振動訓練干預(yù)功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的表面肌電研究

□ 劉淳瓏 張曉亞 高頎（北京體育大學運動醫(yī)學與康復(fù)學院 北京 100084）

1、前言

踝關(guān)節(jié)扭傷的發(fā)生率很高，為參加各種類型活動的人群帶來了很大風險。除了損傷后出現(xiàn)的疼痛、腫脹、活動受限等，踝關(guān)節(jié)扭傷還與社會經(jīng)濟成本息息相關(guān)。如果缺乏有效的康復(fù)治療，較高比例的人群容易出現(xiàn)踝關(guān)節(jié)反復(fù)扭傷，發(fā)展成為慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)（CAI）。CAI可以進一步分為兩大類，即功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)（FAI）和結(jié)構(gòu)性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)（MAI）。FAI的概念由Freeman于上世紀六十年代最早提出，定義為踝關(guān)節(jié)表現(xiàn)出感覺失穩(wěn)而非生物力學上的不穩(wěn)，繼而出現(xiàn)踝關(guān)節(jié)反復(fù)扭傷。FAI患者的踝關(guān)節(jié)活動范圍在生理活動范圍之內(nèi)，但是超過了自身能夠控制的范圍。運動員發(fā)生腳踝扭傷后，多數(shù)容易發(fā)展出現(xiàn)FAI，普通人群扭傷后也有40%左右的人群可能發(fā)展成為FAI，表現(xiàn)出踝關(guān)節(jié)本體感覺下降、力量下降、腓骨肌激活延遲等情況。FAI會造成患者運動能力下降，生活水平降低，同時給國家健康醫(yī)療帶來許多經(jīng)濟上的負擔。因此，本研究試圖探索更加有效治療FAI的康復(fù)訓練方法。

全身振動訓練是近十年來研究較多的一種訓練方法，具有刺激本體感受器，進而能夠刺激神經(jīng)激活，募集更多運動單元，達到提高患者的神經(jīng)肌肉控制能力和肌肉力量的效果，這與FAI的產(chǎn)生原因和治療理念想契合。國外研究顯示這種方法有效提高了受試者的健康狀況和身體素質(zhì)，同時解釋了振動訓練與平衡能力、肌肉耐力具有顯著相關(guān)性。國內(nèi)研究顯示，振動訓練配合抗阻力量訓練，對于提高爆發(fā)力和最大肌肉力量具有顯著效果。所以，本研究假設(shè)振動訓練對于FAI患者的整體能力和康復(fù)具有有益效果。

2、研究方法

2.1、研究對象

研究小組選擇北京體育大學學生參加課題研究，納入標準如下：（1）年齡≥18歲；（2）扭傷時出現(xiàn)炎癥反應(yīng)，至少 1天行走不便；（3）第一次扭傷距今一年以上，最近一次受傷距今3個月以上；（4）出現(xiàn)反復(fù)扭傷、感覺不穩(wěn)等情況；（5）踝關(guān)節(jié)功能評價量表（AFJAT）得分≤26分。剔除標準如下：（1）雙側(cè)踝關(guān)節(jié)均有不穩(wěn)情況出現(xiàn)；（2）存在結(jié)構(gòu)性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)；（3）下肢有骨折病史；（4）下肢接受過手術(shù)。

我們納入40名受試者進行研究，將其隨機分為全身振動訓練組（Whole Body Vibration， WBV）20人，對照組 20人。在課題成員帶領(lǐng)下完成6周干預(yù)訓練，將完成率≥75%的受試者測試結(jié)果納入結(jié)果分析。最終，WBV組19名受試者和對照組15名受試者納入結(jié)果分析。

2.2、FAI評定測試指標

（1）主觀評價指標。

本研究選擇采用AFJAT作為主觀評價指標。這是一份包含12道問題的自我評價問卷，要求患者根據(jù)描述選擇最符合自己踝關(guān)節(jié)情況的選項，每個選項都對應(yīng)著0-4分的分值，該問卷的最高得分為48分。研究顯示，AJFAT具有很高的重測信度，F(xiàn)AI患者得分通常小于23分。

（2）客觀評價指標。

本研究采用芬蘭產(chǎn)品ME6000 T16系統(tǒng)進行表面肌電信號的采集，并使用MegaWin軟件對采集的肌電信號進行處理分析。我們收集了受試者靜息坐位和站位下腓腸肌外側(cè)頭、腓骨長肌和脛骨前肌的表面肌電信號，然后通過在模擬內(nèi)翻動作（圖1）進行測試。

