功能性踝關節不穩的研究進展

李 男，檀志宗

功能性踝關節不穩的研究進展

李 男，檀志宗

通過文獻資料法，對功能性踝關節不穩的形成機制分別從力量、本體感覺、姿勢控制等方面進行了分析討論，并且歸納了目前康復中所采用方法的效果，為功能性踝關節不穩的預防和治療提供參考。

功能性踝關節不穩；肌肉力量；本體感覺；姿勢控制

隨著競技體育事業的發展，比賽競爭越來越激烈。在劇烈運動與比賽過程中，運動員的關節承受的負荷常常會超出所能承受的極限，因此出現各種類型的運動性損傷在所難免。通常運動損傷以四肢居多，而又以下肢最為常見，其中踝關節的扭傷占全部損傷的15%，是最為常見的損傷[1]。而踝關節扭傷后常常由于沒有得到合理的處理和治療，過早地重返訓練和比賽，從而造成踝關節重復性扭傷，并且會遺留下一些癥狀如疼痛、腫脹、踝關節“打軟”，這種情況被定義為慢性踝關節不穩（Chronic ankle instability,CAI）[2]，嚴重影響了運動員運動能力的發揮和提高。慢性踝關節不穩分為功能性踝關節不穩（Functional Ankle Instability,FAI）和結構性踝關節不穩（Mechanical Ankle Instability, MAI），而運動員中多數表現為功能性踝關節不穩[3-5]。本文旨在通過相關文獻的查閱，就踝關節功能性不穩的研究進展做一綜述。

1 功能性踝關節不穩的概念

FAI的概念最早在20世紀60年代由Freeman提出，定義為踝關節無明顯的力學上的不穩，而表現為一種感覺上的失穩，繼而出現踝關節習慣性重復扭傷。其同MAI最大的差異在于關節活動范圍沒有超過生理極限，但是超過了自己控制的范圍[6]。造成FAI的原因較多，如早期治療不當，以及過早大運動強度訓練可能會造成的踝關節周圍的本體感覺敏感性下降、周圍肌群之間的肌力不均衡或肌力較差、腓骨肌反應時間延長、功能性姿勢控制能力下降等。

2 功能性踝關節不穩的產生機制

2.1 踝關節周圍肌群肌力的研究

2.1.1 踝關節內外翻肌力的研究

肌肉力量是制約運動能力的重要因素。早期的學者和臨床醫生認為FAI可能與腓骨肌力較弱有關[7]。腓骨肌包括腓骨長肌和腓骨短肌，是主要的踝關節外翻肌，同時具有協同踝關節背屈的作用。早期支持上述觀點的研究主要采用腓骨肌徒手肌力檢測的方法，通過患側與健側的對比分析，來主觀上判斷腓骨肌力的強弱。后來隨著等速肌力測試的廣泛應用，研究者開始采用等速設備，通過不同角速度進行內外翻肌力的測試與分析，來量化比較FAI的肌力情況。Tropp最早使用等速儀器來測量踝關節內外翻肌力，測試的結果與健側相比，踝關節不穩患者的腓骨肌力較弱，并認為造成腓骨肌力不足的主要原因是康復不充分，其次是肌肉萎縮[8]。而Willems的研究進一步顯示，FAI組不僅外翻的向心肌力存在不足，外翻離心力量同樣存在差異，推斷認為外翻肌力的不足可能是踝關節不穩的主要原因之一[9]。但是也有學者有不同的發現，Lentell等評價單側不穩踝關節在30°/s以及等長條件下內外翻力量，結果顯示兩側沒有顯著性差異，因此認為踝關節肌肉力量的不足不是導致踝關節不穩定主要原因[10]。隨后，B e r n i e r、Mcknight、Kamiski等也分別采用不同的測試角速度證實不穩踝關節和正常踝關節之間沒有明顯的差異[11-13]。鑒于此，Arnold在2007年對先前文獻進行了薈萃分析，從研究的對象、測試評價方法和對比分析的結果等多方面進行了系統的分析，證實 FAI踝關節比正常的踝關節外翻肌力要差。由此推斷，踝關節外翻肌力不足是產生FAI的重要因素，應該引起更多的關注[14]。

