功能性踝關節不穩患者踝部運動功能特征研究

周莉，張麗萍，吳家寶，李匡時，張喆，黨曉川，孫伊婷，李宗衡

踝關節作為人體重要的下肢負重及運動關節，在日常生活及體育運動中，損傷是非常常見的，據有關報道顯示每天平均1萬人中就會有1例踝關節扭傷，在美國每年會有兩百萬例急性踝關節扭傷發生[1]，而且約有20%～40%的踝關節扭傷人群會在一次踝關節急性扭傷之后發展成為慢性踝關節不穩(chronic ankle instability，CAI)[2]。魯君蘭等[3]通過對國內外文獻進行分析，推斷CAI患者的髖關節也會發生一系列功能性變化，包括CAI患者的髖部外展外旋肌力下降、神經肌肉控制減弱以及運動機能學改變等。

慢性踝關節不穩分為機械性不穩(mechanical ankle instability，MAI)和功能性不穩(functional ankle instability，FAI)。機械性不穩是指關節上的韌帶以及關節周圍組織松弛，使運動極限超出了活動極限；功能性不穩是指患者不能夠很好的控制關節的各種動作和力量。

功能性踝關節不穩患者受傷側踝關節存在疼痛、腫脹、關節控制不良等方面問題，還有可能反復扭傷，患者患側下肢不敢負重，可以行走的路面及可以參加的活動有局限性，參與能力及生活質量受到限制和影響，研究表明大多數踝關節內翻損傷的患者會在內翻扭傷后有持續兩年的不適癥狀[4]。無論是在醫療界還是體育界，雙側踝關節周圍肌肉力量及舒縮功能是否存在差異，以及哪方面存在差異，差異的大小等問題一直備受關注。當前研究，筆者擬基于表面肌電圖探討FAI患者雙側踝關節肌肉功能及運動表現上的差異，以及通過踝關節穩定性量表評分與患者年齡、身體質量指數(body mass index，BMI)及病程比較，分析患側踝關節穩定性是否會受這些因素影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年1月～2020年1月間在北京中醫藥大學東直門醫院康復科接受治療的32例FAI患者，納入標準是結合2014年國際踝關節協會提出的慢性踝關節不穩篩選標準和漢化的坎伯蘭踝關節不穩量表(Cumberland ankle instability tool，CAIT)制定出的[5-7]：符合功能性踝關節不穩的診斷標準；在進入測驗1～12個月之前至少有一次明顯單側踝扭傷病史，有炎癥癥狀如疼痛、腫脹等，傷后患側無法承重或需使用拐杖行走，不能正常參與日?；顒?d以上；有扭傷病史的踝關節側下肢曾有過不穩定或疼痛，2次或2次以上；CAIT量表分值≤24分；年齡在15～50歲之間，右利足；無影響下肢運動的神經、肌肉和骨骼病史；患者本人或其監護人同意參加研究并簽署知情同意書。排除標準：另一側踝關節也發生過失控、扭傷或不穩感覺；伴有認知理解或視力、聽力障礙，不能配合完成評價及康復治療者。32例FAI患者中男性19例，女性13例；優勢足均為右足，患足為左足12例，患足為右足20例；年齡17～50歲，平均年齡(36.22±11.03)歲；平均CAIT量表評分(15.34±4.92)分；平均病程(165.94±165.28)d；平均身體質量指數(24.44±3.37)kg/m2。

