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强化髋内收肌等长肌力训练对功能性踝关节不稳的效果

2022-03-10余慧陈紫砚戴瑞祥王晓东

中国康复理论与实践 2022年2期
关键词:肌力踝关节髋关节

余慧,陈紫砚,戴瑞祥,王晓东

1.北京大学深圳医院康复科,广东深圳市 518000;2.深圳大学体育部,广东深圳市 518000;3.深圳大学附属华南医院,广东深圳市 518000;4.深圳大学师范学院体育系,广东深圳市518000

0 引言

踝关节扭伤在生活中常见,在体育运动中更常见[1-3],一般在第一次扭伤后30%会发展成慢性踝关节不 稳(chronic ankle instability,CAI)[4]。CAI在临床中分为结构性踝关节不稳(mechanical ankle instability,MAI)和功能性踝关节不稳(functional ankle instability,FAI)。1965 年Freeman[5]第一次提出FAI,也可以称作主观的感知性不稳,即在踝关节损伤后关节内的神经肌肉功能未恢复到正常的状态[6]。临床常通过专科查体评估FAI,敏感性和特异性分别为96%和84%[7],最常见的查体是前抽屉实验和距骨倾斜实验。FAI 结构虽然没有发生改变,但是关节周围韧带和关节囊等软组织出现一定损伤,引起本体感受器受损,其主观表现和关节的随意运动性都发生异常[8-9]。目前没有统一的标准诊断FAI,临床常通过主观感觉来评定FAI 的损伤程度,其中最常用的是坎伯兰踝关节不稳评定问卷[10](Cumberland Ankle Instability Tool,CAIT)。

FAI 的损伤机制尚不明确,主要表现为踝关节周围的本体感觉障碍[11]、外翻肌(腓骨长短肌)肌力减弱[12]、跖屈肌群力量不足[11]、外翻反应不及时等[13]。近几年陆续有学者研究发现踝关节不稳与膝关节、髋关节也存在一定关系。Bullock-Saxton等[14]通过肌电图测试FAI 受试对象的竖脊肌、臀大肌和腘绳肌,都出现肌肉募集能力下降,反应时间延长,运动神经的兴奋性也受到影响。Gribble 等[15]通过等速设备发现,踝关节不稳侧的髋、膝、踝周肌力下降。McCann 等[16]发现,髋关节周围肌群等长收缩不足会影响踝关节的动态稳定性。Smith 等[17]研究发现,4 周的髋关节强化肌肉训练能够提高踝关节的稳定性,对于踝关节不稳的预防和治疗有益。目前大部分学者通过髋关节外展和后伸的肌群训练[18]来增加髋关节的稳定性,提高踝关节的平衡能力,但针对髋关节内收肌力训练对FAI的平衡影响少有提及,需要进一步研究和验证。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2019 年11 月至2020 年1 月,通过网络方式在深圳某高校招募FAI受试者32 例,通过国际踝关节协会CAI的指南[19]进行筛查。

纳入标准:①有过明确的踝扭伤史,如疼痛、肿胀、发热等,至少有1 d 无法参与日常活动,发生损伤距离现在1 年以上;②在最近的1 年中,有过踝关节失稳的现象;③CAIT 评分≤27 分;④知悉流程后自愿参与本研究并签订知情同意书。

排除标准:①踝关节前抽屉实验和距骨倾斜实验结果阳性;②在CAIT 评定前1 个月内,踝关节发生过扭伤;③下肢发生过骨折或外科手术等病史;④另一侧踝关节发生过失控或者不稳的现象。

排除近1 个月内发生踝关节扭伤6 例,下肢有过骨折病史3 例,另一侧踝关节发生不稳现象5 例,最终纳入18例。按照筛选结果将受试者随机数字表法分为对照组和试验组,两组一般资料无显著性差异(P>0.05)。见表1。

表1 两组一般资料比较

本研究严格遵守知情同意、保密和有益无害伦理原则。在资料收集开始前,向患者告知本研究的目的和相关伦理问题,签署知情同意书;妥善保管患者相关信息,仅用于学术研究。本研究已经深圳大学医学伦理委员会科研项目伦理审查(VT 项目编号:PN-2021-068)。

