膝關節前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)損傷是運動損傷中最普遍、最典型的病癥之一。神經肌肉本體感覺訓練因其顯著的治療效果近年來在臨床上被廣泛應用,但本體感覺與 ACL 損傷之間的相關性尚缺乏深入的探討。ACL 損傷會造成機械感受器的缺失,進而影響本體感覺信號傳入,導致神經肌肉控制障礙。反過來,神經肌肉控制障礙會導致韌帶結構承受過大的載荷而超過其拉伸閾值,導致本體感覺障礙,形成惡性循環。該文以神經肌肉控制理論為指導,將本體感覺與 ACL 損傷之間的關系作進一步探討,旨在為 ACL 損傷后的康復治療提供新的思路。
引用本文: 祝葉, 舒晴, 余達蔚, 賈紹輝, 田峻. 基于神經肌肉控制理論探討本體感覺與前交叉韌帶損傷的關系. 華西醫學, 2022, 37(5): 688-692. doi: 10.7507/1002-0179.202203086 復制
交叉韌帶損傷是臨床上常見的運動性損傷,其中以前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)損傷最多見,大約占 40%[1]。ACL 損傷會造成膝關節穩定性受損,本體感覺功能缺失會影響關節的活動度及穩定性,導致關節軟骨和半月板等重要結構損傷,繼發創傷性骨關節炎,嚴重影響膝關節功能[2]。目前臨床上大多采用膝關節鏡下手術來重建 ACL,雖然手術恢復了膝關節的力學穩定性,但其神經肌肉控制能力卻無法通過手術恢復,導致膝關節功能穩定性下降,對患者的日常活動造成了較大影響[3]。人體運動是在本體感受器的基礎上形成的,本體感覺由中樞神經系統整合,通過反饋機制維持關節周圍的肌肉和韌帶穩定性,可實現神經肌肉控制、運動表現能力的提高[4]。關于 ACL 損傷后的本體感覺訓練更多側重于訓練本身,對于它們之間的關聯尚缺乏深入的探討。本文從神經肌肉控制理論入手,以本體感覺為切入點,將其與 ACL 損傷的關系作進一步探討,旨在使 ACL 損傷患者的膝關節功能穩定性能更好地恢復,提高其生活質量。
1 本體感覺對維持膝關節正常功能具有重要意義
本體感覺是人體維持平衡、穩定、協調和預防損傷最重要的因素之一,神經肌肉及動態姿勢控制能力較差、錯誤的動作模式都可能與損傷的發生有關,本體感覺失衡將導致嚴重的運動缺陷,因為本體感覺的信號傳入對于運動的有效執行是不可或缺的,涉及關節、肌肉(如與肌肉長度變化相關的肌梭)和肌腱(如高爾基體肌腱受體感知肌肉張力變化)內的一系列感受器[5]。早在 1956 年,ACL 就被發現存在于神經組織中,這些神經組織實際上屬于本體感受器[6]。后來的研究也顯示膝關節的本體感覺源于不同結構中本體感受器的傳入信號的整合[7]。這些結構在向中樞神經系統提供肌肉動力學信息方面起到了重要作用[8]。膝關節內的機械感受器將組織(肌肉、肌腱、韌帶或關節)的形變轉化為神經信號,隨后由周圍神經傳遞到中樞神經系統,在中樞神經系統中,這些信號經過處理,產生對身體空間位置與狀態的感知。大部分 ACL 損傷為非接觸性損傷,發生在各種急停、變向等動作時,在足部觸地早期尤為明顯[9]。研究顯示,在不進行任何治療的情況下,損傷 3 個月后的 ACL 還保留有正常的機械感受器;損傷 9 個月后只剩下少量游離神經末梢;損傷 1 年后感受器則完全消失[10]。這些機械感受器的缺失將導致膝關節的運動控制障礙,主要表現為動作精確性、關節穩定性以及肢體可控性的降低[11]。研究表明,本體感覺缺失的患者相較于正常人動作的完成度較低,單腿站立平衡的控制能力較差,雙側肢體動態神經肌肉控制能力較弱[12-13]。以上研究均說明了本體感覺對維持膝關節的正常功能具有重要意義,不僅僅只影響膝關節的穩定性,還能夠反饋性地對感覺輸入及中樞進行整合,進而對膝關節運動的精準性和控制能力產生重要影響。因此,恢復本體感覺是膝關節康復的重要一環。
