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为探究落地时增大足外展角度对慢性踝关节不稳(CAI)患者前距腓韧带(ATFL)和跟腓韧带(CFL)应变的影响,研究人员开展相关研究。结果显示,足外展落地可降低 ATFL 应变,维持 CFL 应变,该成果有助于制定降低踝关节扭伤风险的策略。
踝关节扭伤在运动损伤中占比颇高,大约 10% - 30% 的运动损伤都由它引起。仅在美国,每天就约有 25000 - 30000 人遭遇踝关节扭伤。更棘手的是,曾经扭伤过踝关节的人,高达 70% 会发展成慢性踝关节不稳(CAI) ,表现为反复扭伤、持续疼痛、有 “打软腿” 的感觉以及局部肿胀。在踝关节扭伤里,外侧踝关节扭伤(LAS)最为常见,约占所有踝关节扭伤的 75%,篮球和排球运动员在落地时扭伤踝关节的概率更是分别高达 45% 和 57%。前距腓韧带(ATFL)和跟腓韧带(CFL)是外侧踝关节的主要韧带,极易在 LAS 中受伤,ATFL 受伤率高达 73% - 96%,CFL 受伤率约为 44%。
为了减少踝关节外侧韧带的应变,预防 LAS,人们尝试了很多方法,比如使用预防性护具、高帮鞋或者肌内效贴等。但这些方法都有各自的问题,护具价格贵还可能影响步态,高帮鞋会限制踝关节外翻肌的活动,肌内效贴预防踝关节扭伤的效果也不明确。而且以往研究在量化 LAS 风险方面也存在不足,比如体内植入传感器虽然能直接测量韧带应变,但有创伤还会干扰神经传导和肌肉激活;人体尸体研究忽略了动态运动中肌肉活动的影响;用地面反作用力和关节扭矩等间接指标又不能准确反映 LAS 风险。所以,非常有必要探索新的有效策略来降低 LAS 风险。
山东体育大学的研究人员开展了一项研究,旨在确定落地时更大的足外展角度是否会影响 CAI 患者的 ATFL 和 CFL 应变,为制定有效的落地策略提供依据。该研究成果发表在《Journal of Sport and Health Science》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先通过报纸广告和传单招募了 30 名符合条件的 CAI 患者作为样本队列。使用 12 摄像头的 3D 红外运动捕捉系统(Vicon Vantage V5)以 100Hz 的频率采集参与者在落地过程中的运动学数据。利用 Wei 等人开发并经验证的 3D 刚性足模型来计算 ATFL 和 CFL 应变,该模型计算的韧带应变与尸体测量应变的平均误差在 0.5% 以内。
研究结果
- 足外展角度与韧带应变:自然落地(NL)条件下,足外展角度为 8.08°±1.46°,足外展落地(TL)条件下为 14.08°±2.22°。与 NL 相比,TL 条件下 ATFL 应变显著降低(NL 为 5.00%±2.31%,TL 为 0.48%±1.27%),CFL 应变无明显差异(NL 为 - 0.94%±0.25%,TL 为 - 1.02%±1.30%)。足外展角度与 ATFL 应变呈强烈负相关(r = - 0.743),与 CFL 应变无显著相关性(r = 0.153)。
- 踝关节角度变化:与 NL 相比,TL 条件下峰值踝关节内翻角度显著降低(NL 为 7.56°±5.72°,TL 为 4.73°±5.74°),踝关节跖屈角度显著升高(NL 为 21.99°±4.63°,TL 为 27.56°±5.47°),踝关节外旋角度无明显差异(NL 为 3.46°±4.06°,TL 为 3.98°±3.77°)。
研究结论与讨论
研究表明,与 NL 条件相比,TL 条件下 ATFL 应变降低,CFL 应变不变,足外展角度与 ATFL 应变相关但与 CFL 应变无关。增大足外展角度在落地时可降低 ATFL 应变并维持 CFL 应变,从而减少 LAS 风险。
TL 条件下 ATFL 应变降低可能有以下机制:一是足外展落地时踝关节内翻角度减小,使 ATFL 起止点距离缩短,降低了应变;二是随着足外展角度增大,关节面在维持踝关节稳定性中的作用增强,减少了 ATFL 的负荷;三是足外展时腓骨长肌的预激活以及腓骨长肌与胫骨前肌的共同收缩,增强了踝关节的稳定性,减轻了 ATFL 的负担;四是参与者可能通过髋部外旋实现更大的足外展角度,改变了平台相对腿部的角度,进而影响韧带应变。
而 CFL 应变在 TL 和 NL 条件下无明显差异,主要是因为踝关节外旋角度在两种条件下变化不大。踝关节的解剖结构和周围韧带限制了距下关节的外旋,使得 CFL 起止点距离相对稳定。
这项研究具有重要意义,它为 CAI 患者提供了一种简单有效的落地策略,患者在进行可能导致踝关节扭伤的活动时,主动采用足外展落地方式,有望降低 LAS 的发生风险。不过,该研究也存在一些局限性,比如实验中陷阱门装置造成的内翻角度低于实际扭伤时的角度,参与者是赤脚落地与穿鞋情况不同,且未研究足外展角度增大对其他关节韧带的影响。但这并不影响其为后续研究和临床实践提供有价值的参考,未来研究可以在此基础上进一步深入探索,完善对踝关节扭伤预防的认知和策略。