與此同時，也有研究證實FAI的患者存在內翻肌力的差異。Ryan在其研究中意外地發現不穩踝關節內翻肌力相對較差，但作者并不認為內翻肌力的不足是FAI的原因[15]。Wilkerson等的研究發現不穩踝關節內翻肌力的不足顯著高于外翻肌力的不足，并且推測內翻肌力對于避免在足部固定的時候身體失去平衡具有重要的作用[16]。Sekir的研究也有相同的發現[17]。Hartell最早研究CAI患者踝關節內外翻向心和離心的力量，發現CAI組內外翻無論是向心力量還是離心力量都低于健康人群，認為當考慮回歸正常訓練時，力量是非常重要的因素[18]。Munn測試了單側踝關節不穩的患者受傷側和未受傷側內、外翻向心和離心的力量，結果只發現了內翻離心力量存在顯著性差異，并認為可能是導致FAI癥狀的原因[19]。同時，也有部分學者的研究結果顯示FAI同健康對照組相比無顯著性差異[12、20]。踝關節內翻肌力是否同FAI有關，目前尚無定論。

主動肌與拮抗肌的力矩比值經常用來評價關節的功能。踝關節周圍肌肉的同步收縮在踝關節的動態穩定中扮演著重要的作用，部分肌力改變會引起周圍肌力的不平衡，從而使得肌群之間協同能力下降，并因此可能增加踝關節受傷的機率。外翻峰力矩/內翻峰力矩的比值（E/I）常常被用來評價踝關節肌力平衡狀況。Baumhauer在賽季前對145名大學生運動員進行踝關節的等速力量測試，將賽季中出現踝關節損傷的運動員設為實驗組，其他隊員設為對照組，發現受傷組E/I比值高于非受傷組（受傷組為1.0，而未受傷組為0.8），并認為E/I比值異常提示高踝關節損傷率，高于1.0則發生踝關節損傷的機率比較大[21]。Mcknight比較了正常組、FAI組和FAI康復組之間力量的參數沒有差異，總體E/I的比值為75.42%[12]。Edouard針對田徑運動員的研究中發現，有扭傷史的運動員踝關節內外翻肌力與健康組沒有明顯差異，但是E/I同對照組存在顯著差異（P＜0.05）[22]。在健康不愛運動的成年人中，踝關節內翻的力量通常大于外翻的力量，在不同的角速度下，E/I比值也有不同[23-25]。因此，在分析踝關節內外翻肌力時，也要結合分析E/I比值，來綜合考慮內外翻肌群在維持踝關節穩定中的作用。

2.1.2 踝關節背屈跖屈肌力的研究

Termansen應用等長肌力測試的方法，發現患側踝關節趾屈肌力較差，但是并沒有發現力量不足與出現的癥狀相關[26]。張秋霞也在研究中發現不穩定組向心跖屈肌力存在不足，并認為跖屈肌力不足可能是FAI的原因[27]。而在Fox等的研究中，同健康人群相比，FAI患者的離心跖屈力量較差，從而認為跖屈肌力不足是產生FAI的一個重要因素[28]。但也有相反的研究結果，在Baumhauer的研究中，受傷的大學生運動員同未受傷組相比，結果發現其跖屈力量相對較大，向心背屈/跖屈力量的比值（D/P）相對較小，并根據踝關節內翻扭傷通常發生在前足內翻，距下關節跖屈位置上，提出這可能是內翻損傷增加的因素之一[21]。但Witchalls等認為跖屈力量的增強可能并不與損傷直接相關，而可能與損傷相關的其他變量有關，如運動員的訓練水平、訓練強度等[29]。后來Willems等通過回歸分析發現，踝關節背屈肌力較差是其損傷的主要原因[20]。但也有研究指出背屈力量不存在差異[8]。Mcknight比較了正常組、FAI組和FAI康復組之間力量的參數沒有差異，總體D/P的值為31.43%[12]。跖屈和背屈力量之間可能需要穩定在一個適當的比值上，才能維持其正常功能的穩定。總之，跖屈和背屈的力量在FAI患者中是否存在不足尚沒有形成一致的觀點，需要進一步的研究。

