髋周肌群力量训练对功能性踝关节不稳的疗效及表面肌电评价

张梅莹，赵蕾，李慧，王颖颖，戴世友

1.青岛市市立医院东院区，a.骨关节与运动医学科；b.康复医学科，山东青岛市 266000；2.济南市第二妇幼保健院超声科，山东济南市250000

踝关节扭伤是日常生活及运动训练常见的损伤[1]。根据踝关节解剖特点，外踝扭伤占大多数。如果损伤后未能正确治疗和完全恢复，踝关节非常容易再发扭伤和反复扭伤，出现神经肌肉问题，导致失稳，关节随意运动控制能力异常，形成踝关节不稳状态[2]。功能性踝关节不稳(functional ankle instability,FAI)患者的踝关节肌力减弱[3]，平衡能力受到影响[4-5]。目前FAI 的治疗重点还是针对踝关节肌群进行运动训练、本体感觉训练等[2]，针对髋周肌群进行力量训练的报道较少。

传统方法评定肌肉功能一般应用徒手肌力法，但由于其主观性定量而受到一定的限制。表面肌电(surface electromyography,sEMG)是生物电信号，是从皮肤表面引导、放大、显示和记录的神经肌肉系统的活动，为众多肌肉运动单位电位的总和。sEMG 时域指标积分肌电值(integrated electromyography,iEMG)与肌肉功能状态有较好联系，可以反映肌力的大小[6-7]。

本研究探讨髋周肌群臀中肌、臀大肌力量训练对FAI的影响，以及sEMG指标iEMG作为结局参数的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019 年1 月至2020 年6 月在青岛市市立医院骨科、康复科门诊或住院的FAI 患者60 例，均符合Lentell FAI的诊断标准[1]。

纳入标准：①年龄18～25 岁；②坎伯兰踝关节不稳问卷(Cumberland Ankle Instability Tool,CAIT)[8]得分≤27 分；③近1 个月内未行任何治疗；④签署治疗知情同意书。

排除标准：①并发踝关节韧带Ⅱ度损伤及以上；②踝关节严重骨性关节炎、创伤性关节炎、剥脱性软骨炎、感染及软组织受损；③严重心肺疾病；④并发核心区及下肢其他部位的伤病；⑤不能配合治疗。

剔除与脱落标准：实验数据不完全。

根据患者的就诊顺序，依据数字顺序表奇数和偶数分类，将受试者依次分配到对照组和观察组，各30例。两组性别、年龄、病程、患踝侧别等一般情况比较无显著性差异(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。

本研究已经青岛市市立医院医学伦理委员会科研项目伦理审查(No.2021临审字第003号)。

1.2 方法

两组均予常规治疗，观察组在此基础上予髋周肌群力量训练。

1.2.1 常规治疗

包括踝关节松动训练、肌力训练、平衡训练。疗程6周。

踝关节松动训练每次20 min，每天1 次，每周5 d。

借助弹力带，在踝关节屈伸、内收外展、内外翻方向行抗阻训练，每次坚持10 s，每个方向做3 组，每组20 次，组间休息1 min。每次20 min，每天1 次，每周5 d。

在平衡板行平衡训练，先双腿再单腿，先睁眼后闭眼；患足由不负重逐渐过渡到完全负重。每次30 min，每天1次，每周5 d。

1.2.2 髋周肌群力量训练

借助弹力带，在髋关节后伸、外展及外旋方向行抗阻训练，每次坚持10 s，每个方向做3 组，每组20次，组间休息1 min。每次20 min，每天1 次，每周5 d。

1.3 评价方法

于治疗前、治疗6周后分别采用CAIT、星形偏移平衡测试(Star Excursion Balance Test,SEBT)、sEMG进行评价。评价者不参与治疗。

1.3.1 CAIT[8]

内容包含与踝关节功能相关的9 个问题，总分30分。总分≤27 分诊断为功能性踝关节不稳，总分越低，稳定性越差。

1.3.2 SEBT[9]

受试者患侧支撑，站立于星状图中央，双手叉腰，健侧腿分别向8 个方向尽可能伸远。8 个方向分别为前、外前、外、外后、后、后内、内、内前。

1.3.3 sEMG

采用表面肌电分析系统(MyoTrac Infiniti)进行检测。患者健侧卧位和俯卧位，祛除皮屑及油脂。正极置于臀中肌、臀大肌肌腹，负极置于肌肉远端，均远离骨，地极置于正负极之间，但不能接触其他电极。根据系统功能调节相关参数，分别测量患者患侧髋关节外展最大等长收缩和患侧髋关节后伸最大等长收缩的iEMG，两种状态均保持5 s 左右，取中间3 s 进行分析。

1.4 统计学分析

所有数据采用SPSS 19.0 统计软件进行分析。计量资料符合正态分布，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。计数资料以频数表示，采用χ2检验。治疗后相关性分析采用Pearson 相关性分析。相关强度判定：|r|=0.3～＜0.5表示低度相关，|r|=0.5～＜0.8表示中度相关，|r|≥0.8表示高度相关。显著性水平α=0.05。

