折等病史；④最后一次踝關(guān)節(jié)扭傷≥1個(gè)月；⑤另一側(cè)踝關(guān)節(jié)無不穩(wěn)主訴；⑥前抽屜試驗(yàn)、距骨傾斜試驗(yàn)陰性。

1.2 方法

1.2.1 動(dòng)態(tài)平衡測(cè)試方法 使用biodex balance system（BBS）分別對(duì)FAI組及對(duì)照組進(jìn)行姿勢(shì)穩(wěn)定性測(cè)試（postural stability）。測(cè)試分為雙足站立睜眼、閉眼測(cè)試和單腳站立睜眼測(cè)試。平臺(tái)穩(wěn)定等級(jí)8 級(jí)，檢測(cè)時(shí)間20 s，重復(fù)3次，每次間歇10 s。受試者脫鞋站立于測(cè)試臺(tái)上，雙臂懸垂于軀干兩側(cè)，雙足站立測(cè)試左足跟坐標(biāo)（F，8），右足跟坐標(biāo)（F，14），雙足內(nèi)踝相距8～10 cm、足尖分開呈30°。單足站立測(cè)試左足/右足足跟坐標(biāo)（F，11）、足跟與第 3 跖趾尖連線與矢狀面呈0°夾角。每項(xiàng)測(cè)試前受試者用1～2 min熟悉測(cè)試環(huán)境。

1.2.2 等速測(cè)試方法 嚴(yán)格按照Biodex踝關(guān)節(jié)等速測(cè)試實(shí)驗(yàn)手冊(cè)規(guī)定的方法進(jìn)行。測(cè)試前5min的準(zhǔn)備活動(dòng)包括雙側(cè)踝關(guān)節(jié)屈伸活動(dòng)和拉伸練習(xí)。測(cè)試時(shí)，受試者取坐位，尼龍帶將腰背和大腿固定，雙手自然握住兩側(cè)把手，將踝關(guān)節(jié)綁在腳踏板上，松緊適宜，踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)中心與等速測(cè)試儀器的轉(zhuǎn)軸保持在一條直線上，在測(cè)試前進(jìn)行重力補(bǔ)償。正式測(cè)試前在測(cè)試角速度下以亞極限強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)3次，熟悉掌握整個(gè)測(cè)試過程。測(cè)試期間受試者踝關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍統(tǒng)一限定在-10°～30°之間。 測(cè)試速度為 60°/s和 180°/s，60°/s測(cè)試時(shí)重復(fù)次數(shù)為5次，180°/s測(cè)試時(shí)重復(fù)次數(shù)為20次。

1.3 觀察指標(biāo)

1.3.1 姿勢(shì)穩(wěn)定性測(cè)試指標(biāo) 總體穩(wěn)定指數(shù)（SI）、前后穩(wěn)定指數(shù)（APSI）、左右穩(wěn)定指數(shù)（MLSI）。分別代表站立時(shí)總體及在矢狀面、額狀面上的平均擺動(dòng)角度（擺幅），指數(shù)越小，穩(wěn)定性越好。

1.3.2 等速測(cè)試指標(biāo) 相對(duì)峰值力矩（RPT）、背屈與跖屈峰值力矩比值 （peak torque of dorsiflexion/peak torque of plantarfiexion，PTD/PTP）、兩側(cè)同名肌群肌力差值比。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)量資料數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)或單因素方差分析；睜眼、閉眼姿勢(shì)穩(wěn)定測(cè)試結(jié)果采用配對(duì)t檢驗(yàn)。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 動(dòng)態(tài)平衡測(cè)試結(jié)果

雙腳站立FAI組睜眼、閉眼測(cè)試的各指標(biāo)雖均大于對(duì)照組，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；兩組受試者在睜眼時(shí)各指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于閉眼時(shí)各指標(biāo)（表1）。而單腳站立睜眼對(duì)照組優(yōu)勢(shì)側(cè)和非優(yōu)勢(shì)側(cè)姿勢(shì)穩(wěn)定性測(cè)試各指標(biāo)無差異，故文中對(duì)FAI組的姿勢(shì)穩(wěn)定測(cè)試中只分析健側(cè)和患側(cè)，而不再區(qū)分健側(cè)和患側(cè)中的優(yōu)勢(shì)側(cè)、非優(yōu)勢(shì)側(cè)。對(duì)照組選用優(yōu)勢(shì)側(cè)和非優(yōu)勢(shì)側(cè)的平均值。

