机械性踝关节不稳患者动态稳定性评估

2020-07-22洪祖聪郑洁皎李宏云李宏华英汇陈世益

中国运动医学杂志 2020年5期

关键词：动态平衡控制能力患侧

洪祖聪郑洁皎李宏云李宏华英汇陈世益

1 莆田市第一医院骨科（福建莆田 351100）

2 复旦大学附属华山医院运动医学与关节镜外科，复旦大学运动医学中心（上海 200040）

3 复旦大学附属华东医院康复科（上海 200040）

1 前言

踝关节扭伤是临床常见的运动损伤，大约有40%的患者可发展成为慢性踝关节不稳（chronic ankle in⁃stability，CAI）[1]，出现打软腿、疼痛、肿胀、反复扭伤等症状。按照损伤机制，慢性踝关节不稳可分为机械性不稳（mechanical ankle instability，MAI）和功能性不稳（functional ankle instability，FAI）。机械性踝关节不稳是指踝关节存在韧带实质性损伤，关节明显松弛[2]。以往的研究证实，机械性踝关节不稳患者除了存在外侧副韧带损伤外，还存在神经肌肉控制能力缺陷，如平衡控制能力下降[3]、本体功能缺陷[4]、腓骨肌激活时间延长等[5]。明确机械性踝关节不稳患者存在的病理异常，有助于临床医生制定正确的治疗方案。功能性踝关节不稳患者无明显韧带损伤，关节也无明显松弛，但存在包括平衡控制能力下降、肌肉激活时间延长、肌力减弱、本体感觉异常等神经肌肉控制能力缺陷[2]。

平衡控制能力是将重心控制在特定支撑物上，维持身体稳定的能力，又可分为静态和动态平衡控制能力。前者是身体处于某一特定位置时维持平衡的能力，后者是身体发生姿势改变时维持平衡的能力[6]。理论上，动态平衡比静态平衡更能反映反映患者真实的稳定能力，因为踝关节扭伤往往是发生在人体姿势改变时，如行走、奔跑、上下楼等。目前常用的动态平衡控制能力评估方式包括侧方跳跃测试（side-hop test）、星形移动平衡测试（star excursion balance test，SEBT）、动态姿势稳定性指数（dynamic postural stabili⁃ty index，DPSI）、落地稳定时间（time to stabilization，TTS）等。更为精确的是利用计算机和动态平衡仪对肢体重心摆动幅度进行测量和计算，如感觉整合能力测试（sensory organization test，SOT）、适应能力测试（ad⁃aptation test，ADT）、运动控制能力测试（motor con⁃trol test，MCT）等。利用计算机和动态平衡仪对人体动态平衡能力进行评估，具有准确、客观、可重复性高的优点[7，8]，被越来越多地应用于临床[9]。

在以往的研究中，有一些针对慢性踝关节不稳的动态平衡测试[10-12]，但采用的方法往往较为简单，而且尚未发现有研究单独针对MAI 患者进行动态平衡评估。本研究采用Neuro Com Balance Manager 平衡测试训练仪来评估MAI 患者的MCT，并与正常人群做对照，明确其存在的功能缺陷，为临床医生提供治疗帮助。

2 对象和方法

2.1 研究对象

选取23 名 MAI 患者（A 组）和19 名正常对照人群（B 组）进入本研究。研究对象一般资料见表1。所有MAI 患者有至少一次单侧的踝关节扭伤史，并有慢性踝关节不稳的症状，体检前抽屉试验（anterior drawer test，ADT）阳性，保守治疗 3 个月无效，经 B 超、磁共振扫描（magnetic resonance imaging，MRI）和关节镜证实为距腓前韧带（anterior talofibular ligament，ATFL）和/或跟腓韧带（calcaneofibular ligament，CFL）损伤。排除标准为既往踝关节手术史、足踝部固定畸形、需要支具固定、足踝部开放性创伤、存在中枢或周围神经系统疾病的患者。对照组为健康人群，无踝关节扭伤史，也无踝关节不稳症状。两组之间在男女比例、年龄、身高、体重方面差异无统计学意义（P＞0.05）（表1）。

表1 研究对象一般资料

2.2 测试方法

所有入选人群采用Neuro Com Balance Manager平衡测试训练仪（NeuroCom，Clackamass，OR，USA）进行MCT 测试，以评估在突发的空间位置变动时身体重心迅速恢复平衡的能力。

测试时，受试者赤足，并穿上统一配备的白色袜子，站立于一动态测试板上，双臂自然下垂，双目平视前方。测试板上有标记线，可以让双足放置在准确位置。在测试过程中，测试板可分别在前后方向上发生小、中、大幅度的摆动。小的摆动是测试板分别在前、后方向发生0.7°、时长250 毫秒的倾斜；中等摆动是发生1.8°、时长300 毫秒的倾斜；大的摆动是发生3.2°、时长400毫秒的倾斜。每次摆动之间间隔10 秒钟。为保证实验安全，在整个测试过程中，所有受试者佩戴安全带装置（图1）。

图1 受试者站立于动态平衡测试仪上接受测试

2.3 测试指标

在每一个摆动状态下分别计算重心对称评分（weight symmetry，WS）和潜伏期评分（latency score，LS）。WS是指身体重心在摆动时双侧肢体在维持稳定中的贡献值。分值从0 到200 分，0 分指维持平衡完全依赖于患侧肢体，200分指维持平衡完全依赖于健侧肢体，100 分指双侧肢体发挥同等作用。LS 是指在平台发生摆动后，每一侧肢体做出反应的时间[13]，人体做出反应的时间越长，发生不稳的可能性越大。

