物理治疗技术改善慢性踝关节不稳神经肌肉控制障碍的系统综述

施晓剑，荣积峰，蔡斌，刘宇，韩甲

1.上海市第一康复医院康复治疗中心，上海市 200090；2.上海交通大学附属第九人民医院康复医学科，上海市 200011；3.上海体育学院运动科学院，上海市200438

0 引言

踝关节扭伤是运动人群中最常见的损伤，40%～80%的踝扭伤者会发展为慢性踝关节不稳(chronic ankle instability,CAI)[1]，主要表现为“打软腿”、反复扭伤等症状，严重影响运动表现和体力活动水平[2]。目前，国内外已开展大量研究寻求CAI 的有效干预，以期重塑患者下肢神经肌肉控制功能，降低CAI 相关的医疗开支。

以功能恢复为核心的物理治疗是CAI 的主要干预手段。临床功能性评估与生物力学观察性研究显示，下肢平衡控制能力[3-4]、位置与运动状态感知功能等神经肌肉控制功能的下降是CAI 最重要的致病因素[5]。Thompson 等[6]的Meta 分析发现，动静态平衡能力减弱、本体感觉功能衰退、肌肉激活延迟以及肌力下降是CAI的显著风险因子。

本综述参考优先报告项目方案(preferred reporting items for systematic reviews and meta-analysis protocols,PRISAM protocol)[7]，聚焦CAI相关的神经肌肉控制功能障碍，系统检索该领域内物理治疗干预性研究和相关系统评价与Meta 分析，探讨不同物理治疗方法对CAI患者神经肌肉控制功能障碍的物理治疗效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

1.1.1 纳入标准

①研究设计类型为物理治疗治疗CAI 相关的系统评价、Meta 分析、随机对照试验(randomized control trial,RCT)或病例对照研究(case control trial,CCT)；②研究对象为符合国际踝关节联盟提出的纳入标准的CAI受试者[8]。

1.1.2 排除标准

①非中、英文文献；②重复报道性研究；③会议摘要或全文内容不全的文献；④手术治疗及各类涉及非物理治疗相关干预的研究(如针灸，传统中医疗法，各类外敷或内服药剂等)；⑤非同行评议期刊；⑥尚未完成的研究；⑦低质量文献。

1.1.3 干预措施

根据世界卫生组织(World Health Organization,WHO)《国际健康干预分类(Beta-2 版)》(International Classification of Health Intervention,ICHI β-2)，在物理治疗技术中有关运动疗法的编码包括关节稳定性训练(MTC.PG.ZZ)、肌力训练(MUB.PG.ZZ)、平衡控制训练(SHD.PG.ZZ)和本体感觉训练(AVC.PH.ZZ)；针对关节的手法治疗的编码包括关节整复(MNJ.PG.ZZ)、踝关节松动(MNJ.PB.ZZ)；针对软组织技术的编码包括下肢软组织牵伸(MQS.PC.ZZ)、下肢按摩(MQS.PS.ZZ)；涉及理疗的编码为下肢体外冲击波(MQS.PC.ZZ)；下肢辅具使用对应的编码为假肢矫形器类(PNA.DP.AH)和石膏夹板绷带类(PNA.LC.AH)。

1.1.4 干预内容及结局指标

本研究对于物理治疗在CAI 神经肌肉控制功能的评价主要基于5 个方面，分别是静态平衡能力、动态平衡能力、踝关节本体感觉、肌反应时和肌力。见表1。

表1 神经肌肉控制功能的干预内容

1.1.5 数据库检索

按照PICOS 原则形成检索式[9]，并由两名研究者在PubMed、Web of Science、Cochrane、PEDro、EBSCO、CNKI数据库检索CAI相关干预性研究。

英文检索式(以PubMed 为例)：("chronic ankle instability" OR "functional instability" OR "mechanical instability" OR "perceived ankle instability" OR "recurrent ankle sprain" OR "giving way")AND (physiotherapy OR"physical therapy" OR rehabilitation OR exercise ORtraining OR "modality therapy" OR "manual therapy"OR kinesio-tap*OR tapping OR"foot orthosis"OR bracing OR massage or stretching OR vibration) AND (proprioception[MeSH Terms] OR kinanesthesia OR kinesthe* OR "muscle sense" OR "sense of movement" OR"sense of position" OR "sense of force" OR "joint position reproduction" OR "movement threshold detection"OR"movement discrimination"OR sensorimotor OR balance OR"star excursion balance test"OR"time to boundary" OR "postural sway" OR "postural control" OR kinematic" OR "single leg balance test" OR "muscle strength[MeSH Terms]" OR "force torque" OR power OR eccentric OR concentric OR isometric OR "muscle reaction time" OR "muscle activation latency" OR electromyography OR EMG)NOT(surgery OR operation OR medicine OR drug OR needle OR acupuncture OR "Brostrom procedure" OR "Watson-Jones procedure" OR "Chrisman-Snock procedure" OR repairment OR reconstruction OR Arthroscopic)。

