治疗性运动对功能性踝关节不稳姿势控制和踝周肌肉功能影响的Meta分析

柴良伟，刘华，黄秋玉，孙喜妹，李凯洋，马景

首都体育学院，北京市100191

0 引言

踝关节内翻损伤是常见的运动损伤，复发率较高[1]。约34%～73%踝关节内翻损伤患者会逐步发展为慢性踝关节不稳(chronic ankle instability,CAI)[2-3]，表现为踝关节不稳定或错位感，主要分为机械性踝关节不稳(mechanical ankle instability,MAI)和功能性踝关节不稳(functional ankle instability,FAI)两类[4]，其中机械性因素导致的CAI仅占2.8%[5]。

在篮球、足球和排球等需要跳跃着陆和快速改变方向的运动中，踝关节发生扭伤的概率最高[6]。CAI患者在进行跳跃等动态任务时往往存在姿势控制缺陷，神经肌肉控制能力降低[7]。CAI 患者在跳跃着地时踝关节外翻肌肉(如腓骨长肌和腓骨短肌)反射潜伏期延长，导致踝关节内翻异常[8]，稳定性下降。姿势控制是人体维持所有姿势和活动的前提，评估FAI 患者姿势控制能力的变化具有重要意义，常见的方法是测量压力中心(centre of pressure,COP)偏移的速率、幅度和面积，边界时间也能准确测试单腿站立姿势稳定性的变化[9]。FAI 患者踝背屈/跖屈、内翻/外翻肌群力量失衡，导致FAI 更容易发生[10]。相比单足站立静态姿势控制，踝关节损伤更易发生在跳跃着陆、踢球等动态任务中[11]。

FAI 的保守疗法包括平衡训练、力量训练、全身振动训练、神经肌肉控制训练等治疗性运动，旨在提高肌肉力量和姿势控制，但一致性的结论仍未得出。Webster 等[12]和于越等[13]认为，平衡训练能降低FAI 患者COP 偏移；但Song 等[14]的研究并未观察到这一现象。耿治中等[15]认为，全身振动训练能提高腓骨长肌和胫骨前肌的激活水平，缩短肌肉反应时；而O'Driscoll等[16]认为，神经肌肉训练对肌肉功能的改善不显著。

本研究选取随机对照试验(randomized controlled trial,RCT)，对不同类型治疗性运动干预对FAI患者姿势控制和踝关节周围肌肉功能的影响进行Meta分析。

1 资料与方法

1.1 检索策略

采用主题词检索策略，在PubMed、Web of Sci‐ence、Embase、SPORTdiscus、Medline、Science Di‐rect、EBSCO、SpringLink 进行英文检索，在中国知网、维普、万方数据库进行中文检索，检索时间为建库至2021年12月。

中文检索式：(踝关节损伤OR 踝关节不稳)AND(康复OR 运动OR 训练)AND 随机对照试验

英文检索式：(ankle joint injury OR ankle instabili‐ty) AND (rehabilitation OR exercises OR training) AND randomized controlled trial

按PICO程式制定纳入标准和排除标准。

纳入标准：①研究设计为RCT；②研究对象符合FAI 最低纳入标准，即踝关节反复扭伤2 次以上，功能活动中有失控感；踝关节功能自评问卷有最小程度踝关节功能障碍；距离最后一次踝关节扭伤≥1 个月；前抽屉试验、距骨倾斜试验阴性，影像学检查未发现肌肉韧带结构性损伤或关节软骨和关节囊及周围组织病变；无视觉和前庭功能障碍，无下肢手术、骨折等病史；③试验组采用平衡训练、力量训练、拉伸训练、功能训练(不稳定踏板训练)以及联合平衡和功能(或力量)训练等治疗性运动作为干预方式，对照组维持日常生活活动，不施加任何干预；④结局指标中，姿势控制评估采用不同视觉条件下COP偏移距离、速度、面积和边界时间，根据提取的特征，将睁眼和闭眼条件下COP的偏移距离、速度、面积以及负向边界时间综合定义为睁眼和闭眼条件下COP偏移，数值越大，表示姿势控制能力越差；踝关节周围肌肉功能评估采用FAI 患者在执行不同动态任务前后踝关节周围肌肉反应时、激活程度，以及30°/s和120°/s角速度下外翻/内翻峰力矩比。

