功能性踝关节不稳康复治疗方法研究进展
2023-12-25张阳王波朱佳华张学会
张阳 王波 朱佳华 张学会
1 合肥师范学院体育科学学院(合肥 230601)2 福建师范大学体育科学学院(福州 350117)
功能性踝关节不稳(functional ankle instability,FAI)是由反复的踝关节不稳定和韧带损伤后神经根损伤引起的关节本体感觉受损,进而导致维持运动中枢程序原始功能的感觉反馈不佳形成的功能性不稳定[1]。FAI 易引发踝关节陷入扭伤-不稳-再次扭伤的恶性循环,严重者可形成机械性踝关节不稳,进而增加踝关节发生骨性关节炎和关节退行性疾病的几率。目前,FAI 的产生机制已基本达成共识,即踝关节扭伤后导致神经肌肉控制功能下降或本体感受器功能受损,最终表现出踝周肌肉力量、平衡能力、神经肌肉控制功能以及本体感觉功能显著下降等[2]。考虑到FAI 者的踝关节并无解剖结构的实质性损伤,因此,研究者将FAI 的康复治疗方法转向运动康复训练等非手术疗法。当前,FAI 的康复治疗方法主要有运动疗法[3-5]、物理因子疗法(如电针等)[6-7]、康复工程(如矫形器等)[8-9]及综合疗法(如物理因子结合运动等)[10-12],但各种疗法对FAI 的效果各不相同,目前尚无最佳的康复治疗方案。鉴于此,本综述以“功能性踝关节不稳/functional ankle instability”、“神经肌肉控制/neuromuscular control”、“平衡/balance”、“本体感觉/proprioception”、“运动疗法/exercise therapy”等为关键词,通过中国知网、万方数据库、PubMed、Springer 等数据库检索2010 年~2022年间关于FAI康复治疗方法的文章,旨在总结FAI康复治疗方案,为今后FAI 的康复治疗及未来研究提供参考。
1 功能性踝关节不稳康复治疗的理论基础
本体感觉是人体运动中的三大感觉系统之一,负责运动中空间位置、方向、速度变化及力量大小信息的感知;本体感觉主要分为位置觉、力觉和运动觉三种[13]。在位置觉方面,多数研究者通过被动定位及主动定位均发现FAI 者患侧踝关节存在位置觉的缺失[14]。在力觉方面,张秋霞等[15]和付光亮等[16]分别通过踝外翻和跖屈肌力测试发现,FAI者患侧踝关节存在低负荷力觉的不足。
肌肉力量是运动中的效应器,负责动作的执行功能。通过等速肌力测试发现,FAI者患侧踝存在跖屈肌力(尤其是离心肌力)[3]和内翻肌力的不足[17],且显著弱于健侧踝[3,17],其原因可能与踝损伤多发生于踝跖屈内翻时有关。
神经肌肉控制是指在功能活动中无意识地激活动态稳定系统,做好应对失稳状态的预先准备或对运动中出现的相应动作和负荷做出及时反应、维持稳定的能力,包括前馈和反馈两部分[18]。在前馈方面,学者发现[18]FAI 者膝踝关节触地前角度,腓骨长肌、腓肠肌和胫骨前肌等肌肉的预激活时间均与健康人存在显著差异;在反馈方面,则发现FAI 者患侧踝存在腓骨反应时和落地稳定时间延长、肌肉激活程度较健康人偏低等现象[19];上述研究表明FAI者患侧踝的前馈及反馈控制较同类健康人均发生改变。
平衡控制是各种身体机能的综合反映,平衡能力恢复情况也是评价FAI 康复治疗效果的重要指标[20]。在静态平衡能力方面,FAI者患侧踝的单足静态平衡能力不仅弱于健康人的单足静态平衡能力,同时也弱于FAI 者的健侧踝[21]。在动态平衡能力方面,研究发现FAI者存在严重的动态平衡能力缺失[22]。
上述四项机能是FAI 者的主要功能缺陷,因此,FAI 的康复治疗就是通过不同的方法激活踝部的神经肌肉,增强踝部的本体感觉和肌肉力量,最终达到改善患者的平衡功能,从而减轻踝关节不稳的目的。
2 功能性踝关节不稳的运动疗法研究
功能性踝关节不稳主要是由于足部稳定性出现功能性不稳,而非足部结构受损,因此,运动疗法成为治疗功能性踝关节不稳的首选。根据FAI 康复治疗的理论基础,FAI 的运动疗法分为本体感觉训练、肌肉力量训练、神经肌肉控制训练、平衡训练、运动综合康复训练及其它运动疗法。