2 神經肌肉本體感覺與 ACL 損傷機制的關系
2.1 ACL 損傷導致神經肌肉控制障礙
ACL 損傷前期和重建后,患者可表現為皮質興奮性降低、脊髓興奮性增加,以及股四頭肌和腘繩肌力量不足、肌肉快速力量生成延遲等變化,這與神經肌肉控制都有著緊密的關系[14]。損傷后誘發的功能障礙不僅僅是由于機械性能不穩定,還與中樞神經系統的改變密不可分[15]。關節周圍軟組織如肌腱、韌帶包含大量的機械感受器,這些機械感受器對膠原纖維的形變作出反應,并將形變信息作為感覺信號傳遞給軀體感覺中樞,這些感覺區域與張力、長度、速度、加速度、位置和運動有關,而位于關節囊、膝關節韌帶和半月板中的機械感受器可能會受到涉及 ACL 斷裂的膝關節損傷的影響,發生感覺信號傳導的紊亂,針對感覺傳導的異常,中樞神經系統的結構、功能和連接也會相應進行重組[16]。研究表明,運動皮質能在損傷后快速修復和重組[17]。初級運動皮質是參與運動功能并控制運動執行的主要區域,但并不是唯一參與運動控制的大腦區域[18]。復雜的神經網絡將初級運動皮質與初級感覺皮質、基底節、小腦和其他非運動皮質區域連接起來。特別是運動前區、基底節和小腦在運動協調和控制中具有重要作用。這些腦區接收來自下肢肌肉和關節的軀體感覺輸入,來自受損關節的持續異常傳入信號將導致小腦、基底節和初級運動皮質內的感覺障礙。運動皮質或控制肌肉活動的其他區域的重組可能導致傳出神經信號改變,并影響皮質系統,改變運動控制,從而導致患肢功能障礙。中樞神經系統的重組,特別是運動皮質內的重組,很可能是 ACL 損傷后持續性神經肌肉控制障礙的潛在機制。這些證據說明運動系統的正常功能與機械感受器及相關傳導通路的完整性密切相關[19]。
2.2 神經肌肉控制異常加重 ACL 損傷
良好的神經肌肉控制能力需要精確的本體感覺信息傳入,這是運動表現、動態關節穩定性以及損傷預防的關鍵決定因素。當神經肌肉控制系統異常時,可能會影響運動表現、動態關節穩定性,增加受傷風險。骨骼肌的最佳功能依賴于運動皮質和其他皮質區域的適當控制,以及來自外周完整的感覺輸入。研究表明,除頭面部以外,哺乳動物所有感覺(包括機械感覺)的信號都從背根神經節的傳入神經元中產生,投射到外周組織和中樞的脊髓[20]。中樞可能通過皮質-脊髓下行通路等途徑向肢體提供協調信息[21]。理論上,運動皮質或其他控制肌肉活動區域的重組可能導致信號輸出改變,從而導致患肢功能障礙[22]。以股四頭肌為例,ACL 損傷后通常伴有股四頭肌力量下降[23],股四頭肌無力的這種神經功能障礙被描述為關節源性肌肉抑制,這是一種保護機制,以避免膝關節損傷后出現進一步惡化[24]。關節源性肌肉抑制的主要特征是脊髓內運動神經元興奮性的改變,這可能是關節發生損傷后部分或全部持續性肌無力的重要原因[25]。ACL 損傷后伴有皮質興奮性降低和脊髓反射興奮性增加,這表明股四頭肌在 ACL 損傷后隨著時間的推移產生了適應性神經調節[14]。穩定膝關節的肌肉除了股四頭肌,還包括腘繩肌、腓腸肌和比目魚肌等,這些肌肉的神經改變可能通過肌肉無力和軟骨負荷加重膝關節損傷后的退行性過程[26]。ACL 損傷會導致本體感覺傳入信號缺失,并改變脊髓及脊髓以上水平的運動控制,反過來,運動控制策略的改變又可以反映本體感覺、姿勢控制、肌力、運動和募集模式的變化。因此,有學者認為,鑒于 ACL 中含有機械感受器,可以向中樞神經系統傳遞關節感覺位置和運動覺[22],ACL 損傷被認為是一種神經生理功能障礙,而不是簡單的外周骨骼肌肉損傷[27-28]。