中文检索式(以中国知网为例)：(慢性踝关节不稳OR 踝关节功能性不稳OR 机械性不稳OR 感知性踝关节不稳OR 踝关节反复扭伤)AND(本体感觉OR 运动觉OR 关节位置重现OR 被动运动阈值检测OR 平衡OR 星状平衡偏移测试OR 姿势控制OR 运动控制OR 肌力OR 力矩OR 肌肉激活OR 肌反应时OR 肌电图) NOT(手术OR 药物OR 针灸OR 重建OR 修复OR 关节镜)。

所检索文献必须涉及本体感觉测试(包括力量觉、位置觉、关节位置重现等)、肌肉激活反应时、平衡功能评价或肌力相关测试中的至少一项。文献语言限制为中文和英文。检索时间：2010年10月1日至2020年10月1日。

1.2 文献筛选

根据纳入和排除标准，由两名研究者独立筛选文献，提取资料并交叉核对。如有分歧，讨论解决或咨询第三方意见。去除重复文献后，阅读文题和摘要，排除不相关文献，进一步阅读全文后确定最终纳入研究。

1.3 资料提取

阅读全文后由两名研究者独立提取相关数据并交叉核对。提取内容包括纳入研究的基本信息(第一作者、发表年份、国家、题目等)、研究类型(系统评价、Meta 分析、RCT、CCT 等)、受试者基本信息(研究样本、性别比例等)、干预措施(类型、强度、时间、频率等)以及重点关注的结局指标。

1.4 质量评价

纳入的系统评价或Meta 分析采用AMSTAR 评价工具进行质量评价。AMSTAR 共11 个条目，每个条目计1分，0～4分为低质量，5～8分为中等质量，9～11分为高质量[10]。所纳入的RCT 采用物理治疗循证数据库(physiotherapy evidence database,PEDro)标度进行质量评价。该量表共11个条目，条目1不计分，总分10分，7 分以上被认为是高质量，5～7 分被认为是中质量，4分及以下被认为是低质量[11]。PEDro标度的评分通过PEDro 检索获得(https://pedro.org.au/)，当在该数据库中没有目标文献的相关得分时，则由两名合作者同时对文章按评分细则进行质量评价。

1.5 证据水平分级与合并

本综述是基于系统评价再评价的方法对研究证据进行分级和整合[12-13]。根据英国牛津循证医学中心(Oxford center for evidence-based medicine,OCEBM)的证据水平进行分级(表2～表3)[14]。在对证据进行合并时，优先使用OCEBM 证据等级最高的研究，一旦在某一项结局指标中缺乏系统评价、Meta分析或高质量的RCT，则次级质量研究将被纳入进行最优证据合并(best evidence synthesis)。

表2 英国牛津循证医学中心证据水平标准

表3 推荐等级标准

2 结果

2.1 文献纳入结果与特征

最终纳入20 篇文献，其中美国8 项，中国2 项，其他国家10 项。文献类型包括RCT 8 篇和系统评价12篇。文献筛选流程见图1。

图1 文献筛选流程

在系统评价中，纳入文献最多的为22篇，涉及样本量最多的为789例受试者；在纳入的干预性研究中，涉及样本量最大为50例。所采用物理治疗方法包括不稳定平面为主的平衡训练、抗阻训练、手法治疗、贴扎等；未发现符合纳入标准的物理因子治疗相关研究，且物理治疗干预的周期多在4～6 周。在所涉及的结局指标方面，18 篇研究涉及平衡功能，5 篇涉及本体感觉功能，6篇涉及肌力，2篇涉及肌肉反应时。此外，本研究中纳入的RCT的PEDro评分均值为5.7分。系统评价AMSTAR 评分均值为7分，这些系统评价多采用Cochrane 风险评估工具、Blacks and Down 工具(B&D)以及PEDro 来评价所纳入文献质量。见表4～表7。

