功能性踝关节不稳者的动态平衡能力研究

张阳;王强;宋旭;袁玉鹏;汪辉;张秋霞

【摘 要】目的：探讨功能性踝关节不稳（FAI ）者的单足和双足动态平衡能力。方法：采用Bal‐ance‐check动态平衡仪对32名单侧 FAI者、18名双侧 FAI者和20名正常人进行睁眼状态下的双足和单足的动态平衡能力测试，双足测试时间为60s ，单足为30s。使用单因素方差分析来分析各指标值在两组间的差异，而对组内两侧间的差异采用配对样本 t检验进行分析，检验水准选α＝0．05。结果：双足站立时，双侧 FAI组和单侧 FAI组各动态平衡指标的值与对照组间的差异均具有统计学意义（ P＜0．01）；而在双侧 FAI组和单侧 FAI组双足动态平衡能力的比较中，仅在Score和Grade指标值间的差异具有统计学意义（ P＜0．05）。单足站立时，双侧 FAI组和单侧 FAI组动态平衡能力与对照组相比，在多数指标值间的差异均具有统计学意义（ P＜0．05）；单侧 FAI组患侧与健侧在Score和Grade指标值间的差异具有统计学意义（ P＜0．05）；单侧FAI组与双侧 FAI组的单足动态平衡能力在 Score和 Grade指标值间的差异均具有统计学意义（ P＜0．05）。结论：双侧 FAI者和单侧 FAI者的动态平衡能力都弱于同类正常人，双侧 FAI者尤甚；单侧 FAI者患侧的（单足）动态平衡能力也略弱于健侧，而双侧 FAI者两侧间的（单足）动态平衡能力具有一定的对称性。%Objective :To explore the dynamic balance ability of single‐foot and double‐foot standing in individuals with unilateral functional ankle instability (FAI ) .Methods :Balance‐check dynamic balance instrument was used to assess the dynamic balance ability under single‐foot and double‐foot standing for 32 individuals with unilateral FAI ,18 individuals with bilat‐eral FAI and 20 healthy individuals ,among 60s double‐foot standing

testing ,30s single‐foot standing .ANOVA test was used to compare the balance ability among the three groups ,while for the difference between the two sides within the group ,paired t‐test analysis was used ,the significance level was set at 0 .05 .Results :When double‐foot

standing ,there was significant difference in the dynamic balance indexes among the three groups(P< 0 .01);there was signif‐icant difference in Score and Grade between bilateral FAI group and unilateral FAI group ( P<0 .05 ) .Under single foot standing ,there was significant difference in the values of most dy‐namic balance indexes among the three groups (P< 0 .05);while there was significant differ‐ence in the values of Score and Grade indexes between the foot with ankle instability and the other foot in unilateral FAI group(P<0 .05) .Under single foot standing ,there was significant difference in Score and Grade between bilateral FAI group and unilateral FAI group ( P<0 .05) .Conclusions :Both bilateral FAI and

unilateral FAI individuals'dynamic balance ability were weaker than healthy individuals ,the bilateral FAI individuals'were even weaker ;the dy‐namic balance ability of the injured side for unilateral FAI individuals was also slightly weaker than those of the uninjured side ,while the single foot dynamic balance ability with unilateral FAI individuals had some symmetry . 【期刊名称】《体育科学》 【年(卷),期】2016(036)009 【总页数】6页(P54-58,83)

【关键词】功能性踝关节不稳;踝关节损伤;动态平衡;姿势控制 【作 者】张阳;王强;宋旭;袁玉鹏;汪辉;张秋霞

【作者单位】合肥师范学院，安徽 合肥 230601;合肥师范学院，安徽 合肥 230601;合肥师范学院，安徽 合肥 230601;合肥师范学院，安徽 合肥 230601;合肥师范学院，安徽 合肥 230601;苏州大学 体育学院，江苏 苏州 215021 【正文语种】中 文 【中图分类】G804.6