1.2 方法 表面肌電圖測試方法：本課題采用南京偉思醫療科技股份有限公司表面肌電評定分析系統(Flex Comp Infiniti System)進行肌電信號采集，該設備具有肌電功能診斷和評定分析系統，以及肌電生物反饋治療系統。參考既往學者研究及考慮本研究特點，選擇患者雙側脛前肌及腓骨長肌作為表面肌電信息采集的肌肉。采集時要求室內環境安靜、室溫設置為22～25℃，受試者測試部位局部皮膚經剃除毛發、酒精脫脂等處理(以減小皮膚與電極間的阻抗)后安置電極，讓受試者仰臥位于床上準備好，向受試者介紹測試過程以便更好配合測試，并練習如何進行檢查動作。表面肌電圖系統共聯通四個通道(A、B、C、D)，將電極依次置于患者左側腓骨肌、左側脛前肌、右側脛前肌及右側腓骨肌的肌腹處。正式測試前讓受試者盡量放松，以示波器上肌電信號平穩為標準，要求受試者按照表面肌電圖系統的用力收縮和放松時間順序進行，循環3次取平均值。具體步驟如下：①測試肌肉靜態時肌電圖值；②測試被動運動時肌電圖值，被動內翻患者左踝關節，以牽伸左腓骨肌，放松(共重復3次)；被動跖屈左踝關節，以牽伸左脛前肌，放松(共重復3次)；被動跖屈右踝關節，放松(共重復3次)；被動內翻患者右踝關節，放松(共重復3次)。③測試主動運動時肌電圖值，囑患者主動進行外翻左踝關節，放松(共重復3次)；主動左踝關節背屈，放松(共重復3次)；主動進行右踝關節背屈，放松(重復3次)，主動進行右踝關節外翻，放松(共重復3次)。④再次測試靜息態肌電圖。

1.3 評定標準 ①表面肌電圖時域參數包括：均方根振幅(root mean square，RMS)、積分肌電值(integrated electromyogram，IEMG)；頻域分析參數為中位頻率(median frequency，MF)。②CAIT量表：共包括9個條目，主要涉及日常生活中踝關節疼痛、失去穩定性的出現時機以及崴腳時的控制能力，如走、跑、下樓梯、單雙腿站立時等踝關節的狀況，踝關節穩定性越好，量表評分越高，最高分值為30分。

2 結果

患者健患側脛前肌和腓骨長肌RMS值比較差異均無統計學意義；健側脛前肌MF值明顯大于患側(P<0.01)，但健患側腓骨長肌MF值比較差異無統計學意義；健側腓骨長肌IEMG值明顯大于患側(P<0.05)，但健患側脛前肌IEMG值比較差異無統計學意義。 CAIT量表評分與患者年齡、BMI及病程比較均無相關性，見表1～3。

表1 患者雙側脛前肌收縮測試時肌電圖值比較

表2 患者雙側腓骨長肌收縮測試時肌電圖值比較 M(P25，P75)

表3 CAIT評分與患者年齡、BMI、病程的相關性比較結果

3 討論

雙側下肢肌肉收縮時的肌電圖值比較結果顯示健側脛前肌及腓骨長肌肌電圖值均高于患側，但只有雙側脛前肌中位頻率及腓骨長肌積分肌電值比較有顯著差別，顯示健側優于患側；漢化的坎伯蘭踝關節不穩量表評分與患者年齡、身體質量指數及病程比較無明顯相關性，結果顯示FAI患者踝關節穩定性不受患者年齡、身體質量指數及病程的影響。

在表面肌電圖檢測值中，均方根值是一段時間內瞬間肌電圖所有振幅的均方根值，反映神經放電的有效值；中位頻率是指骨骼肌收縮過程中肌纖維放電頻率的中間值，人體不同部位骨骼肌的中位頻率值高低主要受肌肉組織中的快肌纖維及慢肌纖維組成比例的影響；積分肌電值是指所得肌電信號經整流濾波后單位時間曲線下的積分面積，其值的大小反映了參加工作的運動單位的數量多少和每個運動單位的放電大小，體現了肌肉在單位時間內的收縮特性[8-9]。結合本研究的結果，由雙側脛前肌中位頻率的差異推斷雙側脛前肌收縮頻率存在差異，從而造成總的肌肉釋放能量和力量產生差異；在雙側腓骨長肌的肌電圖值比較中可以推斷健側腓骨長肌單位時間的收縮能力是顯著優于患側的。

有學者研究結果顯示FAI穩患者在斜面著地時運動表現與健康者無明顯差異[10]。該研究還仔細分析了著地前及著地后患者雙側肌肉的活化程度，研究結果顯示，著地前脛骨前肌、腓骨長肌兩側比較差異均無顯著性意義；著地后，功能性踝關節不穩組傷側的腓骨長肌活化程度顯著低于健側，脛骨前肌兩側比較差異無顯著性意義。