2.4 统计分析

采用独立样本t检验对两组间一般资料和中心对称评分结果进行统计分析，性别分布比较采用卡方检验。对LS 结果，采用双因素方差分析进行统计检验。对照组人群随机选取左或右侧肢体作为患侧或健侧。数据表达方法为均值±标准差。P值＜0.05时，被认为结果差异具有统计学意义。采用SPSS 19.0（IBM Cor⁃poration，Armonk，New York，USA）进行统计分析。以WS 为首要结果，采用后检验（Post hoc test）方法进行统计效能计算。根据计算出的效应大小（effect size）为1.0，两组样本量分别为23和19，α水平为0.05，则计算出的统计效能为0.88。说明样本量完全满足实验要求。

3 结果

3.1 重心对称评分（WWSS）

两组间重心对称评分结果见表2。MAI 患者在所有后向摆动及前向小幅摆动评分方面均明显高于对照组，差异具有统计学意义（P＜0.05）。表明MAI 患者利用患侧肢体来维持重心的能力明显下降。

表2 两组重心对称评分结果

3.2 潜伏期评分（LLSS）

两组间及各组内患侧与健侧肢体的潜伏期评分比较差异均无统计学意义（P＞0.05）（表3）。

表3 两组潜伏期评分结果比较（单位：毫秒）

4 讨论

本研究结果发现，MAI 患者在维持动态平衡的过程中，双侧肢体对肢体稳定所提供的作用并不相同，与正常人群相比，MAI 患者利用患者肢体来维持身体平衡的能力下降，更倾向于利用健侧肢体来维持身体平衡，这种差异在维持后向稳定时更加明显。

踝关节的稳定因素包括肌肉力量、本体感觉、关节囊韧带组织等。平衡控制能力是日常活动中最为重要的能力之一。以往的研究发现，平衡控制能力下降会导致踝关节扭伤的风险增加[14]，而平衡功能也可作为踝关节发生扭伤的危险因素之一[15]。维持平衡的传入信息包括本体感觉、视觉和前庭功能。以往的研究认为，在踝关节扭伤后，经过充分的休息、制动之后，损伤的关节囊、韧带组织可能愈合，但是附着在关节囊及韧带表面上的本体感受器却很难同时修复，这是FAI 患者不存在关节明显松弛，但仍存在平衡功能缺陷的原因[16]。以前的研究往往着重于针对FAI 患者存在的平衡功能缺陷进行评估和治疗，但是却忽视了MAI 患者存在的平衡功能缺陷。研究发现，在MAI患者中，这种平衡控制能力缺陷更加明显。Chen等的研究发现[3]，在静态平衡测试中，MAI 患者闭眼单腿站立时，身体重心在前后方向上的摆动幅度不仅高于健康对照人群，也高于FAI 患者。推测其原因，可能是由于MAI 患者同时存在外侧副韧带损伤和神经肌肉功能缺陷，导致其平衡功能异常比FAI 患者更加明显。另外一篇研究则证实，MAI 患者行外侧副韧带修补术后平衡功能异常可得到部分改善[17]，进一步证实了这种推测。本研究对MAI 患者进行动态平衡测试，得出了和以往的静态平衡测试相类似的结果。由于踝关节发生扭伤一般在行走、跳跃、奔跑等活动状态时发生，因此本研究的结果较以往的静态平衡测试更加精确地反映了MAI患者存在的平衡功能缺陷。

本研究还发现，MAI 患者更倾向于利用健侧肢体来维持身体平衡。对于这种现象，我们认为可能有以下几点原因：首先，慢性踝关节不稳的患者会出现患侧肢体肌力下降的现象[18，19]。因此，在处于动态不稳定的环境中时，为了尽量能够维持身体的稳定，患者势必将身体重心向健侧倾斜，更倾向于利用健侧肢体的力量来维持平衡。其次，与正常人相比，慢性踝关节不稳的患者会更多使用患侧的髋关节和躯干周围肌群而非踝关节周围肌群来维持下肢稳定，这可能也是身体重心向健侧转移的原因之一[20，21]。对于这种患侧与健侧肢体的不对称现象，除了手术修补损伤的韧带外，还需要进一步的步态训练、平衡功能训练以及下肢力量训练来改善[22]。在本研究中，当研究对象所站立的踏板发生倾斜时，人体需要迅速做出反应，将身体重心向相反方向倾斜，以重新获得稳定[23]。从踏板发生倾斜这一外源刺激到人体做出反应的时间，即为潜伏期时间[8，23]。如果潜伏期时间延长，则意味着人体做出反应的时间延长，发生不稳的可能性也增加[24]。在本研究中，不论是患者与正常人之间、还是患者自身患侧与对侧肢体之间，均未发现潜伏时间延长的现象。在以往的研究当中，CAI患者是否存在潜伏期延长，仍然存在争议，不同研究者的结果并不完全一致[25-29]。本研究的结果与 Eechaute 等[25]、Fernandes等[26]的结果一致，而与 Sousa等[28]、Méndez-Rebolledo 等[29]的研究结果不同。Futat⁃subashi 等[30]认为，在踝关节急性扭伤后，潜伏期在早期可能出现延迟的现象，但在伤后3 个月这种异常即可恢复。潜伏期异常是否能够完全恢复，与之前踝关节扭伤的次数和严重程度密切相关。Li等[5]认为，在不同的研究中，采用的研究方法、刺激方式不完全一样，也可能会导致出现不同的研究结果。

既往的研究结果认为，平衡功能训练、肌力训练可改善CAI 患者的神经肌肉功能缺陷[31-34]。因此，我们认为，在MAI 患者中，除了手术修补损伤的外侧副韧带外，康复训练在整个治疗过程中也必不可少。在之后的研究中，需要进一步评估康复训练对MAI 患者动态平衡功能异常的作用。