踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定程度差異對側(cè)跳落地緩沖模式影響的研究

張 帆，王竹影，吳志建，宋彥李青

踝關(guān)節(jié)作為落地支撐的主要關(guān)節(jié)，具有緩沖、維持身體重心與姿勢穩(wěn)定的功能（尹彥 等，2016），但當(dāng)執(zhí)行連續(xù)性或周期性運(yùn)動任務(wù)時（張力文等，2018），如跑步、跳躍、急停變向或合并疲勞狀態(tài)則易出現(xiàn)外側(cè)踝關(guān)節(jié)扭傷（lateral ankle sprain，LAS），進(jìn)而產(chǎn)生長期不穩(wěn)定且伴隨疼痛的癥狀（Wright et al.，2017）。從一般人至專業(yè)運(yùn)動員均可能發(fā)生LAS，主要癥狀常出現(xiàn)于行走在不平坦表面時或運(yùn)動過程中，患側(cè)容易出現(xiàn)腫脹、僵直甚至踝關(guān)節(jié)無力感（Delahunt et al.，2010），多數(shù)LAS的復(fù)發(fā)率達(dá)70%，并最終演變成慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定癥狀（chronic ankle instability，CAI）（Hossain et al.，2015）。在美國每年約有2.5萬名運(yùn)動員因踝關(guān)節(jié)扭傷而無法上場比賽（Waterman et al.，2010）；英國醫(yī)療部統(tǒng)計急性踝關(guān)節(jié)扭傷占總傷害率約3%～10%，估計每1 萬人就有52.7～60.9人發(fā)生踝關(guān)節(jié)傷害，其中運(yùn)動員的踝關(guān)節(jié)傷害約15%～23%（Pietrosimone et al.，2012）；以球類運(yùn)動而言，足球項目發(fā)生踝關(guān)節(jié)韌帶扭傷率高達(dá)68%，籃球則有15%～40%的踝關(guān)節(jié)扭傷情況，而羽毛球的踝關(guān)節(jié)扭傷率為27.38%，反復(fù)扭傷率為49.28%（McCriskin et al.，2017）。國內(nèi)文獻(xiàn)也指出，踝關(guān)節(jié)扭傷約占運(yùn)動傷害的10%～30%（余波 等，2012）。不過，對于踝關(guān)節(jié)扭傷后的運(yùn)動員來說，為了因應(yīng)踝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)與組織受損，常在神經(jīng)肌肉控制能力的協(xié)調(diào)下誘發(fā)膝關(guān)節(jié)與髖關(guān)節(jié)代償性動作，以維持原有高水平運(yùn)動模式。有研究指出，CAI后即便恢復(fù)原有運(yùn)動水平卻仍有反復(fù)扭傷的風(fēng)險，而且代償性動作未必完全有助于運(yùn)動員的持續(xù)運(yùn)動表現(xiàn)，因為增加關(guān)節(jié)間的動作控制策略可能導(dǎo)致本體感覺系統(tǒng)過度負(fù)荷，尤其是面對運(yùn)動任務(wù)改變時將降低控制關(guān)節(jié)運(yùn)動的反應(yīng)能力，長此以往可能誘發(fā)變相運(yùn)動傷害（Mckeon et al.，2008）。如何避免踝關(guān)節(jié)扭傷一直都是研究的熱點，相關(guān)研究已歸納出落地階段的踝關(guān)節(jié)扭傷機(jī)制，包括踝關(guān)節(jié)過度內(nèi)翻（王立端 等，2018）、跟骨內(nèi)旋與跖屈動作，并整合出踝關(guān)節(jié)易發(fā)生扭傷的3大因素，分別為關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)問題（Van et al.，2007）、韌帶組織影響（張美珍 等，2016）和落地動作模式（Pozz et al.，2015）。但即便清楚扭傷因素為何，仍有許多運(yùn)動員深陷反復(fù)扭傷的情形，除了受到扭傷機(jī)制與3大因素的影響外，進(jìn)一步分析還在于落地階段的動作方向。

有關(guān)踝關(guān)節(jié)功能性不穩(wěn)定的研究常以急停跳、前跳、側(cè)跳、單腳跳穩(wěn)定、單腳下肢平衡與折返跑等動作模式來進(jìn)行探討（Mitchel et al.，2008），無論以何種動作模式來評估CAI，均發(fā)現(xiàn)下肢關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)與神經(jīng)肌肉系統(tǒng)對于不穩(wěn)定因素有重要影響（Gutierrez et al.，2012；Steib et al.，2013）。而連續(xù)單足側(cè)跳動作在踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定相關(guān)探討上較少被使用，其原因：1）踝關(guān)節(jié)扭傷最常發(fā)生于垂直躍起后的落地階段（Yeow et al.，2011）；2）側(cè)向動作在運(yùn)動場上出現(xiàn)頻率相較于垂直躍起少（Brown et al.，2015）1170-1172；3）單足側(cè)向落地動作對于CAI挑戰(zhàn)較高（Gehring et al.，2014）894。可以看出單足落地的動作策略有著不同的關(guān)節(jié)緩沖方式。誘發(fā)踝關(guān)節(jié)外翻的單腳落地過程的發(fā)生是側(cè)向跳落地瞬間的軀干或質(zhì)心處于踝關(guān)節(jié)外側(cè)，促使質(zhì)心尚未移動至股骨上方形成誘發(fā)踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻動作出現(xiàn)，而踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角速度增加，連帶影響踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角度提升，這可能是造成扭傷風(fēng)險高居不下的主因。此外，踝關(guān)節(jié)扭傷的運(yùn)動平面發(fā)生于額狀面，而側(cè)跳的落地方向也可能會造成踝關(guān)節(jié)扭傷風(fēng)險加劇（Sadeghi et al.，2001）695，因為外側(cè)側(cè)向跳動作主要使用髖關(guān)節(jié)額狀面ROM、而內(nèi)側(cè)側(cè)向跳動作則以踝關(guān)節(jié)額狀面與橫切面為主（Yen et al.，2017）195-198。由此可知，連續(xù)單足側(cè)跳動作對于踝關(guān)節(jié)扭傷的影響存在諸多不確定因素，或許可用連續(xù)單足側(cè)跳來評估CAI運(yùn)動員可用踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻或外翻的抑制能力。此外，無論在生物力學(xué)、神經(jīng)肌肉控制或臨床研究中，涉及CAI的相關(guān)研究常以健康人作為控制組，較少將扭傷隱患者（有1次扭傷經(jīng)歷但暫時未出現(xiàn)反復(fù)）納入研究，因此無法更貼近CAI產(chǎn)生的機(jī)制，導(dǎo)致諸多研究仍未有一致性結(jié)論。本研究針對不同踝關(guān)節(jié)形態(tài)受試者（健康、隱患、不穩(wěn)定3種），設(shè)計連續(xù)左右側(cè)跳落地動作（誘發(fā)踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻與外翻抑制能力），探討不同踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定程度對落地緩沖時姿勢穩(wěn)定策略與神經(jīng)肌肉控制的影響。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

招募36名男性大學(xué)高水平運(yùn)動員（國家二級運(yùn)動員）為受試者（足球、籃球和羽毛球項目各12人），平均年齡（20.23±2.05）歲，平均身高（179.28±4.61） cm，平均體重（72.62±4.59） kg。按照踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定程度（Park，2014）分為12人健康組（Control，CON）、12人隱患組（latent ankle instability，LAT）和12人不穩(wěn)定組（chronic ankle instability，CAI）。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗設(shè)計

