治療性運動對功能性踝關節不穩姿勢控制和踝周肌肉功能影響的Meta分析

柴良偉，劉華，黃秋玉，孫喜妹，李凱洋，馬景

首都體育學院，北京市100191

0 引言

踝關節內翻損傷是常見的運動損傷，復發率較高[1]。約34%～73%踝關節內翻損傷患者會逐步發展為慢性踝關節不穩(chronic ankle instability,CAI)[2-3]，表現為踝關節不穩定或錯位感，主要分為機械性踝關節不穩(mechanical ankle instability,MAI)和功能性踝關節不穩(functional ankle instability,FAI)兩類[4]，其中機械性因素導致的CAI僅占2.8%[5]。

在籃球、足球和排球等需要跳躍著陸和快速改變方向的運動中，踝關節發生扭傷的概率最高[6]。CAI患者在進行跳躍等動態任務時往往存在姿勢控制缺陷，神經肌肉控制能力降低[7]。CAI 患者在跳躍著地時踝關節外翻肌肉(如腓骨長肌和腓骨短肌)反射潛伏期延長，導致踝關節內翻異常[8]，穩定性下降。姿勢控制是人體維持所有姿勢和活動的前提，評估FAI 患者姿勢控制能力的變化具有重要意義，常見的方法是測量壓力中心(centre of pressure,COP)偏移的速率、幅度和面積，邊界時間也能準確測試單腿站立姿勢穩定性的變化[9]。FAI 患者踝背屈/跖屈、內翻/外翻肌群力量失衡，導致FAI 更容易發生[10]。相比單足站立靜態姿勢控制，踝關節損傷更易發生在跳躍著陸、踢球等動態任務中[11]。

FAI 的保守療法包括平衡訓練、力量訓練、全身振動訓練、神經肌肉控制訓練等治療性運動，旨在提高肌肉力量和姿勢控制，但一致性的結論仍未得出。Webster 等[12]和于越等[13]認為，平衡訓練能降低FAI 患者COP 偏移；但Song 等[14]的研究并未觀察到這一現象。耿治中等[15]認為，全身振動訓練能提高腓骨長肌和脛骨前肌的激活水平，縮短肌肉反應時；而O'Driscoll等[16]認為，神經肌肉訓練對肌肉功能的改善不顯著。

本研究選取隨機對照試驗(randomized controlled trial,RCT)，對不同類型治療性運動干預對FAI患者姿勢控制和踝關節周圍肌肉功能的影響進行Meta分析。

1 資料與方法

1.1 檢索策略

采用主題詞檢索策略，在PubMed、Web of Sci‐ence、Embase、SPORTdiscus、Medline、Science Di‐rect、EBSCO、SpringLink 進行英文檢索，在中國知網、維普、萬方數據庫進行中文檢索，檢索時間為建庫至2021年12月。

中文檢索式：(踝關節損傷OR 踝關節不穩)AND(康復OR 運動OR 訓練)AND 隨機對照試驗

英文檢索式：(ankle joint injury OR ankle instabili‐ty) AND (rehabilitation OR exercises OR training) AND randomized controlled trial

按PICO程式制定納入標準和排除標準。

納入標準：①研究設計為RCT；②研究對象符合FAI 最低納入標準，即踝關節反復扭傷2 次以上，功能活動中有失控感；踝關節功能自評問卷有最小程度踝關節功能障礙；距離最后一次踝關節扭傷≥1 個月；前抽屜試驗、距骨傾斜試驗陰性，影像學檢查未發現肌肉韌帶結構性損傷或關節軟骨和關節囊及周圍組織病變；無視覺和前庭功能障礙，無下肢手術、骨折等病史；③試驗組采用平衡訓練、力量訓練、拉伸訓練、功能訓練(不穩定踏板訓練)以及聯合平衡和功能(或力量)訓練等治療性運動作為干預方式，對照組維持日常生活活動，不施加任何干預；④結局指標中，姿勢控制評估采用不同視覺條件下COP偏移距離、速度、面積和邊界時間，根據提取的特征，將睜眼和閉眼條件下COP的偏移距離、速度、面積以及負向邊界時間綜合定義為睜眼和閉眼條件下COP偏移，數值越大，表示姿勢控制能力越差；踝關節周圍肌肉功能評估采用FAI 患者在執行不同動態任務前后踝關節周圍肌肉反應時、激活程度，以及30°/s和120°/s角速度下外翻/內翻峰力矩比。