圖1 表面肌電電極片貼放與模擬內(nèi)翻動作

2.3、訓練干預(yù)計劃

康復(fù)訓練干預(yù)方案分為WBV組與對照組。我們采用相同的熱身、訓練和放松動作，唯一差別就是WBV組受試者在振動訓練儀上，對照組在平地上進行康復(fù)訓練。訓練動作包括單腿站立、單腳提踵、單腿下蹲以及單腿硬拉四個動作，每個動作2組，組間休息與訓練時間是1：1。振動訓練從30Hz開始，每2周進行一次15Hz的頻率遞增。受試者需要完成為期6周，每周2次的康復(fù)訓練。

2.4、結(jié)果分析

研究人員使用MegaWin肌電信號處理軟件，對踝關(guān)節(jié)周圍肌肉表面肌電的原始信號進行全波整流以及RMS柔化處理，將內(nèi)翻模擬板下落到肌肉激活的時間定義為肌肉反應(yīng)時。使用SPSS22.0進行數(shù)據(jù)處理，統(tǒng)計結(jié)果以平均數(shù)±標準差的形式進行表示，P＜0.05表示統(tǒng)計學意義上的顯著性差異。

3、研究結(jié)果

3.1、AJFAT 得分

經(jīng)過為期六周的康復(fù)訓練干預(yù)，WBV組與對照組受試者在AJFAT得分方面都有顯著提高（P＜0.05），但是兩組得分之間的對比在訓練前后都沒有顯著性差異（P＞0.05）。統(tǒng)計結(jié)果見表1。

表1 訓練前后AJFAT得分變化情況

3.2、肌肉反應(yīng)時

經(jīng)過為期六周的康復(fù)訓練干預(yù)，WBV組與對照組受試者的腓骨長肌反應(yīng)時都顯著性縮短（P＜0.05），這表明經(jīng)過訓練后，患者即使腳踝出現(xiàn)內(nèi)翻動作，腓骨長肌也能提早被激活，限制踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻動作，預(yù)防損傷的發(fā)生。統(tǒng)計顯示，在訓練前，WBV組與對照組在腓骨長肌反應(yīng)時方面不存在顯著差異（P＞0.05），但是在訓練后，WBV組與對照組在腓骨長肌反應(yīng)時方面存在顯著性差異（P＜0.05），即干預(yù)后WBV組的腓骨長肌反應(yīng)時更短，康復(fù)訓練效果更好。

表2 訓練前后腓骨長肌反應(yīng)時變化情況

4、分析與討論

本研究設(shè)計之初選擇了三塊肌肉進行表面肌電測試，但是采集數(shù)據(jù)時候發(fā)現(xiàn)腓腸肌外側(cè)頭與脛骨前肌的肌電信號在大部分受試者身上無法獲取，可能原因如下：踝關(guān)節(jié)進行靜態(tài)站姿內(nèi)翻動作時主要是腓骨長肌起到限制腳踝內(nèi)翻的作用，腓腸肌外側(cè)頭和脛骨前肌的相對作用較小，肌電信號很弱。最終我們只能采集腓骨長肌的表明肌電信號進行分析。

前人的多數(shù)研究認為，F(xiàn)AI患者的腓骨長肌反應(yīng)時相較于健康人群來說會存在明顯延長，因此通過康復(fù)訓練我們使得其激活時間顯著提高，這將是預(yù)防踝關(guān)節(jié)扭傷的關(guān)鍵因素。在本研究中，WBV組與傳統(tǒng)訓練組都可以顯著縮短腓骨長肌的激活時間，使其提前進入工作狀態(tài)限制踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻動作，與以往研究結(jié)果保持一致。此外，我們還發(fā)現(xiàn)WBV組相對于傳統(tǒng)訓練組，能夠使得腓骨長肌的激活時間顯著縮短，康復(fù)效果更加顯著，能夠更加有效預(yù)防踝關(guān)節(jié)扭傷。

但是本研究設(shè)計也存在一定不足，由于場地和器材限制，我們僅讓受試者在靜態(tài)站立下模擬內(nèi)翻動作，這和日常生活中踝關(guān)節(jié)扭傷的內(nèi)翻動作還是存在一定差異，因為關(guān)節(jié)靜態(tài)壓力和動態(tài)壓力存在顯著差別，實際扭傷也大多數(shù)在不平坦地面、上下樓梯等動態(tài)動作中發(fā)生，不穩(wěn)定的情況也更容易出現(xiàn)。動態(tài)狀態(tài)下的肌肉動員和神經(jīng)控制能力與靜態(tài)相比仍存在一定差異，后期需要對此進行進一步研究。

5、結(jié)論

為期六周的全身振動訓練和傳統(tǒng)訓練都能夠?qū)蝹?cè)FAI患者的整體功能進行有效改善，表現(xiàn)在AJFAT得分得分顯著提高和腓骨長肌激活時間提前。振動訓練在腓骨長肌激活時間方面效果更好，能夠更有效預(yù)防踝關(guān)節(jié)扭傷。