本研究設(shè)計連續(xù)側(cè)跳動作，包括單足外側(cè)跳與內(nèi)側(cè)跳2個動作方向。通過不同落地方向探討不同踝關(guān)節(jié)形態(tài)對內(nèi)翻與外翻的抑制能力，以觀察LAT或CAI在何種方向落地較易增加扭傷風(fēng)險。為厘清踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定程度差異對執(zhí)行該動作任務(wù)時動態(tài)姿勢穩(wěn)定、關(guān)節(jié)運(yùn)動模式及神經(jīng)肌肉激活特征的影響，主要將踝關(guān)節(jié)扭傷的重要階段（落地緩沖階段）作為研究范圍，探討下肢髖膝踝關(guān)節(jié)的角度、速度、力矩等參數(shù)；計算壓力中心（center of pressure，COP）與質(zhì)量中心（center of mass，COM）移動范圍、晃動距離、晃動速度、晃動面積與動態(tài)姿勢穩(wěn)定指數(shù)等參數(shù)；分析下肢主要肌群激活特征。

1.2.2 實驗控制

1）受試者經(jīng)質(zhì)性與量化標(biāo)準(zhǔn)篩查（表1），質(zhì)性條件為年齡、身高、體重，且須在實驗前3個月內(nèi)無下肢肌肉骨骼或急性傷害，無軀干脊椎或上肢方面損傷，量化條件以Cumberland踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定評價問卷（Cumberland ankle instability tool，CAIT）作為分組依據(jù)，為驗證各受試者踝關(guān)節(jié)類型是否符合CAIT區(qū)別標(biāo)準(zhǔn)，將額外接受踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定度檢測，包括前拉測試與距骨傾斜測試；2）前述分組后，進(jìn)一步驗證分組合理性，經(jīng)獨立樣本單因子方差分析，CAIT分?jǐn)?shù)（F=135.832，P＜0.001）與扭傷次數(shù)（F=67.275，P＜0.001）達(dá)顯著性差異，進(jìn)一步使用Scheffe法進(jìn)行事后比較，顯示CAI組的CAIT分?jǐn)?shù)（18.6±1.8）顯著低于LAT組（27.3±1.1）與CON組（29.4±0.8），而LAT組（0.0±0.0）與CON組（1.0±0.0）的扭傷次數(shù)則顯著低于CAI組（3.7±1.0），證實本研究分組有區(qū)分性及有效性；3）受試者實驗前24 h內(nèi)不得參加任何激烈運(yùn)動，或飲用含有咖啡因、肌酸、支鏈氨基酸與酒精的飲品，并被要求睡眠時間至少超過6 h；4）受試者實驗前充分飲水，并在各項測試前4 h停止進(jìn)食；5）實驗當(dāng)周與測量前，無肌肉拉傷與關(guān)節(jié)損傷等運(yùn)動傷害；6）實驗當(dāng)天，所有受試者均無任何進(jìn)行中的疾病，如感冒、發(fā)熱等。

表1 受試者招募限制條件Table1 Recruitment Criteria of Subjects

1.2.3 實驗設(shè)備

儀器：英國產(chǎn)VICONMX13（Oxford Metrics Ltd.，Oxford，UK）三維動作捕捉系統(tǒng)，包含10個高分辨率紅外線攝像頭；瑞士產(chǎn)KISTLER 9260AA6（Kistler Instrument Ltd.CH）三維測力板2塊；美國產(chǎn)DELSYS無線表面肌電測試系統(tǒng)（Delsys Inc.，MA，USA）；64通道數(shù)字信號轉(zhuǎn)換盒1個（信號同步接收）；64 pin信號傳輸線1條（DELSYS與VICON同步）；BNC信號線3條；8件套裝人體形態(tài)馬丁尺。

軟件：VISUAL 3D 動作分析軟件（C-Motion，Rockville，MD，USA）；VICON NEXUS 1.42采集與分析軟件（Oxford Metrics LID，UK）；SPSS 19.0 統(tǒng)計分析軟件（IBM SPSS Statistics，USA）；ORIGIN PRO 9.0 數(shù)據(jù)可視化軟件（OriginLab，USA）。

1.2.4 實驗參數(shù)

1.2.4.1 側(cè)跳動作（side hop，SH）

受試者單腳站立于2塊測力板間預(yù)備，當(dāng)動作開始時，須連續(xù)左右側(cè)跳4次，第4次落地后需以單腳落地保持平衡 5 s；最后一次落地方向涉及外側(cè)側(cè)向跳動作（Side hoplateral，SHL；誘發(fā)踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻落地）與內(nèi)側(cè)側(cè)向跳動作（Side hop-medial，SHM；誘發(fā)踝關(guān)節(jié)外翻落地）；跳躍距離標(biāo)準(zhǔn)化方式為受試者左右邊髂前上棘寬度140%，要求連續(xù)側(cè)跳的頻率以自身舒適的速度為主，每次跳躍均須落于指定范圍內(nèi)，若落地位置未在該指定距離或超出該指定距離的30%均視為失敗動作。

1.2.4.2 落地過程分期

本研究將起跳后落地過程的5個階段定義為：1）落地前期（pre-landing phase，PLP），指落地前100 ms；2）落地瞬間（initial landing phase，ILP），指落地后地面反作用力參數(shù)出現(xiàn)力量曲線高于10 N的瞬間；3）下蹲期（descending phase，DP），指落地后膝關(guān)節(jié)屈曲至下蹲角度最大視為下蹲期結(jié)束的過程；4）推蹬期（propulsion phase，PP），指膝關(guān)節(jié)屈曲角度最大時至準(zhǔn)備向上推蹬過程，直到膝關(guān)節(jié)伸展角速度為0 deg/s視為結(jié)束；5）穩(wěn)定期（stability phase，SP），指推蹬期結(jié)束后保持單足平衡站立3 s的期間。

1.2.4.3 動態(tài)姿勢穩(wěn)定指數(shù)（dynamic postural stability index，DPSI）

動態(tài)姿勢穩(wěn)定主要測量肢體從動態(tài)過程轉(zhuǎn)換至靜態(tài)穩(wěn)定的能力，受試者前跳后以單足落地在測力板上，依據(jù)Fx、Fy、Fz 3個方向的地面反作用力（ground reaction force，GRF）以量化動態(tài)姿勢穩(wěn)定指數(shù)，該指數(shù)包括前后、左右、垂直與3個方向加總整體表現(xiàn)（Wikstrom et al.，2007），計算方式如下：

內(nèi)外側(cè)穩(wěn)定指數(shù)（Medial-lateral stability index，MLSI）：

前后側(cè)穩(wěn)定指數(shù)（Anterior-posterior stability index，APSI）：

垂直穩(wěn)定指數(shù)（Vertical stability index，VSI）：

圖1 側(cè)跳動作示意圖Figure 1. Schematic Diagram of Side Hop

整體穩(wěn)定指數(shù)（Dynamic postural stability index，DPSI）：

1.2.4.4 壓力中心（COP）

利用測力板計算COP移動面積來評估受試者平衡能力。有研究指出，靜態(tài)姿勢下的COP可反映身體重心位置，所以本研究評估平衡能力以移動軌跡越短（公式5，式中Displacement為總COP軌跡的移動距離；為在n秒時COP的平面坐標(biāo)）、偏移量越少（公式6）、晃動面積越小（公式7）為標(biāo)準(zhǔn)（Bauer et al.，2008；Dettmann et al.，1987）。

1.2.4.5 質(zhì)量中心（COM）

評估姿勢穩(wěn)定能力的參數(shù)，主要測量身體從動態(tài)轉(zhuǎn)換至靜態(tài)時的穩(wěn)定能力，以單足站立平衡為測試方法，包括COM晃動距離（公式8，式中Displacement為總COM軌跡的移動距離；為在n秒時COM的平面坐標(biāo)）、COM移動范圍（公式9）、COM晃動面積（同公式7）。

左右（ML）=Y最大值-Y最小值；前后（AP）=X最大值-X最小值；

1.2.5 實驗步驟

儀器架設(shè)與系統(tǒng)校正。測力板置于10臺VICON攝像頭圍繞的中央處，并確保每個反光球至少能被2個紅外線攝像頭捕捉到。每次實驗前，先使用動態(tài)校正器在測量空間范圍中揮動，以校正攝像頭拍攝時可能產(chǎn)生的誤差；再以L型靜態(tài)校正器定義實驗室坐標(biāo)系，確保資料收集精度。

