踝關(guān)節(jié)護(hù)具對(duì)于不同運(yùn)動(dòng)中人體下肢生物力學(xué)及神經(jīng)肌肉控制的影響①

劉夢(mèng)君 王 琳

(上海體育學(xué)院 上海 200438)

踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)損傷是運(yùn)動(dòng)員常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)損傷之一，占所有運(yùn)動(dòng)損傷的15%～30%[1,2]。在踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)損傷類型中，最常見(jiàn)踝關(guān)節(jié)外側(cè)損傷是踝關(guān)節(jié)外側(cè)扭傷[1]。踝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)扭傷會(huì)顯著影響人體運(yùn)動(dòng)能力，如果不及時(shí)治療和康復(fù)，會(huì)導(dǎo)致慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)及疼痛的產(chǎn)生[3]。運(yùn)動(dòng)損傷防護(hù)人員為了減少踝關(guān)節(jié)外側(cè)扭傷的發(fā)生會(huì)采用不同的干預(yù)預(yù)防手段，其中包括踝關(guān)節(jié)貼扎、佩戴踝關(guān)節(jié)支撐（Ankle Brace）、加強(qiáng)本體感覺(jué)訓(xùn)練等[4]。踝關(guān)節(jié)貼扎曾被認(rèn)為是預(yù)防踝關(guān)節(jié)損傷的主要方法，已有研究表示正確的踝關(guān)節(jié)貼扎方法能夠有效限制踝關(guān)節(jié)的跖屈及內(nèi)翻活動(dòng)，從而預(yù)防踝關(guān)節(jié)扭傷[5]。盡管踝關(guān)節(jié)貼扎能夠預(yù)防踝關(guān)節(jié)扭傷，但是這一方法也存在不足，一方面是使用踝關(guān)節(jié)貼扎（膠帶、皮膚保護(hù)涂料）的成本較高[6]，另一方面是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)后踝關(guān)節(jié)貼扎對(duì)于踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定效果會(huì)明顯下降[7]。而相比于踝關(guān)節(jié)貼扎，踝關(guān)節(jié)支撐的優(yōu)點(diǎn)在于不僅能夠重復(fù)使用，并且有研究表明在運(yùn)動(dòng)前后踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)于踝關(guān)節(jié)的保護(hù)效果優(yōu)于踝關(guān)節(jié)貼扎[8]。因此，基于經(jīng)濟(jì)效益及對(duì)踝關(guān)節(jié)保護(hù)的質(zhì)量，踝關(guān)節(jié)支撐已經(jīng)引起越來(lái)越多運(yùn)動(dòng)損傷防護(hù)人員的注意，并將踝關(guān)節(jié)支撐作為踝關(guān)節(jié)貼扎的替代品，廣泛用于運(yùn)動(dòng)員踝關(guān)節(jié)扭傷的預(yù)防[6,9,10]。目前使用最廣泛的踝關(guān)節(jié)支撐主要分為兩種：一種是半剛性踝關(guān)節(jié)支撐（Semi-rigid Ankle Brace），如鉸鏈?zhǔn)剑℉inged Ankle Brace）和氣墊馬鐙式（Air-cast Stirrup Ankle Brace），另一種是軟殼踝關(guān)節(jié)支撐（Soft-shell Ankle Brace），如系帶式（Lace-up Ankle Brace）。就系帶式踝關(guān)節(jié)支撐來(lái)說(shuō)，其不僅能夠有效限制踝關(guān)節(jié)的內(nèi)翻、外翻運(yùn)動(dòng)，而且還能夠限制踝關(guān)節(jié)的背屈運(yùn) 動(dòng)[11,12]，而鉸鏈?zhǔn)郊皻鈮|馬鐙式踝關(guān)節(jié)支撐能夠有效限制踝關(guān)節(jié)的內(nèi)翻運(yùn)動(dòng)，但其不限制踝關(guān)節(jié)在矢狀面上運(yùn)動(dòng)[13-15]。