踝关节扭伤是日常生活和体育运动中最常见的损伤。在美国，每天大约发生23 000～27 000次踝关节损伤，大约有55%的人在发生踝关节损伤时未去寻求专业的治疗[11]；因而，真正发生踝关节损伤的次数是巨大的、难以统计的。踝关节在首次扭伤后如未得到及时、有效的治疗，踝关节会出现短暂的结构性不稳，这种不稳状态会在12周后复原恢复[12]，但是踝关节的首次扭伤会大大增加再次扭伤的几率[7]， 最终易导致功能性踝关节不稳 (Functional Ankle Instability，FAI)的形成。它的形成更易诱发踝关节的再次损伤，尤其是在一些跳落动作中，这可能说明FAI者的平衡控制能力出现了问题。平衡是指人体所处的一种姿态以及在运动或受到外力作用时能够自动调整并维持姿势的一种能力；它是人体站立、行走以及完成各种动作的重要保障。平衡能力分为静态平衡能力和动态平衡能力两种。当前，对FAI者平衡能力的研究大都集中于静态平衡能力方面，并在某些方面达成一致：即双足的静态平衡能力与正常人无显著性差异，患侧足的单足静态平衡能力略弱于正常人[2-3,16,18]，至于单侧FAI者的健侧足方面有待进一步的研究。对于FAI者动态平衡能力方面，当前的研究还相对较少，少量的研究多数集中于FAI者患侧足，缺乏对单侧FAI者健侧足的研究，并且临床上多用健侧足的平衡能力作为患

侧足康复的标准。其次，FAI者动态平衡能力的研究方法过于单一，大都通过跳落实验来测试[9,17-18,22]，缺乏专业仪器的测试[4]。最后，调查发现多数的踝关节扭伤都发生于运动状况下，这说明动态平衡可能比静态平衡更能反映人的平衡状况；并且动态平衡测试更有挑战性，在发现FAI者的平衡缺失方面可能更有效。综上所述，对FAI者动态平衡能力的研究是非常有必要的。

运动损伤多发生于单腿落地过程中或者暴力冲突等过程中，落地后人体主要通过足在地面的轻微晃动或者是踝关节的小幅度旋转来达到最终的身体平衡，而该过程的维持则主要依靠人体的动态平衡能力。德国Balance-check动态平衡仪则恰能很好的反映人在动态平衡维持过程中下肢的旋转角速度以及人体在平衡板各区间的停留时间等，为此，本研究以FAI者和同类正常人的动态平衡能力为研究内容，采用德国的Balance-check动态平衡仪对受试者的单、双足动态平衡能力进行测试，通过运动控制中的最大旋转角速度(Max Rot.Speed)、平均旋转角速度

(Rot.Speed)和平衡等级(Grade)等参数来评价FAI者的动态平衡能力，为FAI者的运动康复以及运动损伤的预防提供理论依据。 1.1 研究对象

通过国际标准踝关节功能评价问卷(AJFAT)和前抽屉试验等方法，选取50名男性FAI者学生为实验组，其中，单侧FAI者32人(左侧、右侧各16人)、双侧FAI者18人。根据实验组受试者的年龄、体重和运动项目等特点，匹配20名无踝关节伤病的受试者作为对照组，两组受试者的基本情况如表1。实验前6小时内受试者未从事剧烈体育运动，实验前1个月内无下肢损伤等病症，他们的身体机能和运动能力良好。

功能性踝关节不稳的选取原则依Delahunt等[5]所述，需要同时满足以下5个条件：1)踝关节反复扭伤2次以上，功能活动中踝关节有失控感；2)踝关节功能评价问卷(AJFAT)分值≤26分；3)无下肢手术、骨折等病史；4)最后一次踝关节扭伤距

