一种医用踝关节平衡装置对高校篮球运动员踝关节年损伤率的影响

杨董，李晓铭，孙景毅，谢地，时潇

（泰山医学院运动医学与康复学院，山东泰安 271000）

现代篮球运动朝着高空对抗、高速度、高强度的方向迅猛发展，大大提高了篮球运动的竞技性和激烈性[1]，也对篮球运动员个人的技术水平和专业素养提出了更高层次的要求[2]。面对激烈的空间争夺战，篮球运动员的攻守转换速度和地面对抗性也随之提升，而这就导致运动员在篮球运动中极易出现踝关节扭伤现象[3]。实践证明，一旦踝关节损伤未得到及时处理或是早期处理不当，则会给运动员的后续训练带来严重影响，甚至出现后遗症[4]，会大大影响篮球员动员的运动生涯。因此，为研究“医用踝关节平衡装置”（以下简称“装置”）的介入效果，该实验招募泰安市某高校篮球队踝关节骨骼肌肉健康队员18名，进行该装置介入实验，经过介入前后的各项指标分析该装置对篮球运动员踝关节损伤率的影响效果。

1 对象与方法

1.1 研究对象

泰安某高校篮球队踝关节骨骼肌肉健康队员18名。所选实验对象均无神经和肌肉系统疾病，无视觉和前庭功能障碍，无影响运动功能的全身性疾病，踝关节无明显肿胀、疼痛，活动度正常。实验前，清楚告知受试者本实验的目的及过程。所有受试者自愿参与实验[5]。

1.2 研究方法

1.2.1文献资料法 作者利用泰山医学院图书馆、中国知网、万方数据库、Cochrane数据库，PubMed数据库等途径，搜索查阅了踝关节损伤、踝关节介入装置、踝关节康复相关方面的期刊论文、科研成果等文献资料，经过搜集、整理、综合分析，为该文的研究奠定了丰厚的理论基础。

1.2.2问卷调查法 该实验在制定调查问卷之前进行了访问调查，并阅读有关科研调查方法等方面的书籍，根据该课题研究的目的和内容，遵循调查问卷设计要求，并征询导师的意见，最后制定出问卷，在介入实验前与介入实验后进行调查。

根据调查需要，该文用36周对泰安市某高校篮球队进行问卷调查。采用现场问卷发放与回收的方法，实验前、后共发放36份调查问卷，回收36份，回收率为100%，将未完成的问卷视为无效，其中无效0份，有效36份，有效率100%[3-5]。

1.2.3对比分析法 对比介入实验前后踝关节损伤率与装置介入前后测得的腓肠肌反应时、平衡指数和踝内翻30°/s和外翻30°/s情况下的峰值力矩分析该装置对踝关节各方面的影响，从而得出结论。

1.2.4实验法 我们制作了一种新型的踝关节平衡训练装置（见图1）该装置已获得国家专利（专利号ZL 2014 1 0770491.8），它的主要组成部分为一个2 cm厚的木制底盘、两个大小相同直径为5 cm的木质半球和弹性固定带。木制底盘，长约30 cm、宽约13 cm，其大小适合大部分人足的尺寸。两个木质半球分别安装在木制底盘下对应足跟骨结节和第一跖骨头的位置，且可以根据使用足的大小调整安装位置。两个木质半球作为整个装置的支撑点，其连线构成装置底盘的旋转轴，也是踝关节内外翻运动的功能轴。围绕旋转轴，装置可发生向内或向外旋转。但因人体足跟骨结节和第一跖骨头的连线与足的纵轴成16°夹角，因此装置的旋转轴偏离木制底盘矢状面内侧16°，使装置易发生向内旋转，旋转范围为0°～30°。这个范围没有超过踝关节正常的内翻活动度，所以不会对使用者踝关节造成损伤。训练时，受试者双脚同时装配踝关节平衡装置，并用弹力固定带固定。为保持装置和身体的平衡，患者需主动用力收缩踝关节外翻肌肉，使踝关节呈中立位。通过该装置训练可以提高踝关节灵活性，加强踝关节稳定性。