1.2 实验设备

实验测试需要的器械主要包括全身等长肌力测试设备(Back-check)、下肢动态平衡设备(Balance-check)和下肢训练设备。下肢训练设备包括bioswing、Y 平衡测试(Y-Balance Test,YBT)、弹力带、梯绳、平衡软垫、瑜伽垫、网球等。

1.2.1 YBT

YBT是在临床和实验中常用的动态平衡测试,能够很好判断FAI 的下肢损伤情况[20]。受试者在患侧腿单腿支撑的情况下,健侧腿向三个方向(前侧、后内侧、后外侧)触碰最远的距离。如果出现重心转移到健侧腿、垫脚等不规范动作,重新测试。

1.2.2 bioswing

Posturomed 型bioswing (德国HBS 公司)是一台姿势控制设备,常常用来评估和训练受试者的动态平衡能力。底部是一个刚性的框架,通过8 个15 cm 相同强度的钢弹簧向上连接到一个60×60 cm 平台,12 kg,使用制动器可以将弹簧启动或者断开,实现平台在水平面上振荡,包括3 个难度等级,8 个弹簧都脱离是训练的最困难模式。

1.2.3 Balance-check

636 型Balance-check(德国DR.WOLFF 公司)是一台测试平衡的设备,包括一台电脑,一个不平衡的平台和连接电脑和平台的传感器,还有相关的扶手和放电脑的设备。测试有不同的等级和不同的模式,受试者需要将屏幕中的小红球固定不动。患侧腿单腿站立在测试平台上,测试等级旋转10 级难度,时间设置30 s,睁开眼睛,双手叉腰,一共测试3 次。在测试中如果出现失稳扶把手,测试重新开始;如果出现疼痛,测试终止。系统会根据受试者带动小红球的运动轨迹计算出得分、最大旋转角度、平均旋转角度和等级四个分值。得分越高,平衡能力越强;最大旋转角度、平均旋转角度和等级越低,平衡能力越强。

1.2.4 Back-check

617 型Back-check(德 国DR.WOLFF公司)作为测试全身等长肌力的金标准,常常用于临床和实验中[21]。受试者健侧腿站在测试平台上,患侧肩关节紧贴测试平台,另一侧手搭在旁边的柱子上或自然放松。将右边的感受器固定在患侧膝关节或大腿内侧,稍微屈髋和屈膝。受试者用大腿内侧最大力量推传感器,屏幕上显示受试者在发力时的数值。每次测试10 s,共3次,取最大值。分值越高,等长肌力越大。

1.3 方法

两组分别进行4 个阶段的方案训练。其中,试验组第一、第二阶段增加夹球训练,第三、第四阶段增加弹力带抗阻训练[22]。

1.3.1 方案训练

第一阶段。训练目标:激活踝关节的本体感觉、踝关节周围肌群的向心收缩。训练内容:踝关节弹力带4个方向(跖屈、背屈、内旋、外旋)抗阻训练15次,共3 组;bioswing 单腿站立支撑[23]30 s,共3 组;Balance-check游戏模式1 min,共3组;小腿三头肌拉伸和大腿后侧拉伸10 s,共3组。

第二阶段。训练目标:加强踝关节的本体感觉、踝关节周围肌群的等长收缩。训练内容:脚掌走5 m,共3 组;脚跟走5 m,共3 组;单脚捡标志牌15 个,共3组;bioswing单腿站立抛接球15个,共3组;Balance-check 游戏模式1 min,共3 组;小腿三头肌拉伸和大腿后侧拉伸10 s,共3组。

第三阶段。训练目标:加强踝关节的动态平衡、踝关节周围肌群的离心收缩。训练内容:小腿三头肌足跟提踵训练15 次,共3 组;单脚平衡软垫跳跃1 min,共3 组;bioswing 单腿站立闭眼30 s,共3 组;Balance-check游戏模式1 min,共3组;小腿三头肌拉伸和大腿后侧拉伸10 s,共3组。

