功能性踝關節不穩患者單腳靜立平衡能力與踝關節肌力和位置覺的關系

劉灝， 李宗濤， 蔡言偉

河北師范大學體育學院，河北石家莊市 050024

0 引言

功能性踝關節不穩(functional ankle instability,FAI)是運動人群常見的踝關節慢性疾病。超過50%的運動損傷發生在下肢，而踝關節扭傷又最為常見，約占15%[1]；32%～47%的初次扭傷患者會再次扭傷并發展為FAI[2]，并繼發更高的扭傷頻率，不僅對患者的生活質量和運動能力造成不良影響，還會給社會醫療和經濟資源帶來沉重負擔[3]。踝關節扭傷給個人和社會造成巨大的經濟負擔[4-5]。

姿勢控制能力下降是FAI 患者最具代表性的功能缺陷[6]。單腿平衡站立(static single-leg stance, SSLS)試驗可以評估與FAI 相關的姿勢穩定性[7]，也是評估靜態平衡最常用的方法[8]。單腿支撐常出現在日常生活和運動中，如步行、跑步、爬樓梯等。與正常人相比，FAI 患者睜眼[8]和閉眼[8-9]單腿站立時，壓力中心(center of pressure, COP)晃動包絡面積較大[9-10]，到達邊界時間(time to boundary, TTB)較小[10]，站立時間較短[10]。姿勢控制缺陷使FAI 個體處于持續踝關節損傷的高風險中[11]，使患者陷入扭傷-不穩-再次扭傷的惡性循環，進一步發展將會形成創傷性關節炎，影響運動表現，甚至喪失運動能力[12]。肌力下降[13]、本體感覺減退[14]、神經肌肉反應時間延長[15]、關節活動度降低[16]、神經肌肉控制能力改變[17]、姿勢控制能力障礙等[8]，被認為是導致FAI 患者平衡功能下降的重要原因。FAI患者踝關節外翻[18-21]、內翻[22-25]、跖屈[24,26-27]和背屈[26-27]肌力降低，踝關節內翻主動[21,28-29]和被動[28,30]位置覺、外翻主動[19]和被動[28]位置覺、跖屈主動[31]和被動[30,32]位置覺降低。但也有研究指出，FAI 患者內、外翻主動和被動位置覺與健康人無顯著性差異[31,33]。

以往研究對屈、伸、內翻和外翻踝關節力量和位置覺的結果不一，不能間接推斷影響FAI 患者單腳靜立平衡能力的關鍵能力指標或因素。本研究明確與FAI 患者靜立平衡能力密切相關的因素，探索FAI 患者踝關節功能評價和運動干預的關鍵指標。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2023 年3 月至5 月在河北師范大學招募FAI 患者44 例。其中男性18 例，女性26 例，年齡(20.80±1.28)歲，體質量指數(22.15±2.72) kg/m2，坎伯蘭踝關節不穩量表評分(16.69±1.78)分。

診斷標準：國際踝關節協會提出的慢性踝關節不穩者篩選標準[34]。

納入標準：①在本研究前12個月，至少出現過一次嚴重程度分級Ⅱ級和Ⅲ級的嚴重踝關節扭傷[35]，并出現患側疼痛、腫脹等，導致至少1 d 無法正?；顒?；②本研究前1 年內單側踝關節出現失控和/或扭傷和/或不穩的感覺2 次及以上；③坎伯蘭踝關節不穩量表評分≤ 24 分[36]；④另一側踝關節未出現過扭傷、失控和不穩；⑤踝關節前抽屜試驗和距骨傾斜試驗均陰性。

排除標準：①下肢曾骨折或接受手術；②下肢其他關節和軀干存在機械性或功能性不穩定；③下肢2周內存在新傷、急性炎癥或紅腫，且關節活動度受限，功能性活動時疼痛；④全身性神經肌肉系統失調、前庭系統功能異常和視覺缺損。

本研究經河北師范大學倫理委員會審批(No.2023LLSC075)。所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 方法

測量開始前，告知所有受試者具體測量步驟和注意事項，并取得受試者配合。

1.2.1 等速肌力測試

采用CON-TREX?等速測力儀(德國PHYSIOMED公司)，分別測試患側踝關節跖屈、背屈、內翻、外翻4 個方向兩種角速度(60°/s 和180°/s)的最大等速力矩。每個動作重復5次，取中間3次的平均值。

1.2.2 本體感覺測試

采用CON-TREX?等速測試儀，分別進行患側踝關節跖屈、背屈、內翻和外翻4 個方向的關節位置重現測試[37]。每個方向測3 次，計算目標位置角度和主觀位置角度之間誤差絕對值的平均值。

1.2.3 靜立控制能力測試

采用Acquire 4 三維測力臺(美國BERTEC 公司)，在睜眼和閉眼下，進行患側單腿靜立測試，測試時間15 s，測量COP 前后(COPy)、左右(COPx)晃動距離，以及包絡面積。測3次，取平均值。

