慢性踝關節不穩患者的髖關節功能研究進展

踝關節是肌肉骨骼損傷中最常見的部位，踝關節扭傷占到75%[1]，其扭傷機制中70%～80%為內翻跖屈型[2]，即外側踝關節扭傷(Lateral Ankle Sprain，LAS)。在美國，每年有2百萬人發生LAS[3]。約40%的LAS患者會經歷反復踝關節扭傷[4]，殘留有不穩感，并有自我報告功能下降[5]，最后發展為慢性踝關節不穩(Chronic Ankle Instability，CAI)。CAI包括機械性踝關節不穩和功能性踝關節不穩。機械性踝關節不穩是指踝關節非生理性過度松弛，可能是由于踝關節周圍韌帶組織的結構改變、運動學受損、滑膜改變或關節退化性疾病造成[6]。功能性踝關節不穩指在日常生活或運動中主觀感知性不穩，患者會有踝關節“打軟腿”和不穩感。CAI的改變并不局限于踝關節，反復的踝關節扭傷也會伴隨下肢其他關節的功能改變[7-8]。在維持平衡時，人體主要利用踝策略，髖策略和跨步策略，不穩定的情況下，若踝策略不足以維持平衡，人體會再利用髖策略保證身體穩定。所以在外側踝關節扭傷后，髖關節可能作為補償策略來維持平衡，使CAI患者正常完成各種功能性活動[9]。而且，單純的踝關節康復訓練，仍會有部分問題遺留[10-11]。正確認識CAI患者的髖關節功能改變，對完善CAI患者的康復策略顯然有著重要的意義。本文綜述了近幾年有關CAI患者的髖關節功能研究，以期為CAI患者的康復方案提供新的思路與證據。

1 CAI患者中的髖踝關系

髖、膝、踝關節是一個整體的下肢動力鏈，遠端的踝關節損傷可能會導致近端的膝、髖關節功能下降，近端關節功能障礙也可能會使遠端關節受傷風險增加，這樣的一個循環機制可能是踝關節反復扭傷的原因。目前研究逐漸關注下肢的生物力學功能和近端關節在下肢損傷發展中的作用[12-14]。有研究認為下肢有足踝、脛骨、股骨和髖的耦合機制，如足部旋前時會伴隨著脛骨及股骨的內旋。若足部過度旋前，會影響到耦合機制，進而可能導致近端關節損傷，包括髕股疼痛綜合征、前交叉韌帶損傷等[15]。最近一項前瞻性研究已經證實近端功能障礙與下肢受傷風險之間有強關聯性[16-17]。近端肌肉無力和運動控制改變同樣影響著下肢損傷的發展。

多項研究證明慢性踝關節不穩的患者有髖部力量下降，髖部肌肉激活改變和功能運動模式變化[18-20]。神經生理學和神經影像學的研究表明外周關節損傷后會發生皮質和脊髓水平的中樞神經系統(Central Nervous System，CNS)重組[21]，Hubbardturner等[22]也做出假設: 髖部的神經肌肉改變可能由于踝關節損傷導致CNS發生適應性改變，影響到中央控制的運動控制，進而表現為損傷側下肢近端關節的神經肌肉障礙。如果髖部肌肉控制差，當足部接觸地面時，由于近端到遠端控制關系會影響踝關節復合體，導致足部位置不正確，易發踝關節扭傷[23-24]。良好的髖關節控制，尤其是臀大肌和臀中肌，為膝、踝、足的功能發揮起到重要的保障，從而在日常功能活動任務中維持矢狀面和額狀面的穩定，有效對抗外界干擾，預防損傷。Hass 等[25]的研究認為，治療師應給與CAI患者一個總體的或中心的治療方案，而不僅僅是將其作為一個局部或周圍的損傷。