2.1 本体感觉训练
本体感觉训练是一种强调利用自身体感信息,改善或恢复自我感觉和感觉功能的运动疗法,其中,振动训练是本体感觉训练最常见的一种方法[23],也是当前本体感觉训练中的研究热点。Amrinder 等[24]对单侧FAI 者进行为期6 周的本体感觉训练,结果证实本体感觉训练能显著提高FAI 者踝关节不同体位的位置觉,其原因可能与运动刺激了关节机械感受器,进而导致其敏感性增加有关。在振动训练方面,刘羽多等[25]对FAI 者进行6 周(每周3 次)的全身振动训练,结果发现全身振动训练能显著提高FAI 者的本体感觉,降低落地阶段踝内翻峰值角速度和踝屈伸活动范围,进而增强FAI 者的姿势稳定性;其原因主要是振动作为外源性刺激能有效刺激本体感受器,提高中枢系统反应能力,并改善神经肌肉协调性,从而提高本体感觉及姿势稳定性。高晓娟等[26]对FAI患者进行变频振动训练,结果发现变频振动训练能够有效提高FAI 患者爆发力和平衡能力。综上所述,不同运动方式的本体感觉训练均能通过提高FAI 者的一项或几项机能来达到治疗功能性踝关节不稳的目的。基于当前学者对振动训练在FAI康复疗效方面的研究及振动训练设备的普及程度,可见振动训练是现阶段治疗功能性踝关节不稳最常用的本体感觉手段[25-27]。
2.2 肌肉力量训练
FAI 者力量训练主要集中于踝关节、膝髋关节、腰腹核心区域、运动链四大方面。在踝关节肌力方面,主要通过弹力带或固定器将脚固定进行踝关节不同运动形式的抗阻训练。Smith 等[28]对FAI 者进行6 周踝关节不同运动方式的力量训练,结果发现踝关节力量训练能提高FAI 者患侧踝的肌力,但对踝关节本体感觉的改善不显著。随后,Ha 等[29]发现不稳定支撑平面下的踝关节力量强化训练可显著提高FAI 者的位置觉和平衡能力。在膝髋肌力方面,主要采用膝髋关节不同运动形式的抗阻力训练、负重高抬腿迈步、深蹲以及膝髋关节等速肌力测试训练系统进行康复训练。目前,多数研究发现,在踝关节常规运动训练的基础上辅以膝髋关节相关的肌肉强化训练可增强FAI 的治疗效果,更有助于FAI 的康复[5,30]。在核心力量训练方面,现有研究发现核心训练不仅有助于FAI 者腰腹力量的提高,更有助于FAI者动态平衡能力的改善[31]。在运动链训练方面,Kachanathu等[32]证实开链运动和闭链运动训练对踝关节扭伤者的康复均有效,且闭链运动训练比开链运动训练效果更好。此外,郝成义[33]发现下肢运动链协同训练对治疗FAI 具有很好的疗效,且疗效优于踝关节常规训练,尤其是在增强髋、膝周围肌力方面。综上,肌肉力量训练有助于FAI 的康复,且力量训练部位以踝周和髋周为主。
2.3 神经肌肉训练
神经肌肉训练是提高患者处理和利用感觉信息以协调和提高产生最佳肌肉激活模式的训练,其目的是增加动态关节的稳定性,其中,本体感觉神经肌肉促进技术(propriceptive neuromuscular facilitation,PNF)是最常见的一种神经肌肉训练,它是由神经、肌肉、本体感觉共同参与的康复治疗方法。Samadi 等[34]发现6 周神经肌肉训练能显著提高FAI 者的位置觉和下肢功能。在PNF 改善FAI 方面,廖维仁证实PNF 训练可以增强FAI者的踝关节肌力及平衡能力[35],其机制可能是PNF改变了FAI者近端关节神经肌肉控制机制,在其作用下通过调节落地前肌肉的激活方式和落地后肌肉的反应性活动来增强落地时踝关节的稳定性。同时,Choi[36]对踝关节不稳者进行PNF干预,结果证实PNF能显著提高踝关节不稳者的踝关节等速肌力,但对其动态平衡能力的提高程度却不显著。造成上述PNF 干预踝关节疗效不同的原因可能与研究的干预周期(前者为8 周,后者为6 周)以及研究对象(前者为FAI 者,后者为踝关节不稳者)不同有关。此外,近年研究发现,PNF 能显著改善FAI 者的本体感觉及姿势稳定性[25]。综上所述,神经肌肉训练主要通过改善FAI 者下肢肌力、本体感觉和平衡能力等达到促进FAI的康复。