結(jié)果提示：FAI組患側(cè) SI、APSI、MLSI平均數(shù)均大于其健側(cè)及對(duì)照組， 其中以SI、APSI的差異明顯 （SI：F=6.37；APSI：F=5.92，P＜0.05）， 表明FAI患側(cè)整體及矢狀面的的姿勢(shì)控制能力弱于健側(cè)和正常對(duì)照組。FAI組健側(cè)各指標(biāo)大于對(duì)照組的平均值，且以 SI、APSI的差異明顯（SI：F=10.68；APSI：F=9.75，P＜0.01）， 即FAI組健側(cè)總體姿勢(shì)控制能力和矢狀面姿勢(shì)控制能力仍較正常人低。見圖1。

表1 兩組雙腳站立姿勢(shì)穩(wěn)定性測(cè)試各指標(biāo)比較（±s）

表1 兩組雙腳站立姿勢(shì)穩(wěn)定性測(cè)試各指標(biāo)比較（±s）

注：與同組內(nèi)閉眼比較，▲▲P＜0.01

組別 SI APSI MLSI FAI組（n=19）睜眼閉眼對(duì)照組（n=19）睜眼閉眼0.63±0.28 2.91±1.45▲▲0.47±0.28 1.96±0.98▲▲0.31±0.12 1.70±1.10▲▲0.59±0.22 2.08±1.53▲▲0.41±0.151.48±1.15▲▲0.32±0.151.17±0.90▲▲

2.2 等速肌力測(cè)試結(jié)果

2.2.1 相對(duì)峰值力矩 FAI組健側(cè)跖屈和背屈肌群肌力與對(duì)照組及FAI組患側(cè)背屈肌群肌力與健側(cè)、對(duì)照組相比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但FAI組患側(cè)跖屈肌群肌力在低速測(cè)試環(huán)境向心肌力差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而離心肌力差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=4.74，P＜0.05）；在高速測(cè)試環(huán)境向心、離心肌力差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （向心：F=5.20；離心：F=6.61，均P＜0.05）。且隨測(cè)試速度增加，各組跖屈和背屈肌群向心模式下RPT減小，但離心模式下RPT增加是其共同特征（圖2、3）。

2.2.2 背屈/跖屈峰值力矩比值 背屈/跖屈峰值力矩比值是衡量踝關(guān)節(jié)主動(dòng)肌群和拮抗肌群力量是否協(xié)調(diào)的重要指標(biāo)。背屈/跖屈峰值力矩比值在FAI組健側(cè)、患側(cè)之間以及對(duì)照組之間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2.3 兩側(cè)同名肌群峰值力矩差值比 兩側(cè)同名肌群峰值力矩差值比計(jì)算方法為：（健側(cè)峰值力矩-患側(cè)峰值力矩）/健側(cè)峰值力矩，是衡量?jī)蓚?cè)肢體同名肌群力量是否平衡的重要指標(biāo)。FAI組背屈肌群向心、離心峰值力矩差值比均小于10%；而跖屈肌群在不同速度下均大于10%，尤其在高速測(cè)試環(huán)境下差值比更大，說明FAI組患側(cè)跖屈肌群的高速工作能力在一定程度上受到限制（圖2、3）。

3 討論

踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的維持包括肌肉力量、機(jī)械穩(wěn)定性和本體感覺等多因素的參與?，F(xiàn)有的研究認(rèn)為FAI的發(fā)生與韌帶損傷、踝關(guān)節(jié)肌力不足，肌肉反應(yīng)時(shí)間延遲，踝關(guān)節(jié)本體感覺降低等因素有關(guān)[4]。而運(yùn)動(dòng)控制過程需要視覺、肌肉和關(guān)節(jié)的本體感受器連續(xù)整合感覺并傳入信息，同時(shí)感受器還感受運(yùn)動(dòng)中樞前饋、反饋調(diào)節(jié)的信息[5]。

本研究雙腳姿勢(shì)穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果表明兩組受試者在閉眼和睜眼時(shí)平衡能力有差異，是視覺在維持人體姿勢(shì)平衡時(shí)重要作用的體現(xiàn)。當(dāng)阻斷視覺反饋時(shí)，平衡控制主要依賴于軀體感覺為主。踝關(guān)節(jié)損傷可導(dǎo)致本體感覺障礙，損傷越嚴(yán)重，本體感覺下降越明顯[6]。本研究結(jié)果FAI組閉眼時(shí)平衡能力低于正常組，與前人研究結(jié)果一致，提示踝關(guān)節(jié)損傷使本體感受器敏感性下降，從而感覺運(yùn)動(dòng)中樞無法快速精確感知踝關(guān)節(jié)的空間位置、運(yùn)動(dòng)和肌力變化，使動(dòng)態(tài)平衡能力調(diào)節(jié)下降。FAI組除整體穩(wěn)定能力較差外，還存在一定程度的矢狀面本體感覺缺陷，故運(yùn)動(dòng)位置覺下降[7]、運(yùn)動(dòng)力覺障礙。而針對(duì)目前爭(zhēng)議較大的左右方向穩(wěn)定指數(shù)的變化，即患者是否存在冠狀面主動(dòng)和被動(dòng)踝運(yùn)動(dòng)覺下降[8-9]，本文結(jié)果顯示左右方向姿勢(shì)穩(wěn)定控制與對(duì)照組沒有明顯差異。有學(xué)者認(rèn)為是由于BBS測(cè)得MLSI指標(biāo)的敏感度較低，但大多數(shù)研究結(jié)果都證實(shí)BBS各指標(biāo)具有有效性和可行性[10-11]。