造成這些研究結果不一致的原因可能與FAI入選的標準以及對照組的選擇不同有一定關系。此外，運動員運動過程中的踝關節活動是復合型多維運動，需要綜合分析跖屈/背屈、內/外翻肌力之間的關系。其次，扭傷多發生在閉鏈的模式下，而等速儀器是采用開鏈運動的形式。再次，扭傷多發生在較高的速度下，研究中所選用的速度也值得我們進一步探討。最后，由于受傷后活動減少，以及中樞神經系統的保護性調節，可能導致全方位的肌力下降，甚至可能影響到健側。因此，從踝關節周圍肌群肌力來分析FAI的發生機制時，要因人而異。對于運動員還要考慮專項特征和均衡性等因素。

2.2 踝關節本體感覺的研究

本體感覺是指肌肉、肌腱、關節等運動器官本身在不同運動狀態（運動或靜止）時產生的感覺。與FAI患者中踝關節周圍肌力之間存在爭議不同，踝關節本體感覺的缺陷獲得了相對一致的認識。早在1965年，Freeman提出由于韌帶損傷，導致中樞神經系統的感覺信息輸入減少，進一步導致位置覺以及神經反應能力的降低，從而引起踝關節的重復扭傷[6]。本體感覺包括運動覺和位置覺，運動覺又包括速度覺和力覺，本體感覺具體評估指標有很多，例如，關節位置覺（Joint Position Sense, JPS）、肌肉用力覺(Muscle Force Sense, MFS）和被動活動感覺（Passive Movement Detection, PMD）等。

2.2.1 踝關節的關節位置覺

關節位置覺（Joint Position Sense, JPS）是對肢體位置的感覺，其又分為主動關節位置覺（Active Joint Position Sense, AJPS）和被動關節位置覺（Passive Joint Position Sense, PJPS）。通常采用主動復位能力來評價AJPS，用被動復位能力來評價PJPS。

Willems等測試了踝關節內翻5°位置上AJPS的精確誤差，結果不穩定組顯著高于對照組，說明其感知位置的能力較差，從而推斷本體感覺的受損是慢性踝關節不穩的重要原因[30]。Liu以500°/s測試了踝關節3個位置上外翻的AJPS，發現受傷側同健康受試者相比，主動復位能力較差[31]。而Nakasa等也發現單側踝關節不穩的受試者患側與健側踝關節在2 0°跖屈位置時內外翻的AJPS存在顯著性差異[32]。Munn通過薈萃分析的方法，對其獲得的數據進行了合并處理與分析，發現不穩定組AJPS同健康對照組相比有0.6°的差異，單側不穩定者患側與健側之間的差異與組間比較結果相似[60]。

與此同時，學者也對被動關節位置覺進行了研究。Boyle發現重復性踝關節扭傷的患者中，PJPS同健康人群存在差異[18]。而Liu也以2°/s的角速度，在3個位置上進行了測試，通過單側FAI和健康受試者比較發現，不穩定組被動關節位置覺在組內和組間具有差異性[31]。Munn通過薈萃分析的方法，對其獲得的數據進行合并后，發現不穩定組PJPS比健康對照組差[60]。