2 CAI患者的髖部肌力

先前研究報道CAI患者的踝關節外翻、內翻等的力量都有明顯降低[26]，但是在動態任務中，髖部作用比例逐漸增加。研究表明踝關節扭傷經常發生在空載到負載的轉換階段，此時的踝關節相對不穩定，主要通過肌肉離心收縮實現身體質心減速和減震[27]。正常人在單腿跳躍著陸任務中會誘導疲勞，減震時會發生近端、遠端肌肉工作的重新分配[28]。研究認為肌肉工作的重新分配是一個補償性措施，增加對髖部肌肉的依賴，在踝關節工作減少時，吸收撞擊力量，降低損傷風險。在De等[29]的一項前瞻性病例對照研究中，發現足球運動員的髖部肌肉力量，尤其是后側運動鏈的髖部肌肉力量減弱，是外側踝關節扭傷反復發生的危險因素。所以髖部力量下降，可能會導致踝關節扭傷，而下肢損傷的發生，也可能會使髖部力量下降。

研究發現CAI患者不僅有髖部力量下降，而且髖部力量與動態姿勢控制、靜態姿勢控制、動態穩定等也有一定聯系。Friel等[30]發現踝關節內翻扭傷后，同側髖關節外展肌力比健側明顯下降。對比LAS Coper(初次扭傷后沒有發展為CAI)和正常人，CAI患者的等長髖部外展、外旋肌力下降，星形偏移平衡測試(Star Excursion Balance Test，SEBT)前向伸展距離顯著減小[18]；而且CAI患者的外旋和外展的肌力分別與SEBT后內向伸展距離和SEBT后外向伸展距離有25%的相關性[18]。髖部力量與CAI的靜態姿勢控制關系的研究較少。研究表明，CAI患者會出現靜態姿勢控制能力減弱，而髖部力量訓練后，靜態姿勢控制會有顯著改善[31]。穩定時間是測量動態穩定的一種方法，指單腿著陸時減少前后向和內外向地面作用力所需要的時間。動態功能任務后到達穩定需要的時間延長，表明動態穩定受損。McCann等[32]在研究CAI患者、LAS coper 和正常人的單腿著陸后的穩定時間與髖部力量的關系時，測得CAI患者髖部伸展、外旋肌力顯著下降。研究發現LAS Coper的等長髖部力量與動態穩定有21%的相關性，認為LAS Coper可能采用了髖部穩定策略，而此相關性在CAI患者中較小，可能因為髖部力量不足，限制了使用穩定下肢的代償性策略[32]。

3 CAI患者的髖部神經肌肉控制

多項研究表明CAI患者在不同功能任務下(如走、跑、跳等)的神經肌肉改變不僅僅發生在踝關節周圍肌肉，也發生在下肢其他關節，如髖部肌肉的肌電活動改變，肌肉激活延遲，在稍復雜性動作中肌肉激活模式變異性降低等。

Feger 等[33]測得在4個功能運動中，包括弓步、側跳、單腿閉眼站立和SEBT，CAI患者較正常人的遠端肌肉和近端肌肉肌電活動顯著下降。在旋轉蹲時，CAI患者最大偏移時臀大肌激活較正常人顯著下降[34]。這些功能性任務中髖部肌肉激活的下降可能是因為此研究納入的受試者的髖部肌肉力量或激活能力在踝關節扭傷前就有降低，導致CAI患者無法和正常人一樣激活髖部肌肉進行代償。在雙腿站到單腿站轉移過程中，正常人在轉移前肌肉已發生激活，而CAI患者在轉移后才發生肌肉激活，臀中肌激活明顯延遲，且CAI患者在閉眼和睜眼下的肌肉激活模式變化性較正常人少[35]。這可能是由于正常人啟動了前饋機制，而CAI組前饋機制不定。有研究表明，在踝關節突然內翻時，外翻肌群等激活產生保護，防止內翻損傷；說明前饋對于損傷預防可能是重要的決定因素，CAI患者可能缺少這些前饋機制來充分應對平衡擾動，因而導致損傷風險增加。