排除標準：①重復發表或重復文獻；②不包含以上結局指標或數據不完整；③非中英文文獻；④綜述、系統評價以及Meta分析。

1.2 文獻篩選

由2 名研究人員獨立檢索相關中英文文獻，閱讀文獻題目和摘要，根據納入標準進行初步篩選；閱讀全文，篩除不符合納入標準的文獻，有不同意見協商解決。

1.3 文獻質量和證據等級評價

采用Cochrane Handbook 提供的文獻質量評價標準和物理治療證據數據庫(Physiotherapy Evidence Da‐tabase,PEDro)量表進行評價。文獻質量評價包括選擇性偏倚、實施偏倚、測量偏倚、隨訪偏倚、報告偏倚和其他偏倚；證據等級按照PEDro進行評價，總分10分，兩個以上高質量RCT(PEDro ≥6)得出相似結果，則為強證據；一個高質量RCT為中等證據；一個中質量RCT(PEDro 4～5 分)為有限證據；一個低質量RCT(PEDro<4)為弱證據。

1.4 數據提取

由2 名研究人員閱讀納入文獻，提取文獻數據，并進行交叉核對，有分歧協商解決。提取內容包括作者、發表年份、樣本量、研究對象年齡、干預方式、姿勢控制和相關肌肉功能評價指標等。

1.5 統計學分析

采用RevMan 5.4 軟件進行Meta 分析。采用χ2檢驗和I2定量分析納入文獻的異質性，I2>50%或P<0.05 認為異質性較大，否則為異質性較小[17]。異質性較小采用固定效應模型。異質性較大則分析異質性來源，若無臨床異質性和方法學異質性需要合并時，采用隨機效應模型；若無法判斷異質性來源，則采用定性描述。COP 偏移和踝周肌肉功能相關指標均為連續變量，使用的測量方法、干預方法和干預周期均不同，采用標準化均數差(standardized mean difference,SMD)和95%置信區間(confidence interval,CI)作為效應值[18]。顯著性水平α=0.05。

2 結果

2.1 納入文獻基本特征

最初檢索中、英文文獻共2 207 篇。剔除重復文獻562 篇，經過閱讀文獻題目和摘要，獲得文獻135篇，進一步閱讀全文，排除不符合納入標準的文獻，最終對14篇文獻進行Meta分析[19-32]。文獻篩選流程見圖1，納入文獻基本特征見表1。

表1 納入文獻信息統計

圖1 文獻篩選流程圖

2.2 文獻質量

所有納入文獻均報告受試者干預前的基線情況，且兩組在干預前無顯著性差異。文獻中均提到“隨機”或“隨機分組”，5 項研究描述了分配隱藏[19,23,26,29,31]，2 項研究針對參與者采用盲法[23,31]。12 項研究提供了高質量證據[19-23,25-27,29-32]，2 項研究提供了中等質量證據[24,28]。所有受試者均簽署知情同意書。見圖2和圖3。

圖2 偏倚風險結果

圖3 偏倚風險比例

2.3 Meta分析

2.3.1 COP

9 項研究[19-20,22-25,28-30]對280 例患者睜眼條件下COP偏移進行比較，各研究間異質性較大(I2=40%,P=0.02)，采用隨機效應模型分析；6 項研究[19-20,23,25,29-30]對198 例患者閉眼條件下COP 偏移進行比較，各研究之間異質性較小(I2=0%,P=0.85)，采用固定效應模型分析。運動干預能明顯減少患者睜眼(SMD=-0.28,95%CI -0.46～-0.09,P=0.003)和閉眼(SMD=-0.24,95%CI -0.40～-0.09,P=0.001)條件下COP 偏移。見圖4和圖5。