2.4 平衡能力训练
由于FAI 者存在动静态平衡能力的缺失[21-22],且平衡能力是评价人们运动损伤风险的重要标准,因此,平衡能力训练成为运动干预FAI 的重要手段之一。FAI者的平衡能力训练方法主要有单腿站立平衡训练、不稳面平衡训练、跳跃稳定平衡训练及其它平衡训练(如平衡仪器训练法)4 类[37]。Nam 等[38]采用视觉反馈平衡训练器对FAI 者进行视觉反馈平衡训练,结果发现视觉反馈平衡训练能显著提高FAI 者的平衡能力及踝关节的稳定性。付光亮[39]也证实平衡训练有助于FAI 者患侧踝肌力、本体感觉及异常步态的改善。在平衡训练对比方面,章丽莉采用平衡测试训练仪对FAI 者进行平衡训练,结果显示三维动态平衡训练(不稳面平衡训练)在改善FAI 者的感觉统合能力及姿势控制稳定性方面的效果优于二维平衡训练(稳面平衡训练)[40]。此外,有学者对FAI 者分别进行不稳面上的单、双任务平衡训练(如平衡训练同时进行抛接球),结果发现双任务平衡训练在改善平衡能力和功能表现方面的康复效果优于单任务平衡训练[41]。总之,平衡能力训练能在很大程度上提高FAI 者的下肢稳定性,并且平衡训练难度的适度增加更有助于FAI的康复。
2.5 运动综合康复训练
鉴于FAI 者存在下肢稳定性、踝关节肌力及本体感觉等多项功能的不足,因此,FAI 的康复训练内容逐渐从单一向多内容转变。目前,按照运动综合康复训练内容来划分,主要分为两种内容为主的训练、三种及以上内容的训练。在两种训练内容方面,多数研究均发现力量结合本体感觉训练能显著改善FAI 者的踝关节肌力、本体感觉及平衡能力[42-43],且力量结合本体感觉训练的改善效果优于单一的肌力训练[42]。在力量结合平衡能力训练方面,汤晨曦[44]发现弹力带+平衡垫训练主要通过提高FAI 者双侧平衡能力、本体感觉以及患侧肌力来改善功能性踝关节不稳。虚拟游戏结合常规康复训练在改善FAI 者的稳定性方面要优于常规康复训练[45-46]。在神经肌肉结合平衡能力训练方面,现有研究均显示PNF 结合核心稳定性训练能显著改善FAI者的踝关节肌力、本体感觉和下肢动态平衡能力[47]。在三种训练内容方面,董伊隆[48]、彭春政等[49]的研究均证实多模态功能性训练(力量、本体感觉和平衡能力三种功能训练)均能显著改善FAI 者的踝关节肌力、本体感觉和动态平衡能力,且效果更优于常规肌力训练。综上,运动综合康复训练不仅能改善FAI 者的功能障碍,还有助于踝关节功能的全面恢复,其康复效果优于单一功能的康复训练。因此,运动综合康复训练整体适合用于FAI的康复过程,且逐渐成为FAI康复治疗的主流方法之一。
2.6 其它运动疗法
功能性踝关节不稳的康复治疗方法还有热身活动训练、运动项目训练以及贴扎联合功能训练等方法。FIFA 11+练习是针对足球项目而制定的热身及预防运动损伤的一套活动,它侧重人体下肢肌力、本体感觉、神经肌肉控制及灵敏等素质方面的改善。目前,FIFA 11+练习在降低运动损伤方面[50]及改善下肢肌力、平衡能力等方面[51]取得显著成效。张阳等[43]对两组FAI 足球运动员分别进行FIFA 11+练习和常规综合康复训练研究,结果发现FIFA 11+练习不仅能提高FAI 足球运动员的动态平衡能力、踝关节的肌力及本体感觉,而且在改善踝关节爆发力和动态平衡能力方面优于力量联合本体感觉训练。此外,考虑到FIFA 11+练习适用于篮球、手球等项目运动员[52-53],且不影响运动员的日常训练,因此,FIFA 11+练习可以作为患有FAI运动员的康复治疗方法之一。