3 神經肌肉本體感覺訓練對膝關節功能的影響
本體感覺是在關節運動中產生速度、加速度時,神經肌肉控制中的重要因素,關注本體感覺有助于關節穩定和神經肌肉控制的恢復,是整體康復中的重要內容之一。有研究指出,大約 80%的 ACL 重建患者恢復了運動能力,但只有 65%的患者恢復為損傷前的運動水平,55%的患者恢復了競技水平的運動[29]。ACL 損傷后康復的目的是改善和優化感覺運動控制,以獲得最大穩態負荷范圍。神經肌肉本體感覺訓練已被發現可以提高患者本體感覺的準確性(包括位置和運動感覺),有利于身體姿勢的控制和力量的分配、建立正確的運動模式[30]。同時也有學者指出,ACL 損傷后的運動訓練應把本體感覺恢復、中樞神經重塑及運動控制作為重點[31]。在運動訓練中通過控制身體姿勢,募集更多的肌肉來緩沖地面的沖擊,降低對關節韌帶及軟骨等可能造成的損傷,促進 ACL 的愈合。有研究人員將 ACL 重建術后的患者分為 2 組,神經肌肉控制組在標準康復方案組的基礎上增加下肢本體感覺練習,結果顯示神經肌肉控制運動組患者膝關節屈曲 15°、45°和 75°時的關節位置覺優于標準康復組[5]。在本體感覺訓練中,膝關節的感受器受到不斷的刺激,促進了信號在神經通路中的傳遞,已有研究顯示,本體感覺訓練可以促進脊髓反射[32],從而能夠更迅速、更有效地維持關節穩定性。除此之外,本體感覺訓練還能夠最大限度地增強運動員核心穩定性,作為較大力量輸出的保證,核心穩定性的不足是運動員發生 ACL 損傷的重要危險因素之一[33]。有學者認為,功能正常的神經肌肉系統會提高單腿平衡的表現[34],隨后的研究也證實了這種猜想,而且提高動態平衡能力顯著降低了運動員在穩定和不穩定條件下進行一系列單腿平衡和下蹲練習時踝關節和膝關節損傷的風險[35]。2020 年發布的臨床實踐指南也推薦 ACL 損傷后的患者立即進行膝關節活動和力量/神經肌肉訓練,根據具體情況,可采用早期全負重運動、早期開鏈與閉鏈運動和神經肌肉電刺激法[36]。綜上,包括本體感覺訓練在內的神經肌肉訓練對于膝關節的功能恢復具有重要作用,臨床上應根據患者的具體情況進行選擇。
4 神經肌肉本體感覺訓練應遵循整體性原則
4.1 軀干核心穩定是基礎
核心穩定性取決于軀干的神經肌肉控制,以響應內部和外部應力。在運動過程中控制核心的能力是不可忽視的,因為它為遠端節段的運動提供了穩定的基礎[37]。許多動作(如跑步、跳躍等)本質上是不穩定的,需要神經肌肉控制來保持穩定性和提高性能,而核心神經肌肉控制的缺陷可能會導致整個運動鏈的不穩定誘發損傷[38]。強有力的證據表明,軀干位置的神經肌肉控制不良也可能增加 ACL 損傷的風險[39]。增強對身體核心控制的動態神經肌肉訓練將提高膝關節的動態穩定性[37]。為期 10 周的核心力量訓練可以降低膝外翻和髖內收角度,使腘繩肌與股四頭肌肌力比值協同激活增加,這些顯著的變化表明核心力量訓練是個體運動控制的基礎,能夠在一定程度上促進 ACL 的愈合[39]。
4.2 髖-膝-踝動力鏈是本體感覺訓練的核心