在行走任務中，Feger等[8]發現CAI患者在跑步機上以4.8 km/h速度行走時踝、膝、髖有提早激活，而且在行走中的站立期后50%和擺動早期前25%臀中肌活動增加[36]，可能是由于當踝關節處于不穩定狀態時，近端適應性變化來幫助穩定患腿。但Koshino等[20]研究CAI患者與正常人在行走時側切和普通行走時的肌電活動時，發現兩組在普通行走中沒有顯著差異的肌肉活動。可能是因為跑步機上行走比普通地面上行走更能調動髖部肌肉激活，導致研究結果有差異。

研究表明CAI患者在某些功能任務中髖部肌肉激活增加，可能是因為踝扭傷后，踝策略丟失，進而采用髖部補償策略來維持穩定[36]。但也有研究表明在一些功能任務中，CAI患者髖部肌肉激活是下降的，可能是因為在踝關節扭傷前就有髖部神經肌肉控制能力等的下降，不足以完成補償[33-35]。若神經肌肉控制無效，可能不能很好適應不同的擾動，導致動作障礙，再進一步造成損傷。對CAI患者進行髖部神經肌肉控制訓練，這可能對預防踝關節再次扭傷和提高日常生活功能有重要作用。

4 CAI患者的髖策略

運動活動中下肢肌肉提供踝、膝和髖的動態關節穩定[37-38]。在執行單腿落地跳和側切任務時等，觀察到CAI患者異常的髖關節運動學[20, 39]。

CAI患者在運動中會利用髖策略進行補償，維持動態穩定。跳躍動作包括著陸階段和跳躍階段。對比正常人，在著陸的離心階段，CAI患者踝、膝吸收動能較少，并由髖關節吸收更多動能來補償；CAI患者跖屈和屈膝力矩降低，伸髖力矩增加[40]。在跳躍和著陸階段，CAI患者改變了下肢動力學模式，重新分配從遠端到近端關節力學工作和能量吸收[7]。最初踝關節扭傷6月后，CAI患者在單腿跳躍著陸中也有用到髖策略[41]。這個改變的策略持續到達傷后6個月[41]。

不同功能性任務中，CAI患者的髖關節活動度對比正常人都有明顯變化。側切活動的早期站立階段，髖關節屈曲角度比正常人顯著增加[20]。在跳躍急停中髖部屈曲和外旋增加[9]。Brown等[9]認為CAI患者的踝關節功能下降和關節松弛限制感覺運動系統，導致該任務的髖關節運動學改變，使踝策略轉變為髖策略來完成功能任務。在靜態單腿站立和行走中，CAI患者的也有發生髖踝協調變化[19, 42]。靜態單腿站立時，CAI患者的髖踝協調增加，可能是采用了以髖為優勢的耦合策略[42]。在行走中的雙腳支撐階段，髖關節內收角度增加[19]。Yen等[19]認為閉鏈髖內收的增加(骨盆的傾斜)會使質心朝向足部的外側緣，使踝關節發生內翻，增加損傷風險，說明強化髖部外展肌肉力量，控制髖內收，對于恢復CAI患者步態，預防踝關節扭傷有重要作用。這也進一步證實了髖部肌肉力量訓練對于步態的重要性。可能髖關節的外旋、屈曲和外展活動度增加，或者力量增加，使CAI患者的平衡策略轉為髖策略有重要作用。

5 CAI患者的髖部運動訓練方法

對于CAI患者的康復治療，目前研究主要是踝關節周圍肌群的力量訓練和本體感覺訓練[43-45]，但對于CAI患者的功能改善仍不太理想。最近多項研究證明踝關節扭傷患者的髖部改變，強化髖部肌肉尤其是臀大肌及臀中肌的力量訓練、步態訓練及功能訓練等，對于CAI患者康復效果可能會更佳[46-47]。