問卷填寫與人體資料測量。研究者對受試者說明動作要求、目的與相關(guān)流程后，填寫實驗同意書與CAIT問卷。隨后以馬丁尺測量人體肢段參數(shù)與基本資料（最大跳躍高度、大轉(zhuǎn)子至踝外髁長度、骨盆寬度、足長）。

粘貼反光球。反光球位置以內(nèi)建Plugin gait Full body Model為依據(jù)，粘貼60個反光球（1.27 cm），并在大腿、小腿與足背放置追蹤光球，依此模型建構(gòu)出15個人體肢段（Komsak et al.，2013）。

粘貼肌電電極：詢問受試者下肢踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定側(cè)（患側(cè)），對患側(cè)欲粘貼電極位置的皮膚表面進(jìn)行清潔，再以醫(yī)用紗布輕刮皮膚表面至發(fā)紅，最后以酒精擦拭，減少皮膚表面臟污或毛發(fā)所產(chǎn)生的噪聲；隨后在欲測量的肌腹上粘貼電極片，包括患側(cè)下肢臀中肌（gluteus medius，GM）、股直肌（rectus femoris，RF）、股內(nèi)側(cè)肌（vastus medialis，VM）、股二頭肌（biceps femoris，BF）、脛骨前肌（tibialis anterior，TA）、腓骨長肌（peroneus longus，PL）、內(nèi)側(cè)腓腸肌（medial gastrocnemius，MG）與比目魚肌（soleus，S）8塊肌肉，并經(jīng)由簡單下蹲跳與直膝跳等動作測試觀察肌電信號是否正常。

測力板設(shè)置：測試GRF，依動作特性設(shè)定采樣頻率、取樣時間，每次受試者進(jìn)入測力板前先進(jìn)行信號歸零，避免測力板電壓累積造成資料誤差。

熱身活動與動作熟悉。受試者在進(jìn)行動作測試前須進(jìn)行5 min自主靜力拉伸與任務(wù)動作熟悉以激活肌肉神經(jīng)傳導(dǎo)系統(tǒng)，預(yù)防運(yùn)動傷害（張帆 等，2014，2018）。為避免動作練習(xí)過程產(chǎn)生學(xué)習(xí)效應(yīng)影響實驗數(shù)據(jù)，受試者練習(xí)與隨后正式實驗順序?qū)㈦S機(jī)排定。

連續(xù)側(cè)跳測試。在動作測試中，采用腳趾足跟策略落地后要求患側(cè)單足姿勢平衡，并以健側(cè)腳維持膝關(guān)節(jié)屈曲約45°（后勾動作），雙手需置于髖部，眼睛直視前方保持動作平衡 5 s；若落地時失去平衡，用健側(cè)腳落地、支撐腳腳掌移動或翻動、額外小跳步、上半身或?qū)?cè)腳的擺蕩過大等情形出現(xiàn)皆視為失敗動作；落地后快速且順利維持平衡視為成功動作，收集5次即算完成。

動力學(xué)與運(yùn)動學(xué)資料收集。動力學(xué)資料使用KISTLER測力板（1 000 Hz）收集GRF參數(shù)，DELSYS無線表面肌電系統(tǒng)（1 000 Hz）收集下肢肌肉激活信號；運(yùn)動學(xué)資料使用VICON三維動作捕捉系統(tǒng)（250 Hz），搭配NEXUS軟件進(jìn)行參數(shù)同步收集。其中，10個紅外線攝像頭收集受試者反光球資料；測力板信號收集以4個單軸力量傳感器將所感測電壓輸出至信號放大器（輸入抗阻為10E+12ohms；信號/噪聲比為l uV；放大倍率為1 000），經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器將信號傳輸至64通道數(shù)字轉(zhuǎn)接盒，使其資料輸入VICON系統(tǒng)，再利用NEXUS軟件進(jìn)行影像資料與GRF資料同步收集與計算；DELSYS無線肌電信號利用64 pin信號連接線，將8條EMG信號以BNC連接線分送至64通道轉(zhuǎn)接盒再轉(zhuǎn)入VICON系統(tǒng)，作為肌電信號與人體動作捕捉系統(tǒng)同步收集方法。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與計算。使用VISUAL 3D參照Dempster（1955）提出的參數(shù)計算下肢各關(guān)節(jié)角度、速度與力矩等生物力學(xué)參數(shù)，三維空間反光球坐標(biāo)資料以4階Butterworth低通濾波法進(jìn)行信號平滑處理，截止頻率為8 Hz；測力板原始資料經(jīng)過40 Hz低通濾波處理后計算踝、膝、髖關(guān)節(jié)力矩等參數(shù)，由于地面反作用力會受到受試者體重的影響，因此，在計算過程中會先以體重將原始資料進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，關(guān)節(jié)力矩資料先通過測力板求得地面反作用力的足部接觸地面位置 （COP）與力的大小，再搭配人體肢段參數(shù)，以逆動力學(xué)方法推算；無線肌電信號以VISUAL 3D進(jìn)行分析處理，原始肌電圖資料以帶通濾波（20～500 Hz）處理后，將所得肌電振幅以每30 ms為時間窗格，計算均方根肌電振幅（RMS），取3次測試結(jié)果計算平均肌電振幅，以降低誤差可能性；肌電信號標(biāo)準(zhǔn)化方式以下肢各肌電激活最大值作為動態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化（%max EMG）的基準(zhǔn)值，其中，肌肉共同收縮率Kajeeet al.，2010）；動態(tài)姿勢穩(wěn)定參數(shù)依據(jù)Fx、Fy、Fz 3個方向的GRF來量化，包括MLSI、APSI、VSI、DPSI（Konradsen et al.，1998）；以測力板的X軸與Y軸的COP，以及X軸、Y軸與Z軸的COM，分別計算移動范圍、晃動距離、晃動速度、晃動面積等參數(shù)。此外，曲線圖的呈現(xiàn)均以各受試者3次動作平均后再平均該組人數(shù)的值表示。

圖2 逆動力學(xué)計算流程圖Figure 2. Flow Chart of Inverse Dynamics Process

1.2.6 統(tǒng)計處理與分析

使用SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計處理，結(jié)果用M±SD表示。使用獨立樣本單因子方差分析（one-way ANOVA）比較CON組、LAT組與CAI組起跳后落地5個階段的下肢關(guān)節(jié)運(yùn)動學(xué)參數(shù)（落地階段的髖、膝、踝關(guān)節(jié)角度與速度、質(zhì)心變化）、動力學(xué)參數(shù)（動態(tài)姿勢穩(wěn)定指數(shù)、地面反作用力、關(guān)節(jié)力矩、落地負(fù)荷率、壓力中心）、肌肉激活水平（肌電均方根振幅及肌肉共同收縮率），統(tǒng)計若達(dá)顯著性差異，則以Scheffe’s法進(jìn)行事后比較。統(tǒng)計學(xué)顯著性水平為P＜0.05，非常顯著為P＜0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 動態(tài)姿勢穩(wěn)定控制參數(shù)

2.1.1 壓力中心

COP計算范圍為落地瞬間至平衡穩(wěn)定 3 s，結(jié)果顯示（表2）：1）SHL：左右方向移動范圍（F=4.130，P=0.030）、前后方向晃動距離（F=4.281，P=0.028）、左右方向晃動距離（F=4.032，P=0.011）與晃動面積（F=4.030，P=0.030）等參數(shù)達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn) CAI組的左右方向移動范圍顯著高于CON組，CON組的前后方向晃動距離、晃動面積顯著高于CAI組，CAI與LAT組的左右方向晃動距離顯著高于CON組。2）SHM：晃動面積（F=6.599，P=0.006）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CAI組與LAT組的晃動面積顯著高于CON組。

2.1.2 質(zhì)心變化

COM計算范圍以落地瞬間至平衡穩(wěn)定 3 s，結(jié)果顯示，1）SHL：晃動面積（F=4.561，P=0.023）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CAI組質(zhì)心晃動面積顯著高于CON組；2）SHM：質(zhì)心參數(shù)（F=3.597，P=0.045）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CON組質(zhì)心晃動面積顯著高于CAI組（表3）。