1.3 統計學分析

采用SPSS 25.0 進行統計學分析。測試數據均符合正態分布，采用Pearson 相關性分析。顯著性水平α= 0.05。

2 結果

2.1 姿勢控制與肌力的相關性

60°/s角速度下，踝關節跖屈、背屈、內翻和外翻最大等速力矩與靜立控制能力測試各項指標均無顯著相關性(P＞ 0.05)。見表1。

表1 60°/s角速度下踝關節最大力矩與靜立控制能力測試各項指標的相關性(n = 44)Table 1 Correlation of maximum isokinetic torques of ankle under angular speed of 60°/s to static single-leg stance indexes (n = 44)

180°/s 角速度下,外翻最大等速力矩與閉眼時COPy 呈負相關(P＜ 0.05)，與睜眼COPx 趨于負相關(P= 0.068)；踝關節跖屈、背屈和內翻最大等速力矩與靜立控制能力測試其他指標間均無顯著相關性(P＞0.05)。見表2。

表2 180°/s角速度下踝關節最大力矩與靜立控制能力測試各項指標的相關性(n = 44)Table 2 Correlation of maximum isokinetic torques of ankle under angular speed of 180°/s to static single-leg stance indexes (n = 44)

2.2 姿勢控制與位置覺的相關性

踝關節跖屈、背屈、內翻和外翻的位置誤差與靜立控制能力測試各項指標均無顯著相關性(P＞ 0.05)。見表3。

表3 踝關節位置角誤差與靜立控制能力測試各項指標的相關性(n = 44)Table 3 Correlation of position angle errors of ankle to static single-leg stance indexes (n = 44)

3 討論

本體感覺[38-39]和肌肉收縮發力[40]是感覺-動作通路的重要功能成分[41]，在姿勢控制中發揮重要作用[39]。踝關節神經肌肉控制和本體感覺下降，會導致運動中踝關節不能產生準確的前饋、反饋信息和快速神經肌肉反應活動，以應對未預計的身體失衡。本研究顯示，FAI 患者單腿靜立平衡控制能力與踝關節外翻肌力有關，與位置覺無密切關系。

Bonnin[42]提出，只有外翻肌力足夠強大，才能對抗踝關節內翻扭傷。Willems 等[31]也發現，FAI 者存在外翻肌力下降，是造成踝關節不穩的主要原因之一。Cao等[43]把腓側肌力量訓練作為FAI的主要治療方案。

本研究進一步顯示，FAI 患者單腳站立靜立平衡僅與踝關節快速外翻肌力有關，與慢速外翻肌力無關。Freeman 等[44]認為，踝關節的穩定性取決于踝關節對任何翻轉應力的快速反應和克服。保持單腿站立平衡意味著圍繞中心平衡點的姿勢搖擺和快速反應控制，而不是保持完全靜止[45]。與睜眼相比，閉眼單腳站立缺少視覺信息輸入，前庭覺和本體感覺成為感覺信息重要來源，動作輸出和控制策略也發生相應改變。在一般運動情境中，視覺信息優勢使用[46]，且視覺主要在維持前后方向的姿勢控制中發揮作用[47-48]，外翻肌力下降時，身體晃動控制在左右方向較弱；閉眼時，前后方向上COP 晃動更大[49]，踝關節加強屈伸動作以對抗晃動。在靜態和挑戰性較小的動態平衡條件下，有踝關節扭傷史的個體會通過COP內移來穩定踝關節[50]；環節受力分析表明，腓骨長肌不僅維持踝關節額狀面的穩定[51]，而且還是將COP 從外側移動至內側的重要主動肌[52]，脛骨前肌也發揮重要作用。

本研究顯示，FAI 患者靜立平衡控制能力與踝關節4 個方向上的位置覺都無密切關系。Amin 等[53]也發現，踝關節內外翻位置覺與單腳站立平衡無明顯相關性。踝關節不穩患者對不同感覺信息進行再次權重，在睜眼活動中更多使用視覺信息代償本體感覺信息的缺失[46]；相對走、跑和跳等運動中的動態平衡，在不受干擾的閉環環境中保持單腳靜立，尤其是閉眼單腳靜立時，人體更多依賴前庭感覺和無意識的連續肌緊張，以實現穩定控制和身體平衡[54]。機械刺激感受器存在于踝關節外翻相關肌肉的肌梭、肌腱中[55]，當韌帶損傷時，由于神經組織的抗拉強度低于韌帶[44]，韌帶的機械刺激感受器和傳入神經纖維也發生損傷，引起本體感覺下降；單腳站立時，FAI 患者傾向于以踝關節為主導轉變為以髖關節為主導的控制策略[56-57]。

4 結論

踝關節快速外翻肌力與FAI 患者單腳靜立平衡控制能力關系密切，可能是FAI 患者踝關節功能評價和運動干預的重要內容。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。