踝關節(jié)與平衡功能及本體感覺關系的研究進展

踝關節(jié)與平衡功能及本體感覺關系的研究進展

踝關節(jié)是人體下肢的三個關節(jié)之一。它的穩(wěn)定性和靈活性是人體站立、行走、下蹲、跳躍和其他運動的基本保障。它也是感覺和平衡的綜合反映。同時,踝關節(jié)又是體育運動中最易受損傷的關節(jié)。如踝關節(jié)損傷未得到及時、正確的治療,受損傷的本體感覺系統(tǒng)會加重踝關節(jié)的不穩(wěn)定狀態(tài),導致再次損傷的發(fā)生幾率上升,甚或引起其他關節(jié)損傷,出現(xiàn)不良連鎖反應。由于踝關節(jié)本體感覺對運動功能及其損傷康復具有不可忽視的作用,而目前對其研究又比較欠缺,本文旨在總結國內外對踝關節(jié)與平衡功能、本體感覺關系的各項研究,為應用本體感覺訓練對踝關節(jié)運動損傷的預防與康復治療提供參考。1外踝骨間運動相關規(guī)則踝關節(jié)由踝穴(脛骨下端關節(jié)面與內、外踝構成)、距骨及其周圍的韌帶組成,其關節(jié)囊前后較薄,兩側較厚,并有韌帶加強。脛側副韌帶為一強韌的三角形韌帶,又名三角韌帶,位于關節(jié)內側,起自內踝,呈扇形向下止于距、跟、舟三骨,主要限制足的背屈,前部纖維則限制足的跖屈。腓側副韌帶位于關節(jié)的外側,由前往后排列有距腓前、跟腓、距腓后三條獨立的韌帶連結于外踝與距、跟骨之間。距腓后韌帶可防止小腿骨向前脫位。踝關節(jié)的活動可概括為:(1)圍繞橫軸的背伸、跖屈活動,(2)圍繞縱軸的內旋、外旋活動,(3)圍繞矢狀軸的內翻、外翻活動。踝關節(jié)跖屈、背伸的活動范圍平均為50~60°,其中跖屈平均23~56°,背伸平均13~33°。步行時踝關節(jié)正?；顒臃秶鸀楸城?0°,跖屈14°,總共約為24°,且男女之間背屈和跖屈均無顯著性差異。由于滑車關節(jié)面前寬后窄,當足背屈時,較寬的前部進入窩內,關節(jié)穩(wěn)定;在跖屈時,滑車較窄的后部進入窩內,踝關節(jié)松動且能作側方運動。由于踝關節(jié)關節(jié)面小,且擔負著全身的重量,踝關節(jié)損傷是運動員最常見的關節(jié)損傷,以踝關節(jié)周圍韌帶的過度牽拉所導致的韌帶挫傷、斷裂為主,尤以外側副韌帶損傷多見。踝關節(jié)是人體運動的重要樞紐及承重關節(jié)。在日常生活中,踝關節(jié)直接參與站立、跨步、跳躍等動作,并吸收來自地面的沖擊,起到保護關節(jié)的作用。在體育運動中,許多項目都離不開踝關節(jié)的參與,其狀態(tài)直接決定運動員的競技水平——運動員踝關節(jié)的力量與控制能力與其訓練和比賽過程中完成跳躍、變向、疾跑急停等技術動作時的穩(wěn)定性、準確性、關節(jié)的易損傷性和運動成績密切相關。2踝關節(jié)損傷與人體功能所謂本體感覺是指肌、腱、關節(jié)等運動器官本身在不同狀態(tài)(運動或靜止)時產生的感覺,又稱深感覺,主要包括以下三方面內容:(1)關節(jié)靜態(tài)位置的感知能力;(2)關節(jié)運動的感知能力(關節(jié)運動或加速度的感知);(3)反射和肌張力調節(jié)回路的傳出活動能力。前者反映本體感覺的傳入活動能力,后者反映傳出活動能力。早在100多年前臨床學家和研究者就發(fā)現(xiàn)了機械感受器(后稱本體感受器)在關節(jié)功能中的潛在作用。這些機械感受器是由關節(jié)內的力學感受器以及神經纖維組成,廣泛分布于關節(jié)囊、韌帶、肌腱中。在組織學研究中,Freeman和Wyke兩人將機械感受器按形態(tài)學分為4型:魯菲尼小體、環(huán)層小體、高爾基腱器官和形態(tài)學未分類的游離神經末梢。四種機械感受器大部分分布在韌帶末端與骨連接的部分,向中樞傳遞關節(jié)角度、機械張力、加減速度等信息。