表2 壓力中心參數(shù)描述統(tǒng)計與方差分析摘要Table 2 Summary of COP Parameters and Variance Analysis

表3 質(zhì)心參數(shù)描述統(tǒng)計與方差分析摘要Table3 Summary of COM Parameters and Variance Analysis

2.1.3 動態(tài)姿勢穩(wěn)定指數(shù)

參數(shù)計算范圍為落地瞬間至平衡穩(wěn)定3 s，結(jié)果顯示（圖3）：1）SHL：VSI（F=5.085，P=0.017）與 DPSI（F=5.947，P=0.010）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CON組的VSI顯著高于CAI組，CON組的DPSI顯著高于LAT與CAI組；2）SHM：APSI（F=4.851，P=0.019）、VSI（F=8.132，P=0.002）與DPSI（F=7.504，P=0.003）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CON組的APSI顯著高于CAI組，CON組的VSI與DPSI顯著高于CAI與LAT組。

圖3 動態(tài)姿勢穩(wěn)定指數(shù)比較Figure 3. Comparison of SHL and SHM Dynamic Postural Stability Index

2.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動學(xué)模式

2.2.1 關(guān)節(jié)角度

如圖4、圖5所示：1）SHL：落地瞬間踝關(guān)節(jié)外翻角度（F=5.188，P=0.015）、髖關(guān)節(jié)屈曲角度（F=5.132，P=0.016）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CAI組的踝關(guān)節(jié)外翻角度、髖關(guān)節(jié)屈曲角度顯著高于CON組。下蹲最低點則為踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角度（F=6.248，P=0.008）、髖關(guān)節(jié)屈曲角度（F=5.132，P=0.015）、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收角度（F=5.305，P=0.014）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)LAT與CAI組的踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角度顯著高于CON組，CAI組的髖關(guān)節(jié)屈曲和內(nèi)收角度顯著高于CON組；2）SHM：落地瞬間的髖關(guān)節(jié)屈曲角度（F=5.741，P=0.010）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CAI組的髖關(guān)節(jié)屈曲角度顯著高于CON組。下蹲最低點則為髖關(guān)節(jié)屈曲角度（F=6.388，P=0.007）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CAI組的髖關(guān)節(jié)屈曲角度顯著高于CON組。

圖4 踝、膝、髖關(guān)節(jié)落地瞬間角度特征Figure 4. Characteristics ofAnkle，Knee and Hip Joint at ILP

圖5 踝、膝、髖關(guān)節(jié)下蹲最低點角度特征Figure 5. Characteristics of Ankle，Knee and Hip Joint at Squatting Lowest Point

2.2.2 關(guān)節(jié)活動范圍

如圖6所示：1）SHL：踝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻活動范圍（F=6.295，P=0.007）、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展活動范圍（F=3.508，P=0.048）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CAI組的踝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻活動范圍顯著高于CON組，CAI與LAT組的髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展活動范圍顯著高于CON組；2）SHM：踝關(guān)節(jié)屈伸活動范圍（F=3.873，P=0.037）、髖關(guān)節(jié)屈伸活動范圍（F=5.653，P=0.011）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CON組的踝關(guān)節(jié)屈伸活動范圍顯著高于CAI組，CAI 組的髖關(guān)節(jié)屈伸活動范圍顯著高于CON與LAT組。

圖6 下蹲期的關(guān)節(jié)活動范圍Figure 6. ROM of Joints at DP

2.2.3 關(guān)節(jié)角速度

如圖7～9所示：1）SHL：落地階段的髖關(guān)節(jié)屈曲角速度峰值（F=3.698，P=0.042）、踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角速度峰值（F=4.436，P=0.025）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CON組的髖關(guān)節(jié)角速度峰值顯著高于LAT組，CAI組與LAT組的踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角速度峰值顯著高于CON組；2）SHM：落地瞬間的踝關(guān)節(jié)屈曲角速度（F=6.416，P=0.007）、踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角速度峰值（F=6.065，P=0.008）、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收角速度峰值（F=20.987，P＜0.001）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CON組的踝關(guān)節(jié)屈曲角速度顯著高于CAI組與LAT組；CAI組的踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角速度峰值顯著高于CON組；CAI組與LAT組的髖關(guān)節(jié)內(nèi)收角速度峰值顯著高于CON組。

圖7 矢狀面落地瞬間至下蹲最低點關(guān)節(jié)角速度變化曲線Figure 7. Curve of Sagittal Angle Velocity from ILP to the Lowest Point of Squatting

圖8 額狀面落地瞬間至下蹲最低點關(guān)節(jié)角速度變化曲線Figure 8. Curve of Frontal Plane Joints Angle Velocity from ILP to Squatting Minimum Point

圖9 橫切面落地瞬間至下蹲最低點關(guān)節(jié)角速度變化曲線Figure 9. Curve of Transverse Plane Angle Velocity from ILP to the Lowest Point of Squatting

2.3 關(guān)節(jié)動力學(xué)模式

1）SHL：50 ms落地負(fù)荷率（F=4.109，P=0.032）、下蹲最低點的膝關(guān)節(jié)力矩（F=8.879，P=0.002）、落地階段的髖關(guān)節(jié)能量峰值（F=3.830，P=0.038）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CON組的50 ms落地負(fù)荷率顯著高于CAI組，CON組的膝關(guān)節(jié)力矩顯著高于CAI與LAT組，CON組的髖關(guān)節(jié)能量峰值顯著高于LAT組（圖10～12）。

2）SHM：50 ms落地負(fù)荷率（F=4.070，P=0.034）與膝關(guān)節(jié)落地能量峰值（F=6.261，P=0.007）、髖關(guān)節(jié)落地能量峰值（F=3.391，P=0.035）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CON組的50 ms 落地負(fù)荷率顯著高于CAI與LAT組；CON組的膝關(guān)節(jié)落地能量峰值顯著高于CAI與LAT組，CON組的髖關(guān)節(jié)落地能量峰值顯著高于LAT組（圖13～15）。

圖10 SHL落地階段垂直地面反作用力峰值與50 ms負(fù)荷率Figure 10. Peak GRF and 50 ms Load Ratio at SHL Landing Phase

圖11 SHL落地瞬間至下蹲最低點地面反作用力曲線變化Figure 11. Curve of GRF from the Moment of ILP to the Lowest Point of SHL Squatting

圖12 SHL落地瞬間至下蹲最低點關(guān)節(jié)力矩在矢狀面曲線變化Figure 12. Curve of Joint Torque in Sagittal Plane from ILP to the Lowest Point of SHL Squatting

圖13 SHM落地階段垂直地面反作用力峰值與50 ms負(fù)荷率Figure 13. Peak GRF and 50 ms Load Ratio at SHM of Landing Phase

2.4 神經(jīng)肌肉控制特征

2.4.1 落地階段肌肉激活

1）SHL：落地前期的MG（F=3.797，P=0.036）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CAI組的MG激活顯著高于CON組。落地瞬間的PL（F=4.098，P=0.031）、MG（F=11.737，P＜0.001）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CON組的PL激活顯著高于CAI組，LAT組與CAI組的MG激活顯著高于CON組。下蹲期的GM（F=4.654，P=0.019）、RF（F=4.071，P=0.032）、PL（F=5.984，P=0.009）、MG（F=18.062，P＜0.001）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CON組的GM激活顯著高于CAI組，CAI 組的RF激活顯著高于CON組，CON組的PL激活顯著高于CAI組，CAI 與LAT組的MG激活顯著高于CON組（圖16～18）。

圖14 SHM落地瞬間至下蹲最低點地面反作用力曲線變化Figure 14. Curve of GRF from ILP to the Lowest Point of SHM Squatting

圖15 SHM踝、膝、髖關(guān)節(jié)落地瞬間至下蹲最低點關(guān)節(jié)力矩在矢狀面曲線變化Figure 15. Curve of Joint Torque in Sagittal Plane from ILP to the Lowest Point of SHM Squatting