目前,应用于FAI 康复过程中的运动项目有太极拳、健美操、太极桩和瑜伽,以太极拳居多。研究显示,太极拳和太极桩均能改善FAI 者的动静态平衡能力和本体感觉[54-55],且二者联合练习效果要优于单独太极拳或太极桩练习。在健美操干预FAI 方面,健美操训练能提高FAI 者的踝关节肌力和姿势控制能力,且健美操训练在促进FAI 者踝内外翻肌力均衡发展方面要优于本体感觉训练,在姿势控制能力方面与本体感觉训练效果相当[56]。在瑜伽干预FAI 方面,Heller 发现[57]瑜伽能显著改善FAI 者的动静态平衡能力,对本体感觉的改善效果不显著。综上,不同运动项目训练对FAI者各项运动机能的提高程度有所不同,但均对FAI 者姿势控制能力有一定改善;考虑到FAI 康复过程漫长,运动项目干预比常规的运动干预具有更好的趣味性,因此,该方法相对更适合患有FAI的普通大众。
贴扎分为传统贴扎与肌内效贴,与传统贴扎相比,肌内效贴以高弹性、稳定性及灵活性等特点被广泛用于FAI 的康复治疗过程中。在即刻或短期效应方面,研究证实肌内效贴对FAI 者的踝关节力量、本体感觉及动态平衡能力有显著提高,肌内效贴粘贴在远端和近端之间无显著性差异[58],但对静态平衡能力[59]的改善则不显著。在长期效应方面,裴子文[10]证实8周肌内效贴在一定程度上能提高FAI 者的姿势稳定性和主观踝关节稳定性,但是对肌肉力量和神经肌肉控制功能的改善效果不显著。也有学者认为肌内效贴对FAI 者动静态平衡能力的影响不大[60],其原因可能与其研究周期(干预4 周)略短有关。在贴扎干预对比方面,现有研究均认为肌内效贴联合功能训练对FAI 的干预效果要优于常规功能训练[10,61]。综上,贴扎对FAI 的疗效相对有限,相关研究还相对较少,且贴扎适合与其他运动疗法联合使用。
3 功能性踝关节不稳的物理因子疗法研究
应用于FAI 康复治疗的物理因子疗法主要有声疗、电疗、热疗、光疗等。Ross 等[62]发现随机共振刺激(一种声刺激)能在一定程度上提高FAI 者矢状面的动态平衡能力,对额状面动态平衡能力效果不显著。随后,Seo 等[6]也观察到5 周的神经肌肉电刺激有助于FAI者踝关节内外翻比率及动态平衡能力的提高。也有一些学者持不同意见,如华冰对FAI者进行6周常规物理治疗(中药热敷包、低频脉冲直流电刺激和TDP 照射),结果发现常规物理治疗对FAI 者在本体感觉及平衡能力方面虽有一定改善,但改善效果不显著[63]。周凌等[7]对FAI 者进行4 周超短波和超声波的治疗,结果发现超短波和超声波仅对踝关节稳定性有一定改善,但对踝关节综合功能的改善效果不显著。上述物理因子疗法在治疗FAI 方面的差异可能与各研究的干预物理因子不同以及干预周期相对较短(最长周期为6 周)有关,前两个干预研究的物理因子分别为声刺激和电刺激,后两个研究则分别为三种物理因子刺激(热、电和光)和两种物理因子刺激(电和声)。综上,目前应用单一物理因子疗法干预FAI 的临床效益证据仍然不足,不同物理因子的干预研究可能具有更好的效果,值得深入研究。此外,尽管不同物理因子疗法对FAI 疗效的结果不尽相同,但总体而言,物理因子疗法有助于FAI 的康复。同时,考虑到单一的物理因子疗法对FAI的疗效有限,建议采用物理因子疗法与运动疗法联合对FAI进行康复治疗。
4 功能性踝关节不稳的康复工程研究
目前,FAI康复工程的具体治疗器械有弹性矫形器和半刚性矫形器两种[8],其研究内容以矫形器对FAI 者的姿势控制[8]、生物力学特征[64]、肌肉活动[65]、本体感觉[66]等方面的改善效果为主,其中以姿势控制居多。在姿势控制方面,多数学者均认为矫形器能提高FAI 者动态平衡能力,且弹性矫形器在改善动态平衡能力方面的效果优于半刚性矫形器[8]。在生物力学特征方面,矫形器阻碍了FAI者落地过程中吸收冲击力的能力[64],进而造成垂直方向地面反作用力峰值及载荷率增大,进而增加FAI 者下肢损伤的风险。在肌肉活动方面,长期使用矫形器会引起FAI 者踝部肌肉(腓骨长肌)的代偿性反馈和预期前馈神经肌肉适应,这有助于踝关节动态稳定性的提高;同时,特定足部矫形器对FAI 者(治疗效果)和健康者(预防效果)的运动感觉有长期效应,且效果优于运动感觉训练。因此,推荐长期使用足部矫形器作为一种有前途的、适用的且有效的FAI 者治疗替代方案[65]。在本体感觉方面,佩戴矫形器不能改善FAI 者的本体感觉,甚至会降低踝内外翻时的本体感觉,这也说明矫形器对FAI 者的保护功能不是由于增强FAI者的本体感觉而产生的[66]。综上,矫形器的使用对FAI 的康复既有益处也有不足。但是,当前的研究缺乏矫形器对FAI 康复治疗的全面评价,且缺乏矫形器对FAI 者的长期效应及佩戴不同矫形器的对比研究,这些也是未来的研究热点,需进行全面系统的研究。