這些本體感覺信息和視覺、前庭覺一起經中樞,通過反饋作用調節(jié)肌肉的興奮,進而參與到關節(jié)動態(tài)穩(wěn)定性控制當中。人體借助本體感受器感知每一動作中肌肉、肌腱、關節(jié)和韌帶的縮短、放松和拉緊的不同狀況,為大腦皮質對運動行為進行復雜的分析綜合創(chuàng)造條件。通過訓練,個體對肌肉運動的分析能力提高,對動作時間的判斷精確,其本體感覺功能就提高,動作的控制與準確性也增強。因此,本體感覺對于運動功能非常重要。從某種意義上說,運動是對本體感覺的一種反應,運動員的一切技能更是在本體感覺的基礎上才能形成。人體踝關節(jié)有豐富的本體感受器,在維持平衡中起到了至關重要的作用。Takebayashi通過動物實驗在家兔踝關節(jié)外側副韌帶中發(fā)現(xiàn)了豐富的本體感受器,其中93%的本體感受器位于韌帶的遠、近端。踝關節(jié)本體感覺與其損傷之間的關系一直為運動醫(yī)學專家們所關注。Glencross將24位受試者依踝關節(jié)扭傷的嚴重性分為輕微扭傷、中度扭傷及嚴重扭傷3組,分別測其本體感覺,并與未受傷的踝關節(jié)作比較,結果顯示扭傷程度愈嚴重,其本體感覺愈差。Forkin等利用單足站立對11名有踝關節(jié)損傷史的體操運動員進行平衡功能檢測,結果顯示有損傷史的運動員本體感覺功能較差,運動覺亦較差。由以上研究可見,踝關節(jié)損傷可導致踝關節(jié)本體感覺的下降,下降的程度與損傷程度成正比。踝關節(jié)損傷可導致本體感覺下降,而本體感覺下降又可反過來增加踝關節(jié)損傷的幾率。國內外幾項研究顯示:在疾跑急停及變向切入的運動項目中,踝關節(jié)損傷最易出現(xiàn),當踝部肌肉或韌帶受到損傷后,韌帶失去正常的張力,位于韌帶或關節(jié)囊中的本體感覺接受器也會受到損傷,并因此影響到肌肉的協(xié)調性,失去有效的保護機制,增加了再度損傷的可能性,尤其傷后第一年是踝關節(jié)再損傷的高發(fā)期。Arnold等的研究顯示,73%單側踝關節(jié)損傷者會發(fā)生再損傷,另有研究顯示急性踝關節(jié)扭傷后,有10%至20%的患者可發(fā)生慢性踝關節(jié)不穩(wěn)定,此時不穩(wěn)定側踝關節(jié)外翻肌的肌力與健側相比顯著下降。由于踝關節(jié)損傷與本體感覺密切相關,有研究者通過本體感覺測定對踝關節(jié)損傷的易感性進行了評估。McGuine等對210名(男119人,女91人)高中籃球運動員進行了前瞻性的隊列研究。他們在賽季前選擇一年內膝關節(jié)、踝關節(jié)未發(fā)生損傷的運動員,分別進行睜閉眼單足站立10秒的本體感覺測試。左右足各測試3次,取平均值,得出重心搖擺分數(shù),在賽季中記錄每位運動員的踝關節(jié)損傷情況,并分析其與性別、利足、本體感覺之間的相關性。結果:賽季中有23名運動員(10.9%)發(fā)生了踝關節(jié)損傷,其搖擺分數(shù)平均為2.01±0.32,未發(fā)生踝關節(jié)損傷的運動員賽前所測得的搖擺分數(shù)的平均值為1.74±0.3。結論:踝關節(jié)不穩(wěn)定的運動員踝關節(jié)發(fā)生損傷的幾率是正常運動員的近七倍(P=0.0002),本體感覺的降低與踝關節(jié)損傷的發(fā)生幾率成正比(P=0.001)。Wang等對42名高中籃球運動員進行了為期一個賽季的前瞻性的群組研究,在賽前對運動員優(yōu)勢足踝關節(jié)進行了一系列測試,包括:踝關節(jié)內外翻等速肌力測定、單足站立搖擺分數(shù)測定、踝關節(jié)活動度測定;賽季中每周發(fā)放問卷跟蹤受試者踝關節(jié)損傷的情況。結果:1個賽季結束后,18名運動員發(fā)生了踝關節(jié)損傷,其搖擺分數(shù)顯著高于未發(fā)生踝關節(jié)損傷的運動員,但兩組踝關節(jié)肌力和關節(jié)活動度無差異。