排除标准：①重复发表或重复文献；②不包含以上结局指标或数据不完整；③非中英文文献；④综述、系统评价以及Meta分析。

1.2 文献筛选

由2 名研究人员独立检索相关中英文文献，阅读文献题目和摘要，根据纳入标准进行初步筛选；阅读全文，筛除不符合纳入标准的文献，有不同意见协商解决。

1.3 文献质量和证据等级评价

采用Cochrane Handbook 提供的文献质量评价标准和物理治疗证据数据库(Physiotherapy Evidence Da‐tabase,PEDro)量表进行评价。文献质量评价包括选择性偏倚、实施偏倚、测量偏倚、随访偏倚、报告偏倚和其他偏倚；证据等级按照PEDro进行评价，总分10分，两个以上高质量RCT(PEDro ≥6)得出相似结果，则为强证据；一个高质量RCT为中等证据；一个中质量RCT(PEDro 4～5 分)为有限证据；一个低质量RCT(PEDro<4)为弱证据。

1.4 数据提取

由2 名研究人员阅读纳入文献，提取文献数据，并进行交叉核对，有分歧协商解决。提取内容包括作者、发表年份、样本量、研究对象年龄、干预方式、姿势控制和相关肌肉功能评价指标等。

1.5 统计学分析

采用RevMan 5.4 软件进行Meta 分析。采用χ2检验和I2定量分析纳入文献的异质性，I2>50%或P<0.05 认为异质性较大，否则为异质性较小[17]。异质性较小采用固定效应模型。异质性较大则分析异质性来源，若无临床异质性和方法学异质性需要合并时，采用随机效应模型；若无法判断异质性来源，则采用定性描述。COP 偏移和踝周肌肉功能相关指标均为连续变量，使用的测量方法、干预方法和干预周期均不同，采用标准化均数差(standardized mean difference,SMD)和95%置信区间(confidence interval,CI)作为效应值[18]。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 纳入文献基本特征

最初检索中、英文文献共2 207 篇。剔除重复文献562 篇，经过阅读文献题目和摘要，获得文献135篇，进一步阅读全文，排除不符合纳入标准的文献，最终对14篇文献进行Meta分析[19-32]。文献筛选流程见图1，纳入文献基本特征见表1。

表1 纳入文献信息统计

图1 文献筛选流程图

2.2 文献质量

所有纳入文献均报告受试者干预前的基线情况，且两组在干预前无显著性差异。文献中均提到“随机”或“随机分组”，5 项研究描述了分配隐藏[19,23,26,29,31]，2 项研究针对参与者采用盲法[23,31]。12 项研究提供了高质量证据[19-23,25-27,29-32]，2 项研究提供了中等质量证据[24,28]。所有受试者均签署知情同意书。见图2和图3。

图2 偏倚风险结果

图3 偏倚风险比例

2.3 Meta分析

2.3.1 COP

9 项研究[19-20,22-25,28-30]对280 例患者睁眼条件下COP偏移进行比较，各研究间异质性较大(I2=40%,P=0.02)，采用随机效应模型分析；6 项研究[19-20,23,25,29-30]对198 例患者闭眼条件下COP 偏移进行比较，各研究之间异质性较小(I2=0%,P=0.85)，采用固定效应模型分析。运动干预能明显减少患者睁眼(SMD=-0.28,95%CI -0.46～-0.09,P=0.003)和闭眼(SMD=-0.24,95%CI -0.40～-0.09,P=0.001)条件下COP 偏移。见图4和图5。