圖16 SHL與SHM落地前期的肌肉激活特征Figure 16. Muscle Activation Characteristics of SHL and SHM at PLP

2）SHM：落地前期的MG（F=4.465，P=0.024）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CAI與LAT組的MG激活顯著高于CON組。落地瞬間的PL（F=4.574，P=0.023）與MG（F=11.923，P＜0.001）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CON組的PL激活顯著高于CAI組，LAT組與CAI組的MG激活顯著高于CON組。下蹲期的GM（F=5.465，P=0.011）、VM（F=3.865，P=0.034）與PL（F=5.467，P=0.012）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CON組的GM激活顯著高于CAI與LAT組；LAT組與CAI組的VM激活顯著高于CON組，CON組的PL激活顯著高于CAI組（圖16～18）。

圖17 SHL與SHM落地瞬間的肌肉激活特征Figure 17. Muscle Activation Characteristics of SHL and SHM at ILP

圖18 SHL與SHM下蹲期的肌肉激活特征Figure 18. Muscle Activation Characteristics of SHL and SHM at DP

2.4.2 落地階段肌肉共同收縮率

1）SHL：下蹲期膝關(guān)節(jié)BF/RF（F=12.950，P＜0.001）、膝 關(guān) 節(jié)BF/VM（F=3.583，P=0.046）、踝 關(guān) 節(jié) MG/TA（F=6.707，P=0.006）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CON組的膝關(guān)節(jié) BF/RF顯著高于LAT與CAI 組，CON組的膝關(guān)節(jié)BF/VM顯著高于CAI組，CAI組的踝關(guān)節(jié)MG/TA顯著高于CON組。推蹬期的膝關(guān)節(jié)BF/VM（F=8.864，P=0.002）、踝關(guān)節(jié)TA/MG（F=4.460，P=0.022）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CON組的膝關(guān)節(jié)BF/VM顯著高于LAT組，CON組的踝關(guān)節(jié)TA/MG 顯著高于LAT與CAI組（圖19）。

2）SHM：下蹲期的膝關(guān)節(jié)BF/RF（F=5.306，P=0.013）、膝關(guān)節(jié) BF/VM（F=8.817，P=0.002）與 MG/TA（F=3.801，P=0.039）達(dá)顯著性差異，經(jīng)事后比較，發(fā)現(xiàn)CON組的膝關(guān)節(jié)BF/RF顯著高于CAI組；CON組的膝關(guān)節(jié) BF/VM顯著高于 CAI 與LAT組；CAI組的踝關(guān)節(jié)MG/TA顯著高于CON組。推蹬期的膝關(guān)節(jié)BF/VM是CON組顯著高于LAT組；踝關(guān)節(jié)TA/S則是CON組顯著高于CAI組與LAT組（圖20）。

3 討論

3.1 動態(tài)姿勢穩(wěn)定策略

在SHL落地模式中，CAI組的COP左右移動范圍顯著高于CON組，CAI組與LAT組的COP左右晃動距離顯著高于CON組，CAI組的COM晃動面積顯著高于CON組。說明，誘發(fā)踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻的落地模式中，CAI在額狀面的動作控制能力較差，除了COP有明顯左右晃動距離外，COM晃動面積更達(dá)52 cm2。對照Brown（2015）1170探討DPSI指數(shù)的研究顯示，CAI的MLSI顯著高于CON，說明CAI在額狀面的不穩(wěn)定因素較高。進(jìn)一步觀察下肢額狀面的關(guān)節(jié)活動范圍（ROM）發(fā)現(xiàn)，CAI組的踝關(guān)節(jié)ROM顯著高于CON組，CAI與LAT組的髖關(guān)節(jié)ROM顯著高于CON組。相關(guān)研究指出，踝關(guān)節(jié)扭傷經(jīng)常造成前距腓與跟腓韌帶受損，進(jìn)而影響額狀面的限制能力，導(dǎo)致落地階段容易出現(xiàn)較大額狀面運(yùn)動并大幅提升扭傷風(fēng)險（Doherty et al.，2016）817，因此，CAI的COP左右晃動距離較大，可歸因于踝關(guān)節(jié)額狀面的ROM較大，而髖關(guān)節(jié)額狀面ROM則可解釋CAI為何會產(chǎn)生較大的COM晃動面積。除了SHL的落地模式發(fā)現(xiàn)CAI有較大的額狀面不穩(wěn)定外，在SHM的誘發(fā)踝關(guān)節(jié)外翻落地動作中，亦顯示CAI與LAT組的COP晃動面積顯著高于CON組，說明CAI在傷后的韌帶結(jié)構(gòu)問題會造成不穩(wěn)定的額狀面運(yùn)動。同時，觀察踝關(guān)節(jié)ROM變化趨勢發(fā)現(xiàn)，CAI額狀面上的控制能力不佳。

圖19 SHL下蹲期與推蹬期的肌肉共同收縮率Figure 19. Muscle Co-contraction Rate of SHL at DP and PP

在SHL或SHM落地模式中，COP與COM參數(shù)僅發(fā)現(xiàn)CAI組的左右方向變化顯著高于CON組，而前后方向則是CON出現(xiàn)較不穩(wěn)定的情況。SHL結(jié)果顯示，CON組的COP前后晃動距離與晃動面積顯著高于CAI組。至于CON在落地階段出現(xiàn)較大的前后方向變化，就肌肉激活角度而言，說明下肢肌肉骨骼系統(tǒng)常在動作受到干擾或不穩(wěn)定時，產(chǎn)生連續(xù)性的應(yīng)變策略來協(xié)助肢體穩(wěn)定控制，如增加關(guān)節(jié)穩(wěn)定度是主要維持姿勢平衡的重要策略之一（張陽等，2016）。相關(guān)研究指出，可通過肌肉與本體感覺等主動組織的動態(tài)抑制系統(tǒng)（Wikstrom et al.，2007）400-402，以及通過關(guān)節(jié)囊、關(guān)節(jié)韌帶等被動組織的靜態(tài)抑制系統(tǒng)（Pozzi et al.，2015）來維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。因此，本研究觀察CAI組矢狀面工作肌群等主動組織，包括腓腸肌、比目魚肌、股直肌與股內(nèi)側(cè)肌等在落地階段的激活，其中，踝關(guān)節(jié)腓腸肌與膝關(guān)節(jié)股直肌激活顯著高于CON組。由于腓腸肌不僅是踝關(guān)節(jié)伸肌，同樣屬于膝關(guān)節(jié)屈肌，當(dāng)腓腸肌激活不足時可能會同時影響踝與膝關(guān)節(jié)效益（Shultz et al.，2000）。因此，推論CON肌肉激活不高的情況下，使得前后方向的控制能力不及CAI，更可能連帶影響整體動作并造成不穩(wěn)定因素增加。進(jìn)一步探討落地負(fù)荷率發(fā)現(xiàn)，CON組顯著高于CAI組，輔以觀察動態(tài)姿勢穩(wěn)定指數(shù)，顯示CON組的VSI與DPSI顯著高于CAI與LAT組（圖3）。說明，CON組在前后方向的控制能力不佳，主要是因為下肢矢狀面肌群激活不足而造成落地瞬間產(chǎn)生較大的落地負(fù)荷率，最終呈現(xiàn)出VSI與DPSI變異較高的現(xiàn)象，就SHL落地模式而言，CON組的落地緩沖與姿勢控制能力不及CAI組穩(wěn)定。