表4 纳入系统分析质量评估结果(AMSTAR)

表5 纳入干预类文献质量评估结果(PEDro)

表6 纳入系统评价特征信息

续表

表7 纳入干预性研究特征信息

2.2 物理治疗改善CAI 患者神经动作控制障碍的效果评价

2.2.1 平衡功能

动、静态平衡控制能力下降是限制CAI 患者运动功能的重要因素[3]。2 篇系统评价[19,24]显示，采用不稳定平面训练的方式可以显著改善CAI 患者下肢平衡能力，即4～6 周的肌力和/或平衡训练均可以显著提高CAI 患者在动静态平衡测试中的表现。另外，一篇中等质量(PEDro=5)的RCT[27]显示，在具有振动刺激的晃动板上进行平衡训练6 周后可以显著改善CAI 患者的动静态平衡能力。Kim 等[33](PEDro=5)使用VR 对CAI 患者进行运动控制训练20 min，发现结合VR 在Biodex 平衡测试系统上的静态和动态平衡训练要显著优于同时长的力量和平衡组合训练，且相较于传统的运动干预方式，VR 设备在模拟真实运动环境和趣味性方面优势显著。

3 篇系统评价[18,21-22]显示，6 次以上的距上关节松动可以显著改善患者在动静态平衡测试中的表现。Helly等[26]的系统评价指出，足底按摩技术可显著改善CAI 患者单腿平衡控制的表现。该综述共纳入3 篇干预性研究，其中一篇是由McKeon 等执行的中等质量的RCT研究(PEDro=6)，报道一项包含关节松动、足底按摩和小腿肌肉牵伸3 种治疗技术的感觉靶向性踝关节康复方案。随后该研究团队[35]发现，当CAI 患者在单腿站立平衡测试表现在4个观察点(躯干晃动、手离开髋部、对侧腿碰到支撑腿、不能维持5 s 站立)出现3 个以上时，关节松动能够改善CAI 患者平衡功能的概率在75%以上；而错误在2.5 个以上，自评功能表现评分与健侧相差16%，足底按摩对应的治疗成功率可达99%。

支具使用在改善CAI 患者平衡能力方面存在较大争议性。Jackson等[23]的系统评价显示，腓骨复位贴扎对于改善CAI 患者的动、静态平衡能力无即刻效应。Tsikopoulos等[20]通过网状Meta分析比较不同材质的贴扎，发现无法即刻或短期内改善CAI 患者SEBT 在后内向的测试表现。然而，Gabriner 等[17]的系统评价支持足部矫形器的使用，即CAI 患者持续穿戴2～4 周的鞋垫可显著减少在测力台上单腿平衡测试时重心的偏倚及SEBT 测试表现。由此推测，外部辅具可能需要经过一定的使用适应期。

2.2.2 踝关节本体感觉

踝关节本体感觉作为一种感知足踝空间位置和运动状态的能力可通过干预得以提高[36]。一方面，尽管贴扎在理论上被认为可以通过提高外周的感觉传入，进而增强被干预部位的本体感觉，但Raymond 等[16]对10 篇CAI 贴扎干预的RCT 进行Meta 分析后显示，受试者踝关节在JPR 或者TTDPM 的本体感觉测试中表现在即刻或者短期内均不能得到显著改善。另一方面，不稳定平面运动控制训练对踝关节本体感觉的干预效果在一定程度上也存在争议。有2篇系统评价[15,25]支持6 周的不稳定平面和抗阻训练联合运动治疗干预可以显著改善JPR 测试的表现，但不支持其在踝关节外翻力量觉的本体感觉测试表现。总体上，以不稳定平面为主，并且在外部设备增强外周感觉传入的干预方案可以给CAI患者带来踝关节本体感觉的改善。

2.2.3 下肢肌力

CAI 患者髋关节周围控制肌群、踝关节内外翻控制肌群及足固有肌群均被报道存在不同程度的肌力下降。Khalaj 等[37]Meta 分析后发现，CAI 患者均存在控制踝关节内翻、外翻肌群的离心和向心肌力下降，表明对于CAI 患者踝关节内外翻力量的强化，可能具备一般性治疗效果。然而，不同方案在提高CAI 患者下肢肌力的干预方面效率差异较大。Cruz 等[25]纳入2 篇肌力和平衡控制训练项目显示，平衡和肌力训练在改善踝关节等速肌力测试表现的作用甚微，其中Kaminski等[38]的研究中，对比长坐位下弹力带抗阻与平衡训练，以及组合式干预方式对于踝关节肌力的效果，所采用的平衡训练项目为在单腿站立位下，非受累侧通过在不同方向上进行反复踢腿动作以提供受累支撑侧的“自体平衡扰动”干预，结果表明4～6 周的干预周期内对改善踝关节的外翻肌群肌力无法提供显著的治疗效果。