图4 运动干预对睁眼条件下COP偏移的影响

图5 运动干预对闭眼条件下COP偏移的影响

2.3.2 踝周肌肉

2.3.2.1 腓骨长肌和胫骨前肌

2项研究[24,31]测量了腓骨长肌和胫骨前肌肌肉反应时，由于文献较少，异质性较大(I2=80%,P=0.002)，仅做描述性分析。Minoonejad 等[31]采用每周3 次有监督的跳跃稳定性训练，持续6 周，胫骨前肌和腓骨长肌反应时均缩短。Eils 等[24]采用每周5 次不同平面上站立的本体感觉训练，持续6 周，胫骨前肌和腓骨长肌反应时均不同程度延长。

5 项研究[23-24,26,31-32]对148 例患者跳跃落地和踢球动态任务前腓骨长肌激活程度进行比较，各研究间异质性较小(I2=7%,P=0.37)，采用固定效应模型分析。运动干预能增强任务前腓骨长肌的激活(SMD=0.38,95%CI 0.05～0.71,P=0.03)。

5 项研究[23-24,26,31-32]对148 例患者跳跃落地和踢球动态任务前胫骨前肌激活程度进行比较，研究间异质性较大(I2=69%,P=0.01)，采用随机效应模型分析。运动干预对任务前胫骨前肌的激活程度无显著性影响(SMD=0.48,95%CI-0.14～1.11,P=0.13)。

4项研究[23,26,31-32]对118例患者跳跃落地和踢球动态任务后腓骨长肌和胫骨前肌激活程度进行比较，各研究间异质性较小(I2=0%,P=0.55;I2=39%,P=0.18)，采用固定效应模型分析。运动干预能增强任务完成后腓骨长肌(SMD=0.53,95%CI 0.16～0.90,P=0.005)和胫骨前肌(SMD=0.47,95%CI 0.10～0.84,P=0.01)激活。见图6。

图6 运动干预对完成动态任务前后肌肉激活程度的影响

2.3.2.2 踝关节外翻/内翻峰力矩比

2 项研究[21,27]对80 例患者30°/s 和120°/s 角速度踝关节外翻/内翻峰力矩比进行比较，各研究间异质性较小(I2=0%,P=0.90)，采用固定效应模型分析。运动干预对30°/s 和120°/s 角速度时踝关节外翻/内翻峰力矩比无显著性影响(SMD=-0.15,95%CI -0.46～0.16,P=0.34)。见图7。

图7 运动干预对踝关节外翻与内翻峰力矩比的影响

3 讨论

FAI 患者由于反复踝关节扭伤，损伤肌肉韧带内的本体感受器[33]，阻碍神经传导，抑制肌肉功能活动，影响神经肌肉控制[34]。本研究结果显示，治疗性运动能改善COP偏移，提高静态姿势控制能力；在跳跃着地时通过激活胫骨前肌和腓骨长肌，稳定踝关节。

采用COP偏移评估静态姿势控制能力已被广泛认可[22,24,35]。姿势控制是视觉、躯体感觉和前庭信息整合的结果。本研究纳入的研究对象无前庭功能障碍，结果显示不同治疗性运动均能改善睁闭眼条件下COP偏移，说明运动干预能提高本体感觉功能。

4～8 周的平衡[24,28-29]、振动(振动频率30～40 Hz，持续10～14 min)[22]、功能(不稳定踏板训练，阻力7.7%体重，转速50～70 r/min)[20]和联合[19,25]训练均能改善睁闭眼条件下COP 偏移。平衡训练能改善姿势调整策略[29]，提高肌肉耐力[28]，应对环境中不稳定因素的干扰；不稳定功能踏板训练能模拟FAI 患者在运动时踝关节的突然翻转，快速牵拉刺激肌肉纺锤体，改善机械感受器和肌肉协调，进一步恢复本体感觉[20]。Ba‐gherian 等[19]指出，联合训练能从感觉和运动两个方面整合运动控制，从而提高姿势控制功能，效果优于传统的单一训练方式。