2 结果

试验过程无脱落，全部进入统计分析。

治疗前，两组的CAIT 评分、SEBT 8 个方向距离和iEMG均无显著性差异(P＞0.05)。

治疗6 周后，两组CAIT 评分、SEBT 8 个方向距离均较治疗前显著增加(P＜0.001)；观察组臀中肌和臀大肌iEMG 显著增加(P＜0.001)，对照组无显著变化(P＞0.05)；观察组CAIT 评分、SEBT 8 个方向距离及臀中肌、臀大肌iEMG均优于对照组(P＜0.05)。

观察组臀中肌、臀大肌iEMG 分别与CAIT、SEBT呈中高度相关(P＜0.05)。见表2～表6。

表2 两组治疗前后CAIT评分比较

表3 两组治疗前后SEBT 8个方向距离比较(cm)

表4 两组治疗前后臀中肌主动运动iEMG比较(mV)

表5 两组治疗前后臀大肌主动运动iEMG比较(mV)

表6 治疗后观察组髋部肌群iEMG与CAIT、SEBT的相关性分析

3 讨论

FAI 患者关节活动范围无明显异常，但关节运动控制异常，有主观感觉上反复发作的不稳定，是来源于神经、肌肉的问题，主要与踝关节扭伤时本体感受器损伤，以及关节周围相关肌群力量下降有关，表现为平衡、协调能力差，空间位置觉判定能力下降[2-4]。有研究认为[2,10-11]，FAI 的损伤发生机制，与踝关节外翻力量减弱、关节周围本体感觉的器官功能降低、腓骨肌反应时延长及可能的踝跖屈力量不足等有关。已有研究显示[12-20]，踝关节力量训练、本体感觉训练、前馈训练等均可明显改善踝关节功能，提高踝关节的稳定性。

髋关节对于下肢的姿势控制、维持下肢稳定性，以及摆动相、支撑相自然步态作用很大。依据生物力学理论和区域相互依存理论，髋膝踝相互耦合，髋关节为动态关节，兼有灵活性及稳定性，通过足底感觉传入及生物力学传导，吸收下肢传导的反作用力。如果臀大肌及臀中肌力量不足，髋关节不稳定，及灵活性异常，人体重心及骨盆位置会发生偏移，骨盆、躯干倾斜，下肢的同步性、协调性受到影响，髋策略、踝策略发生改变，地面反作用力作用于足和膝，这样足部和膝盖会承受过多压力，加重膝关节和足部的负担，增加下肢损伤。髋部肌肉力量和下肢损伤密切相关[21-23]。下肢外旋位控制不稳与足外旋位不稳呈正相关[24]。苏来提·肖合热提等[25]报道，臀大肌、臀中肌无力，膝关节外翻角度增加，动态姿势控制差，下肢生物力学改变，足部与地面接触位置不正，影响步态，增加下肢及足踝损伤的风险。

神经生理学研究发现，脑皮质和脊髓会受到外周关节损伤的影响而重组[26-27]，踝关节损伤后若没有得到及时康复，可能会引起中枢神经的适应性改变，进而致使髋部的神经肌肉功能障碍[28-29]。慢性踝关节不稳的患者，髋部肌肉力量下降，肌肉激活发生改变，运动模式改变[30-32]。踝关节扭伤后髋关节肌肉功能产生相应变化[33]。FAI 患者步态支撑相，髋关节屈伸运动幅度变大[34]，髋-踝关节协调性在支撑中期、末期与摆动相也会变化[31]；在快速变向动作中，FAI 患者支撑阶段髋关节屈曲角度及外展角度均变大[32,35]。踝关节扭伤后持续存在的髋关节肌肉功能障碍、生物力学变化等问题，也应该成为康复的重点。

髋、膝、踝关节作为一个整体的下肢动力链，髋周肌力不足可引起髋关节不稳定，引起下肢姿势改变，发生力学代偿，远端关节受伤风险增加；反之，踝关节扭伤后，导致膝、髋关节功能下降，动力链功能紊乱。良好的髋关节控制，尤其是臀大肌和臀中肌，是膝、踝、足发挥功能的重要保障，维持矢状面和额状面的稳定，有效对抗外界干扰，预防损伤。

本研究显示，踝关节常规治疗联合髋周肌群力量训练后踝关节运动功能、平衡能力、姿势控制能力较常规训练有较大提高，踝关节稳定性明显改善。与Smith等[36]、Feger等[37]的研究结果一致。

iEMG 是肌肉兴奋参与活动时的运动单位放电总量，反映参加工作的运动单位数量，以及每个运动单位的放电大小[6-7]。iEMG 变化与肌肉活动状态及其功能之间存在较好的联系，与肌力呈一定的正相关[6-7]。iEMG 具有实时性、客观性、敏感性及灵活性等特点，可定量反映肌肉肌力大小以及治疗前后的疗效，本研究采用iEMG对髋周肌群肌力进行评价。

本研究显示，髋周肌群力量训练使得观察组踝关节的稳定性和平衡能力改善；臀中肌、臀大肌iEMG与踝关节功能指标CAIT、SEBT 呈正相关。进一步印证髋周肌群肌力训练可提高FAI 患者踝关节的稳定性和平衡能力。

综上所述，在踝关节常规训练基础上对髋周肌群臀中肌、臀大肌进行抗阻训练，可改善患者踝关节稳定性；sEMG 可以作为评价手段评估力量训练对FAI的疗效。本研究仅观察了患侧髋周肌群的sEMG 变化，健侧髋周肌群sEMG 信号是否异常，还有待进一步观察。

利益冲突声明：所有作者声明不存在利益冲突。