实验前≥1个月；5)前抽屉试验，距骨倾斜试验阴性。 1.2 研究方法 1.2.1 实验仪器

运用德国Dr-Wolff设备器械公司生产的Balance-check动态平衡仪采集相关数据。它由一台电脑、一个连接传感器的上下踏板(图1)和一个扶手构成。其测试原理是测试屏幕上由内向外分为中心区域、4、3、2、1共5个区域，测试时由于受试者下肢的不同用力会使位于中心区域的红球发生移动，红球在每个区域里每停留50 ms就会被记录一次，并获得相应的得分，在中心区域、4、3、2、1共5个区内每停留50 ms分别获得30、5、2、1和0分。测试时受试者可根据红球的移动轨迹，通过提前预判和主观下肢用力尽量将红球控制在中心区域内，以获得尽可能高的分数。 1.2.2 实验步骤

实验前受试者先进行5 min的热身活动，然后进行10 min的测试体验。测试时选择Balance test测试模式，测试难度选为10-hard(最难的测试模式)，测试控制选为sensor+，测试分双足、左足和右足测试3种，测试顺序随机决定(以降低学习效应对测试结果可能造成的影响)；双足测试时受试者将两足放于踏板上的两足印处(图1)，单足测试时，将足放于踏板的中心位置。测试时，受试者放开仪器扶手，保持身体不从上下踏板上滑下，并尽量使红球停留在中心区域内(图2)；其中，双足测试的时间为60s，单足测试的时间为30s，并且测试时的视觉条件均为睁眼。为减小实验误差，实验过程中受试者脱袜测试，测试时受试者的两手放在身体两侧；另一方面，每种测试方式测3次，取最好的一次作为实验数据，每两次的测试间隔为1 min。 1.2.3 测试指标

本研究所选的测试指标有平衡得分(Score)、最大旋转角速度(Max Rot.Speed)、

平均旋转角速度(Rot.Speed)和平衡等级(Grade)4个。其中，Score=(t中×30+t4×5+t3×2+t2×1+t1×0)×1000/50(t中、t4、t3、t2、t1分别为测试时间内红球在中心区域、4、3、2、1共5个区域中所停留的时间；50则为50 ms，即红球在每个区域内停留50 ms则被记录一次)；Score是反映动态平衡能力强弱的敏感指标，数值越大，则说明人体的动态平衡能力越好。Max Rot.Speed和Rot.Speed则是反映链接上下两个踏板间的转动轴的旋转角速度，前者反映了测试时间内转动轴的最大旋转角速度，后者反映了测试时间内转动轴的平均旋转角速度。Grade是对Score大小进行的等级描述，它是评价动态平衡的最直观指标；平衡等级(Grade)将动态平衡能力的强弱分为very good(1.0～1.5)、good(1.6～2.5)、satisfactory(2.6～3.5)、sufficient(3.6～4.5)、insufficient(4.6～5.5)、unsatisfactory(5.6～6.0)6个等级，更直观、更形象的评价人体动态平衡能力的优劣。

1.2.4 统计学分析

实验数据用均数±标准差表示，数据采用SPSS 17.0统计软件进行处理；数据采用统计学方法分析前，先采用单样本K-S检验对各组实验数据进行正态分布性检验，以各组数据服从正态分布且方差齐同为前提；而后使用单因素方差分析来分析各指标在两组间的差异，而对组内左右两侧单足平衡能力间的差异采用配对样本t检验进行分析，P<0.05为有显著性差异，P<0.01为有非常显著性差异。 2.1 双足站立时组间动态平衡能力的对比

由表2可知，双足站立时，在Score、Rot.Speed、Max Rot.Speed和Grade间的比较中，双侧FAI组和单侧FAI组分别与对照组间的差异均具有统计学意义(P<0.01)；而在双侧FAI组和单侧FAI组动态平衡能力的比较中，仅在Score和Grade指标值间的差异具有统计学意义(P<0.05)。 2.2 单足站立时组间及组内动态平衡能力的对比