圖4 運動干預對睜眼條件下COP偏移的影響

圖5 運動干預對閉眼條件下COP偏移的影響

2.3.2 踝周肌肉

2.3.2.1 腓骨長肌和脛骨前肌

2項研究[24,31]測量了腓骨長肌和脛骨前肌肌肉反應時，由于文獻較少，異質性較大(I2=80%,P=0.002)，僅做描述性分析。Minoonejad 等[31]采用每周3 次有監督的跳躍穩定性訓練，持續6 周，脛骨前肌和腓骨長肌反應時均縮短。Eils 等[24]采用每周5 次不同平面上站立的本體感覺訓練，持續6 周，脛骨前肌和腓骨長肌反應時均不同程度延長。

5 項研究[23-24,26,31-32]對148 例患者跳躍落地和踢球動態任務前腓骨長肌激活程度進行比較，各研究間異質性較小(I2=7%,P=0.37)，采用固定效應模型分析。運動干預能增強任務前腓骨長肌的激活(SMD=0.38,95%CI 0.05～0.71,P=0.03)。

5 項研究[23-24,26,31-32]對148 例患者跳躍落地和踢球動態任務前脛骨前肌激活程度進行比較，研究間異質性較大(I2=69%,P=0.01)，采用隨機效應模型分析。運動干預對任務前脛骨前肌的激活程度無顯著性影響(SMD=0.48,95%CI-0.14～1.11,P=0.13)。

4項研究[23,26,31-32]對118例患者跳躍落地和踢球動態任務后腓骨長肌和脛骨前肌激活程度進行比較，各研究間異質性較小(I2=0%,P=0.55;I2=39%,P=0.18)，采用固定效應模型分析。運動干預能增強任務完成后腓骨長肌(SMD=0.53,95%CI 0.16～0.90,P=0.005)和脛骨前肌(SMD=0.47,95%CI 0.10～0.84,P=0.01)激活。見圖6。

圖6 運動干預對完成動態任務前后肌肉激活程度的影響

2.3.2.2 踝關節外翻/內翻峰力矩比

2 項研究[21,27]對80 例患者30°/s 和120°/s 角速度踝關節外翻/內翻峰力矩比進行比較，各研究間異質性較小(I2=0%,P=0.90)，采用固定效應模型分析。運動干預對30°/s 和120°/s 角速度時踝關節外翻/內翻峰力矩比無顯著性影響(SMD=-0.15,95%CI -0.46～0.16,P=0.34)。見圖7。

圖7 運動干預對踝關節外翻與內翻峰力矩比的影響

3 討論

FAI 患者由于反復踝關節扭傷，損傷肌肉韌帶內的本體感受器[33]，阻礙神經傳導，抑制肌肉功能活動，影響神經肌肉控制[34]。本研究結果顯示，治療性運動能改善COP偏移，提高靜態姿勢控制能力；在跳躍著地時通過激活脛骨前肌和腓骨長肌，穩定踝關節。

采用COP偏移評估靜態姿勢控制能力已被廣泛認可[22,24,35]。姿勢控制是視覺、軀體感覺和前庭信息整合的結果。本研究納入的研究對象無前庭功能障礙，結果顯示不同治療性運動均能改善睜閉眼條件下COP偏移，說明運動干預能提高本體感覺功能。

4～8 周的平衡[24,28-29]、振動(振動頻率30～40 Hz，持續10～14 min)[22]、功能(不穩定踏板訓練，阻力7.7%體重，轉速50～70 r/min)[20]和聯合[19,25]訓練均能改善睜閉眼條件下COP 偏移。平衡訓練能改善姿勢調整策略[29]，提高肌肉耐力[28]，應對環境中不穩定因素的干擾；不穩定功能踏板訓練能模擬FAI 患者在運動時踝關節的突然翻轉，快速牽拉刺激肌肉紡錘體，改善機械感受器和肌肉協調，進一步恢復本體感覺[20]。Ba‐gherian 等[19]指出，聯合訓練能從感覺和運動兩個方面整合運動控制，從而提高姿勢控制功能，效果優于傳統的單一訓練方式。