Hall 等[28]中等质量(PEDro=6)的RCT 与Kaminski等[38]采用相似的渐进抗阻训练方案，唯一不同的地方在于要求患者在每次抗阻练习时在末端保持3～5 s，该方案被证明在改善踝关节在等长收缩测试方面成效显著。该研究还发现抗阻训练对改善踝关节的肌力方面与下肢PNF 技术、平衡控制训练的效果相当[39]。随后，该研究者所在团队[31]执行的一项中等质量(PEDro=5)的RCT 中，将抗阻和PNF 组合训练对比McKeon 等[40]方案，该方案涉及单腿往返小跳，和在不同稳定性平面上单腿平衡练习的进阶CAI 平衡训练项目，发现这两种干预方案在改善踝关节周围肌群控制的表现作用相当，均能显著增强改善踝关节内翻肌群的向心肌力和跖屈肌群的离心、向心肌力，而仅有抗阻和PNF 结合方案能提高踝关节外翻肌群离心肌力。Taegyu 等[34]的CCT 中还报道一项为期6 周的包含动静态姿势控制、肌力、超等长跳跃和敏捷性运动训练方案，CAI 患者踝关节外翻肌群在等速肌力测试下的肌力和肌耐力在干预后的24 周内能得到很好的维持。

外部辅具对于改善CAI 患者下肢肌力的相关研究较少，尚无证据表明贴扎会对CAI 患者的下肢肌力产生治疗性效果。Donovan 等[29]报道一项采用去稳定设备对CAI患者进行干预的RCT(PEDro=6)，发现在经过4 周的平衡训练干预后，佩戴组和对照组在下肢肌力改善方面无显著性差异。由此可见，当前研究证据支持了抗阻训练结合等长训练、平衡训练在增强踝关节周围肌群中的效果，而支具对提高肌力的效果并不理想。

2.2.4 踝关节肌反应时

肌反应时是反映肌肉在刺激下激活速率的指标。该指标的测量需在肌电设备下完成，通过记录踝关节周围肌群在支撑面突然翻动到肌肉产生电活动的时间，即为肌反应时[41]。有研究表明[42]，腓骨肌群(腓骨长、短肌)肌肉反应时间的延迟与打软腿和反复踝扭伤有着重要的关联，是预示CAI 发展的重要风险因素。因其对于测试设备和环境的要求较高，将其作为结局指标的CAI 干预性研究较少。有限的研究证据表明，单纯的运动性干预在改善该指标方面效果并不理想。O'Driscoll等[15]的系统评价纳入5 篇高风险RCT 研究，分别在不同的倾斜角度下评估肌反应时，有限的证据表明4周的晃动板练习可以起到积极效应。

然而，在全身振动平台的正弦振动刺激下，Sierra-Guzman 等[30]执行的一项中等质量(PEDro=6) RCT表明，在振动装置上进行每周3 次、共6 周的Bosu 球训练可以显著缩短腓骨长、短肌的肌反应时，而单独使用Bosu 球训练无此效果。另外，贴扎在缩短腓骨肌反应时的效果得到Alves 等[32]执行的高质量交叉干预实验(PEDro=7)的支持，其结果表明腓骨复位贴扎法可以即刻有效缩短腓骨长肌的激活延搁时间。

3 讨论

在CAI 的治疗和预防干预中，物理治疗因其医疗成本低，并发症少，功能改善显著，因此逐渐成为治疗CAI 的主要干预方案[43]。当前的证据表明，CAI 的物理治疗干预周期一般为4～6 个月，以不稳定平面训练为主的运动干预方案可以显著改善CAI 患者的下肢动静态平衡控制能力(I A)和下肢肌力(ⅡA)，然而对于本体感觉的提高，证据存在一定的争议(ⅡD)。Kiers等[44]认为，晃动板等不稳定平面训练的干预靶点旨在提高中枢神经系统姿势控制有关的感觉信息加权，而不直接针对本体感觉。此外，当前证据等级对支持通过平衡训练干预缩短肌肉反应方面的证据偏低(ⅢC)。但是，运动干预在辅助设备的帮助下可以提高整体干预的效率[45]。当前的研究证据支持，在不稳定平面上增加振动刺激可提高下肢运动功能的表现(ⅡC)，而VR 也可以使运动干预的效率显著提升(ⅡC)，这可能得益于VR 除了能够增加运动干预实施中的趣味性和提高被干预者的依从性外，其情景式互动式特性可能具备增加CAI 患者中枢神经系统对于多感觉信息整合以及在日常生活和运动中执行多项任务的能力[46]。

