神经肌肉电刺激对慢性踝关节不稳者落地下肢关节运动幅度的影响

（山东体育学院 山东 济南 250102）

前言

踝关节扭伤后处理不当或者恢复不佳即有可能演变为慢性踝关节不稳（chronic ankle instability，CAI）。 CAI主要的症状有肿胀、疼痛、无力、不稳、反复扭伤、失去正常的运动能力等，这不仅会给患者的日常生活带来很多不便，而且还会因此耗费大量的精力和财力。落地动作下肢关节运动控制不足是导致慢性踝关节不稳者反复扭伤的直接原因之一，约85%左右的踝关节扭伤发生在着地动作过程中。因此，正确认识慢性踝关节不稳者落地动作下肢关节运动幅度，将会对CAI患者的康复治疗起到非常重要的作用。

慢性踝关节不稳现有的临床治疗方法可以分为保守治疗和手术治疗两大类。研究发现，踝关节支具护具、贴扎等方法均可以对骨、关节的损伤起到治疗与防护的作用，但对其内在机制及使用方法不同的研究者仍然持不同的意见。神经肌肉电刺激（neuromuscular electrical stimulation，NMES）是一种非侵入性的治疗手段，它应用低频脉冲电流刺激神经或肌肉并使其收缩，从而达到恢复正常功能的作用。NMES治疗因其经济实用、操作简单、使用方便、不产生创伤等优点，已经广泛应用于诸多领域。

综上所述，当前亟需一种科学有效且能够便于操作和携带的改善慢性踝关节不稳的康复治疗方案，基于这种需求，本实验采用6周神经肌肉电刺激干预探究NMES对慢性踝关节不稳者落地下肢关节运动幅度的影响效果。

1、实验对象

研究对象为依据Gribble等提出的慢性踝关节不稳人群纳入标准，并通过问卷筛查出的山东体育学院41名单侧慢性踝关节不稳的无训练基础的大学生。41名实验对象被随机分成实验组（n=21）和对照组（n=20）。两组受试者在性别、年龄、身高、体重等方面的差异均不具有统计学意义（P＞0.05）。研究对象一般资料见表1。全部的受试者均充分了解本研究的实验和流程，自愿参加本研究，并签订了参与实验的知情同意书。

表1 两组受试者的基本资料（均值±标准差）

2、实验方法

2.1、实验设计

实验组和对照组分别在专业治疗师指导下进行6周神经肌肉电刺激干预和6周安慰治疗（电极片贴敷，强度为0），每周3次，每次15min。干预前后分别对实验组和对照组进行无初速度的单腿下落测试，对比干预前后下落跳下肢关节运动幅度，探讨6周神经肌肉电刺激干预对慢性踝关节不稳者落地下肢关节运动幅度的影响效果。

2.2、实验干预方案

实验组由具有专业资质的治疗师对实验组所有受试者腓骨肌进行NMES治疗，电刺激的具体参数为：频率：20Hz；强度：治疗强度最大不超过90mA；对照组由专业治疗师对对照组所有受试者腓骨肌进行电极片的贴敷安慰治疗，治疗强度为0。

2.3、实验测试

（1）实验设备。

神经肌肉电刺激治疗仪和电极片；8个摄像头的Vicon红外动作捕捉系统；Kistler三维测力系统；40cm高的平台。

（2）实验流程。

受试者穿着统一配备的紧身短裤和鞋子，两脚站立于40cm高的平台上，两手放在腰间，两眼平视前方，进行无初速度的单脚落地动作测试。工作人员示意“开始”后，受试者从40cm高的平台上将患侧肢体伸出，使患足自然下落至测力平台的中央处并迅速抬起健侧腿，此时受试者必须用患侧腿单腿站立在测力平台上且维持5s以上，受试者收到“停”的指令时即结束测试。测试时务必要保证受试者保持无初速度下落，如果患侧肢体单腿站立后在测力平台上有跳跃动作或者自然下落后双足站立于测力平台则需要重新进行测试。重复进行3次有效测试，每次测试之间间歇1min。

（3）测试指标。

落地下肢关节角度（°）及对应时间（ms）：测试并记录落地时髋膝踝三个关节分别在X、Y、Z三个轴的关节角度以及对应出现的时刻，利用关节角度最大值与最小值的差，得到关节运动幅度（ROM）。