人類的運(yùn)動(dòng)是以路基運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)的，踝關(guān)節(jié)支撐的使用，能否影響不同運(yùn)動(dòng)中人體下肢運(yùn)動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和神經(jīng)肌肉控制，是否會(huì)由于改變了踝關(guān)節(jié)的生物力學(xué)而影響下肢其他關(guān)節(jié)的生物力學(xué)表現(xiàn)和運(yùn)動(dòng)損傷的發(fā)生，是值得思考的問(wèn)題。下肢動(dòng)力鏈的每個(gè)關(guān)節(jié)在特定運(yùn)動(dòng)中都有自己的作用，但每個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)和力的作用也會(huì)影響動(dòng)力鏈的其他關(guān)節(jié)[4]。因此，有一些研究者建議應(yīng)探討使用踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)于人體運(yùn)動(dòng)時(shí)下肢生物力學(xué)及神經(jīng)肌肉控制的影響，從而為正確使用踝關(guān)節(jié)支撐預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷提供參考[16]。目前，已經(jīng)有一些研究針對(duì)不同運(yùn)動(dòng)時(shí)使用踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)下肢不同關(guān)機(jī)生物力學(xué)表現(xiàn)進(jìn)行了研究，并探討了繼發(fā)的可能運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)。

因此，該文從踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)人體下肢生物力學(xué)及神經(jīng)肌肉控制影響角度出發(fā)，總結(jié)了在幾種常見(jiàn)的基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)中佩戴不同踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)于人體下肢生物力學(xué)及神經(jīng)肌肉控制的影響，以及可能產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)，以便為運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者選擇使用踝關(guān)節(jié)支撐預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷提供更多的理論和實(shí)際指導(dǎo)。

1 跑步運(yùn)動(dòng)

1.1 踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)跑步運(yùn)動(dòng)下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)的影響

佩戴不同踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)于跑步運(yùn)動(dòng)中人體運(yùn)動(dòng)學(xué)影響的研究主要集中在跑步速度，以及髖、膝、踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度特征等方面。

在跑步速度方面的多數(shù)研究表示，無(wú)論佩戴鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐或者氣墊馬鐙式踝關(guān)節(jié)支撐[17-21]，還是系帶式踝關(guān)節(jié)支撐[22]，均對(duì)跑步速度沒(méi)有影響。僅Burks等人的研究發(fā)現(xiàn)，佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐進(jìn)行跑步時(shí)，跑步速度明顯減少了3.2%[23]，但由于其未報(bào)道詳細(xì)的測(cè)試程序，如采用何種測(cè)試方法、測(cè)試儀器及測(cè)量的準(zhǔn)確性，這可能是導(dǎo)致其出現(xiàn)不同研究結(jié)果的原因。

在踝關(guān)節(jié)矢狀面的運(yùn)動(dòng)特征上，有研究表明在跑步運(yùn)動(dòng)中佩戴鉸鏈?zhǔn)交蛘邭鈮|馬鐙式踝關(guān)節(jié)支撐，不會(huì)對(duì)踝關(guān)節(jié)矢狀面的跖屈和背屈運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響[24,25]。而Tamura等人發(fā)現(xiàn)，跑步過(guò)程中佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐時(shí)，最大跖屈角度、最大跖屈速率及在腳趾離地時(shí)的跖屈角度會(huì)明顯減少[25]，但其未探討可能存在的原因，這可能與系帶式踝關(guān)節(jié)支撐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)有關(guān)，系帶式踝關(guān)節(jié)支撐不僅能夠限制踝關(guān)節(jié)在額狀面的運(yùn)動(dòng)，還可以限制踝關(guān)節(jié)在矢狀面的運(yùn)動(dòng)[11]。在踝關(guān)節(jié)額狀面的運(yùn)動(dòng)特征上，Clercq等人表示，與不佩戴踝關(guān)節(jié)支撐相比，受試者在佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐時(shí)，距下關(guān)節(jié)外翻角度及外翻速率明顯減少，這可能提供了一種策略來(lái)控制足部支撐階段的過(guò)度內(nèi)旋[26]。在跑步運(yùn)動(dòng)中，佩戴不同踝關(guān)節(jié)支撐時(shí)均能對(duì)踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角度加以限制，但是不同踝關(guān)節(jié)支撐類型對(duì)于踝關(guān)節(jié)的額狀面運(yùn)動(dòng)的限制程度會(huì)不同，其中氣墊式及鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐更能有效限制踝關(guān)節(jié)最大內(nèi)翻角度[8,25]。