綜上所述，JPS的測試可以反映出FAI患者存在一定的本體感覺不足，這些不足可是產生FAI的原因之一。

2.2.2 踝關節的肌肉用力覺

肌肉用力覺是指肌肉在自主收縮時能體會特定力量的能力，是用來描述骨骼肌自主收縮過程中對輸出力的一種有意識的感覺[33]。Docherty在用力覺的測試中，將10%和20%的最大自主收縮（Maximal voluntary isometric contraction, MVIC）設為力量目標進行踝關節內、外翻的用力覺測試，發現用力覺與踝關節不穩相關，并認為用力覺的不足反映了感覺運動系統的損傷[34]。隨后Docherty又分別采用10%、20%和30%的MVIC作為力量目標，對踝關節進行外翻的用力覺測試，結果發現FAI組力量覺較差，由此認為用力覺同FAI存在關聯[35]。張秋霞以25%的MVIC對受試者踝關節進行測試，發現不穩定組用力覺較差[27]。由此可見，從目前有限的文獻研究來分析，踝關節周圍肌群用力覺在一定程度上與FAI有關，肌肉用力覺的下降可能是FAI發生的原因之一。

2.2.3 被動運動感知覺閾值

被動運動的感知覺閾值(Threshold to Detecion of Passive Motion, TTDPM)也是經常用來評價運動覺的一種測試方式，通常以較慢的速度旋轉肢體，同時使受傷者排除外界的感官刺激，記錄其感覺到運動的時間，分別從矢狀面和額狀面上進行了研究。Lentell以0.5°/s的速度內翻活動，發現了FAI患者存在被動活動感覺的差異，反映了急性踝關節扭傷導致的機械感受器受損[36]。Refshauge等的研究中，對受傷者的傷側和健側以0.1°/s、0.5°/s、2.5°/s對進行內、外翻感覺的研究，發現所有測試中受傷側的被動感覺都顯著低于健側，但作者并不確定該不足是否同踝關節的反復損傷及下肢末端的功能相關[37]。而在Hubbard的研究中發現FAI側和健側的TDPM值沒有顯著性差異[38]。從方法學上分析，本測試方法也存在一定的不足，主要體現在屬于單平面的運動且測試的速度較慢，此外在被動的活動時，主動收縮的肌肉提供的運動感覺信息并沒有表現出來。因此，FAI患者被動感知覺閾值只能作為踝關節本體感覺的部分功能進行評價，可能不適合應用于全面反映FAI患者的本體感覺現狀。

2.3 踝關節的腓骨肌反應時

腓骨肌作為足部主要的外翻肌，在運動中和功能性活動中發揮著重要的作用，因此有學者認為腓骨肌激活不充分可能是導致FAI患者踝關節“打軟”的原因之一。許多學者研究中分析了FAI患者在內翻干擾時的腓骨肌反應時。Konradsen進行了在突然的關節活動時，測試FAI組和對照組腓骨肌反應時，發現不穩組腓骨肌反應時明顯較長，由此認為腓骨肌反應時的增加表明踝關節外周穩定較差[39]。其他作者也得出相似的結論，腓骨肌反應時的差異在16%～33%之間[40-42]。但是也有報道發現穩定和不穩定踝關節站立位時，應對突發的內翻活動，腓骨肌反應時不存在差異[43、44]。Munn對2006年11月前的靜止狀態下應對突發內翻活動時腓骨肌反應時的相關文獻進行了薈萃分析，發現FAI組和健康對照組間反應時沒有差異，同時在單側不穩踝關節患者肢體間的比較中，也沒有發現差異性[60]。因此，Kordersen指出，踝關節不能在突發的、沒有準備的內翻壓力下，做出快速的反應來避免損傷，并且指出腓骨肌反應時的延長，可能不是踝關節反應控制失調單一原因造成的[39]。似乎證明腓骨肌反應時與FAI關系不大，但最近Hopkins對步行過程中腓骨肌應對突發的內翻的反力時的反應時間進行了比較，發現了反應時間明顯延長[45]。

從理論上來講，腓骨肌在應對突發的踝關節內翻時發揮著重要的作用，其反應時能夠客觀地反應出腓骨肌的神經肌肉控制功能，但多數文獻均在基本靜態的情況下來進行腓骨肌反應時的測試與評價，不能客觀地體現腓骨肌在FAI形成過程中的作用。隨著今后測試方法的不斷改進，這方面的研究還要進一步深入。