第四阶段。训练目标:加强踝关节的敏捷性、下肢协调性。训练内容:平衡软垫单脚捡标志牌15 个,共3 组;绳梯开合走1 个来回,共3 组;绳梯前后走1个来回,共3组;绳梯交叉走1个来回,共3组;平衡软垫单脚支撑捡标志牌15 个,共3 组;bioswing 单腿闭眼弹力带干扰30 s,共3 组;Balance-check 游戏模式1 min,共3 组;小腿三头肌拉伸和大腿后侧拉伸10 s,共3组。

每一个阶段的训练不能引发任何疼痛和疲劳,在保证安全的情况下循序渐进增加训练强度。每个阶段持续1 周,每周3 次集中训练,每次1 h,连续训练4周。

1.3.2 夹球等长训练

仰卧位,两脚与肩同宽,第1 脚趾指向前,屈膝90°,将25 cm 瑜伽小球放至膝关节内侧,尽最大力量夹球,持续10 s,重复10次,共3组。

1.3.3 弹力带等长抗阻训练

站立位,两脚与肩同宽,第1 脚趾指向前,将20磅(1 磅=0.454 kg)弹力带绑在患侧膝关节外侧,嘱患侧腿向内侧抵抗弹力带的阻力,持续10 s,重复10次,共3组。

1.4 观察指标

实验前后分别进行CAIT 评分,YBT、Balancecheck 平衡设备和Back-check 髋内收肌的最大等长肌力测试。其中,CAIT包括9个问题,单侧踝关节最高得分为30分,<27分则有踝关节不稳的可能,分数越低稳定性越差。

1.5 统计学分析

采用SPSS 24.0 进行统计学分析,计量资料服从正态分布,以()表示。组内比较采用配对样本t检验,组间比较采用独立样本t检验。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 CAIT评分

训练前,试验组CAIT 评分均低于对照组(P<0.05)。训练后,两组CAIT评分均明显增加(P<0.01),试验组增长值高于对照组(P<0.05)。见表2。

表2 两组训练前后CAIT评分比较

2.2 YBT

训练前,两组YBT前侧、后内侧、后外侧的距离无显著性差异(P>0.05)。训练后,两组YBT 前侧、后内侧、后外侧的距离均显著提高(P<0.001),其中试验组在YBT后内侧、后外侧的增长值均高于对照组(P<0.05)。见表3。

表3 两组患侧训练前后YBT各方向距离比较 单位:cm

2.3 Balance-check

训练后,对照组只有得分提高(P<0.05),其他指标均无显著性差异(P>0.05);试验组得分明显增加(P<0.01),平均旋转角速度、最大旋转角速度和平衡等级均明显降低(P<0.01)。

训练前,两组平均旋转角速度、最大旋转角速度无显著性差异(P>0.05);训练后,试验组得分增长值显著大于对照组(P<0.001);平均旋转角速度、最大旋转角速度、平衡等级的差值均明显低于对照组(P<0.01)。见表4。

表4 两组患侧训练前后Balance-check评分比较

2.4 Back-check

训练前,两组Back-check 髋内收肌肌力的评分无显著性差异(P>0.05)。训练后,试验组Back-check 髋内收肌肌力评分显著提高(P<0.001),且显著高于对照组(P<0.001)。见表5。

表5 两组训练前后Back-check髋内收肌肌力评分比较

3 讨论

随着运动人群增多,踝关节扭伤发生的频率也越来越高。本研究发现,四阶段的康复训练干预可以提高踝关节不稳的主观平衡感觉,改善中枢神经系统对踝关节的控制,减少运动风险,提高脚踝控制的稳定性。

本研究在加强踝关节周围的肌力训练的同时,增加了平衡和拉伸训练,全面恢复踝关节的功能。提升踝关节的平衡能力不仅可以恢复关节的正常功能,还可以预防生活中出现的运动损伤,提升运动表现,减少跌倒风险,减轻医疗负担。