在手法治疗方面，关节松动技术并非让将关节变得更加“松弛”，而是旨在改善由于反复踝关节扭伤所致的距骨附属运动障碍(主要在前后向)，并且该治疗技术被证明可以有效改善因骨运动学改变所导致踝关节背屈活动受限[21,47]。当前纳入的系统评价显示，6次以上的关节松动或足部按摩技术可以有效地提高下肢的动、静态平衡能力(ⅡB)。其作用机理可能是通过增加踝关节周围肌肉肌腱皮肤等机械感受器的本体感觉信号传入，从而增强中枢神经系统对于踝关节的运动控制能力[48]。另外一方面，平衡测试方法的非特异性可能是另一个重要原因，SEBT 作为在CAI 研究和临床中使用最普遍的动态平衡测试工具[49]，被证明在测试中下肢前伸距离与支撑侧踝关节背屈显著正相关，因此在后期的研究中有赖于通过多样化，组合式的平衡评价方案(如组合SEBT 与触及边界时间测试)。简而言之，应用高特异性的评价工具有助于准确评估手法治疗对于平衡的贡献度[50]。最后，当前的研究表明贴扎等外部辅具的使用不可即刻提高踝关节的本体感觉测试表现(I A)；然而，一些非CAI 群体的干预性研究发现，长期穿戴带有糙面鞋垫或者足踝支具的使用可能会产生治疗性的时间叠加效果[51]。此外，全身振动设备干预CAI 对提高踝关节周围肌肉反应具有一定的效果(II C)。后续可以在CAI人群中开展进一步研究(表8)。

表8 CAI物理治疗干预证据及推荐等级

物理治疗干预在CAI 临床和应用研究中仍然存在诸多问题，亟须进一步探索。首先，在探究物理治疗干预在改善CAI 患者运动功能的长期效果方面，相关研究较少。虽然有文献陆续报道高强度的运动干预以及外部辅具的使用可以显著降低CAI 患者的再损伤风险[52-53]，然而仅2 篇[19,34]报道运动干预方案可以在6 个月内维持平衡和肌力的干预效果。手法治疗和支具使用的长期效果较少提及。因此仍需大量高质量的跟踪性研究进一步佐证其长期治疗效果。其次，当前所采用的功能评价工具对反映患者的运动功能的生态效度欠佳[54]。与在实验室或测试场地内完成的功能性测试完全不同，在真实环境下，人体通常需要在多感觉整合和多任务下控制身体在空间内的运动。因此本综述中所报道的功能评价方法可能在反馈下肢运动功能的生态效度方面存在不足，尤其在探究各种本体感觉干预的效率方面，由于本体感觉测试方法之间在相关性、内在和外在效度方面都不尽相同[55]，致使无法定量化评价。最后，需要加深理解物理治疗促进CAI 下肢运动功能康复中除生物效应之外其他功能维度上的康复效果。Hertel 等[47]在其原先机械性-功能性不稳的分型基础上，提出CAI 的生物-心理-社会模型，强调个人和环境因素在CAI 进行性发展中的作用。该模型旨在提示临床和研究人员在评估以功能导向性的CAI物理治疗干预效果时，需要敏锐地甄别个体心理和社会因素对于运动功能下降的影响。基于导致CAI 患者运动功能障碍的因素是多个维度的，因此在干预过程中，需要考虑这些物理治疗干预形式在这些维度中的角色和效果，诊疗过程中进行针对性的调整，必要时，考虑学科专业之间的转介与合作。

综上所述，高质量的研究证据表明以不稳定平面为主的运动干预和手法治疗可以有效改善CAI 患者的神经肌肉控制能力，应作为物理治疗的主要干预手段。贴扎及其他辅助具的应用可以作为辅助干预手段，有助于提高整体干预的效率，但是截至目前为止没有研究支持理疗设备在神经肌肉控制干预中的使用。

利益冲突声明：所有作者声明不存在利益冲突。