踝关节支具对功能性踝关节不稳的作用

张弓皓 曹圣轩 石家齐 王晨 黄加张 马昕 王旭 张超

功能性踝关节不稳(FAI)的定义由Freeman于1965年首次提出，即踝关节初次扭伤后出现“打软腿”症状[1]。2002年Hertel[2]根据踝关节不稳致病机制的不同对其进行系统分类，将慢性踝关节不稳分为机械性踝关节不稳和FAI 2种类型，两者可合并存在。FAI可影响患者的本体感觉、关节活动度、神经肌肉功能及平衡和姿势控制能力，导致患者产生关节位置觉(JPS)障碍、关节活动度异常、神经肌肉功能损伤及姿势失衡等症状和体征[3-7]。

踝关节支具是预防和治疗FAI的方法之一，可有效限制踝关节和距下关节的过度活动，且对运动感受器有刺激作用。一些研究证实，踝关节支具可有效改善本体感觉、神经肌肉功能、运动学指标和平衡能力，并降低再扭伤发生率[8-12]。另一些研究则认为，虽然踝关节支具可通过刺激皮肤表面的机械感受器改善本体感觉[13]，但最终被证实为无效，甚至有负面作用[14-15]。Kobayashi等[16]通过单平面动态图像透视匹配技术的研究发现，支具不能改变踝关节和距下关节的运动。

因此，我们以“ankle sprain”、“brace”、“taping”等为检索关键词，关键词之间用“和”连接，在PubMed、EMbase和Cochrane Clinical Trial Register(CCTR)3个数据库中进行检索，共检索出1990年至2017年间有关踝关节支具治疗FAI的文献1 732篇。

文献纳入标准：①研究对象踝关节至少扭伤过1次，且出现“打软腿”症状，该症状被描述为“踝关节过度内翻的出现具有一定频率但不可预知，且不造成踝关节损伤”，或被明确诊断为FAI；②研究至少将1种类型的踝关节支具用于患肢，且以未佩戴支具或未使用运动胶带的病例作为对照组；③研究至少报道本体感觉、运动学、平衡能力、神经肌肉功能及再损伤发生率等结局指标中的1种。

所有文献经初步筛选剔除822篇重复文献和82篇非英文文献；然后依据纳入标准，3名经验丰富的研究者独立对剩余828篇文献进行筛选，根据文献类型剔除155篇文献，再根据题目和摘要剔除610篇文献，剩余63篇文献；最后通过全文阅读筛选纳入14篇文献。文献的筛选流程和纳入文献的具体特征分别见图1和表1。

图1 文献筛选流程图

对存在争议而无法由研究者独立排除的文献，引入第4名研究者与前3人讨论决定是否保留。无法通过文献阅读获得的信息将通过与原文研究者直接联系得以补充。

随后2名研究者独立从纳入文献中提取相关信息，包括样本量、患者基线信息(年龄、身高、体质量、扭伤史等)、干预措施(支具类型和使用方法等)及结局指标(本体感觉、运动学、平衡和姿势控制、神经肌肉功能和再损伤发生率等)。纳入信息不一致时通过研究者达成共识予以解决，信息经确认方可被纳入。

表1 纳入文献特征

1 踝关节支具对JPS的影响

2 踝关节支具对表面肌电信号的影响

2项研究测定了踝关节支具对下肢表面肌电信号的影响。Dingenen等[19]研究发现，从双腿站立过渡到单腿站立时，与未佩戴定制的足踝部支具组相比，佩戴组的腓骨长肌、胫骨前肌、股内斜肌和股外侧肌等下肢肌群的肌肉激活时间更为提前。另一项研究要求受试者以正常速度在跑步机上行走，结果发现佩戴踝关节支具的FAI患者腓骨长肌在触地相前振幅较低，胫骨前肌、腓骨长肌、股直肌和臀中肌在触地相后激活信号延迟，且腓骨长肌和股直肌的步态周期激活比例较低[20]。