图4显示单足站立时，双侧FAI组与对照组组间及组内的动态平衡能力对比结果。从组间对比结果来看，不管是在左侧还是右侧，各指标值在两组间的差异均具有统计学意义(P<0.05)；而在组内左右两侧动态平衡能力的对比中，各指标值在每组内的差异均无统计学意义(P>0.05)。

图5显示单足站立时，单侧FAI组与对照组组间及组内的动态平衡能力对比结果。从组间对比结果来看，各指标值在两组患侧间的差异均具有统计学意义(P<0.05)；而在健侧间的对比中，两组在Score、Max Rot.Speed和Grade指标值间的差异具有统计学意义(P<0.05)。图5还反映了各组组内左右两侧的对比结果，仅发现Score和Grade指标值在单侧FAI组两侧间的差异具有统计学意义(P<0.05)；而各指标在对照组组内的差异则均无统计学意义(P>0.05)。

图6显示单足站立时，单侧FAI组与双侧FAI组组间的动态平衡能力对比结果。从对比结果来看，不管是在患侧，还是在对侧，仅有Score和Grade指标值在两组间的差异具有统计学意义(P<0.05)。

得分(Score)、最大旋转角速度(Max Rot.Speed)、平均旋转角速度(Rot.Speed)和平衡等级(Grade)是4个反映人体动态平衡能力的指标。其中，最大旋转角速度、平均旋转角速度、平衡等级越小及平衡得分越高，表明人体的动态平衡能力越好；反之，人体的动态平衡能力越差。研究证实，动态平衡能力的强弱在阻止运动损伤方面起到重要的作用，尤其是在一些落地稳定动作中；而FAI者在运动过程中极易发生踝关节的运动损伤，为此，本研究主要对FAI者的动态平衡能力进行探讨，为运动损伤的预防提供理论依据。 3.1 双足站立时动态平衡能力分析

在绝大多数的运动项目中，平衡的维持需要双足共同来完成；为此，本文对FAI者的双足动态平衡能力进行探讨。根据表2双足站立时动态平衡结果显示，与同类正常人相比，双侧FAI者和单侧FAI者都存在一定程度的动态平衡能力缺失。

一方面，这可能与FAI者踝关节本体感觉功能和肌肉力量的不足有关[10,13]；人体平衡的维持主要依赖于中枢神经系统对视觉、前庭感觉和本体感觉的有效整合和对效应器(主要指肌肉)的协调控制有关[1]，而FAI者踝关节本体感觉功能和肌肉力量的不足在一定程度上影响了平衡控制的维持。另一方面，FAI者踝关节的反复扭伤破坏了踝关节和肌腱等位置的感受器，这导致踝关节运动和位置的传入路径信息减少，进而破坏了FAI者踝关节的运动感觉功能，最终造成平衡控制功能的下降[10,16]。赵丽等[4]应用Biodex Balance System测试系统对19例FAI者和19例正常人分别进行姿势稳定性测试，结果发现FAI者不存在双足动态平衡能力的缺失。该研究与本研究结果不同，其原因可能是两者所选用的测试仪器和测试难度、测试时间的长短以及受试对象不同所致；此外则鲜有对FAI者进行双足动态平衡能力的研究。本研究还发现，双侧FAI者动态平衡能力的缺失程度要大于单侧FAI者；而造成这种结果的原因可能是双侧FAI者两侧踝关节的反复损伤导致两侧的动态平衡能力都有所降低，而单侧FAI者的健侧由于代偿作用机制，能在一定程度上弥补患侧平衡的严重缺失，使其单侧FAI者的动态平衡能力要略优于双侧FAI者。