目前，有研究表示在跑步過(guò)程中佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐或者是鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐不會(huì)對(duì)膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)產(chǎn)生影響[13,25]。但Tamura等人發(fā)現(xiàn)，在跑步過(guò)程中佩戴系帶式或者鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐時(shí)在足初始觸地階段髖關(guān)節(jié)內(nèi)收角度有所增加，這可能意味人體采用了“適應(yīng)策略”以補(bǔ)償佩戴踝關(guān)節(jié)支撐時(shí)踝關(guān)節(jié)所受到的限制，該適應(yīng)策略可能包括相關(guān)肌肉組織過(guò)度收縮或者收縮不足、肌肉延遲或者過(guò)早激活，以及相關(guān)關(guān)節(jié)過(guò)度旋轉(zhuǎn)或者旋轉(zhuǎn)不足等[16]。但目前關(guān)于跑步運(yùn)動(dòng)中佩戴不同踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)于下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究較少，大部分研究集中于踝關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)，對(duì)于髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究較為缺乏，因此有必要聯(lián)合踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行進(jìn)一步探討。

1.2 踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)跑步運(yùn)動(dòng)下肢動(dòng)力學(xué)的影響

West等人的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員佩戴鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐以5±1m/s的速度完成跑步運(yùn)動(dòng)時(shí)，下肢所受到的垂直地面反作用力未發(fā)生變化[13]。該研究結(jié)果與Clercq等人的發(fā)現(xiàn)相似，Clercq等人發(fā)現(xiàn)在跑步過(guò)程中佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)垂直方向沖擊力峰值沒(méi)有影響[26]，這可能是由于下肢骨骼肌肉系統(tǒng)自身所發(fā)揮的減震作用[27]，而該系統(tǒng)受到踝關(guān)節(jié)護(hù)具的影響較少。但目前針對(duì)在跑步運(yùn)動(dòng)中佩戴踝關(guān)節(jié)支撐時(shí)下肢動(dòng)力學(xué)特征的研究十分有限，需要進(jìn)一步進(jìn)行分析，此外，踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)于腳踝被動(dòng)支撐與踝關(guān)節(jié)肌肉穩(wěn)定性改變之間的相互作用還需要進(jìn)一步研究。

1.3 踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)跑步運(yùn)動(dòng)下肢神經(jīng)肌肉控制的影響

有研究發(fā)現(xiàn)，在步行過(guò)程中佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐時(shí)會(huì)較少脛骨前肌、脛骨后肌及腓骨長(zhǎng)肌的肌肉活動(dòng)，這可能意味著在步行過(guò)程中，佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐會(huì)對(duì)人體下肢足踝關(guān)節(jié)的步行模式產(chǎn)生影響[28]。在步行和跑步過(guò)程中，脛骨前肌、脛骨后肌及腓骨長(zhǎng)肌共同控制著足的內(nèi)翻、外翻活動(dòng)，從而保證了足部的穩(wěn)定性。Konradsen等人的研究表明，跑步過(guò)程中佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐時(shí)會(huì)減少足跟觸地前腓骨長(zhǎng)肌的肌肉活動(dòng)[29]，這可能預(yù)示著在跑步過(guò)程中踝關(guān)節(jié)通過(guò)對(duì)踝關(guān)節(jié)內(nèi)、外翻的限制而對(duì)腓腸肌產(chǎn)生了一定的分擔(dān)作用。但目前關(guān)于跑步過(guò)程中佩戴踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)下肢肌肉活動(dòng)影響的研究十分有限，佩戴踝關(guān)節(jié)支撐是否會(huì)對(duì)下肢其他關(guān)節(jié)如膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)的肌肉活動(dòng)產(chǎn)生影響還沒(méi)有相關(guān)結(jié)論，因此未來(lái)的研究有必要在此方向上進(jìn)行進(jìn)一步的探討。

