踝关节功能性不稳及神经肌肉控制作用

北京大学人民医院关节病诊疗研究中心姜军写在课前的话踝关节功能性不稳代表了踝关节周围神经肌肉控制的缺失，神经肌肉控制主要包括了本体感觉、肌肉力量的强弱、肌肉反应时间以及踝关节姿势的控制。

被动性的支持器具会增加本体感觉输入，减少腓侧反应时间，增加等长性的外翻力量的强度，并表现出预防踝关节扭伤的作用。

踝关节的圆盘训练、康复训练似乎是缓解踝关节功能性不稳定症状的一个最有效的康复工具。

功能性踝关节不稳的患者可以通过仔细的询问病史，对平衡及本体感觉能力的相关测试来进行。

一、引言踝关节扭伤是最常见的影响运动员的一种伤病，大约有25%的不能参加运动的运动员是因为踝关节的损伤引起的。

外侧踝关节韧带的损伤/扭伤占了踝关节损伤整个的85%，足外翻位导致的内侧三角韧带的扭伤占了5%，胫腓韧带损伤占了10%。

单纯的踝关节外侧扭伤后70 — 80%的运动员会发生反复的扭伤，20 — 40%的踝关节外侧扭伤的患者会有外侧不稳定的症状。

长期的外侧不稳定可能会发展为踝关节的骨性关节炎。

针对踝关节外侧不稳的外科手段治疗的角色，它主要是在修复加强或者替代受损的韧带结构。

但是不到半数的功能性踝关节不稳定的患者并不伴有这些韧带的解剖性的缺损。

所以外科治疗手段不能完全作为功能性踝关节不稳定患者的治疗手段。

踝关节外侧不稳定患者中的研究发现超过半数患者在标准前抽屉应力或内翻应力下没有临床或影像学的机械性不稳，并且初次扭伤患者只是在扭伤后早期有机械性不稳定，经过12周康复后机械性不稳就会消失。

外科手术和康复在治疗踝关节外侧不稳定中的各自作用？二、踝关节不稳（一）功能性不稳和机械性不稳学习踝关节不稳要分清两个概念，一是踝关节的功能性不稳，二是机械性不稳定，这是两个不同的类型。

踝关节机械性的不稳，通常伴随有解剖学的异常，比如踝关节一个或多个外侧副主韧带，包括跟腓韧带或者距腓前，这都是常见的两个损伤，就是距腓前尤其多见，还有跟腓，很少距腓后受到冷激。

生物力学的一些异常因素，比如说胫骨的内翻、后足的内翻、前足的外翻会激发一些代偿性的颈距关节的旋后运动，从而来导致了这种机械性不稳，就是说机械性不稳应该是有解剖学的异常的，包括发育的甚至是外伤造成的。

另外一种是先天性踝关节周围韧带的松驰，包括内侧、外侧这些韧带的松驰会导致踝关节这个机械性的关节活动范围的增大，也会导致机械性的不稳。

关于踝关节功能性不稳，1965年Freeman首次描述了功能性不稳是一种患者反复扭伤或者感觉踝关节打软的这种状态。

Konradsen将踝关节功能性不稳的原因归结为机械性和功能性的因素。

他认为踝关节功能不稳是踝关节外侧韧带或肌肉肌腱机械性的刺激感受器受到损伤，导致踝关节本体感觉反射的部分性神经传入刺激作用的缺失而引起的。

机械性不稳可以导致功能性不稳，感觉运动控制系统损伤被认为是踝关节反复内翻性外伤导致踝关节外侧不稳定的一个功能性不稳的主要原因。

也就是说，神经肌肉本体感觉的刺激，这些神经肌肉的控制作用对踝关节的功能性稳定是很重要的，如果它们损伤就会造成踝关节功能性的不稳定。

下图为功能性踝关节不稳致病因素小结。

并不是所有机械性的不稳踝关节在功能性就有不稳定的表现。

有一些研究就对444名足球运动员的研究，是Trpp进行的。

发现120名运动员中有一侧或双侧的踝关节功能性不稳，在这159个功能性不稳的踝关节中只有66个，也就是占了42%的病例伴有机械性不稳。

初次踝关节扭伤的患者，机械性不稳也不是都伴有功能性不稳，只是在短期内，就是初次踝关节扭伤的患者只是在扭伤后的早期内有机械性不稳，在经过12周的康复后这种机械性不稳的症状就会消失掉，也不是都一定会遗留下功能性不稳的症状。