3 踝关节支具对运动学指标的影响

6项研究从不同角度阐述了踝关节支具对踝关节六自由度、步态、内翻稳定性等运动学指标的影响。Kobayashi等[16]比较了半硬护踝和运动胶带对FAI患者踝关节被动活动的作用。在扭转力为20 N和扭转速度为20 r/min的恒定条件下，经单平面动态透视图像匹配技术检查，组间未见踝关节前方位移和内旋的差异。该研究对距下关节的研究结论与之相似。另一项同类研究得出了更进一步的结论。该研究将受试者分为佩戴护踝组、运动胶贴组和对照组，佩戴护踝组和运动胶贴组分别测定运动前后和移除佩戴物后的关节活动度，对照组只测定运动前后的关节活动度。结果表明运动后踝关节在各个方向上的位移均较运动前有所增加，关节出现松动；支具和胶带均能有效减少位移，且支具的作用更明显。值得注意的是，移除支具后立即重复测定发现，踝关节前方位移会反弹，甚至超过不佩戴支具组所得数值[21]。1项有关步态周期分析的研究证实，半硬和软护踝均不能影响正常平地行走时步态的角度和位移变量[22]。另2项研究聚焦于支具对踝关节对抗外部扭转力矩能力的作用。Vaes 等[24]的研究发现，佩戴半硬护踝可明显减小踝关节主动内翻的速度和距离，并可在关节被动内翻时对抗更大的扭转力矩，从而减小扭转角度。Hartsell等[25]的研究得出类似结论，与未佩戴护踝相比，佩戴半硬护踝和软护踝可对抗更大的扭转力矩，并减小内翻角度。Eils等[23]的研究比较了10种不同结构和材料的支具经被动和快速内翻诱导的踝关节稳定性。结果表明，与未佩戴支具相比，佩戴任一类型(软、半硬、硬)的支具均能限制踝关节在被动活动中各个方向的关节活动度，半硬马镫式结构的护踝(Air Gel)限制效果最好。所有支具对于快速内翻运动均有明显限制作用，且带有马镫样设计或内外侧加固结构的护踝能更有效地发挥限制作用。

4 踝关节支具对平衡能力的影响

Hadadi等[26]比较了软材质和半硬材质护踝在对抗FAI患者姿势失衡方面的作用。该研究对所有受试者在睁眼状态下予单腿站立测试，并通过足底压力中心的变化计算平衡相关指标的数值。结果显示，所有类型护踝均可提升单足站立时患肢的平衡能力。佩戴支具后健康受试者单足站立时平衡能力反而降低，半硬护踝降低程度较大，软护踝次之。Sesma等[27]的研究发现，在星形平移测试中半硬支具可提升FAI患者的触地距离，但在稳定限制试验中未得到这一结论。

5 踝关节支具对再次扭伤发生率的影响

2项研究与护踝对再次扭伤发生率的影响有关，但均不符合纳入标准，其研究对象均为“曾经明确扭伤过，伴或不伴踝不稳症状”的运动员人群。Janssen等[28]开展了一项384例运动人群的随机对照试验，将受试者随机分为功能锻炼组、支具组和支具加功能锻炼组，予训练或支具佩戴8周。结果显示支具组再扭伤发生率最低，但各组之间再扭伤的严重程度无显著差异。一项关于女足运动员人群的研究也得出类似结论，半硬支具可有效减少再扭伤发生率[29]。

6 结语

本系统综述总结了踝关节支具治疗或预防FAI效果的相关证据，并得到以下主要结论：①踝关节支具可有效提升踝不稳患者的JPS、平衡能力、神经肌肉功能，并在不影响正常步态的基础上，限制踝关节内翻及对抗更大的内翻应力；②与功能锻炼相比，踝关节支具可更有效地降低有明确扭伤史的运动员人群再扭伤的发生率，但不能减轻其再扭伤的严重程度；③许多研究均证实半硬材质踝关节支具在许多方面优势明显，仅Hadadi等[26]的研究证实软材质护踝在改善平衡能力方面优于半硬护踝；④不同结构类型支具的有效性尚待明确，本研究仅发现马镫样结构和束带样结构支具有效。