根據(jù)SHM落地模式的結(jié)果，CON組落地負(fù)荷率顯著高于CAI與LAT組，進(jìn)一步對照動態(tài)姿勢穩(wěn)定指數(shù)發(fā)現(xiàn)，CON組的VSI與APSI顯著高于CAI組，而整體DPSI則顯著高于CAI與LAT組。從SHM落地模式中可發(fā)現(xiàn)類似于SHL的結(jié)果，如CON組在垂直方向與前后方向的控制能力不及CAI組。同時，本研究也發(fā)現(xiàn)，CON組腓腸肌與股內(nèi)側(cè)肌激活顯著低于CAI組，說明在關(guān)節(jié)動作模式的協(xié)調(diào)外，神經(jīng)肌肉控制對于動態(tài)姿勢穩(wěn)定策略的影響更具重要意義（張帆 等，2015）。以落地動作而言，理想的平衡動作主要涉及感覺系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)與運(yùn)動系統(tǒng)的整合（Mckinley，1992）：1）感覺系統(tǒng)的內(nèi)耳前庭、視覺神經(jīng)與本體感覺可維持COM在正確的支撐底面積內(nèi)（BOS）；2）整合協(xié)調(diào)肢體動作、肌肉激活與平衡策略的選擇則主要取決于中樞神經(jīng)系統(tǒng)；3）運(yùn)動系統(tǒng)產(chǎn)生主要的動作模式，通過動態(tài)修正肢體位置以維持COM處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)（Pai et al.，1999）。根據(jù)上述觀點，SHL與SHM的動態(tài)姿勢穩(wěn)定策略深受神經(jīng)肌肉控制的影響，而關(guān)節(jié)策略或動作缺陷亦會改變COM與COP等參數(shù)變化。整體而言，連續(xù)側(cè)跳動作能凸顯CAI額狀面運(yùn)動控制能力不佳的問題。

圖20 SHM下蹲期與推蹬期的肌肉共同收縮率Figure 20. Muscle Co-contraction Rate of SHM at DP and PP

3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動模式

3.2.1 髖關(guān)節(jié)動作策略

落地瞬間與下蹲最低點的髖關(guān)節(jié)動作特征結(jié)果顯示，SHL時的CAI組髖關(guān)節(jié)屈曲角度顯著高于CON組，而SHM時的CAI與LAT組髖關(guān)節(jié)屈曲角度顯著高于CON組，說明兩種動作模式下，CAI均使用較多的髖關(guān)節(jié)屈曲動作來因應(yīng)落地影響，進(jìn)一步觀察落地負(fù)荷率與VSI或DPSI指數(shù)也顯示，CAI的落地負(fù)荷或姿勢穩(wěn)定具有較好的策略。DeVita等（1992）109認(rèn)為，柔和落地（soft landing）主要由膝關(guān)節(jié)與髖關(guān)節(jié)扮演關(guān)鍵角色，因近端關(guān)節(jié)的髖或膝相對于遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)的踝具有較好的解剖優(yōu)勢，如更長的肌纖維、較大的肌肉體積與較好的肌力。Sun等（1999）1659進(jìn)一步指出，落地過程使用較多髖或膝關(guān)節(jié)屈曲動作，能有效利用離心階段具有較長的動作時間來控制髖與膝關(guān)節(jié)伸肌作用，以因應(yīng)落地沖擊的能量吸收或消散。Doherty（2016）812-813也認(rèn)為，落地階段下肢關(guān)節(jié)伸展越多，則越容易增加GRF與下肢勁度的提升。由此可知，當(dāng)髖關(guān)節(jié)屈曲角度增加時可有效減少髖關(guān)節(jié)勁度，以降低GRF的沖擊影響（Farley et al.，1999），說明遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)受傷后，近端關(guān)節(jié)將發(fā)展出不同的動作協(xié)調(diào)策略來代償扭傷后所產(chǎn)生的動作缺陷或不穩(wěn)定因素，證實髖關(guān)節(jié)屈曲動作是側(cè)跳落地模式的重要動作策略。另外，本研究發(fā)現(xiàn)，在SHL落地模式下，CAI組髖關(guān)節(jié)內(nèi)收角度顯著高于CON組外展角度，而SHM亦有相似結(jié)果。相關(guān)研究指出，髖關(guān)節(jié)內(nèi)收動作促使COM偏移至踝關(guān)節(jié)外側(cè)并造成踝關(guān)節(jié)扭傷概率的提升（Yen et al.，2017）200，因此，過多的髖關(guān)節(jié)內(nèi)收動作對于CAI落地模式來說并非理想動作策略。進(jìn)一步觀察SHL髖關(guān)節(jié)額狀面ROM顯示，CAI與LAT組的髖關(guān)節(jié)額狀面ROM顯著高于CON組，說明落地瞬間的髖關(guān)節(jié)額狀面角度以外展動作為主，而髖關(guān)節(jié)外展有助于使肢體垂直于股骨位置上方（使肢體COM更靠近COP），能有效降低踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻動作（Sadeghi et al.，2001）692-693。而SHM的落地模式中，CAI組的髖關(guān)節(jié)矢狀面ROM顯著高于LAT與CON組，則說明髖關(guān)節(jié)屈伸范圍較大，有助于減少落地階段垂直方向的影響。因此，當(dāng)CAI運(yùn)用較多的髖關(guān)節(jié)屈伸，是落地負(fù)荷率、VSI與DPSI等參數(shù)顯著低于CON的主因。

3.2.2 踝關(guān)節(jié)動作策略

誘發(fā)踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻（SHL）落地模式的結(jié)果顯示，落地瞬間的CAI組踝關(guān)節(jié)外翻角度顯著高于CON組、下蹲最低點的CON組踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角度顯著高于CAI與LAT組。由于過度內(nèi)翻、跟骨內(nèi)旋合并跖屈動作是踝關(guān)節(jié)扭傷機(jī)制（Gehring et al.，2014）897，因此，在落地階段產(chǎn)生過多的踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻動作可能增加扭傷風(fēng)險，加上扭傷后常造成前距腓與跟腓韌帶結(jié)構(gòu)損傷，會降低踝關(guān)節(jié)抑制內(nèi)翻的能力。所以，為減少CAI在落地時的扭傷概率，本研究CAI組在落地瞬間呈現(xiàn)較多的踝關(guān)節(jié)外翻動作，而LAT組亦有類似特征。顯然，在落地階段使用較多的外翻角度，除了能有效避開內(nèi)翻動作出現(xiàn)外，亦可降低落地階段的內(nèi)翻角度。本研究也發(fā)現(xiàn)，下蹲最低點CAI與LAT組踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角度低于CON組。比較Son（2017）2049探討前跳落地與閃切落地的動作策略發(fā)現(xiàn)，CAI在落地瞬間至落地中期，呈現(xiàn)較多的踝關(guān)節(jié)外翻動作，且CAI的踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角度顯著比CON低2.8°。進(jìn)一步比較Kipp等（2013）探討CAI執(zhí)行前跳切入動作的踝關(guān)節(jié)運(yùn)動特征顯示，落地瞬間的CAI出現(xiàn)較多外翻動作，并且在落地后的內(nèi)翻角度峰值低于CON。由此推論，CAI在扭傷后，即便存在關(guān)節(jié)韌帶結(jié)構(gòu)所造成的不穩(wěn)定影響，仍會產(chǎn)生不同動作特征作為代償策略，以降低踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定的扭傷風(fēng)險。

