慢性踝关节不稳人群步行和下台阶时足底压力特征研究

【作者】 赵建君； 高颀；

【机构】 北京体育大学；

【摘要】 研究目的:慢性踝关节不稳(chronic ankle instability,CAI)是在踝关节初次损伤后持续一年以上的感觉不稳或偶发踝关节"打软"情况,导致活动障碍与社会参与限制,CAI患者存在的持续症状包括踝关节周围疼痛及力量下降、踝关节活动范围减小,自我评估的功能水平下降,以及在初次扭伤后患侧踝关节反复出现扭伤。为了全面客观地评价CAI人群的功能障碍,近些年来,很多学者逐渐使用足底压力分析评估CAI患者活动过程中下肢动力学水平,为阐明反复扭脚损伤机制、评估干预治疗效果提供新思路。足底压力分布是指足底所收到的静态和动态的压力或压强分布,用以反映足踝关节的静态和动态稳定性,其存在无创、客观且耗时较短等优点。现有的研究发现CAI患者患侧可能存在足底压力中心外移,足底各分区的峰值压力、达峰时间等指标存在异常,这些特点与踝关节外侧扭伤的损伤机制是一致的,是CAI患者出现反复扭脚的可能性之一。由于足底压力分析引入CAI人群的评估时间较晚,目前,仍旧存在研究结果不一致的情况,且现研究多集中于步行该单一活动过程中的足底压力分析,缺乏对其他常见日常功能性活动的研究,如下台阶这一CAI患者常见的踝关节内翻扭伤活动,同时,步行过程中的足底压力特征是否能反映下台阶时踝关节动力学问题尚不明确,因此本研究通过使用足底压力测试系统对CAI患者步行过程与下台阶过程中的足底压力进行采集,对比分析CAI患者与健康人群在步行与下台阶过程中足底压力特征,为CAI患者反复扭伤机制阐述与损伤预防手段提供新的思路。研究方法:在北京体育大学内筛选出39名符合诊断标准的CAI患者为CAI组,选择20名基本信息及近三个月体力活动水平与CAI组相当,无下肢损伤史的健康者为对照组。使用FreeStep足底压力测试系统,采集所有受试者在步行与下台阶过程中足底十一分区(足跟内侧、足跟外侧、中足内侧、中足外侧、第1-5跖骨、第1趾骨、第2-4趾骨)的均化峰值压力(peak force/weight,PF/W)、足底时间百分比(percentage of time to ground,PTG)、和冲量(impulse)等指标。步行过程,所有的受试者以日常自然步速赤脚走过测试板,下台阶动作所有受试者站在30cm的台阶上,测试侧从台阶迈出落在测力板上。两个动作均熟悉3-5次后开始正式测试,收集5次测试数据。使用SPSS25.0对数据进行分析,符合正态分布的数据使用配对样本T检验对比分析CAI组患侧与健侧数据,使用独立样本T检验对比分析CAI组患侧与对照组任意侧的数据,不符合正态分布的数据使用秩和检验。研究结果:(1)正常步行过程中,CAI患者的患侧第5跖骨与中足外侧的冲量大于健侧(P=0.048、P=0.018),患侧第4跖骨与中足外侧的PF/W大于健侧(P<0.05),患侧中足的PTG较健侧延长(P<0.05),其他8区的冲量、均化峰值压力及压力时间百分比均无统计学差异;与健康人对应侧对比,CAI患者患侧的第4跖骨均化峰值压力增大(P<0.05),余十区各指标间无显著性差异,但CAI组患侧存在足底冲量及均化峰值压力外侧增大的趋势。(2)、在下台阶过程中,CAI组患侧的第1趾骨冲量显著大于健康受试者对应侧(P<0.01),两组间足底十一分区的PF/W与PTG均无显著性差异(P>0.05),且与健康对照组进行对比,两组间并未出现统计学差异。研究结论:1、在步行过程中,CAI患者患侧的足底压力分布与健侧和健康人对应侧存在差异,前足外侧和中足外侧的冲量及峰值压力增大。CAI患者患侧在步行支撑相存在足底压力中心向足外侧偏移倾向,自初始着地期,到承重反应期至支撑相中期,CAI患侧存在足底压力负荷外侧大于健侧的趋势,考虑踝关节在支撑相外翻不足的情况,发生跟骨外翻不足,足旋前和胫骨内旋不足,这可能与踝周的肌肉控制异常相关,还需结合肌电测试探究其发生原因;患侧承重反应期到支撑相中期的时间延长,考虑足底肌与小腿三头肌的激活情况是否存在延搁或异常。2、在下台阶过程中,与CAI健侧对比,CAI组患侧第一趾骨冲量增大,然而与健康人群对比,并无显著性差异。本研究的下台阶测试只选取了30cm这一种高度,目前的结果只发现了CAI患者患侧足底压力异常趋势,并未出现统计学显著差异,未来的研究可以通过调节台阶高度或下台阶的方式对该功能动作下的足底压力特征进行进一步的探究。综上所述,CAI患者患侧在步行过程中存在足底负荷外侧异常增大的特征,下台阶过程中暂未发现相似结果,可通过肌力训练增强踝关节在步行过程中承重反应期与支撑相中期的外翻功能、神经肌肉训练激活腓骨长肌及足底内在及的肌肉、使用步态再训练等方式改变足底压力分布异常。更多还原