2.4、统计学分析

本研究所有测量数据均使用平均值（X）±标准差(S)的形式来表示，应用SPSS 21.0统计学分析软件对实验数据进行处理分析。采用配对样本T检验进行干预前后组内对比，采用独立样本T检验进行干预后组间对比。P＜0.05为差异具有统计学意义。

3、结果

由图2可知，经过6周实验干预，实验组踝关节内外翻的ROM干预后显著小于干预前，组内差异具有显著性，P＜0.05；实验组踝关节内外翻的ROM显著小于对照组，组间差异具有显著性，P＜0.05。

由图1、3、4可知，实验组踝、膝、髋关节屈伸的ROM在干预前后的组内差异不具有显著性，P＞0.05；干预后踝、膝、髋关节屈伸的ROM，实验组与对照组相比，组间差异不具有显著性，P＞0.05。

图1 两组受试者干预前后落地动作踝屈伸ROM比较

图2 两组受试者干预前后落地动作踝内外翻ROM比较

图3 两组受试者干预前后落地动作膝屈伸ROM比较

图4 两组受试者干预前后落地动作髋屈伸ROM比较

4、讨论

由结果可知，6周NMES干预后，实验组踝关节内外翻的ROM显著小于干预前，组内差异具有显著性；干预后实验组踝关节内外翻的ROM显著小于对照组，组间差异具有显著性。说明6周的NMES干预可以有效改善CAI患者踝关节内外翻的运动幅度，增加踝关节的稳定性。本研究结果与前人研究结果相近，可以证明NMES治疗对于改善踝关节内外翻运动幅度的积极作用。

NMES治疗改善踝关节内外翻运动幅度的原因可能与踝关节的稳定性因素有关。影响踝关节稳定性的因素主要包括以下几个方面：①肌肉力量，肌力是影响人体运动能力的主要因素，肌力不足会影响肌群间的协同收缩作用从而导致关节活动不稳定；②肌肉兴奋性，在一定范围内，兴奋性较高时，人体能够较快地进入工作状态，并达到较高的活动水平；③本体感觉，是指运动器官本身在不同状态（运动或静止）时产生的一种感觉，良好的本体感觉有助于维持和调控关节的稳定性和协调性，提高人体的平衡能力。

首先，有研究证实，NMES治疗可以有效预防肌肉萎缩，提升肌肉力量。多项研究均显示，CAI患者踝关节周围肌群肌力不足。NMES治疗可以协调患者的主动肌和拮抗肌，提高肌肉的张力，增加关节的有效活动；其次，NMES干预可以有效地提高肌肉兴奋性。NMES治疗通过刺激神经或肌肉并使其收缩，能够有效地提高神经和肌肉的活性，促进其正常功能的恢复。研究发现，健康人群在接受短期NMES干预后，其肌电信号和脑电信号均有所增强，因此他们认为NMES治疗会对中枢控制系统产生影响，进而影响运动表现；最后，NMES干预可以有效增加本体感觉。本体感觉能够感知肢体空间位置，精确控制运动过程中各肌肉肌力及关节角度的变化，对肢体姿势和运动能够进行有效调控。NMES干预治疗能够有效刺激踝关节本体感受器，缩短踝关节本体感觉的反映时间，提高踝关节位置觉和运动觉的感知能力，从而促进对运动能力的精确控制。

大量研究显示，CAI患者存在跖屈肌、背屈肌力量不足等现象。Naicker等、Fox等分别提出背屈、跖屈力量缺乏会增加踝关节损伤风险。值得注意的是，CAI患者除了有踝关节功能异常外，还常常伴有下肢髋关节以及膝关节的异常。并且，研究证实，为期6周的髋周肌群力量训练能够显著提高 FAI患者的姿势控制能力。但是，本研究未发现6周NMES治疗对踝关节屈伸以及髋膝关节屈伸产生显著性改变。究其原因，可能是干预方式不完善以及干预周期过短等原因造成。

综上所述，本研究证实了NMES干预治疗能够有效改善慢性踝关节不稳者踝关节内外翻的运动幅度，增加慢性踝关节不稳患者踝关节的稳定性，且NMES治疗经济实用，操作简便，因此，研究者认为NMES治疗对于改善CAI患者落地踝关节内外翻的运动幅度应用价值较高。

5、结论

6周神经肌肉电刺激干预可以有效地改善慢性踝关节不稳者落地下肢踝关节的运动幅度，可能有助于降低下落跳踝关节扭伤风险。本研究有助于为慢性踝关节不稳者的康复治疗提供新的方案和理论支撑。