1.4 踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)跑步運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)的影響

距下關(guān)節(jié)外翻速率及頻率較高時(shí)，通常與3種跑步損傷相關(guān)：髕骨疼痛綜合征、脛骨壓力綜合征及跟腱炎[30,31]。足落地時(shí)較高的旋前速度可能會(huì)使得跑步者小腿后部肌肉產(chǎn)生腱鞘炎，這也解釋了為何在跑步者中容易產(chǎn)生脛骨的內(nèi)側(cè)疼痛[32]。Clerck等人表示跑步過(guò)程中佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐時(shí)，足部將會(huì)以一個(gè)較小的“內(nèi)翻姿勢(shì)”觸地，使得足部與小腿對(duì)齊，從而有可能減少長(zhǎng)時(shí)間跑步過(guò)程中因脛骨過(guò)度內(nèi)旋而施加在脛骨和膝關(guān)節(jié)上的扭轉(zhuǎn)負(fù)荷[26]。佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐在跑步過(guò)程中可能會(huì)減少跑步過(guò)程中距下關(guān)節(jié)的外翻，并阻止足的過(guò)度內(nèi)旋，因而可以預(yù)防不良跑姿誘發(fā)的跑步損傷。針對(duì)有踝關(guān)節(jié)扭傷史的跑步者，佩戴鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐能夠減少其踝關(guān)節(jié)二次扭傷的發(fā)生[9]，并且在不影響其跑步速度的情況下提供對(duì)于踝關(guān)節(jié)的保護(hù)。此外，對(duì)于有下肢骨骼肌肉疾病的人群，如脛骨后肌肌腱功能障礙，佩戴踝關(guān)節(jié)支撐可能會(huì)通過(guò)減少肌肉活動(dòng)而對(duì)肌腱產(chǎn)生保護(hù)作用[28]。

2 側(cè)切運(yùn)動(dòng)

在眾多球類體育運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員經(jīng)常需要改變其跑動(dòng)方向以跟隨球或者躲避對(duì)手的動(dòng)作，這種用來(lái)改變跑動(dòng)方向的技術(shù)動(dòng)作被稱之為側(cè)切運(yùn)動(dòng)[33]。體育運(yùn)動(dòng)中常常用到的側(cè)切運(yùn)動(dòng)按照步伐的不同主要可以分為跨步側(cè)切運(yùn)動(dòng)（side-step cutting）和交叉步側(cè)切運(yùn)動(dòng)（cross-step cutting）[34]。已有研究發(fā)現(xiàn)，在籃球運(yùn)動(dòng)中，大約30%踝關(guān)節(jié)扭傷的發(fā)生在側(cè)切運(yùn)動(dòng)中[35]，因此在籃球、排球或足球這種使用側(cè)切動(dòng)作頻繁的運(yùn)動(dòng)中，為了避免腳踝扭傷，大多數(shù)運(yùn)動(dòng)員會(huì)選擇使用踝關(guān)節(jié)支撐作為踝關(guān)節(jié)保護(hù)措施。

2.1 踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)側(cè)切運(yùn)動(dòng)下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)的影響