(二)踝关节扭伤和踝关节不稳单纯踝关节外侧扭伤后在运动员中会有70 — 80%反复扭伤，20%反复扭伤的患者会有关节不稳的症状，突然的骨关节炎。

踝关节扭伤的发生比例，外侧占了85%，外翻位内侧三角韧带损伤占了5%，胫腓韧带联合出损伤占到了10%。

踝关节外侧扭伤的病理力学，大多数内翻性的踝关节扭伤发生在足部的跖屈位，因为此时足受到旋后的力距，而小腿受到外旋的应力。

跖屈时距骨狭窄的后部与胫骨关节面相接触，稳定性不如在背伸位。

跖屈时距腓前韧带及跟腓韧带所承受的张力是最大的。

临床上有一些情绪也是与踝关节扭伤有关的，包括从空中落下着地，跳起着地时踩在他人的脚上，从路沿滑下以及从楼梯上滑下，所以这些前足都先于后足，比如足跟接触，前足通过传动机制和偶联运动相距骨和跟骨传导了旋后的运动。

登地的关节是向踝关节传导旋后运动的始发者的这个事实呢，让人想到踝关节外侧扭伤时足部韧带也会同时受到损伤，确实有报道踝关节外侧损伤的患者有一部分人群同时又踝关节以及距下关节的机械性不稳。

科特和他的同事研究中，对比了12例有但侧踝关节扭伤病史的患者和8例跗骨间关节，发现X光投射下，距骨关节过度倾斜的患者中78%在查体时有距下关节的松驰，而且67%在应力X光透视下表现出距下关节的跟屈关节的松驰，通过距下和跗骨间关节作用于踝关节的旋转应力，比通常用于临床查体育和实验模型中的单纯内翻和前方抽屉应力，更可能造成踝关节韧带的损伤。

这个被忽视的事实在那些对踝关节固有的骨性纹理心理研究中得到了很好的体现。

三、神经肌肉控制的作用（一）本体感觉神经肌肉的控制就是本体感觉，针对人在步行中发生干扰时的代偿反应进行了相当多的研究，在倾斜的平台和跑步机上处于静止站立和行走时，下肢肌肉组织对于这些干扰的快速反应在进行着测量。

身体的反射机制，整体上旨在满足一个基本的要求，就是保持身体的重心在双脚上，这是非常重要的。

单脚或双脚位置的突然改变会继发一系列的基于外界反射相互作用的中枢、发生器和程序的肌肉触发。

传入信息有本体感觉、视觉、前庭的平衡以及听觉系统来提供。

程序化的小腿肌肉反应应干扰方向以及步态的实相或足相相对于地面的立线的不同而不同，单侧足和腿的位置改变会激发双侧的反应模式，两侧的反应潜伏期相似，大约在55ms左右，小腿近端和远端的肌肉都发生激活，包括协同组和拮抗组。

在单侧足位置改变的情况下，如果扭伤的时候对侧会发生快速的肌肉收缩，以提供稳定的支持，传入信号与对侧协同反应的介导时受脊髓中间的神经元的环路的控制。

而脊髓的中间神经元环路本身又受到中枢神经系统的控制。

产生本体感觉传入信号的受体位于肌肉肌腱关节以及其他组织中，单突出牵拉反射与连接EA神经纤维的肌缩，感受器和连接IB纤维的肌腱器官有关，在诸如绊倒或落地等快速干扰的情况下，单突出反射是不存在的，此时通过源于刺激肌缩感受器的二类和三类传入纤维的传导激发代偿反应，通过单突出反射系统产生恰当的反应中心承启以及脊髓上调控通过复杂的机制相互作用，目前对此机制的了解很少。

前庭和视觉信号对这些反射影响很小，重力和足部关节对足底皮肤表面的压力可能对这些反射有关键的影响。

在太空中失重的情况下，以及悬浮在水面中的实验，显示外周传入信号减弱，对视觉和前庭的信号会增强，而通常前庭信号主要在绊倒过程中维持头部的稳定而起到作用，视觉传入则为了代偿身体的摇摆。

