振动训练干预功能性踝关节不稳的表面肌电研究

2019-11-04刘淳珑张晓亚高颀北京体育大学运动医学与康复学院北京100084

文体用品与科技 2019年21期

□ 刘淳珑张晓亚高颀（北京体育大学运动医学与康复学院北京 100084）

1、前言

踝关节扭伤的发生率很高，为参加各种类型活动的人群带来了很大风险。除了损伤后出现的疼痛、肿胀、活动受限等，踝关节扭伤还与社会经济成本息息相关。如果缺乏有效的康复治疗，较高比例的人群容易出现踝关节反复扭伤，发展成为慢性踝关节不稳（CAI）。CAI可以进一步分为两大类，即功能性踝关节不稳（FAI）和结构性踝关节不稳（MAI）。FAI的概念由Freeman于上世纪六十年代最早提出，定义为踝关节表现出感觉失稳而非生物力学上的不稳，继而出现踝关节反复扭伤。FAI患者的踝关节活动范围在生理活动范围之内，但是超过了自身能够控制的范围。运动员发生脚踝扭伤后，多数容易发展出现FAI，普通人群扭伤后也有40%左右的人群可能发展成为FAI，表现出踝关节本体感觉下降、力量下降、腓骨肌激活延迟等情况。FAI会造成患者运动能力下降，生活水平降低，同时给国家健康医疗带来许多经济上的负担。因此，本研究试图探索更加有效治疗FAI的康复训练方法。

全身振动训练是近十年来研究较多的一种训练方法，具有刺激本体感受器，进而能够刺激神经激活，募集更多运动单元，达到提高患者的神经肌肉控制能力和肌肉力量的效果，这与FAI的产生原因和治疗理念想契合。国外研究显示这种方法有效提高了受试者的健康状况和身体素质，同时解释了振动训练与平衡能力、肌肉耐力具有显著相关性。国内研究显示，振动训练配合抗阻力量训练，对于提高爆发力和最大肌肉力量具有显著效果。所以，本研究假设振动训练对于FAI患者的整体能力和康复具有有益效果。

2、研究方法

2.1、研究对象

研究小组选择北京体育大学学生参加课题研究，纳入标准如下：（1）年龄≥18岁；（2）扭伤时出现炎症反应，至少 1天行走不便；（3）第一次扭伤距今一年以上，最近一次受伤距今3个月以上；（4）出现反复扭伤、感觉不稳等情况；（5）踝关节功能评价量表（AFJAT）得分≤26分。剔除标准如下：（1）双侧踝关节均有不稳情况出现；（2）存在结构性踝关节不稳；（3）下肢有骨折病史；（4）下肢接受过手术。

我们纳入40名受试者进行研究，将其随机分为全身振动训练组（Whole Body Vibration， WBV）20人，对照组 20人。在课题成员带领下完成6周干预训练，将完成率≥75%的受试者测试结果纳入结果分析。最终，WBV组19名受试者和对照组15名受试者纳入结果分析。

2.2、FAI评定测试指标

（1）主观评价指标。

本研究选择采用AFJAT作为主观评价指标。这是一份包含12道问题的自我评价问卷，要求患者根据描述选择最符合自己踝关节情况的选项，每个选项都对应着0-4分的分值，该问卷的最高得分为48分。研究显示，AJFAT具有很高的重测信度，FAI患者得分通常小于23分。

（2）客观评价指标。

本研究采用芬兰产品ME6000 T16系统进行表面肌电信号的采集，并使用MegaWin软件对采集的肌电信号进行处理分析。我们收集了受试者静息坐位和站位下腓肠肌外侧头、腓骨长肌和胫骨前肌的表面肌电信号，然后通过在模拟内翻动作（图1）进行测试。

图1 表面肌电电极片贴放与模拟内翻动作

2.3、训练干预计划

康复训练干预方案分为WBV组与对照组。我们采用相同的热身、训练和放松动作，唯一差别就是WBV组受试者在振动训练仪上，对照组在平地上进行康复训练。训练动作包括单腿站立、单脚提踵、单腿下蹲以及单腿硬拉四个动作，每个动作2组，组间休息与训练时间是1：1。振动训练从30Hz开始，每2周进行一次15Hz的频率递增。受试者需要完成为期6周，每周2次的康复训练。

2.4、结果分析

研究人员使用MegaWin肌电信号处理软件，对踝关节周围肌肉表面肌电的原始信号进行全波整流以及RMS柔化处理，将内翻模拟板下落到肌肉激活的时间定义为肌肉反应时。使用SPSS22.0进行数据处理，统计结果以平均数±标准差的形式进行表示，P＜0.05表示统计学意义上的显著性差异。

3、研究结果

3.1、AJFAT 得分

经过为期六周的康复训练干预，WBV组与对照组受试者在AJFAT得分方面都有显著提高（P＜0.05），但是两组得分之间的对比在训练前后都没有显著性差异（P＞0.05）。统计结果见表1。

表1 训练前后AJFAT得分变化情况

3.2、肌肉反应时

经过为期六周的康复训练干预，WBV组与对照组受试者的腓骨长肌反应时都显著性缩短（P＜0.05），这表明经过训练后，患者即使脚踝出现内翻动作，腓骨长肌也能提早被激活，限制踝关节内翻动作，预防损伤的发生。统计显示，在训练前，WBV组与对照组在腓骨长肌反应时方面不存在显著差异（P＞0.05），但是在训练后，WBV组与对照组在腓骨长肌反应时方面存在显著性差异（P＜0.05），即干预后WBV组的腓骨长肌反应时更短，康复训练效果更好。

表2 训练前后腓骨长肌反应时变化情况

4、分析与讨论

本研究设计之初选择了三块肌肉进行表面肌电测试，但是采集数据时候发现腓肠肌外侧头与胫骨前肌的肌电信号在大部分受试者身上无法获取，可能原因如下：踝关节进行静态站姿内翻动作时主要是腓骨长肌起到限制脚踝内翻的作用，腓肠肌外侧头和胫骨前肌的相对作用较小，肌电信号很弱。最终我们只能采集腓骨长肌的表明肌电信号进行分析。

前人的多数研究认为，FAI患者的腓骨长肌反应时相较于健康人群来说会存在明显延长，因此通过康复训练我们使得其激活时间显著提高，这将是预防踝关节扭伤的关键因素。在本研究中，WBV组与传统训练组都可以显著缩短腓骨长肌的激活时间，使其提前进入工作状态限制踝关节内翻动作，与以往研究结果保持一致。此外，我们还发现WBV组相对于传统训练组，能够使得腓骨长肌的激活时间显著缩短，康复效果更加显著，能够更加有效预防踝关节扭伤。

但是本研究设计也存在一定不足，由于场地和器材限制，我们仅让受试者在静态站立下模拟内翻动作，这和日常生活中踝关节扭伤的内翻动作还是存在一定差异，因为关节静态压力和动态压力存在显著差别，实际扭伤也大多数在不平坦地面、上下楼梯等动态动作中发生，不稳定的情况也更容易出现。动态状态下的肌肉动员和神经控制能力与静态相比仍存在一定差异，后期需要对此进行进一步研究。