側(cè)切運(yùn)動(dòng)中佩戴不同踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)于人體運(yùn)動(dòng)學(xué)的影響主要集中在踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)。研究表示，佩戴鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐時(shí)能有效減少橫跨步側(cè)切運(yùn)動(dòng)中踝關(guān)節(jié)的內(nèi)翻角度峰值[36,37]，而佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐能夠降低橫跨步側(cè)切運(yùn)動(dòng)中踝關(guān)節(jié)在矢狀面的活動(dòng)度[38]。Santos等人的研究發(fā)現(xiàn)，在單腿支撐伴隨著強(qiáng)有力的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，佩戴鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐可能會(huì)使得膝關(guān)節(jié)的內(nèi)旋增加[16]。因此，側(cè)切運(yùn)動(dòng)中佩戴踝關(guān)節(jié)護(hù)具時(shí)，膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征可能會(huì)受到的補(bǔ)償性改變。然而針對(duì)側(cè)切運(yùn)動(dòng)中佩戴踝關(guān)節(jié)護(hù)具對(duì)于膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)的影響一直存在爭(zhēng)議。Klem等人發(fā)現(xiàn)，在踝關(guān)節(jié)處于背屈峰值階段與對(duì)照組相比，橫跨步側(cè)切運(yùn)動(dòng)中佩戴系帶式和鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐分別使得膝關(guān)節(jié)內(nèi)旋角度增加了2.2°和1.9°，并且在兩種支撐條件下均觀察到了膝關(guān)節(jié)外翻角度的增大[36]。然而與Klem等人的發(fā)現(xiàn)不一致的是，另外幾項(xiàng)研究并未發(fā)現(xiàn)在橫跨步側(cè)切運(yùn)動(dòng)中佩戴踝關(guān)節(jié)支撐會(huì)對(duì)膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)產(chǎn)生影響[13,37,39]。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生不同研究結(jié)果的原因可能是不同研究選取的側(cè)切運(yùn)動(dòng)角度不同（45°或90°）、數(shù)據(jù)分析的階段選擇不同（側(cè)切運(yùn)動(dòng)減速階段或足觸地至離地階段）兩個(gè)方面，因此研究方法的不同可能帶來(lái)結(jié)果上的差別。

2.2 踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)側(cè)切運(yùn)動(dòng)下肢動(dòng)力學(xué)的影響

有研究發(fā)現(xiàn)，在特定的籃球活動(dòng)中，側(cè)切運(yùn)動(dòng)會(huì)使得中外側(cè)垂直地面反作用力增加[40]。盡管有研究表明中外側(cè)的垂直地面反作用力是造成踝關(guān)節(jié)損傷的重要因素[41]，但很少有針對(duì)側(cè)切運(yùn)動(dòng)中如何減少中外側(cè)垂直地面反作用力的研究。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在橫跨步側(cè)切運(yùn)動(dòng)中佩戴氣墊式踝關(guān)節(jié)支撐時(shí)可明顯降低中外側(cè)的垂直地面反作用力峰值，這可能表示在橫跨步側(cè)切運(yùn)動(dòng)中氣墊式踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)于踝關(guān)節(jié)的保護(hù)作用。然而Cordova及West等人的研究發(fā)現(xiàn)，在側(cè)切運(yùn)動(dòng)中無(wú)論佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐還是鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐，地面反作用力都不會(huì)發(fā)生明顯變化[13,42]，此外Greene等人也發(fā)現(xiàn)，在側(cè)切運(yùn)動(dòng)中佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐時(shí)對(duì)下肢膝關(guān)節(jié)的動(dòng)力學(xué)及垂直地面反作用力沒(méi)有影響[39]。

盡管Schroeder等人在研究中未發(fā)現(xiàn)佩戴鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐進(jìn)行側(cè)切運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)膝關(guān)節(jié)力學(xué)的影響，但其發(fā)現(xiàn)佩戴鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐時(shí)的垂直載荷率（VLR）會(huì)增大，垂直載荷率（VLR）被認(rèn)為與過(guò)度使用的損傷風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，如脛骨應(yīng)力性骨折[37]。由于踝關(guān)節(jié)額狀面的運(yùn)動(dòng)受到限制，佩戴踝關(guān)節(jié)支撐時(shí)會(huì)增加下肢的剛度、下肢垂直載荷率（VLR）及其受到的沖擊力，從而增加骨質(zhì)受傷（如應(yīng)力性骨折）的風(fēng)險(xiǎn)[43]。West發(fā)現(xiàn)，盡管佩戴鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐對(duì)于膝關(guān)節(jié)各個(gè)方向上的力矩及運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)沒(méi)有影響，但其觀察到了膝關(guān)節(jié)外側(cè)剪切力的減小[13]，這表明下肢可能存在其他的動(dòng)力學(xué)改變。