在摔倒时腿部肌肉的肌电图活动的发生主要是由本体感觉反射所诱发的，而并非是前庭系统。

所以说本体感觉是该神经通路中最主要的信息发生器。

踝关节在遭遇到突然的干扰时通过快速的神经反射激活踝关节周围的肌肉、韧带，来维持其稳定，防止扭伤。

踝关节本体感觉感受器的位置在哪里？Freeman等人的研究是包括踝关节的踝关节囊和韧带的机械性，刺激感受其中可以发现大量的神经纤维存在。

不支持的学者的研究，发现踝关节周围韧带在麻醉前后踝关节位置觉得准确性，就是伸展感觉中位置觉得，本体感觉位置觉得准确性没有显著的变化。

踝关节本体感觉的传入反馈可能是由皮肤、周围的肌肉以及其它的关节受体提供的，可能也不单纯是踝关节囊本身及韧带。

(二) 肌肉反应时间神经肌肉的控制上面有一个概念叫肌肉反应时间，叫称为腓侧的反应时间。

腓侧肌肉保护性活动就是所需要的时间。

在静息状态下，稳定的踝关节突然被内翻到30度位的时候，腓侧肌肉的这个反应时间大概在54ms左右。

腓侧肌肉的反射要远快于骨缩肌和跟腱肌肉。

学者Konradsen推断，那些反射比较慢的肌肉是基于中枢调控程序的，而腓侧反射肌肉的反射更依赖于踝关节周围的肌腱或肌肉内的本体感觉感受器。

因为当足被置于内翻位，使其反应时间与外翻位相比，就是明显要会缩短。

腓侧肌肉的电动机械性延迟就是腓侧肌肉组在发生初始肌电活动后要产生具有保护性的外翻力矩所需要的时间，我们叫做腓侧肌肉的电动机械性延迟。

在产生足够的肌张和预防内翻前还必须在54ms的腓侧反应时间的基础上，再加上这个腓侧肌肉的电动机械性延迟时间大约在72ms左右。

因此，有效的保护性肌肉活动形成前就已经过去了126ms，这个延迟时间对于踝关节内翻到损害韧带程度来说已经非常长。

有一项研究中表明，将足突然内翻到30度位只需要80ms的时间，30度的内翻位就足以产生这个外侧的韧带的损伤，那这样说腓侧的反应时间，就是腓侧肌肉的电动机械性延迟时间那就126ms不能产生有效的保护，但是需要注意的是，这是一个在静息状态下做的这个实验。

慢性踝关节不稳的患者本体感觉就是会缺失，腓侧的反应时间有明显的延长。

在非静息的状态下，比如说步行、奔跑或者跳跃的情况下，腓侧的肌肉已经提前被活化了，预激活了，那这样的反应时间，电动机械性延迟时间可能会缩短。

维持踝关节稳定，预防踝关节扭伤，特别是外侧的扭伤，关键在于导致扭伤内翻应力与及时的保护性肌肉反应的时间相平衡。

四、踝关节不稳预防、康复锻炼、临床评价（一）反复扭伤的预防踝关节不稳，就是功能性不稳，反复扭伤的预防，目前临床上大概用一个被动的支持的器具就是支具了，目的是缩短腓侧反应的时间。

主要包括弹力绷带，在健康背负负重条件下也用了绷带和包扎，结果发现绷带能明显改善踝关节的外翻力矩，也就是有比较强的抗内翻的作用力。

但是在被试验者运动40分钟后，绷带的这种保护性作用就消失。

其他研究也报道绷带在患者运动10分钟之后便失去它的机械强度。

但是大多数在负重条件下进行的研究，表明绷带具有对抗踝关节内翻的作用，有报道运动性绷带能有效地预防运动员的踝关节扭伤。

还包括能够提供被动支持作用的鞋类，比如我们常常应用的篮球鞋、高腰鞋、高统鞋。

再就是有些支具，支具比绷带更能预防足球运动员的踝关节扭伤，而且支具联合低统鞋，比如足球鞋，比穿单纯的高统鞋要好。

有两种方式可以来加强这种腓侧的肌肉的这种动力性防御来预防踝关节外侧的扭伤。

第一种就是我们刚才讲的被动的支持器具，弹力绷带、高统鞋、支具，以及它们联合应用。

再一种，最重要的就是一个要加强踝关节周围的神经肌肉控制的一个特殊训练，包括平衡，还有姿势的控制训练。

（二）康复锻炼本体感觉的缺失会导致腓侧反应时间的延长，以及肢体的就是踝部的平衡，以及踝部姿势控制能力的受损。