本研究與封旭華等[36]的結果不一致，他們未觀察到FAI 患者和健康對照之間靜態姿勢穩定性差異，原因可能是單腿站立測試靜態姿勢控制方法簡單，不敏感，一些積極參加體育活動的FAI 患者靜態姿勢控制表現并不差。一項系統綜述也發現，平衡訓練對復雜動態平衡功能影響較小[37]，推測運動干預的有效性與姿勢評估指標的難易程度有一定關聯。由此需要模擬較為復雜的動態任務，檢測FAI 患者功能的變化；還要提高姿勢穩定性評價方法的信度和效度。

踝關節周圍肌肉反應時主要評估感覺運動功能，執行動態任務時，腓骨長肌和脛骨前肌肌肉反應時被廣泛用來評估本體感覺功能，反應時延長可能與本體感覺受損、神經傳導速度減慢和神經肌肉補償策略中的中樞損傷有關[38]。跳躍穩定性訓練能縮短腓骨長肌的反應時，激活動態防御機制，保護踝關節對抗外來環境中突然的內翻[31]。另一項研究則未發現反應時有差異，考慮與多種因素有關，如跖屈肌收縮的次數、姿勢，以及運動干預前的不同活動特征個體肌肉反應時的基線[24]。

腓骨長肌是限制踝關節內翻、提供后足外翻最重要的肌肉，當面臨突發性內翻刺激時首先收縮，起著維持踝關節動力穩定的作用；脛骨前肌作為腓骨長肌的拮抗肌，限制突發性踝關節跖屈，保護踝關節不受損傷。在進行跳躍落地和踢球等動態任務前，腓骨長肌首先產生預備性收縮(前饋)，而FAI 患者往往表現為激活不足或延遲激活，導致踝關節在運動過程中過度內翻，增加損傷風險；完成動態任務后，為了維持姿勢穩定，踝周肌肉產生代償性收縮，脛骨前肌激活程度進一步增加，以減輕足底內側縱弓壓力，同時腓骨長肌激活增加抵消因脛骨前肌收縮引起的踝關節內翻，維持踝關節穩定性[39]。

6 周平衡訓練[23-24,26,32]和功能訓練[31]能提高動態任務完成前腓骨長肌激活，同時提高任務完成后腓骨長肌和脛骨前肌激活。平衡訓練通過牽拉刺激肌肉紡錘體，恢復本體感覺，打破神經肌肉因損傷的反射性抑制[40]；不穩定踏板增加踝關節對抗干擾的能力，從感覺和運動兩方面激活肌肉功能[32]。本研究未觀察到任務前脛骨前肌激活，可能由于完成動態任務前預備性收縮主要發生在腓骨長肌。

踝關節外翻肌力下降是FAI 最常見損傷因素，可能由踝關節感覺缺失導致的神經驅動作用下降所致[41]，從而導致踝關節內外翻肌力不均衡。采用6 周平衡[21]和聯合訓練[27]干預，并未觀察到外翻/內翻峰力矩比的顯著變化。無論是平衡訓練還是平衡訓練聯合力量訓練均能增強內外翻肌肉力量，但外翻/內翻峰力矩比的范圍與發生FAI 相關性仍沒有定論。Mollà-Ca‐sanova 等[37]指出，FAI 患者在進行動態任務時無需產生最大肌肉力量來維持姿勢穩定，因此外翻/內翻峰力矩比可能不能敏感反映運動干預的效應。

本研究納入的文獻評測姿勢穩定性和肌肉功能指標的方法各不相同，影響干預療效評估，如不同動態任務肌肉激活本身存在差異，很難比較不同任務間肌肉激活程度；各項評估指標納入文獻均不足10篇，未進行發表偏倚評估；納入文獻未描述運動干預周期。未來應進一步分析時間因素對運動干預效果的影響；對于姿勢控制的改善需要模擬復雜動作模式進行評估，進一步證明治療性運動的有效性。

本研究顯示，包括平衡訓練、不穩定踏板功能性訓練和聯合訓練在內的治療性運動，能減少FAI 患者COP 偏移，使腓骨長肌執行動態任務前產生預備性收縮，腓骨長肌和脛骨前肌在完成任務后產生反應性收縮，從而使踝關節更好地應對外界干擾，維持關節穩定，預防再次損傷。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。