人體在行走的過程中,下肢運動是一個相互協調的過程[40]。運動時身體的工作模式為交替進行,即一個穩定關節搭配一個靈活關節,若這種工作模式被改變,將會出現代償和功能缺失。足與踝是下肢蹬伸過程中最后一個主動發力的關節,時刻調整著身體與地面之間的空間位置關系,更強調它的靈活性;膝關節是強大的承重關節,無論走路、跑步、跳躍,膝關節都是非常重要的離心緩沖關節,更強調它的穩定性;髖關節引領著下肢動作的產生,但是由于其位置處于中軸部分,起著承上啟下的作用,能夠影響核心穩定性,更強調它的穩定性。髖、膝、踝其中一個關節力學狀態的異常改變將會導致其他關節發生代償,使下肢整體生物力學模式發生改變[37]。正常生理狀態下,髖、膝、踝 3 個關節中心位于同一直線上,髕骨運動軌跡基本垂直于水平軸;處于病理狀態時,下肢力線軸發生偏移,當力線軸的中心由膝中心向內或外偏移時,就會導致膝關節囊內壓增高,關節間隙狹窄,軟骨遭到破壞,加重了膝關節的損傷[41]。有研究顯示,超過 2/3 與膝關節運動相關的肌肉同時也跟髖關節或踝關節運動有關[42],錯誤的動作模式將造成 ACL 承擔過大的壓力,當超過其閾值后就會產生損傷。Hewett 等[43]認為,4 種神經肌肉失衡是 ACL 損傷風險較高的基礎:韌帶失衡(肌肉無法充分吸收地面的反作用力導致韌帶斷裂)、股四頭肌失衡(股四頭肌與腘繩肌力量分布不均)、腿部失衡(雙下肢力量、協調和控制不平衡)和軀干失衡(核心穩定性降低),而直接解決以上 4 種關鍵神經肌肉失衡可以將 ACL 損傷風險降低 30%~80%。種種證據表明,神經肌肉的失衡導致了從軀干到骨盆和下肢的復雜改變,從而對膝關節 ACL 產生了較大影響,而針對軀干核心以及髖、膝、踝的神經肌肉訓練能夠有效改善以上 4 種神經肌肉失衡[44-47]。因此,在進行神經肌肉本體感覺訓練時應從整體入手,同時考慮提升患者的核心穩定性及髖-膝-踝動力鏈的協同合作能力。
5 小結
ACL 損傷后的患者常常伴有活動與功能障礙,如何提高關節穩定性、恢復其功能是康復領域研究的熱點。作為恢復膝關節穩定性的關鍵一環,神經肌肉本體感覺訓練在臨床上一直都是不可或缺的康復治療措施。探索本體感覺與 ACL 損傷之間的關系,了解其中機制可以幫助我們更好地處理臨床中遇到的問題,完善治療方法,有利于幫助患者更好地恢復膝關節功能。
利益沖突:所有作者聲明不存在利益沖突。
交叉韌帶損傷是臨床上常見的運動性損傷,其中以前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)損傷最多見,大約占 40%[1]。ACL 損傷會造成膝關節穩定性受損,本體感覺功能缺失會影響關節的活動度及穩定性,導致關節軟骨和半月板等重要結構損傷,繼發創傷性骨關節炎,嚴重影響膝關節功能[2]。目前臨床上大多采用膝關節鏡下手術來重建 ACL,雖然手術恢復了膝關節的力學穩定性,但其神經肌肉控制能力卻無法通過手術恢復,導致膝關節功能穩定性下降,對患者的日常活動造成了較大影響[3]。人體運動是在本體感受器的基礎上形成的,本體感覺由中樞神經系統整合,通過反饋機制維持關節周圍的肌肉和韌帶穩定性,可實現神經肌肉控制、運動表現能力的提高[4]。關于 ACL 損傷后的本體感覺訓練更多側重于訓練本身,對于它們之間的關聯尚缺乏深入的探討。本文從神經肌肉控制理論入手,以本體感覺為切入點,將其與 ACL 損傷的關系作進一步探討,旨在使 ACL 損傷患者的膝關節功能穩定性能更好地恢復,提高其生活質量。
1 本體感覺對維持膝關節正常功能具有重要意義