研究中對CAI患者的髖部肌肉力量訓練方式主要為漸進抗阻或者等速訓練。Smith等[31]利用不同顏色彈力帶對CAI患者進行4周髖部外展、外旋肌群訓練，發現對比沒有進行訓練的CAI患者，訓練組的髖關節外展、外旋肌力增加，3個方向的SEBT改善，BESS得分減少，足踝能力測試 (the Foot and Ankle Ability Measure，FAAM)運動得分增加。而駱麗等[46]利用Biodex System-4 型等速肌力測試訓練系統對一組CAI患者進行常規踝關節康復訓練，另一組CAI患者額外增加髖部肌肉力量訓練，對比治療前和常規訓練，6周后髖周肌群訓練組的髖關節外展和后伸肌峰力矩顯著提高，單腳站于Biodex Balance System的姿勢穩定性測試中，平均擺動幅度減少，SEBT中伸展距離增加，坎伯蘭踝關節不穩問卷(Cumberland Ankle Instability Tool，CAIT)中分數明顯。不論是單純進行髖部力量訓練還是結合踝關節訓練，都不僅僅增加肌肉力量，還可以改善CAI患者的靜態和動態姿勢控制，提高自我報告功能。

在步態訓練方面，CAI患者在行走中的運動學和動力學發生改變，可能步態訓練也是CAI患者康復中重要部分。對比正常人，發現CAI患者在跑步機上行走時在站立期后50%和擺動早期前25%臀中肌活動增加[36]。Feger等[47]應用新型步態裝置，利用彈力帶給予內側拉力，針對臀中肌、腓骨長肌進行步態訓練，明顯改善了CAI患者的步態模式—腳趾離地時站立期10%中COP位置向內側轉移，站立期的71-100% 階段臀中肌活動相應減少。而且FAAM運動得分有顯著增加[47]，說明恢復正常步態模式對CAI患者的康復是重要的。這兩塊肌肉在維持髖關節和踝關節在額狀的面姿勢穩定起到了重要作用。對臀中肌和腓骨長肌進行力量訓練對改善步態可能有重要作用，但單一的髖周肌群力量訓練對步態的改善情況尚不明確。

除了力量和步態訓練，功能訓練方式也對CAI患者有一定影響。研究認為SEBT可作為功能性鍛煉[48]，對于恢復CAI患者的姿勢控制等有較大幫助。在先前研究中旋轉蹲和旋轉弓步時髖部肌肉的肌電活動改變明顯[34]，Kosik等[49]考慮用這兩種方式進行CAI患者的康復訓練：4周踝關節或者踝關節結合髖關節訓練，不論有無髖部訓練，都改善了患者的主觀和客觀功能。額外的針對髖部肌肉的旋轉蹲和旋轉弓步訓練，相比于單獨的常規康復計劃，并沒有很大程度的改善CAI患者的功能[49]。可能是這兩個訓練方式沒有足夠刺激到神經肌肉系統，恢復近端關節激活模式[35]。

對CAI患者采取的單純力量訓練、步態訓練、功能性訓練或綜合性康復訓練，哪種方式更助于改善CAI患者功能以及預防再次損傷，仍然沒有定論。但是先前研究支持多模態方法的使用，提倡基于障礙康復模型來治療CAI患者[48]，對于CAI患者的康復效果會更加良好。

6 總結與展望

綜上所述，CAI患者的髖關節會發生一系列功能性變化，包括CAI患者的髖部外展外旋肌力下降、神經肌肉控制減弱以及運動機能學改變等。提示在CAI的康復中加入髖部訓練可能對患者癥狀改善有幫助。已有研究證明髖部力量訓練可以明顯改善CAI患者的力量、姿勢控制和自我報告穩定性評分。但髖部神經肌肉控制訓練少有研究，可能該訓練較肌力訓練更有助于改善CAI患者的功能。未來可進一步探究髖部神經肌肉控制訓練與髖部力量訓練的效果差異。除了目前研究的一些髖部變化，未來也可進一步研究CAI患者的髖部本體感覺、關節活動度等的情況，可能對CAI患者的康復也有重要作用。因此未來要重視在CAI患者的康復計劃中的髖部訓練，可能有助于加速患者的康復，預防踝關節再次扭傷。