在SHL落地模式中，CAI的踝關(guān)節(jié)策略以較多外翻動作進(jìn)行落地（能有效降低踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角度的增加），可視為一個避免扭傷發(fā)生的特殊策略。但本研究觀察踝關(guān)節(jié)額狀面ROM變化情況發(fā)現(xiàn)，落地階段的CAI踝關(guān)節(jié)ROM顯著高于CON。當(dāng)額狀面關(guān)節(jié)ROM變化較大時，連帶增加COP左右方向的晃動距離，符合過去文獻(xiàn)的觀點，即CAI在額狀面的控制能力不佳。而誘發(fā)踝關(guān)節(jié)外翻（SHM）的落地模式中，對于踝關(guān)節(jié)ROM的變化，僅發(fā)現(xiàn)矢狀面有顯著性差異，且CON組顯著高于CAI組。有研究指出，關(guān)節(jié)活動受限是扭傷的后遺癥之一（Caputo et al.，2009；Drewes et al.，2010），并認(rèn)為踝關(guān)節(jié)背屈活動受限將造成扭傷風(fēng)險增加5倍（Pope et al.，2011），原因在于踝關(guān)節(jié)扭傷主要源自距骨前移、內(nèi)旋與上移現(xiàn)象。所以，增加距骨移動將導(dǎo)致脛骨關(guān)節(jié)執(zhí)行背屈動作受到限制（Grodzinsky et al.，2003）。通過下蹲最低點的踝關(guān)節(jié)背屈角度也發(fā)現(xiàn)，CAI有較小的角度特征，說明CAI可能因傷后的關(guān)節(jié)活動受限而造成踝關(guān)節(jié)矢狀面ROM縮小，無形中提升踝關(guān)節(jié)扭傷幾率。此外，本研究發(fā)現(xiàn)，SHL會造成踝關(guān)節(jié)額狀面ROM變化較大，而SHM以踝關(guān)節(jié)矢狀面ROM變化為主。除了關(guān)節(jié)ROM可作為判斷CAI的關(guān)節(jié)狀態(tài)是否穩(wěn)定外，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)CAI反復(fù)扭傷的重要指標(biāo)，即踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角速度峰值。實驗結(jié)果顯示，SHL落地階段的CAI與LAT組踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角速度峰值顯著高于CON組、SHM落地階段的CAI組踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角速度峰值顯著高于CON組。有研究認(rèn)為，踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角度、內(nèi)翻角速度與扭傷間的關(guān)系密切（Santilli et al.，2005），因為落地后的踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角速度過快，可能會超出踝關(guān)節(jié)原本抑制內(nèi)翻的能力而造成嚴(yán)重踝扭傷。進(jìn)一步觀察抑制踝內(nèi)翻的腓骨長肌激活特征，結(jié)果顯示，落地瞬間與下蹲期的CAI組腓骨長肌激活顯著低于CON組，由于腓骨長肌為抑制踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻的主要肌群（Sefton et al.，2010）540，當(dāng)CAI在落地階段即出現(xiàn)較快且早的踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角速度，可能是腓骨長肌激活不足所致，此特征可視為踝關(guān)節(jié)反復(fù)扭傷的關(guān)鍵，也證實CAI為了避免扭傷情況的發(fā)生，在落地階段使用較多的踝關(guān)節(jié)外翻動作為特殊關(guān)節(jié)代償策略。

3.2.3 不同動作下的關(guān)節(jié)策略

本研究發(fā)現(xiàn)，各組在SHL落地時的踝關(guān)節(jié)跖屈角度小于SHM。根據(jù)踝關(guān)節(jié)扭傷機(jī)制，減少踝關(guān)節(jié)跖屈動作能降低踝關(guān)節(jié)扭傷風(fēng)險，進(jìn)一步比較關(guān)節(jié)ROM變化發(fā)現(xiàn)，無論哪種落地模式，在踝關(guān)節(jié)矢狀面ROM變化上均無明顯差異。不過，踝關(guān)節(jié)額狀面ROM卻有著不同策略，結(jié)果顯示，SHL落地主要使用髖關(guān)節(jié)額狀面ROM，而SHM則以踝關(guān)節(jié)額狀面與橫切面為主。在SHL的關(guān)節(jié)ROM特征中發(fā)現(xiàn)，SHL落地策略以髖關(guān)節(jié)額狀面運(yùn)動為主。有研究指出（Yen et al.，2005）196，髖關(guān)節(jié)額狀面動作有助于提供肢體垂直與股骨位置上方，并使肢體COM更接近COP。因此，在落地階段增加髖關(guān)節(jié)外展動作，可將COM維持在踝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)位置，不僅能降低踝關(guān)節(jié)扭傷風(fēng)險，更可保持肢體穩(wěn)定平衡。根據(jù)上述觀點，本研究發(fā)現(xiàn)，SHL在落地瞬間的髖關(guān)節(jié)外展動作明顯高于SHM，說明，SHL髖關(guān)節(jié)動作策略確實有助于維持穩(wěn)定平衡。由于SHM主要使用踝關(guān)節(jié)額狀面動作策略，推論踝關(guān)節(jié)額狀面ROM變化較大并非為了平衡穩(wěn)定，而是誘發(fā)扭傷概率大幅提升的關(guān)鍵。進(jìn)一步觀察落地階段的踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角速度峰值發(fā)現(xiàn)，不同踝關(guān)節(jié)形態(tài)運(yùn)動員執(zhí)行SHM落地模式的踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角速度達(dá)240～280°/s。綜觀SHL與SHM落地模式，SHL使用的髖關(guān)節(jié)策略有助于肢體穩(wěn)定，而SHM的踝關(guān)節(jié)策略卻凸顯踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角速度明顯提升的特征，并發(fā)現(xiàn)CAI在SHM的落地瞬間與下蹲最低點均出現(xiàn)髖關(guān)節(jié)內(nèi)收動作，此現(xiàn)象可能增加踝關(guān)節(jié)扭傷風(fēng)險。基于兩者關(guān)節(jié)策略比較，證實SHM落地模式是踝關(guān)節(jié)扭傷的高風(fēng)險動作。

3.3 神經(jīng)肌肉激活特征

Denyer（2013）326認(rèn)為，下肢神經(jīng)肌肉系統(tǒng)在動態(tài)姿勢穩(wěn)定策略中占有重要角色，因為關(guān)節(jié)周邊肌群存在相應(yīng)的防衛(wèi)機(jī)制。因此，CAI才能在激烈運(yùn)動競賽過程中免于反復(fù)扭傷（Mitchell et al.，2008）。在SHL與SHM落地模式下，落地前、落地瞬間與下蹲期的肌肉激活均有相似特征，且CAI與LAT組的腓腸肌激活顯著高于CON組，證實執(zhí)行踝關(guān)節(jié)跖屈的腓腸肌是CAI與LAT的重要激活肌群。Nyland（2013）指出，腓腸肌為下肢落地階段重要肌群之一，以肌肉動力鏈的效果而言，腓腸肌具有同時提供遠(yuǎn)端與近端關(guān)節(jié)效益的作用。所以，當(dāng)腓腸肌發(fā)揮雙關(guān)節(jié)作用肌的肌肉動力鏈效果時，除能提供踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定外，更可以將激活效益同時延伸至膝關(guān)節(jié)。由此，證實腓腸肌激活在協(xié)助踝關(guān)節(jié)抵抗落地負(fù)荷上具有顯著效果，該現(xiàn)象通過ROM結(jié)果可以佐證，本研究發(fā)現(xiàn)，CAI與LAT組的矢狀面踝關(guān)節(jié)ROM有較小特征，且膝關(guān)節(jié)亦有類似的趨勢。此外，SHL模式下CAI組下蹲期的股直肌激活顯著高于CON組，而SHM則是CAI與LAT組下蹲期的股內(nèi)側(cè)肌激活顯著高于CON組。由于股直肌與股內(nèi)側(cè)肌屬于膝關(guān)節(jié)的伸膝肌群（張帆 等，2018），當(dāng)下蹲期激活較高的情況下，能有效提供膝關(guān)節(jié)維持固定的關(guān)節(jié)動作（張帆 等，2014），此為CAI組的矢狀面關(guān)節(jié)ROM范圍小于CON組的原因。本研究認(rèn)為，CAI與LAT組的踝關(guān)節(jié)與膝關(guān)節(jié)伸膝肌群高度激活，具有提供關(guān)節(jié)維持較僵直的狀態(tài)，能避免下蹲幅度過大所引起的不穩(wěn)定狀態(tài)，結(jié)果也顯示，落地負(fù)荷率、VSI與DPSI等參數(shù)均顯示CAI組控制能力較佳；但受到髖關(guān)節(jié)屈曲策略影響，這種僵直動作模式可能會導(dǎo)致較大的落地力量或負(fù)荷。上述關(guān)節(jié)策略符合DeVita（1992）108提出的觀點，即髖關(guān)節(jié)策略提供柔和落地模式（soft landing），而僵直落地模式（stifflanding）則來自于踝關(guān)節(jié)與膝關(guān)節(jié)策略。