本體感覺是人體維持平衡、穩定、協調和預防損傷最重要的因素之一,神經肌肉及動態姿勢控制能力較差、錯誤的動作模式都可能與損傷的發生有關,本體感覺失衡將導致嚴重的運動缺陷,因為本體感覺的信號傳入對于運動的有效執行是不可或缺的,涉及關節、肌肉(如與肌肉長度變化相關的肌梭)和肌腱(如高爾基體肌腱受體感知肌肉張力變化)內的一系列感受器[5]。早在 1956 年,ACL 就被發現存在于神經組織中,這些神經組織實際上屬于本體感受器[6]。后來的研究也顯示膝關節的本體感覺源于不同結構中本體感受器的傳入信號的整合[7]。這些結構在向中樞神經系統提供肌肉動力學信息方面起到了重要作用[8]。膝關節內的機械感受器將組織(肌肉、肌腱、韌帶或關節)的形變轉化為神經信號,隨后由周圍神經傳遞到中樞神經系統,在中樞神經系統中,這些信號經過處理,產生對身體空間位置與狀態的感知。大部分 ACL 損傷為非接觸性損傷,發生在各種急停、變向等動作時,在足部觸地早期尤為明顯[9]。研究顯示,在不進行任何治療的情況下,損傷 3 個月后的 ACL 還保留有正常的機械感受器;損傷 9 個月后只剩下少量游離神經末梢;損傷 1 年后感受器則完全消失[10]。這些機械感受器的缺失將導致膝關節的運動控制障礙,主要表現為動作精確性、關節穩定性以及肢體可控性的降低[11]。研究表明,本體感覺缺失的患者相較于正常人動作的完成度較低,單腿站立平衡的控制能力較差,雙側肢體動態神經肌肉控制能力較弱[12-13]。以上研究均說明了本體感覺對維持膝關節的正常功能具有重要意義,不僅僅只影響膝關節的穩定性,還能夠反饋性地對感覺輸入及中樞進行整合,進而對膝關節運動的精準性和控制能力產生重要影響。因此,恢復本體感覺是膝關節康復的重要一環。
2 神經肌肉本體感覺與 ACL 損傷機制的關系
2.1 ACL 損傷導致神經肌肉控制障礙
ACL 損傷前期和重建后,患者可表現為皮質興奮性降低、脊髓興奮性增加,以及股四頭肌和腘繩肌力量不足、肌肉快速力量生成延遲等變化,這與神經肌肉控制都有著緊密的關系[14]。損傷后誘發的功能障礙不僅僅是由于機械性能不穩定,還與中樞神經系統的改變密不可分[15]。關節周圍軟組織如肌腱、韌帶包含大量的機械感受器,這些機械感受器對膠原纖維的形變作出反應,并將形變信息作為感覺信號傳遞給軀體感覺中樞,這些感覺區域與張力、長度、速度、加速度、位置和運動有關,而位于關節囊、膝關節韌帶和半月板中的機械感受器可能會受到涉及 ACL 斷裂的膝關節損傷的影響,發生感覺信號傳導的紊亂,針對感覺傳導的異常,中樞神經系統的結構、功能和連接也會相應進行重組[16]。研究表明,運動皮質能在損傷后快速修復和重組[17]。初級運動皮質是參與運動功能并控制運動執行的主要區域,但并不是唯一參與運動控制的大腦區域[18]。復雜的神經網絡將初級運動皮質與初級感覺皮質、基底節、小腦和其他非運動皮質區域連接起來。特別是運動前區、基底節和小腦在運動協調和控制中具有重要作用。這些腦區接收來自下肢肌肉和關節的軀體感覺輸入,來自受損關節的持續異常傳入信號將導致小腦、基底節和初級運動皮質內的感覺障礙。運動皮質或控制肌肉活動的其他區域的重組可能導致傳出神經信號改變,并影響皮質系統,改變運動控制,從而導致患肢功能障礙。中樞神經系統的重組,特別是運動皮質內的重組,很可能是 ACL 損傷后持續性神經肌肉控制障礙的潛在機制。這些證據說明運動系統的正常功能與機械感受器及相關傳導通路的完整性密切相關[19]。
2.2 神經肌肉控制異常加重 ACL 損傷