結論:通過檢測優(yōu)勢足搖擺分數(shù)可預測踝關節(jié)損傷的發(fā)生率。我國一項研究以2002年廣東省大學生籃球聯(lián)賽廣州賽區(qū)乙組籃球運動員86人(男52人,女34人)為研究對象。聯(lián)賽前測試運動員雙側踝關節(jié)的柔韌性(踝關節(jié)最大背屈角度)和本體感覺(踝關節(jié)位置重現(xiàn)測試)。聯(lián)賽期間追蹤受試者踝關節(jié)損傷情況。聯(lián)賽結束后將踝關節(jié)損傷與踝關節(jié)柔韌性、本體感覺之間進行相關性分析。結果:踝關節(jié)柔韌性與其損傷之間無相關性,而本體感覺與踝關節(jié)損傷的發(fā)生率呈顯著性負相關。結論:運動員賽季前測試踝關節(jié)本體感覺可預測踝關節(jié)損傷的發(fā)生率。另有多項研究觀察足球、籃球、曲棍球運動員本體感覺與踝關節(jié)損傷風險之間的相關性:應用單足站立姿勢控制評定運動員的本體感覺,分析本體感覺與踝關節(jié)損傷之間的關系,結果:本體感覺差與踝關節(jié)損傷發(fā)生率成正比。Porter等亦報道踝關節(jié)的控制能力對步態(tài)、本體感覺具重要作用,踝關節(jié)控制能力降低者跌倒風險顯著增加,通過對踝關節(jié)控制能力測試能夠預測人體跌跤的可能性。綜上,踝關節(jié)損傷可導致本體感覺障礙,影響踝關節(jié)的穩(wěn)定性、靈活性與控制能力,又進一步增加了踝關節(jié)損傷的易感性。同時,對踝關節(jié)本體感覺的評估可有效的預測踝關節(jié)損傷風險,為賽季前預測運動員踝關節(jié)扭傷提供了參考,并可指導運動員有針對性的進行踝關節(jié)穩(wěn)定性及控制能力訓練,以有效降低踝關節(jié)損傷的發(fā)生。踝關節(jié)損傷與本體感覺障礙之間,顯示出互為因果的關系。即踝關節(jié)本體感覺障礙是導致其損傷的誘因,而踝關節(jié)損傷又可以進一步加重其本體感覺障礙,進而引起踝關節(jié)繼發(fā)損傷。3人工干預劑在急性踝關節(jié)扭轉期訓練中的作用作為防治急性踝關節(jié)扭傷和慢性踝關節(jié)不穩(wěn)定的措施,平衡訓練在國外的應用非常普遍。1965年Freeman等人建立了本體感覺訓練可減少踝關節(jié)韌帶損傷理論假說,之后的許多研究支持這一理論,并認為本體感覺訓練是通過同時改善局部和中樞的運動覺感受器功能而發(fā)揮效應。Patrick等針對本體感覺訓練的臨床有效性做了一項系統(tǒng)回顧。他們以踝關節(jié)扭傷、踝關節(jié)不穩(wěn)定、平衡功能、慢性踝關節(jié)不穩(wěn)定、功能性踝關節(jié)不穩(wěn)定、姿勢控制、姿勢搖擺為檢索詞,檢索了PubMed和CINAHL1966年至2006年間的146篇相關文獻,篩選其中有關本體感覺訓練減少踝關節(jié)損傷的文章并進行分析,得出以下結論:預防性本體感覺訓練可有效減少習慣性的踝關節(jié)扭傷,在急性踝關節(jié)扭傷恢復期進行6周持續(xù)性本體感覺訓練可在一年內有效降低踝關節(jié)再損傷的發(fā)生率。Verhagen等進行一項本體感覺訓練對預防踝關節(jié)扭傷的研究。在2001~2002賽季,前瞻性追蹤了116個男女職業(yè)排球隊,將他們分為干預組(66個隊,641名運動員)和對照組(50個隊,486名運動員)。干預組每天常規(guī)訓練前增加5分鐘的雙側踝關節(jié)平衡板訓練,并在整個賽季,逐漸增加訓練難度和強度;對照組只進行常規(guī)訓練。賽季中每周記錄運動員發(fā)生損傷的情況。結果:賽季結束時,干預組在每1000個小時的運動中踝關節(jié)扭傷的發(fā)生率為0.5人次,對照組為0.9人次,兩組相比有顯著差異,干預組踝關節(jié)損傷和再損傷的發(fā)生率較對照組均顯著下降。另一項對踝關節(jié)損傷平衡訓練的隨機對照試驗研究將765名高中籃球和足球運動員(包括523名女隊員和242名男隊員)隨機分為本體感覺訓練組與常規(guī)訓練組。