2.4 踝關節的姿勢控制方面的測量

Freeman最早根據對受試者的觀察和受試者的自我感覺，來觀察健康側和不穩定側之間的平衡差異，認為不穩組存在平衡方面的不足[6]。隨著技術的發展，平衡和姿勢控制的不足可以通過重心平衡測試完成。在測試中，受試者要求以改良的Robert姿勢單腳站立，雙手交叉，同時測力臺可以測試重心在前后向（A-P）、內外側向的活動（M-L）和單腿跳穩定的時間。此外，星轉移測試（SEBT）、平衡錯誤分析系統（BESS）和在穩定或者挑戰的狀況下姿勢擺動速率和位移也可以反映動態姿勢控制方面的問題[60、46]。

2.4.1 單腳站立的測量

單腳站立位下姿勢的擺動速率和位移經常用來評價FAI患者姿勢控制的能力。Tropp最早使用平衡儀來對FAI的足球運動員進行平衡能力的比較，結果顯示具有FAI的運動員平衡協調能力較差，作者提出協調和姿勢控制對于踝關節功能性不穩具有重要作用[47]。但其在隨后的研究中，卻未發現單側不穩踝關節的受試者患側和健康側之間存在顯著性差異[8]。Bernier也得到類似的結果[11]。Isakov對8名女運動員的前后向（A-P）和內側外側向的活動（M-L）比較，同樣沒有發現患側和健側肢體對地面作用力的差異[48]。Ross等也得出了類似的結論[49]。Munn對2006年11月前的相關相關文獻進行了薈萃分析，顯示出在雙側下肢對地面的作用力之間沒有差異[60]。這些研究結果不一致可能與單腳平衡站立是相對的靜態的而非踝關節受傷時的動態站位有關。

2.4.2 跳躍后穩定時間方面的測量

跳躍后的單腳落地，需要神經肌肉的共同作用，這使得穩定時間（Time To Stabilizaion, TTS）的測量對于運動員踝關節的穩定性具有重要的功能意義。Ross等的研究中，FAI組明顯需要更長的時間獲得穩定，認為TTS可以作為區分FAI側和健側控制能力的方法[49、50]。在Brown等的研究中發現，則發現不穩定組在A-P方向上需要更長的時間，而ML方向上沒有明顯差異[51]。Munn對2006年11月前的相關文獻進行薈萃分析后得出結論，同FAI受試者相比，健康對照組穩定的時間明顯更快[60]。TTS可以作為反映FAI平衡能力不足的測試手段。

2.4.3 功能性不穩踝關節的星偏移平衡方面的測量

星偏移平衡測試（The Star Excursion Balance Test, SEBT）是一種動態平衡能力的測試。受試者首先站在星形圖形的中心，每條腿分別向8個方向盡量伸出，并且能夠平穩的回到中心，記錄受試者非支撐足偏離中心的最遠距離。在Olmsted的研究中發現單側不穩的患者不穩定一側支撐時伸的距離明顯小于穩定組和自身穩定側，并且認為靜態的單腳站立平衡試驗可能對運動感覺不足的測試并不敏感，而如SEBT這樣的動態測試可以更加準確的反映功能性踝關節不穩患者的平衡表現能力[52]。Gribble進一步測量了SEBT測試過程中的踝關節背屈、膝關節屈曲、髖關節屈曲的角度，結果不穩

定側不僅伸的距離小于健康對照側，同樣髖關節和膝關節屈曲的度數也較小，從而認為踝關節不穩破壞了姿勢的動態控制能力[53]。Munn對2006年11月前的文獻進行薈萃分析得出結論，對照組同FAI組相比伸的距離更大，但是在單側的不穩受試者中，不穩的肢體同健康對照側相比，在夠遠的距離上沒有明顯差異[60]。因此，SEBT測試能夠反映出FAI患者姿勢控制能力的不足。