JPS是本体感觉的重要组成部分，JPS异常和对抗内翻的肌力不足可导致踝关节内翻扭伤[30]。研究证实踝关节支具可为踝关节不稳人群提供额外的外部稳定性，并可增强对皮肤表面感受器的刺激，从而增加踝关节稳定性，减少关节活动度，并能在一定程度上提升JPS[18]。Webster等[17]的研究证实，踝关节支具可有效降低一般情况下FAI患者的绝对JPS误差，与较为常见的全包裹结构相比，马镫样结构降低作用更明显。Hartsell等[25]的研究发现，与软支具相比，半硬支具可更好地恢复FAI患者的JPS。Webster等[17]的研究发现，支具并不能改善患者疲劳状态下的JPS。此时神经肌肉功能虽然下降，但踝关节可代偿性地调整位置，足触地时其处于相对更背伸的位置，对JPS影响不大。支具佩戴不当可阻碍代偿性背伸出现，并加大扭伤概率。过于限制背伸跖屈的护踝反而不适合长时间佩戴。

足部是身体与站立支撑面相接触的部位，接触面皮肤感受器可传递感觉信号，这被认为是实现和维持关节功能稳定的重要机制。研究证实，穿鞋或佩戴支具可有效改变人体与支撑面接触的关系，从而影响下肢表面感受器电信号的传递[11]。监测下肢表面肌电信号变化可评估支具对踝不稳患者下肢肌肉功能的影响。以前的研究已证实，由双腿站立变为单腿站立过程中表面肌电信号变化可反映下肢肌肉的功能水平。Dingenen等[19]的研究表明，与未佩戴支具组相比，佩戴定制的足踝部支具组的肌肉激活时间提前。以对踝关节稳定性影响较小的跑步机正常速度行走时，束带样结构半硬支具同样可缩短神经肌肉激活时间。在受影响的肌群中，腓骨长肌改变最为明显，提示围绕腓骨长肌设计相关保护支具可作为预防或治疗FAI的一个方向。

研究已证实，关节运动学的异常改变是慢性踝关节不稳的致病机制之一[31]。一项测定体表光标的研究发现，踝不稳患者行走时踝关节处于略微内翻的位置，这可能是其容易出现“打软腿”症状的机制之一。其他研究发现，距下关节此时也有异常运动[32]。本综述纳入的研究主要发现，支具可有效抵消外部施加在踝关节上的内翻扭转力，同时限制被动内翻过程中的关节活动度。因此在下肢暂时对肌肉丧失控制或踩到不平稳路面的情况下，支具可对抗内翻动作产生的额外扭转力矩，并限制踝关节和距下关节活动度。正常行走时支具对关节运动学则无明显影响，其原因可能是，一方面现有研究技术无法检测到支具对关节之间微动的影响，另一方面支具在日常低速行走时不会影响到关节运动学，因此踝不稳患者不会有明显被限制的感觉，也不会因正常步态受影响而面临长期风险。

神经肌肉功能障碍可导致踝不稳患者平衡和姿势控制能力下降，从而加重关节不稳定，并导致关节再损伤或踝关节炎发生。很多研究都证实了这一观点[33-35]。单侧损伤患者的健侧平衡能力尤其易受到影响。本综述纳入的研究通过不同的检测方法均证实，踝关节支具特别是半硬结构护踝可明显提升患者平衡能力。

反复扭伤是慢性踝关节不稳患者的主要病因，可影响很多患者的生活质量。虽然关于支具影响慢性踝不稳患者再扭伤发生率的研究较少，但本综述仍纳入2篇关于运动人群再扭伤的文献，其中1篇为大样本随机对照研究。佩戴半硬护踝可有效减少运动员人群再扭伤发生率，由此有效延长运动员的职业生涯。而在保护踝关节的同时，佩戴支具是否会对运动员的运动造成干扰，尚需进一步讨论。但在常规非比赛训练时，佩戴踝关节支具可对运动员起到保护作用，是一种常规的预防扭伤方法。

如何针对患者的实际情况选择最优结构和材料类型的支具是值得临床医生考虑的问题。本综述纳入文献的结论为半硬材质护踝各项指标表现均良好。而考虑到支具结构异质性过于明显，且无相关的分类标准，故仅部分研究提及束带样结构和马镫式结构的护踝在某些指标上具有优势，提示研究踝关节支具材料和结构并建立其分类体系的必要性。

踝关节支具作为一种简便易得、价格适中的手段，可有效防治踝关节不稳，其作用机制尚需进一步明确，其材料和结构的比较归类研究同样值得关注。