3.2 单足站立时动态平衡能力分析

本文不仅研究了FAI者双足的动态平衡能力，也对单足的动态平衡能力进行了详细探讨。由图4可知，双侧FAI者任何一侧的单足动态平衡能力都要弱于同类正常人；而双侧FAI者两侧间的单足动态平衡能力不存在显著差异，这说明双侧FAI者的单足动态平衡能力存在一定的对称性。图5则反映了单侧FAI者的单足动态平衡能力，结果发现与同类正常人相比，单侧FAI者患侧和健侧的单足动态平衡能力都存在一定程度的下降，并且患侧的动态平衡能力明显弱于健侧。该研究结果与Wikstrom E、Eechaute C等[6,20，21]结果一致，而单侧FAI者双侧平衡能力下降的原因可能为：单侧踝关节损伤影响了外周传入神经，进而导致中枢神经控

制发生改变；而中枢神经控制的改变影响了控制两侧肢体的运动控制模式(如前馈神经肌肉控制)，最终引起双侧平衡控制功能的降低[20]。Evans T等[8]采用单腿站立的方式对28名单侧踝关节损伤者进行损伤后第一天、第1周、第2周、第3周和第4周的姿势控制测试，发现患侧和健侧在损伤后第一天即出现姿势控制的缺失；健侧在损伤后的第一周基本恢复到正常水平，而患侧则在第4周才基本恢复，并且这4周期间患侧的姿势控制都要弱于健侧。这些研究证实，双侧平衡能力的缺失确实存在于单侧踝关节损伤者中，只是两侧的损伤程度有所差异而已(患侧损伤程度大于健侧)。其原因可能与患侧的运动感觉、踝关节肌肉力量和中枢神经控制等整个运动反射过程都存在一定程度的缺失及健侧只是存在中枢神经控制缺失，无力量和运动感觉等方面的缺失有关。图6还反映了单足站立时双侧FAI者与单侧FAI者之间单足平衡能力的差异，结果显示，双侧FAI者的单足动态平衡能力略弱于单侧FAI者。产生该结果的原因可能与双侧踝关节的损伤累积效应和代偿作用机制有关。Groters S等[9]通过对双侧FAI者与单侧FAI者进行双足站立、重物转移和多级跳跃实验，结果发现双侧FAI者的平衡能力有弱于单侧FAI者的趋势，而本研究的结果正好与其相似。 3.3 平衡的应用价值

平衡能力的应用价值主要体现运动损伤预防和运动康复两方面。在运动损伤预防方面，许多学者发现平衡控制功能受损与踝关节损伤几率的增加密切相关[14,19]，为此，国外许多教练常将平衡能力的强弱作为赛季中运动员可能出现运动损伤的常用预测指标，尤其是动态平衡能力。在运动康复方面，本研究发现，双侧FAI者双足和单足的动态平衡能力都弱于单侧FAI者；这提醒双侧FAI者在平衡康复过程中要长于单侧FAI者。此外，临床上常用健侧的平衡能力作为患侧平衡能力的康复标准[15,20]；而本研究却发现，单侧FAI者患侧与健侧的动态平衡能力都弱于同类正常人的相应侧，并且患侧的动态平衡能力也弱于健侧；这说明单侧FAI

者也存在双侧平衡能力的不足。为此，单侧FAI者在运动康复过程中要进行双侧平衡的康复训练以及临床上最好采用同类正常人或者患者受伤前的平衡能力作为患侧康复出院的标准。此外，本研究还发现，正常人左右两侧的单足动态平衡能力以及双侧FAI者两侧间的单足动态平衡能力都存在一定的对称性，这也说明下肢肢体的优势侧不是影响平衡控制差异的一个因素。

1.双足站立时，双侧FAI者和单侧FAI者的动态平衡能力都弱于同类正常人。 2.单足站立时，双侧FAI者左侧和右侧的动态平衡能力都弱于同类正常人的相应侧，而双侧FAI者两侧间的动态平衡能力不存在显著差异；单侧FAI者患侧和健侧的动态平衡能力都弱于同类正常人的相应侧，并且患侧的动态平衡能力也略弱于健侧。 3.不管是双足还是单足站立时，双侧FAI者的动态平衡能力都略弱于单侧FAI者。

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