3 功能性不穩踝關節的康復

為了預防踝關節損傷，以及針對損傷的踝關節進行康復，不少學者通過運動訓練來改善FAI的功能。

3.1 功能性不穩踝關節力量訓練的研究

訓練可改善踝關節的力量。Edouard等通過將25名田徑運動員分為FAI組、有受傷史但是沒有FAI組和健康對照組，測試其30°/s和120°/s的向心力量，以及30°/s離心力量。經過針對性的訓練，結果發現3組之間內翻和外翻的力量沒有顯著性的差異，從而提示針對性的訓練能夠增加肌肉的力量，在一定程度上會改善踝關節的功能[22]。Sekir等通過研究24名有單側功能性踝關節不穩的業余運動員，以120°/s的速度進行踝關節內外翻等速肌力訓練，每周3次，持續訓練6周后，結果發現內翻肌力的差異已經消失。另外，力量訓練不僅可以增強踝關節的力量，同時也被證明可以增強FAI患者的位置覺[17]。盡管有關FAI的功能性訓練的研究較少，從有限的文獻中，我們可以看出針對性的力量訓練，可以明顯提高踝關節周圍肌肉的力量，而肌肉力量是關節穩定的主要動力結構。

3.2 功能性不穩踝關節本體感覺訓練的研究

為了促進FAI患者最大程度的恢復功能，針對性的訓練必不可少，特別是利用平衡板、平衡墊、BOSU球等形式的本體感覺的訓練對于改善FAI功能的作用得到比較一致的認識，同時也被證明可以減少踝關節損傷的發生機率[54-56]。Elis等的研究結果表明，6周多組合的本體感覺訓練提高了關節位置覺，同時也改善了在應對內翻干擾時姿勢擺動幅度和反應時間，并且最終減少了踝關節內翻扭傷的復發率，建議這種訓練方式可以用于反復損傷的運動中[57]。Clark通過4周的平衡板實驗，發現FAI不穩患者踝關節功能評價問卷得分得到改善，而在內翻干擾下腓骨肌的反應時出現下降，指出短期平衡板訓練可以降低FAI患者扭傷的復發率[58]。Ross等進行了6周伴有或者不伴有隨機共振刺激的協調性訓練，發現在A-P和M-L方向上都有提高，并且認為隨機共振刺激可以更快、更大程度的改善踝關節功能[59]。

由此可見，針對性的本體感覺訓練和控制性訓練，能夠改善神經肌肉的功能，恢復踝關節周圍的本體感覺，從而有效改善FAI患者的癥狀和功能。

4 結論

FAI通常是急性踝關節扭傷產生的一系列踝關節神經-肌肉系統的失調。FAI患者存在外翻肌力不足已被普遍證實，而內翻、跖屈、背屈力量以及拮抗肌力之間比值還沒有形成統一的觀點。FAI患者存在本體感覺的不足已經得到了較為一致的認可，但各個指標由于方法學和反映的不同，表現結果有所不同：關節位置覺、肌肉用力覺的測試顯示出FAI患者存在一定的不足，被動運動感知覺閾值卻未能反應出FAI患者存在的本體感覺不足。研究總結出FAI患者腓骨肌的反應時并未延長。而在平衡能力方面的測試，特別是動態的測試，如TTS和SEBT則反映出FAI患者在姿勢控制上的不足。在FAI患者的康復性訓練方面，平衡板、平衡墊和BOSU球的訓練是改善FAI的常見的訓練手段，相關的訓練效果得到了較為一致的認可。

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(責任編輯：何聰)

Research Progress of Functional Ankle Instability

LI Nan, TAN Zhi-zong
(Shanghai Research Institute of Sports Science, Shanghai 200030, China)

By the method of literature study, the mechanism of functional ankle instability is discussed from the aspects of strength, proprioception and postural control, and the effect of methods used in rehabilitation is summarized. This may offer reference for the prevention and treatment of functional ankle instability.

functional ankle instability; muscle strength; proprioception; posture control

G804.5

A

1006-1207(2012)04-0080-05

2012-05-19

李 男，女，實習研究員. 主要研究方向：體能康復.

上海體育科學研究所，上海 200030