2.3 踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)側(cè)切運(yùn)動(dòng)下肢神經(jīng)肌肉控制的影響

目前僅一項(xiàng)研究探討了在側(cè)切運(yùn)動(dòng)中佩戴踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)于人體下肢神經(jīng)肌肉調(diào)控的影響。Cordova等人的研究發(fā)現(xiàn)，在側(cè)切運(yùn)動(dòng)足部觸地達(dá)到?jīng)_擊力峰值這一階段中，無(wú)論是佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐還是氣墊式踝關(guān)節(jié)支撐均能降低腓骨長(zhǎng)肌的肌肉活動(dòng)，而對(duì)脛骨前肌及腓腸肌內(nèi)側(cè)頭的肌肉活動(dòng)沒(méi)有影響[42]。踝關(guān)節(jié)支撐的主要作用是限制踝關(guān)節(jié)的內(nèi)、外翻，而踝關(guān)節(jié)扭傷的主要機(jī)制是足部跖屈伴隨距下關(guān)節(jié)內(nèi)翻，腓骨長(zhǎng)肌的收縮是抵抗內(nèi)翻運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵防御機(jī)制，因此佩戴踝關(guān)節(jié)支撐可能有助于減少峰值沖擊力期間施加在腓骨長(zhǎng)肌上的應(yīng)變負(fù)荷[42]。

2.4 踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)側(cè)切運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)的影響

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)每年約有25萬(wàn)人遭受前交叉韌帶損傷的困擾[44]，大多數(shù)前交叉韌帶損傷是非接觸性的，而非接觸性前交叉韌帶往往發(fā)生在動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)中，最常見(jiàn)的是側(cè)切運(yùn)動(dòng)[45]。Klem等人發(fā)現(xiàn)，在側(cè)切運(yùn)動(dòng)中佩戴系帶式或者鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐時(shí)會(huì)使得膝關(guān)節(jié)外翻以及內(nèi)旋角度增大[36]。膝關(guān)節(jié)外翻和內(nèi)旋被認(rèn)為能增加施加在前交叉韌帶上的負(fù)荷，因此在側(cè)切運(yùn)動(dòng)中佩戴系帶式或者鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐時(shí)，可能會(huì)增加前交叉韌帶損傷的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于已有前交叉韌帶損傷史的運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者來(lái)說(shuō)，在選取踝關(guān)節(jié)護(hù)具上需要慎重考慮。另有研究觀察到，在側(cè)切運(yùn)動(dòng)中佩戴鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐時(shí)膝關(guān)節(jié)外側(cè)剪切力減小[13]，之前有研究表示，重復(fù)性膝關(guān)節(jié)外側(cè)剪切力與膝骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)展有關(guān)[46]，佩戴鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐可能會(huì)降低遭受此疾病的風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述，目前關(guān)于側(cè)切運(yùn)動(dòng)中使用踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)于下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)影響的研究是充滿爭(zhēng)議的，對(duì)于已經(jīng)有膝關(guān)節(jié)損傷病史的人來(lái)說(shuō)，應(yīng)該謹(jǐn)慎使用踝關(guān)節(jié)支撐，從而避免膝關(guān)節(jié)發(fā)生代償性改變。

3 垂直跳躍運(yùn)動(dòng)

垂直跳躍運(yùn)動(dòng)是籃球、排球、足球等運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中運(yùn)動(dòng)員的一項(xiàng)重要運(yùn)動(dòng)技能[47]，垂直跳躍高度也是運(yùn)動(dòng)員沖刺加速度和速度的重要預(yù)測(cè)指標(biāo)[48]。急性踝關(guān)節(jié)扭傷是排球、籃球運(yùn)動(dòng)中最常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)損傷[49,50]，因此許多運(yùn)動(dòng)員為了保護(hù)踝關(guān)節(jié)會(huì)選擇使用踝關(guān)節(jié)支撐作為預(yù)防措施，并且踝關(guān)節(jié)支撐也被證明能夠有效預(yù)防踝關(guān)節(jié)扭傷[6]，因此，有必要了解佩戴踝關(guān)節(jié)進(jìn)行垂直跳躍運(yùn)動(dòng)時(shí)人體下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)及神經(jīng)肌肉控制的變化，從而為合理使用踝關(guān)節(jié)支撐提供指導(dǎo)。