良好的神經肌肉控制能力需要精確的本體感覺信息傳入,這是運動表現、動態關節穩定性以及損傷預防的關鍵決定因素。當神經肌肉控制系統異常時,可能會影響運動表現、動態關節穩定性,增加受傷風險。骨骼肌的最佳功能依賴于運動皮質和其他皮質區域的適當控制,以及來自外周完整的感覺輸入。研究表明,除頭面部以外,哺乳動物所有感覺(包括機械感覺)的信號都從背根神經節的傳入神經元中產生,投射到外周組織和中樞的脊髓[20]。中樞可能通過皮質-脊髓下行通路等途徑向肢體提供協調信息[21]。理論上,運動皮質或其他控制肌肉活動區域的重組可能導致信號輸出改變,從而導致患肢功能障礙[22]。以股四頭肌為例,ACL 損傷后通常伴有股四頭肌力量下降[23],股四頭肌無力的這種神經功能障礙被描述為關節源性肌肉抑制,這是一種保護機制,以避免膝關節損傷后出現進一步惡化[24]。關節源性肌肉抑制的主要特征是脊髓內運動神經元興奮性的改變,這可能是關節發生損傷后部分或全部持續性肌無力的重要原因[25]。ACL 損傷后伴有皮質興奮性降低和脊髓反射興奮性增加,這表明股四頭肌在 ACL 損傷后隨著時間的推移產生了適應性神經調節[14]。穩定膝關節的肌肉除了股四頭肌,還包括腘繩肌、腓腸肌和比目魚肌等,這些肌肉的神經改變可能通過肌肉無力和軟骨負荷加重膝關節損傷后的退行性過程[26]。ACL 損傷會導致本體感覺傳入信號缺失,并改變脊髓及脊髓以上水平的運動控制,反過來,運動控制策略的改變又可以反映本體感覺、姿勢控制、肌力、運動和募集模式的變化。因此,有學者認為,鑒于 ACL 中含有機械感受器,可以向中樞神經系統傳遞關節感覺位置和運動覺[22],ACL 損傷被認為是一種神經生理功能障礙,而不是簡單的外周骨骼肌肉損傷[27-28]。
3 神經肌肉本體感覺訓練對膝關節功能的影響
本體感覺是在關節運動中產生速度、加速度時,神經肌肉控制中的重要因素,關注本體感覺有助于關節穩定和神經肌肉控制的恢復,是整體康復中的重要內容之一。有研究指出,大約 80%的 ACL 重建患者恢復了運動能力,但只有 65%的患者恢復為損傷前的運動水平,55%的患者恢復了競技水平的運動[29]。ACL 損傷后康復的目的是改善和優化感覺運動控制,以獲得最大穩態負荷范圍。神經肌肉本體感覺訓練已被發現可以提高患者本體感覺的準確性(包括位置和運動感覺),有利于身體姿勢的控制和力量的分配、建立正確的運動模式[30]。同時也有學者指出,ACL 損傷后的運動訓練應把本體感覺恢復、中樞神經重塑及運動控制作為重點[31]。在運動訓練中通過控制身體姿勢,募集更多的肌肉來緩沖地面的沖擊,降低對關節韌帶及軟骨等可能造成的損傷,促進 ACL 的愈合。有研究人員將 ACL 重建術后的患者分為 2 組,神經肌肉控制組在標準康復方案組的基礎上增加下肢本體感覺練習,結果顯示神經肌肉控制運動組患者膝關節屈曲 15°、45°和 75°時的關節位置覺優于標準康復組[5]。在本體感覺訓練中,膝關節的感受器受到不斷的刺激,促進了信號在神經通路中的傳遞,已有研究顯示,本體感覺訓練可以促進脊髓反射[32],從而能夠更迅速、更有效地維持關節穩定性。除此之外,本體感覺訓練還能夠最大限度地增強運動員核心穩定性,作為較大力量輸出的保證,核心穩定性的不足是運動員發生 ACL 損傷的重要危險因素之一[33]。有學者認為,功能正常的神經肌肉系統會提高單腿平衡的表現[34],隨后的研究也證實了這種猜想,而且提高動態平衡能力顯著降低了運動員在穩定和不穩定條件下進行一系列單腿平衡和下蹲練習時踝關節和膝關節損傷的風險[35]。2020 年發布的臨床實踐指南也推薦 ACL 損傷后的患者立即進行膝關節活動和力量/神經肌肉訓練,根據具體情況,可采用早期全負重運動、早期開鏈與閉鏈運動和神經肌肉電刺激法[36]。綜上,包括本體感覺訓練在內的神經肌肉訓練對于膝關節的功能恢復具有重要作用,臨床上應根據患者的具體情況進行選擇。