本研究肌肉激活特征顯示，矢狀面肌群提供CAI一種特殊的肌肉協(xié)調(diào)機(jī)制，具有維持CAI與LAT動態(tài)姿勢穩(wěn)定的效果，但CAI仍存在踝關(guān)節(jié)扭傷風(fēng)險。Yen（2017）193指出，本體感覺、肌力強(qiáng)度與平衡表現(xiàn)下降是踝關(guān)節(jié)扭傷的后遺癥，就踝關(guān)節(jié)腓骨長肌而言，在落地階段的關(guān)節(jié)本體感覺可誘發(fā)腓骨長肌激活以提供踝關(guān)節(jié)抑制內(nèi)翻動作，此特征可視為保護(hù)踝關(guān)節(jié)免于側(cè)向扭傷的動態(tài)防衛(wèi)機(jī)制。SHL與SHM結(jié)果也顯示，落地瞬間與下蹲期的CAI組腓骨長肌激活顯著低于CON組。相關(guān)研究指出，踝關(guān)節(jié)扭傷后的下肢神經(jīng)肌肉系統(tǒng)勢必會受到影響（Sefton，2010）545，尤其以腓骨長肌激活不足最為明顯，會造成抑制踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻能力降低（Konradsen et al.，1997）。Santilli（2005）1183探討CAI執(zhí)行步態(tài)動作時的腓骨長肌激活特征發(fā)現(xiàn)，健側(cè)腳的激活顯著高于患側(cè)腳，說明踝關(guān)節(jié)扭傷后確實會導(dǎo)致腓骨長肌激活能力受損，并降低踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻動作的抑制功能。

盡管CAI在落地階段的腓骨長肌激活不足，會間接影響踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角速度過高的現(xiàn)象，進(jìn)而無形中增加踝關(guān)節(jié)扭傷風(fēng)險，但Denyer（2013）327-328認(rèn)為，下肢神經(jīng)肌肉系統(tǒng)具有特殊的防衛(wèi)機(jī)制，可提供CAI在不穩(wěn)定狀態(tài)下依舊能維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定的能力。本研究SHL與SHM的下蹲期結(jié)果顯示，CON組的膝關(guān)節(jié)共同收縮率顯著高于CAI與LAT組，而CAI組的踝關(guān)節(jié)共同收縮率顯著高于CON組。該現(xiàn)象的出現(xiàn)，若從單一肌群的激活特征來看，初始CON組膝關(guān)節(jié)股直肌與股內(nèi)側(cè)肌激活低于CAI組，但當(dāng)單腳落地時可能帶來較高的負(fù)荷沖擊，為了關(guān)節(jié)功能性與穩(wěn)定性，此時肌肉共同收縮扮演著維持運(yùn)動效率與關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的角色。顯然，CON組可能會因為單一肌群激活不足，進(jìn)而產(chǎn)生較高的肌肉共同收縮以維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定。不過高度肌肉共同收縮所提供的關(guān)節(jié)策略屬于較為僵直的落地模式，本研究中，CON組落地負(fù)荷率、VSI與DPSI等指數(shù)高于CAI組的結(jié)果也對此予以了證實。反之，CAI運(yùn)動員在下蹲期則使用較多的踝關(guān)節(jié)共同收縮來維持動態(tài)的關(guān)節(jié)穩(wěn)定度。因為CAI運(yùn)動員扭傷后，其踝關(guān)節(jié)周邊肌群激活變差的同時也會造成踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻風(fēng)險增加，但為了代償踝關(guān)節(jié)扭傷后所產(chǎn)生的不穩(wěn)定因素，下肢將利用主動肌與拮抗肌間共同作用以提升關(guān)節(jié)穩(wěn)定度（Baratta et al.，1988）。

當(dāng)關(guān)節(jié)經(jīng)歷嚴(yán)重的運(yùn)動傷害后，下肢的神經(jīng)肌肉模式均會受到影響，如踝關(guān)節(jié)扭傷后將連帶降低踝關(guān)節(jié)與髖關(guān)節(jié)肌肉激活功能。下蹲期的臀中肌激活結(jié)果顯示，SHL模式下CON組顯著高于CAI組，SHM模式下CON組顯著高于CAI與LAT組。髖關(guān)節(jié)的臀中肌激活，主要功能為提供髖關(guān)節(jié)執(zhí)行外展動作，從落地階段的髖關(guān)節(jié)角度特征來看，CON組的外展角度高于CAI組。Son（2017）1661指出，髖關(guān)節(jié)外展策略可使肢體垂直于股骨上方（有助于將COM移動范圍限縮于COP內(nèi)），能降低踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻動作，相對的，若髖關(guān)節(jié)內(nèi)收動作較多，將使COM移動至踝關(guān)節(jié)外側(cè)位置進(jìn)而造成踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻動作增加。本研究認(rèn)為，髖關(guān)節(jié)外展動作屬于較好的姿勢穩(wěn)定策略，由于髖關(guān)節(jié)外展與臀中肌激活關(guān)系密切，當(dāng)CAI臀中肌激活不足時，則導(dǎo)致維持髖外展的能力受到影響，并且無法有效維持關(guān)節(jié)動作，符合Firel（2006）的觀點，證實CAI的臀中肌無力會造成髖關(guān)節(jié)外展功能障礙，使得髖關(guān)節(jié)額狀面的動作與位置控制能力大幅下降。因此，髖關(guān)節(jié)額狀面的肌群應(yīng)為CAI運(yùn)動員優(yōu)先強(qiáng)化的重要肌群之一。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

1）姿勢穩(wěn)定機(jī)制方面，髖關(guān)節(jié)屈曲動作是SHL與SMM落地模式的主要動作策略之一；下肢矢狀面肌群（腓腸肌、比目魚肌、股直肌與股內(nèi)側(cè)肌）激活程度與踝關(guān)節(jié)肌肉（內(nèi)側(cè)腓腸肌/脛骨前肌）共同收縮率對CAI的動態(tài)姿勢穩(wěn)定扮演重要角色；以SHL落地的踝關(guān)節(jié)外翻動作能降低踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻扭傷風(fēng)險。

2）反復(fù)扭傷致因方面，側(cè)跳落地模式凸顯出CAI額狀運(yùn)動平面控制能力不佳的問題；腓骨長肌激活與臀中肌激活不足導(dǎo)致CAI額狀面關(guān)節(jié)ROM控制能力差；在SHL落地模式下，CAI髖關(guān)節(jié)內(nèi)收動作可能會引起踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻動作；側(cè)跳落地的踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角速度出現(xiàn)較早且快速的特征為CAI反復(fù)扭傷的關(guān)鍵。

3）動作控制策略方面，踝關(guān)節(jié)策略主要影響COP參數(shù)，髖關(guān)節(jié)策略則能改變COM；CON側(cè)跳的落地緩沖與姿勢控制能力不及CAI穩(wěn)定；SHM落地模式是踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻扭傷的高風(fēng)險動作；基于關(guān)節(jié)運(yùn)動模式、肌肉激活特征與姿勢穩(wěn)定能力顯示，LAT動作策略趨向CAI。

4.2 建議

1）加強(qiáng)踝關(guān)節(jié)腓骨長肌的肌力訓(xùn)練，以提升踝關(guān)節(jié)扭傷的保護(hù)肌群；針對髖關(guān)節(jié)臀中肌進(jìn)行強(qiáng)化，提升髖關(guān)節(jié)執(zhí)行外展動作的能力。

2）增加矢狀面踝關(guān)節(jié)ROM，促進(jìn)踝關(guān)節(jié)落地緩沖功能恢復(fù)；利用髖關(guān)節(jié)動作策略作為落地緩沖與軀干穩(wěn)定的關(guān)節(jié)運(yùn)用模式。

3）在平衡球或平衡板上執(zhí)行單腳站立動作，誘發(fā)踝關(guān)節(jié)周邊本體感覺的刺激；利用彈力帶、彈力繩或體重負(fù)荷增強(qiáng)踝關(guān)節(jié)周邊肌力。