为介入实验制定了详尽的实验方案与训练方案。（1）实验方案：前期准备：按筛选标准选取实验对象，联系仪器设备。训练前测试与分析：记录实验对象腓肠肌反应时、平衡指数和踝内翻30°/s和外翻30°/s情况下的峰值力矩。受试者穿戴踝关节平衡训练装置进行系统训练。数据整合与分析：用SPSS 22.0统计学软件对训练前后数据进行统计分析。（2）训练方案：双脚稳定站立：队员穿着该装置，双脚开立与肩同宽，目视前方，正常站立。原地踏步抬腿：队员穿着该装置进行原地踏步走，要求抬膝90°。单脚站立：队员穿着该装置行单脚站立，要求双手掐腰。横向行走和前进：队员穿着该装置进行横向移动和正常步态行走，要求步与步之停顿1～2 s，每步距离要求至少达到60 cm。后退：队员穿着该装置进行后退行走，要求有停顿的后退，每步距离要求至少达到50 cm。

训练方案：上述五组训练动作，3次/周、每次每项三组，60 s/组、每组间隔 30 s。

1.3 统计方法

用SPSS 22.0统计学软件对训练前后数据进行统计分析，同时生成相关图表资料。对影响的相关因素与调查所得踝关节损伤情况进行数理统计分析，从深层把握数据差异的原因。

2 数据采集

为保证数据的真实有效，实验进行前、后期的数据采集时，所用测试仪器、操作人员、实验人员、测试环境、实验辅助工具耗材前后不变。

2.1 等速测试

仪器采用美国BIODEX公司进口多关节等速测试系统。测试前受试者进行专项的热身活动，测试姿势按照BIODEX测试指导图踝关节测试体位将受试者进行调整固定，双手紧握座椅两侧把手。在BIODEX测试软件中录入受试者基本信息，选择“踝内外翻”选项，设置受试者测试脚踝的左、右最大活动范围，受试者适应性练习。测试慢速角度为30°/s，先做适应性练习3次，然后根据提示音进行5次最大力量内外翻重复动作，测试过程中实验操作人员在言语上对受试者进行激励鼓舞，使受试者发挥最佳水平。休息30 s后做快速60°/s最大力量采集，首先进行3次适应性练习，然后根据提示音进行10次最大力量内外翻重复动作，测试完成后更换配件进行另一侧采集。采集后对实验数据进行导出，取每人的力矩峰值。

2.2 测力台

仪器采用Kistler压电晶体测力台(9286BA,KISTLER Switzerland)60×90cm。软件采用与之配套使用的测试分析软件MARS。实验前，设置测试分析软件MARS的重力加速度和采集频率并录入受试者信息，在模板MODULES中选择body sway，根据实验要求选择Input Parameters中环境设置（双手放松、睁眼睛、穿着实验室统一运动鞋）。测试动作：受试者进行左右脚的单独站立，站立时间持续10 s，左右腿交替测试，每次测试结束后，受试者坐姿休息60 s，左右腿各测三组。点击start进行测试。对受试者的各组数据进行数据分析与采集。

2.3 表面肌电测试系统

图1 踝关节平衡训练装置

仪器采用瑞士产Norax 16通道肌电图与生物信号测量分析系统(desktop DTS,NORAXON)。测试前进行试验的准备工作：通电激活感应器，打开软件MR3.6，选择EMG模块，受试者经过简单热身后穿着实验室统一紧身衣，录入受试者信息并选择配置，将肌电贴与感应器固定在相应肌肉（已刮毛、消毒）上并在软件进行肌电通道的选择和肌肉标定。活动肌电的测定：在特制的诱发踝内、翻装置上进行测试，要求辅助人员转移受试者的注意力，使受试者处于放松，无意识的条件下进行此测试，在软件中选择测量选项，在随机的时间点开始测试并保存数据，左右踝内、外翻交替测试各测3次。对采集到的数据进行数据分析，选择Database模块，选择受试者数据，信号处理，采用过滤、滤波和整流进行图像处理，选择Average Activation Report模块，对通道类型、左右侧、通道序号进行选定，并生成报告。统计受试者信息，并进行分析。

3 结果与分析

3.1 踝关节力矩峰值

由表1可知，在优势侧与非优势侧踝外翻30°/s，优势侧内翻30°/s情况下的等速肌力测试，踝关节的力矩峰值，介入训练前后相比较，差异均无统计学意义。在非优势侧踝内翻30°/s情况下，踝关节的力矩峰值，训练前后相比较，差异有统计学意义，且在介入训练后的内翻力矩峰值大于训练前的力矩峰值。

表1 踝关节优势侧与非优势侧训练前后力矩峰值比较[（±s），Nm]

表1 踝关节优势侧与非优势侧训练前后力矩峰值比较[（±s），Nm]

优势侧外翻 30°/s 内翻 30°/s非优势侧外翻 30°/s 内翻 30°/s训练前（n=8）训练后（n=8）P值29.07±5.97 29.43±4.56 0.916 26.7±8.51 30.95±4.56 0.584 25.07±2.62 27.02±5.15 0.468 23.27±4.35 30.88±7.28 0.012