在整個賽季中,本體感覺訓練組接受每周3次,每次10分鐘的訓練,內容包括睜、閉眼單足站立,平衡板訓練等。結果:本體感覺訓練組踝關節(jié)損傷發(fā)生率為6.1%,而常規(guī)訓練組為9.9%,兩組比較有顯著差異(P=0.04)。Wester與Holme對踝關節(jié)扭傷者踝關節(jié)本體覺訓練最佳療程的研究發(fā)現(xiàn):本體感覺訓練可以將急性踝關節(jié)扭傷后的復發(fā)風險降低54%(隨訪時間8個月)與76%(隨訪時間12個月)。Bahr等發(fā)現(xiàn)第一年訓練后,踝關節(jié)再損傷的發(fā)生率下降了21%,第二年則下降了49%。另有研究認為本體感覺訓練對預防踝關節(jié)再損傷的作用在持續(xù)進行2年后最為顯著。上述研究提示本體感覺訓練具有一定的累積效應,隨著訓練時間的延長,其改善踝關節(jié)穩(wěn)定性的作用越加顯著。通過本體感覺訓練可增加踝關節(jié)穩(wěn)定性,降低踝關節(jié)發(fā)生再損傷的風險,促進踝關節(jié)損傷后功能康復,此觀點已得到運動醫(yī)學界的廣泛認可。研究顯示踝關節(jié)本體感覺訓練可顯著降低有踝關節(jié)損傷史的運動員踝關節(jié)再損傷的風險,是有效的踝關節(jié)損傷的預防方法。4踝關節(jié)功能不穩(wěn)定的治療運動損傷或外科手術后遺有的踝關節(jié)功能性不穩(wěn)定,為當前運動醫(yī)學治療和康復的難點。過去對這一問題常傾向于進行解剖結構的重建。近年來,關節(jié)不穩(wěn)的本體感覺缺失和重建成為運動醫(yī)學的研究熱點之一。Santos等的研究顯示功能性不穩(wěn)定側的踝關節(jié)外翻肌肌力與健側相比有顯著性差異,且與本體感覺障礙、肌肉反應延時(delayedmusclereactiontime)等也有密切的關系。Konradsen等報道,慢性踝關節(jié)不穩(wěn)定的病人踝關節(jié)突然受到內翻應力時,腓側肌肉反應時間延長,可導致關節(jié)的反射性不穩(wěn)。踝關節(jié)扭傷會造成踝關節(jié)的腫脹、炎癥,間接造成韌帶松馳,腓骨肌群肌力減退和本體感受器損傷,從而導致踝關節(jié)功能性不穩(wěn)定。踝關節(jié)功能性不穩(wěn)定會進一步增加身體搖擺的程度,延緩肌肉的反應時間,使身體的平衡能力降低,這是由于本體感受器損傷,使感覺輸入的反饋保護機制喪失作用所致。本體感覺訓練改善慢性踝關節(jié)不穩(wěn)定引起了運動醫(yī)學專家的重視。荷蘭研究者發(fā)現(xiàn)急性踝關節(jié)扭傷后10%~20%的患者可發(fā)生慢性踝關節(jié)不穩(wěn)定。Eils等對48只功能性不穩(wěn)定的踝關節(jié)進行了為期6周的平衡訓練,并在訓練前后檢測受試者的踝關節(jié)位置覺、單足站立姿勢控制和在平衡板上被突然施加外力時的肌肉反應時。結果:平衡訓練可顯著提高受試者的踝關節(jié)位置覺敏感性,并可提高姿勢搖擺的控制,縮短肌肉反應時。因此,該研究認為本體感覺訓練可以顯著改善踝關節(jié)不穩(wěn)定的狀態(tài)。Berinier等將45名踝關節(jié)功能性不穩(wěn)定患者分成了對照組、安慰訓練組和本體感覺訓練組,對本體感覺訓練組進行了為期6周,每周3次,每次10分鐘的本體感覺訓練。以踝關節(jié)不穩(wěn)定側單足站立的搖擺分數(shù)作為評價指標。結果:本體感覺訓練組搖擺分數(shù)顯著低于其余兩組(P<0.05)。本體感覺訓練對慢性踝關節(jié)不穩(wěn)定的效應機理研究認為損傷后本體感覺的康復訓練不僅可減少踝關節(jié)再損傷,還可增進肌肉骨骼系統(tǒng)的能力,產生適當?shù)姆答佒林袠猩窠浵到y(tǒng),提高關節(jié)穩(wěn)定