电刺激对功能性踝关节不稳者下落跳下肢肌电学特征的影响
作者单位：山东体育学院
会议名称：《第十二届全国体育科学大会》
会议日期：2022年
学科分类：0403[教育学-体育学] 040302[教育学-运动人体科学(可授教育学、理学、医学学位)] 04[教育学] 1002[医学-临床医学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 10[医学]
关 键 词：神经肌肉电刺激 踝关节不稳 均方根振幅 共激活比
摘 要：研究目的:功能性踝关节不稳者(Functional Ankle Instability,FAI)是指踝关节反复发作肌无力感,关节运动的随意控制失常,但踝关节运动幅度尚在正常范围内。导致功能性不稳踝关节反复扭伤的具体原因还不确定,其原因可能是在踝关节扭伤后出现的神经肌肉功能缺陷,包括肌力不足、本体感觉缺失、肌肉激活时间延迟以及平衡控制能力下降等。FAI者再次损伤几率大大增加,易形成恶性循环,严重影响不稳者的生活质量。神经肌肉电刺激(NMES)作为一种非侵入性的物理因子治疗技术,能够减少被刺激肌肉的电-机械延迟,同时能够靶向提高被刺激肌肉激活程度,但NMES能否改善FAI者在落地动作的下肢肌肉表面肌电特征尚未可知。本研究旨在探讨为期6周的NMES能否改善FAI者在落地过程中踝关节周肌肉肌电活动特征,以期为FAI者的治疗提供新的治疗方向,进一步为降低踝关节损伤风险提供治疗思路和数据支持。研究方法:34名NMES组FAI者随机分成NMES组和对照组,分别进行NMES治疗和安慰治疗。两组每周进行3次,每次20分钟,持续6周。其中,(1)NMES组:由取得康复治疗技术资格证的专业物理治疗师对受试者进行腓骨长肌的NMES治疗。具体参数设置如下:波形:对称性双相波;波宽:0.3 ms;频率:20 Hz;强度:患者感受电刺激的感觉并未引起不适感,治疗强度最大不超过90 mA;通断比:1:2。具体时间安排为:每周一、三、五到生物力学实验室接受NMES治疗。(2)对照组:由取得康复治疗技术资格证的专业物理治疗师对受试者进行腓骨长肌的电极片贴敷安慰治疗。具体参数设置如下:波形:对称性双相波;波宽:0.3ms;频率:20Hz;强度:0m A;通断比:1:2。治疗时间安排:每周二、四、六到生物力学实验室进行电极片贴敷安慰治疗。采用Noraxon无线表面肌电系统采集受试者在无初速度的落地动作不同动作阶段中下肢肌肉肌电学数据。受试者双足站在40cm高的平台上,双手置于腰间,眼睛平视正前。当听到测试人员的口令开始,受试者迅速将患侧腿伸出平台外,对准测力台的中央,随着重心向前移动患足自然下落并迅速抬起健侧下肢,同时要求患侧腿单腿站立于测力平台上且至少维持5s,听到测试人员的口令停时结束本次测试。将采集的原始肌电信号导入到Noraxon表面肌电数据处理软件MyoResearch 3.14。对原始肌电信号依次进行带通滤波(20-500 Hz)滤过,全波整流、50 ms移动窗口的均方根振幅(RMS)算法作平滑处理。各肌肉的RMS分别以干预前、后测试中对应肌肉的肌电最大值作标准化处理,以%的形式表示。本研究共存在两类自变量,分别是分组自变量(NMES组和对照组)和时间自变量(干预前和干预6周后)为重复自变量。使用双因素重复性方差分析来分别观察两类自变量对因变量的效果,如果两组自变量之间存在交互反应,使用Bonferroni进行事后检验。显著性差异水平为P0.05。研究结果:在无初速度患侧落地动作中,从触地前100ms至膝关节屈曲至最大角度这一阶段内,与干预前相比,NMES组在干预后腓骨长肌的激活程度显著提高(P0.05);与对照组相比,干预后NMES组的腓骨长肌的激活程度显著较高。此外,与干预前相比,NMES组经过6周的干预后分别在触地前100ms至触地瞬间以及触地瞬间对胫骨前肌(P0.05)和腓肠肌激活程度有显著影响(P0.05)。与干预前相比,在触地瞬间至膝关节屈曲至最大角度这一阶段内,NMES组在干预后的冠状面共激活比显著降低(P0.001);在干预后,NMES组的冠状面的共激活比显著低于对照组(P=0.037)。触地前100ms至触地时刻,两组的冠状面共激活比在干预前后存在显著的时间主效应(P=0.014),与干预前相比,两组的冠状面共激活比在干预后均降低。从触地时刻至膝关节屈曲至最大角度时,两组的矢状面共激活比在干预前后存在显著的时间主效应(P=0.043),与干预前相比,两组的矢状面共激活比在干预后均降低。同时踝关节冠状面肌肉的共激活比在干预前后存在显著的时间主效应和(P0.001)时间与分组的交互效应(P=0.020)。经事后检验结果显示,与干预前相比,NMES组的冠状面的共激活比在干预后显著降低(P0.001);在干预后,NMES组的冠状面的共激活比显著低于对照组(P=0.037)。研究结论:为期6周的NMES干预能够靶向提高下落跳动作中腓骨长肌的激活程度,降低踝关节冠状面肌肉共激活比值。NMES可以有效改善FAI者落地过程中踝关节周肌肉激活程度及肌肉兴奋模式,可能有助于落地过程中姿势控制,但需后续研究进一步证实。