本研究中,大部分受试对象康复训练意识薄弱。因此,在康复的同时,要宣传康复对运动损伤的重要性,在发生运动损伤后早期开始康复训练能有效避免更多的运动损伤。

本研究显示,加强内收肌肌力训练能提高患者踝关节稳定的主观评分。主观感受的恢复有利于患者减少不必要的关节代偿。

YBT数据显示,髋内收肌等长肌力训练对于踝关节不稳患者动态稳定性有一定意义,可以加大样本量进一步验证。髋内收肌群训练,可维持骨盆稳定性[24];髋内收肌的激活也有利于拮抗肌外展肌(臀中肌、臀小肌)的激活,对于维持人体正常的步态有着重要的作用。Simpson 等[25]发现,当踝关节不稳患者执行侧跳动作时,踝关节动力学改变和髋关节僵硬增加有着密切相关性,可能会增加踝关节外侧扭伤复发的风险。Koshino 等[26]提出,机体为了保持稳定的时候,更多需要髋关节在冠状面的运动,而不是膝关节在冠状面的小范围运动。而薄弱的髋关节内收肌因为相对活动减少,影响踝关节的动力学和姿势稳定性。Khalaj 等[27]证实,YBT 的后外侧表现与髋内收肌的扭矩呈正相关。

Balance-check 数据显示,在控制下肢平衡时,激活髋关节周围的肌群,能有效地恢复下肢在水平面的平衡。

髋内收肌除了内收,还有伸髋和屈髋,在屈髋超过50°~60°的时候,拉力线在髋关节前后转动轴的后方,具有伸髋功能;当髋伸直的时候,髋内收肌的拉力线回到髋关节前后转动轴的前方,就具有屈髋的功能,说明良好的髋内收肌功能直接影响髋关节动态稳定性,从而影响到整个下肢的动态稳定性[28],为膝关节、踝关节提供更好的保障。CAI 患者在单足站立的时候,踝关节旋前旋后功能常常被髋关节代替,如果内收肌不稳定将直接打破髋关节的平衡,加剧踝关节不稳的复发。

研究发现[29],CAI 患者除了踝关节神经肌肉控制能力下降,也存在髋关节神经肌肉控制的异常。CAI患者单脚向斜方向跳跃时,落地前期髋关节外展角度增加[30];Kunugi 等[31]通过单腿斜跳实验发现,在单腿落地的前期,髋内收肌的表面肌电信号减弱,提示踝关节在额状面的平衡与髋内收肌的激活有很大关系。Koshino等[32]、Kim等[33]的研究也得到类似结果。

既往研究将肌肉作为一个独立对象。但有学者发现[34],在肌肉一端肌腱施加一定拉力时,另外一端的肌腱并不会接收到所有的拉力,拉力会通过筋膜分散给相邻的筋膜结构。所以不能把眼光局限于疼痛局部的组织张力,而要研究全身张拉结构。有研究发现[35],任何一个部分的张力增加都会导致结构中的其他部分张力增加,张拉结构系统将重新构建新的平衡。前深线被认为是身体筋膜的核心,是最关键的筋膜线。处于左右体侧线和前后表线的中间,外侧被螺旋线和功能线环绕;前深线上的肌肉筋膜主要是致密的筋膜和慢肌纤维,对维持人体的姿势和细微调节起重要作用;前深线上的肌肉不平衡时,不会引起功能缺失,但会表现出姿势控制不自然和不协调。髋内收肌处于前深线的中间位置,长短收肌向上连接股骨小转子与髂腰肌,向下连接股骨内上髁、腘肌筋膜与胫骨后肌,大小内收肌向前向下连接股骨内上髁与胫骨后肌,向后向上连接坐骨与盆底筋膜;胫骨后肌的远端附着点较多,分别在二、三、四趾骨的基部和舟状骨粗隆上,直接影响足弓和脚踝的稳定性。髋内收肌的两条筋膜线最终在腰椎处相连,对于维持人体的内核心有着重要作用;同时髋内收肌所在的前深线与体侧线互相拮抗。长期久坐导致前深线(髋内收肌)常处于短缩无力状态,体侧线(腓骨长短肌)被动拉长,引起踝关节内翻,导致外侧韧带(距腓前韧带)拉长,出现踝关节不稳。

综上所述,踝关节肌力、平衡、协调和拉伸训练有利于FAI 的平衡能力恢复;配合强化髋内收肌力量训练有利于FAI的平衡能力恢复。

本研究样本量较小。后续需进行大范围研究。还可以增加生物力学、肌电图和超声等进一步验证。

利益冲突声明:所有作者声明不存在利益冲突。

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