賈為宗等[11]認為功能性踝關節不穩患者也存在神經損傷，健側和患側肌肉的激活時間有明顯差異，患側腓骨長肌及脛前肌的激活時間較健側延長。有研究表明FAI患者向前落地動作動態姿勢穩定性的主要影響因素是內翻主動關節位置覺、外翻相對峰值力矩和落地動作內外翻運動范圍，建議通過針對性的本體感覺訓練、外翻肌肉力量練習和限制踝關節內外翻運動幅度等途徑提高功能性踝關節不穩者的動態姿勢穩定性，可以降低運動損傷的風險[12]。還有學者應用足底壓力測試系統來分析慢性踝關節不穩患者的雙下肢步行速度及足底壓力，結果顯示在行走中雙側足的行走速度、足內側與外側壓力分布無明顯差別，但患側足的平均壓力和最大壓力均小于健側足，患側的單足靜態平衡功能較健側減弱[13]。于惠賢等[14]的研究表明經過綜合康復治療后患者即時疼痛得到明顯緩解以及平衡能力得到了明顯的提高，但500m步行后疼痛以及動靜態足底壓力無明顯變化，生物力學未得到糾正，限制了治療效果。

FAI患者的患側運動功能經過不同研究證實，在很多方面是下降的，是劣于健側的，國內外也有學者針對患者的感覺進行測試和觀察，張冉等[15]的研究推斷患者患側踝部電流感覺閾值(current perception threshold，CPT)降低，提示損傷后的踝部可能存在感覺過敏。CPT與主觀疼痛評分、美國足踝醫師協會踝和后足評分、病程及BMI之間無相關關系。國外有研究顯示，單側功能性踝關節不穩患者的患側肢體運動覺下降，患者雙側下肢本體感覺及外旋力量下降[16]。通過以上研究可推斷踝關節不穩患者的踝部運動及感覺功能都是下降的。

在查閱文獻過程中，研究者并未檢索到年齡、體重及病程對踝關節穩定性影響的相關研究，通過對本研究結果的分析，發現踝關節穩定性未受到年齡、體重及病程的影響。本研究中的32例患者在奔跑、日常運動、單腿站立、下樓梯、單腿跳、著地面積變小、急轉身等情況下，會出現踝關節不穩定，行走或奔跑時會出現疼痛，在崴腳時踝關節控制能力較差，崴腳后不能立即恢復功能。踝關節穩定性量表評分會在行走平面穩定性水平下降及動作難度提高后下降，所有患者的評分均低于24分。綜合本研究結果及既往文獻，影響患者踝關節穩定性的主要因素是患者關節的本體感覺及其周圍肌肉力量[16]，而這些因素會因為患者平日康復鍛煉的差異而存在不同，和患者的年齡、體重及病程并無明顯相關的關系。

徒手肌力檢查法雖然方便、快捷，但只能比較粗糙的顯示肌力水平，并不能細微觀察功能性踝關節不穩患者雙側肌肉功能，以及肌肉具體功能表現對肌肉收縮力量的影響，表面肌電圖作為一種無創傷的檢查手段，可以更加全面地評估及分析肌肉功能。既往，人們只是主觀的猜測或推斷一側下肢踝關節不穩，下肢肌肉力量也會受到影響，功能性踝關節不穩在慢性階段利用徒手肌力檢查法并不能顯示出患者雙側肌力的明顯區別，患者主觀可能也不會有明顯的力量差別感受，通過表面肌電圖可以更客觀和精確的展現雙側肌肉功能的具體差別。隨著科學技術的發展，現代醫學對功能障礙的認識越來越深入全面，將患者主觀感受的異樣和差別以及量表評價方法不能詮釋的差別更清晰客觀的展現，供研究者分析。

此研究由于樣本量偏小，以及局限性，對年齡及病程等具體一般資料未進行分組和分層分析，所以還需擴大樣本量及提高研究技術手段，進行更細化的分析。

通過對既往研究分析，推斷踝關節的穩定性與踝關節的神經運動控制過程及效能、踝關節周圍肌肉力量等因素相關，經研究踝關節的穩定性不受患者年齡、體重及病程的影響，可能主要是和肌肉運動功能及深感覺相關，但和肌肉淺感覺的相關性還需進一步探討。