4 神經肌肉本體感覺訓練應遵循整體性原則
4.1 軀干核心穩定是基礎
核心穩定性取決于軀干的神經肌肉控制,以響應內部和外部應力。在運動過程中控制核心的能力是不可忽視的,因為它為遠端節段的運動提供了穩定的基礎[37]。許多動作(如跑步、跳躍等)本質上是不穩定的,需要神經肌肉控制來保持穩定性和提高性能,而核心神經肌肉控制的缺陷可能會導致整個運動鏈的不穩定誘發損傷[38]。強有力的證據表明,軀干位置的神經肌肉控制不良也可能增加 ACL 損傷的風險[39]。增強對身體核心控制的動態神經肌肉訓練將提高膝關節的動態穩定性[37]。為期 10 周的核心力量訓練可以降低膝外翻和髖內收角度,使腘繩肌與股四頭肌肌力比值協同激活增加,這些顯著的變化表明核心力量訓練是個體運動控制的基礎,能夠在一定程度上促進 ACL 的愈合[39]。
4.2 髖-膝-踝動力鏈是本體感覺訓練的核心
人體在行走的過程中,下肢運動是一個相互協調的過程[40]。運動時身體的工作模式為交替進行,即一個穩定關節搭配一個靈活關節,若這種工作模式被改變,將會出現代償和功能缺失。足與踝是下肢蹬伸過程中最后一個主動發力的關節,時刻調整著身體與地面之間的空間位置關系,更強調它的靈活性;膝關節是強大的承重關節,無論走路、跑步、跳躍,膝關節都是非常重要的離心緩沖關節,更強調它的穩定性;髖關節引領著下肢動作的產生,但是由于其位置處于中軸部分,起著承上啟下的作用,能夠影響核心穩定性,更強調它的穩定性。髖、膝、踝其中一個關節力學狀態的異常改變將會導致其他關節發生代償,使下肢整體生物力學模式發生改變[37]。正常生理狀態下,髖、膝、踝 3 個關節中心位于同一直線上,髕骨運動軌跡基本垂直于水平軸;處于病理狀態時,下肢力線軸發生偏移,當力線軸的中心由膝中心向內或外偏移時,就會導致膝關節囊內壓增高,關節間隙狹窄,軟骨遭到破壞,加重了膝關節的損傷[41]。有研究顯示,超過 2/3 與膝關節運動相關的肌肉同時也跟髖關節或踝關節運動有關[42],錯誤的動作模式將造成 ACL 承擔過大的壓力,當超過其閾值后就會產生損傷。Hewett 等[43]認為,4 種神經肌肉失衡是 ACL 損傷風險較高的基礎:韌帶失衡(肌肉無法充分吸收地面的反作用力導致韌帶斷裂)、股四頭肌失衡(股四頭肌與腘繩肌力量分布不均)、腿部失衡(雙下肢力量、協調和控制不平衡)和軀干失衡(核心穩定性降低),而直接解決以上 4 種關鍵神經肌肉失衡可以將 ACL 損傷風險降低 30%~80%。種種證據表明,神經肌肉的失衡導致了從軀干到骨盆和下肢的復雜改變,從而對膝關節 ACL 產生了較大影響,而針對軀干核心以及髖、膝、踝的神經肌肉訓練能夠有效改善以上 4 種神經肌肉失衡[44-47]。因此,在進行神經肌肉本體感覺訓練時應從整體入手,同時考慮提升患者的核心穩定性及髖-膝-踝動力鏈的協同合作能力。
5 小結
ACL 損傷后的患者常常伴有活動與功能障礙,如何提高關節穩定性、恢復其功能是康復領域研究的熱點。作為恢復膝關節穩定性的關鍵一環,神經肌肉本體感覺訓練在臨床上一直都是不可或缺的康復治療措施。探索本體感覺與 ACL 損傷之間的關系,了解其中機制可以幫助我們更好地處理臨床中遇到的問題,完善治療方法,有利于幫助患者更好地恢復膝關節功能。
利益沖突:所有作者聲明不存在利益沖突。