本研究与封旭华等[36]的结果不一致，他们未观察到FAI 患者和健康对照之间静态姿势稳定性差异，原因可能是单腿站立测试静态姿势控制方法简单，不敏感，一些积极参加体育活动的FAI 患者静态姿势控制表现并不差。一项系统综述也发现，平衡训练对复杂动态平衡功能影响较小[37]，推测运动干预的有效性与姿势评估指标的难易程度有一定关联。由此需要模拟较为复杂的动态任务，检测FAI 患者功能的变化；还要提高姿势稳定性评价方法的信度和效度。

踝关节周围肌肉反应时主要评估感觉运动功能，执行动态任务时，腓骨长肌和胫骨前肌肌肉反应时被广泛用来评估本体感觉功能，反应时延长可能与本体感觉受损、神经传导速度减慢和神经肌肉补偿策略中的中枢损伤有关[38]。跳跃稳定性训练能缩短腓骨长肌的反应时，激活动态防御机制，保护踝关节对抗外来环境中突然的内翻[31]。另一项研究则未发现反应时有差异，考虑与多种因素有关，如跖屈肌收缩的次数、姿势，以及运动干预前的不同活动特征个体肌肉反应时的基线[24]。

腓骨长肌是限制踝关节内翻、提供后足外翻最重要的肌肉，当面临突发性内翻刺激时首先收缩，起着维持踝关节动力稳定的作用；胫骨前肌作为腓骨长肌的拮抗肌，限制突发性踝关节跖屈，保护踝关节不受损伤。在进行跳跃落地和踢球等动态任务前，腓骨长肌首先产生预备性收缩(前馈)，而FAI 患者往往表现为激活不足或延迟激活，导致踝关节在运动过程中过度内翻，增加损伤风险；完成动态任务后，为了维持姿势稳定，踝周肌肉产生代偿性收缩，胫骨前肌激活程度进一步增加，以减轻足底内侧纵弓压力，同时腓骨长肌激活增加抵消因胫骨前肌收缩引起的踝关节内翻，维持踝关节稳定性[39]。

6 周平衡训练[23-24,26,32]和功能训练[31]能提高动态任务完成前腓骨长肌激活，同时提高任务完成后腓骨长肌和胫骨前肌激活。平衡训练通过牵拉刺激肌肉纺锤体，恢复本体感觉，打破神经肌肉因损伤的反射性抑制[40]；不稳定踏板增加踝关节对抗干扰的能力，从感觉和运动两方面激活肌肉功能[32]。本研究未观察到任务前胫骨前肌激活，可能由于完成动态任务前预备性收缩主要发生在腓骨长肌。

踝关节外翻肌力下降是FAI 最常见损伤因素，可能由踝关节感觉缺失导致的神经驱动作用下降所致[41]，从而导致踝关节内外翻肌力不均衡。采用6 周平衡[21]和联合训练[27]干预，并未观察到外翻/内翻峰力矩比的显著变化。无论是平衡训练还是平衡训练联合力量训练均能增强内外翻肌肉力量，但外翻/内翻峰力矩比的范围与发生FAI 相关性仍没有定论。Mollà-Ca‐sanova 等[37]指出，FAI 患者在进行动态任务时无需产生最大肌肉力量来维持姿势稳定，因此外翻/内翻峰力矩比可能不能敏感反映运动干预的效应。

本研究纳入的文献评测姿势稳定性和肌肉功能指标的方法各不相同，影响干预疗效评估，如不同动态任务肌肉激活本身存在差异，很难比较不同任务间肌肉激活程度；各项评估指标纳入文献均不足10篇，未进行发表偏倚评估；纳入文献未描述运动干预周期。未来应进一步分析时间因素对运动干预效果的影响；对于姿势控制的改善需要模拟复杂动作模式进行评估，进一步证明治疗性运动的有效性。

本研究显示，包括平衡训练、不稳定踏板功能性训练和联合训练在内的治疗性运动，能减少FAI 患者COP 偏移，使腓骨长肌执行动态任务前产生预备性收缩，腓骨长肌和胫骨前肌在完成任务后产生反应性收缩，从而使踝关节更好地应对外界干扰，维持关节稳定，预防再次损伤。

利益冲突声明：所有作者声明不存在利益冲突。