3.1 踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)垂直跳躍運(yùn)動(dòng)下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)的影響

佩戴不同踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)于垂直跳躍運(yùn)動(dòng)中人體運(yùn)動(dòng)學(xué)影響的研究主要集中在垂直跳躍高度、下肢踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度特征等方面。

佩戴不同踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)垂直跳躍高度的影響充滿爭(zhēng)議，一部分研究表示佩戴踝關(guān)節(jié)支撐可能會(huì)降低垂直跳躍高度[23,51-54]，而另一些研究發(fā)現(xiàn)佩戴不同踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)于垂直跳躍高度沒(méi)有顯著影響[19,20,55]。研究存在爭(zhēng)議，可能主要?dú)w因于測(cè)試人群、測(cè)試方式、測(cè)量精確性等方面。

Smith等人的研究發(fā)現(xiàn)，佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐完成垂直跳躍運(yùn)動(dòng)時(shí)，下肢踝關(guān)節(jié)跖屈角度及髖關(guān)節(jié)屈曲角度會(huì)明顯減小，但踝關(guān)節(jié)背屈角度及膝關(guān)節(jié)屈曲角度未發(fā)現(xiàn)顯著性變化[54]。在垂直跳躍運(yùn)動(dòng)中，佩戴踝關(guān)節(jié)護(hù)具很可能會(huì)改變垂直跳躍運(yùn)動(dòng)下肢的生物力學(xué)變化，使得髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)發(fā)生代償性改變。但是，目前關(guān)于在垂直跳躍運(yùn)動(dòng)中佩戴踝關(guān)節(jié)護(hù)具對(duì)下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)影響的研究較少，無(wú)法形成一致的結(jié)論。

3.2 踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)垂直跳躍運(yùn)動(dòng)下肢動(dòng)力學(xué)的影響

作為下肢最遠(yuǎn)端的主要關(guān)節(jié)，踝關(guān)節(jié)及其周圍的肌肉組織負(fù)責(zé)產(chǎn)生及傳遞來(lái)自近端節(jié)段的能量[56,57]，因此在垂直跳躍任務(wù)中，強(qiáng)而有力的跖屈是垂直跳躍任務(wù)中的一個(gè)重要組成部分，佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)于踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的限制可能會(huì)影響下肢節(jié)段的力量傳遞，從而引起垂直跳躍高度的降低。Henderson等人的研究發(fā)現(xiàn)，佩戴系帶式或鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐完成垂直跳躍任務(wù)時(shí)對(duì)垂直地面反作用力峰值沒(méi)有影響，而在同一研究中Henderson等人觀察到了垂直跳躍高度的降低，理論上垂直跳躍高度的降低可能預(yù)示著垂直地面反作用力的變化，Henderson等人表示可能是由于其在實(shí)驗(yàn)中僅僅收集了優(yōu)勢(shì)肢的數(shù)據(jù)而忽略了非優(yōu)勢(shì)肢[58]。目前，關(guān)于踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)于垂直跳躍任務(wù)中下肢動(dòng)力學(xué)影響的研究較少，然而對(duì)于下肢動(dòng)力學(xué)變化的研究將有助于分析下肢在起跳過(guò)程中力量傳遞的變化，未來(lái)的研究需要在此方向上進(jìn)行更加細(xì)致的分析。

3.3 踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)垂直跳躍運(yùn)動(dòng)下肢神經(jīng)肌肉控制的影響