5 功能性踝关节不稳的综合疗法研究
单一疗法对FAI 者多种功能障碍的治疗效果相对有限,因此,研究者也将FAI 的治疗方案投向多种治疗方法的联合使用。当前,应用于FAI 康复的综合疗法主要有以下两种:运动与物理因子、运动与传统康复疗法相结合的综合疗法。
5.1 运动与物理因子相结合的综合疗法
运动与物理因子相结合的综合疗法是治疗FAI 综合疗法中使用最多的方法。华冰[63]的研究发现,常规物理疗法联合加滑扰动训练的综合疗法能显著改善FAI者的本体感觉及平衡能力,且改善效果显著优于单一的常规物理疗法。周阳[67]采用两组FAI 者分别进行常规治疗(超短波结合踝关节运动训练)和常规治疗基础上增加髋、膝相关肌肉强化训练,结果发现两种综合疗法均能改善FAI 者的姿势稳定性及踝关节主观不稳感觉,且常规治疗基础上增加髋、膝相关肌肉强化训练的治疗效果优于常规治疗。该研究提示对FAI 的康复治疗不仅要考虑踝关节部分干预,也要考虑膝髋关节的配合治疗,即下肢的整体性,这更符合关节运动的生物力学效应,更好地促进FAI的康复。裴子文[10]研究发现,运动综合康复训练有助于FAI 者腓骨肌肌力、姿势稳定性及主观踝关节稳定性的提高,但对神经肌肉控制功能则无改善效果;而神经肌肉电刺激联合运动综合康复训练不仅能改善FAI 者的所有功能,且改善效果显著优于运动综合康复训练。周煜达等[12]也证实神经肌肉电刺激联合姿势控制训练能更好改善FAI 者的踝关节肌力、平衡能力、本体感觉及踝关节活动功能,加速踝关节功能的全面恢复。
5.2 运动与传统康复疗法相结合的综合疗法
目前,针灸与运动相结合疗法已用于FAI 的康复治疗过程中。周凌等[7]对两组FAI 者分别进行超短波联合超声波治疗、电针结合髋踝关节力量训练治疗,通过踝关节功能评价问卷评分及Baird-Jackson 踝关节功能评分对比发现,两种方法均能在一定程度上促进FAI的康复,但电针结合髋踝肌力训练对其疗效改善明显优于单一的物理因子疗法(超短波联合超声波治疗)。宁兴明等[11]为观察针刺结合八段锦综合疗法对FAI的临床效果,分别对两组患有FAI的射击运动员进行核心稳定性训练及针刺结合八段锦训练,结果显示两种训练均能改善FAI 者的踝关节功能活动评分和动态平衡能力,且针刺结合八段锦训练对其效果的改善显著优于核心稳定性训练。
综上,运动与物理因子、运动与针灸相结合的综合疗法在改善FAI 的症状及功能方面优于单一的运动疗法或物理因子疗法,且综合疗法有利于FAI 的全面康复,值得临床推广与应用。
6 小结与展望
运动疗法、物理因子疗法、康复工程和综合疗法是当前FAI 康复治疗的四种主要方法。由于FAI 没有解剖结构的实质性受损,运动疗法成为干预FAI 的主流方法。运动疗法可分为本体感觉训练、肌肉力量训练、神经肌肉训练、平衡能力训练、运动综合康复训练和其它运动疗法。运动综合康复训练主要以力量结合本体感觉训练、力量结合平衡能力训练、神经肌肉结合平衡能力训练、多模态功能性训练为主;其它运动疗法以热身活动、运动项目训练、贴扎联合功能训练为主。单一的物理因子疗法和康复工程对FAI 康复疗效有限,建议与运动疗法联合使用。现有综合疗法主要有运动与物理因子相结合、运动与针灸相结合,该疗法有助于FAI的全面康复。
由于当前对FAI 的疗效评价结果不一,未来研究应尽可能明确FAI 的发病机制以及全面评估不同疗法对FAI康复的综合效应,为FAI康复治疗方案的制定提供进一步科学依据。