3.2 腓肠肌反应时

由表2可知，介入训练前后优势侧腓肠肌外侧肌、非优势侧腓肠肌内侧与外侧肌激活时间差异无统计学意义，优势侧腓肠肌内侧肌激活时间前后差异有统计学意义（P＜0.05）。腓肠肌激活时间在经过介入训练后，减少比较明显。

表2 优势侧与非优势侧训练前后腓肠肌反应时激活时间比较[（±s），s]

表2 优势侧与非优势侧训练前后腓肠肌反应时激活时间比较[（±s），s]

腓肠肌优势侧腓肠肌内侧反应时腓肠肌外侧反应时非优势侧腓肠肌内侧反应时腓肠肌外侧反应时训练前（n=8）训练后（n=8）P值0.340±0.026 0.254±0.043 0.009 0.308±0.053 0.252±0.102 0.342 0.311±0.075 0.279±0.050 0.192 0.301±0.049 0.256±0.033 0.112

3.3 平衡指数

由表3可知，介入训练前后优势侧与非优势侧的包络面积差异有统计学意义（P＜0.05），介入训练前后包络面积大幅度减少。

3.4 踝关节年损伤率

由表4可知，蓝球队踝关节年损伤率有所降低，说明该装置对稳定踝关节，提高踝关节灵活性有一定的意义。

表3 优势侧与非优势侧训练前后平衡指数：包络面积比较[（±s），mm2]

表3 优势侧与非优势侧训练前后平衡指数：包络面积比较[（±s），mm2]

平衡指数 优势侧面积 非优势侧面积训练前（n=18）训练后（n=18）P值26 494.2±22 237.69 1 261.87±303.79 0.042 27 523.93±2 6244.72 1 379.87±577.78 0.046

表4 篮球队踝关节年损伤率训练前后比较（%）

4 讨论

（1）运动员在穿戴介入装置后对内翻的影响效果明显，说明该介入装置对踝关节内翻肌力有一定的提升，有文章指出，篮球运动员踝关节一侧的内翻本体感觉可以作为预测同侧踝关节损伤的指标[6]而该介入装置有助于提升踝内翻水平，经穿戴介入训练，可以增强踝关节内外翻肌力，对预防踝关节损伤有一定的意义。

（2）介入训练前后，优势侧腓肠肌内侧肌差异有统计学意义，在介入训练前后，腓肠肌的激活时间提升明显。无论是垂直跳起落地，还是侧方跳起落地，都是容易诱发踝关节扭伤的动作[7]这将大大减少运动员的运动生涯。使用介入装置预防性的训练踝关节可以减少肌肉激活时间，增强肌力，并增加关节的灵活性，在护具保护踝关节之余[8]，可以减少损伤的发生。

（3）与正常人相比，单侧功能性踝关节不稳者患侧足的平衡能力略弱于正常人相应侧足，也弱于健侧足；健侧足的平衡能力则由于患侧足的缺失，具有了一定的代偿功能，使其平衡能力有略好于正常人相应侧足的趋势[9-10]。该实验针对正常篮球运动员进行介入，相当于在正常人的基础上训练双侧足，使其朝着平衡能力高于正常足的趋势发展，改善运动控制及协调能力[11]，对预防踝关节损伤有一定的作用。

（4）在介入后，篮球运动员的踝关节损伤率有所降低，说明该装置对稳定踝关节与增强踝关节灵活性有一定的意义，当然，仅仅依靠介入手段也不能完全降低踝关节的损伤率，我们为此提出以下建议：①充分做好准备活动。在秋冬季等气候寒冷季节，篮球运动员在正式活动或赛事开始前必须做好充分的热身准备工作，确保身体微微出汗，并结合篮球运动特点展开针对性活动，若两次运动时间间隔过长，则需重复展开准备活动[12]；②加强篮球运动员安全意识教育，提高运动员对自身踝关节、膝关节等易损伤部位的认知和了解。通过穿戴长袜、护膝等方式，积极保护踝关节，当运动中受外力因素而被迫摔倒时，可将重心放低，顺势翻滚倒地，减轻受损程度[13]；③加强自身技术训练，充分锻炼个人身体素质，熟练掌握篮球运动特点及规律，避免运动损伤；④做好运动前检查工作，全面检查运动场地，结合自身生理条件，注意放松心情和注意力，避免过饥或过饱状态下展开运动[9-14]。