本研究結(jié)果還提示FAI患者不僅患側(cè)動(dòng)態(tài)平衡能力顯著性下降，且健側(cè)動(dòng)態(tài)平衡能力也有一定程度下降。與王坤[12]研究結(jié)論一致，認(rèn)為可能是踝關(guān)節(jié)損傷后神經(jīng)肌肉控制機(jī)制發(fā)生改變使兩側(cè)平衡能力都發(fā)生了改變[13]。

功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的肌力不足觀點(diǎn)認(rèn)為由于腓骨肌肌力不足，導(dǎo)致機(jī)體動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性受限而發(fā)生FAI[4]。在本觀點(diǎn)下的研究結(jié)果也眾說紛紜，一些研究者認(rèn)為FAI外翻的向心和離心肌力均不足，導(dǎo)致內(nèi)翻控制能力的降低，腓骨肌不能及時(shí)糾正內(nèi)翻動(dòng)作恢復(fù)至中立位，使損傷發(fā)生。而另一些研究結(jié)果卻提示無論何種收縮形式或收縮速度，均不存在外翻肌力不足，而是內(nèi)翻離心肌力有明顯的不足，外翻肌群肌力卻無明顯差異。目前僅有少數(shù)的研究探討功能性不穩(wěn)踝關(guān)節(jié)的跖屈和背屈力矩[14]情況，因研究方法不一致等原因，其研究結(jié)果缺乏一致性。本研究采用60°/s和180°/s的等速向心、離心測(cè)試方法，顯示FAI組患側(cè)相對(duì)跖屈肌力較對(duì)照組及FAI組的健側(cè)肌力均低，尤其離心肌力降低明顯。本結(jié)果與Fox等[14]采用90°/s的等速離心測(cè)試發(fā)現(xiàn)的FAI者其患側(cè)跖屈力矩較健側(cè)下降的結(jié)果相一致。提示跖屈離心肌力降低對(duì)FAI的形成具有重要作用。造成這一現(xiàn)象的可能原因?yàn)轷钻P(guān)節(jié)扭傷前小腿三頭肌或肌腱韌帶受到損傷[13,15]；或初次損傷后產(chǎn)生關(guān)節(jié)源性抑制（arthrogenic muscle inhibition，AMI），即反射性抑制在一定程度上造成肌萎縮，運(yùn)動(dòng)單位募集減少，導(dǎo)致跖屈肌力的下降[14]。

此外，本研究還提示隨著測(cè)試角速度的增大，跖屈或背屈向心模式下RPT減小，但離心模式下RPT增加。這可能與向心、離心收縮機(jī)制不同相關(guān)[15]：在低速向心收縮則主要由慢肌纖維完成，高速向心收縮時(shí)，較多的快肌纖維參與產(chǎn)生較大的峰值力矩；在高速離心收縮時(shí)，其肌電活動(dòng)仍保持在一個(gè)較低水平，表明離心收縮肌力的增大源于彈性組織的牽伸而不是收縮單位肌電活動(dòng)的增加，即高速離心收縮進(jìn)一步選擇性地改善肌腱等結(jié)締組織的張力，從而使力矩值增大。一般認(rèn)為當(dāng)兩側(cè)同名肌群峰值力矩差值比大于10%時(shí)易造成弱側(cè)肢體的損傷[15]。本研究結(jié)果顯示FAI組患側(cè)隨著測(cè)試角速度增加，其跖屈肌群離心RPT增加較少，提示FAI組患側(cè)跖屈肌群的彈性組織可能受到一定程度的損傷。

終上所述，功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者單腳站立時(shí)健側(cè)和患側(cè)都存在動(dòng)態(tài)平衡能力下降，其矢狀面姿勢(shì)控制能力降低；其跖屈肌群高速工作能力較差，高速離心力量與低速離心力量的差值越大，跖屈肌群的彈性組織損傷的可能性越大，建議在預(yù)防及治療FAI時(shí)加強(qiáng)肌腱等結(jié)締組織的張力練習(xí)具有一定意義。

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