Smith等人研究發(fā)現(xiàn)，在垂直跳躍運(yùn)動(dòng)推進(jìn)階段（下蹲至最低點(diǎn)至離開(kāi)地面前），佩戴系帶式踝關(guān)節(jié)支撐時(shí)腓腸肌肌肉活性不會(huì)受到影響[54]。盡管腓腸肌在垂直跳躍運(yùn)動(dòng)中有助于足底屈曲和膝關(guān)節(jié)屈曲，但腓腸肌所貢獻(xiàn)的力量只占總力量的25%[57]，因此髖關(guān)節(jié)及膝關(guān)節(jié)處的肌肉可能在垂直跳躍運(yùn)動(dòng)中發(fā)揮著更大的作用。Henderson等人的研究發(fā)現(xiàn)，佩戴鉸鏈?zhǔn)锦钻P(guān)節(jié)支撐完成垂直跳躍運(yùn)動(dòng)時(shí)，腓腸肌外側(cè)肌肉活性會(huì)降低并伴隨股二頭肌活性升高，這可能預(yù)示著膝關(guān)節(jié)處的肌肉活性發(fā)生了變化，從而為跳躍運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生更強(qiáng)推動(dòng)力[58]。另有研究表明，踝關(guān)節(jié)支撐可以通過(guò)增加對(duì)皮膚受體的刺激來(lái)增強(qiáng)傳入反饋[59]，從而改善踝關(guān)節(jié)的本體感覺(jué)[60]，佩戴踝關(guān)支撐時(shí)傳入反饋的改變可能會(huì)影響到跳躍運(yùn)動(dòng)的生物力學(xué)，特別是各個(gè)肌肉協(xié)同收縮活動(dòng)，這可能是佩戴不同踝關(guān)節(jié)支撐下肢肌肉活動(dòng)出現(xiàn)差別的原因。因此，在垂直跳躍運(yùn)動(dòng)中，佩戴踝關(guān)節(jié)支撐可能會(huì)使得下肢肌肉活動(dòng)發(fā)生變化。但目前相關(guān)研究較少，尚未得到統(tǒng)一結(jié)論。

3.4 踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)垂直跳躍運(yùn)動(dòng)下肢運(yùn)動(dòng)損傷的影響

有研究分析了行走、跑步、側(cè)切運(yùn)動(dòng)、交叉?zhèn)惹羞\(yùn)動(dòng)等活動(dòng)中前交叉韌帶所受到的拉力，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)在雙足垂直跳躍活動(dòng)中，前交叉韌帶承受著最大的拉伸應(yīng)力[61]。膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶損傷的危險(xiǎn)姿勢(shì)為膝關(guān)節(jié)接近完全伸展并伴隨著小腿的內(nèi)旋或者外旋[62]，而佩戴踝關(guān)節(jié)支撐完成垂直跳躍任務(wù)時(shí)膝關(guān)節(jié)處股二頭肌肌肉活性出現(xiàn)升高[58]，這可能預(yù)示著在垂直跳躍任務(wù)中佩戴踝關(guān)節(jié)支撐小腿可能會(huì)有更多的外旋，從而使得前交叉韌帶承受著更高的損傷風(fēng)險(xiǎn)。因此，有必要進(jìn)一步評(píng)估在垂直跳躍運(yùn)動(dòng)任務(wù)中，佩戴踝關(guān)節(jié)支撐對(duì)下肢膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)及其周圍肌肉活動(dòng)的影響。

4 問(wèn)題與展望

綜上所述，在不同的基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)中，佩戴不同踝關(guān)節(jié)支撐會(huì)對(duì)人體下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)及神經(jīng)肌肉控制產(chǎn)生不同的影響。而在同一種運(yùn)動(dòng)中，佩戴不同踝關(guān)節(jié)支撐時(shí)人體所產(chǎn)生相應(yīng)生物力學(xué)及神經(jīng)肌肉控制適應(yīng)還沒(méi)有明確統(tǒng)一的結(jié)論。

因此，未來(lái)的研究應(yīng)該更多的針對(duì)動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)中使用不同類型的踝關(guān)節(jié)支撐進(jìn)行探討，分析佩戴不同踝關(guān)節(jié)支撐時(shí)下肢生物力學(xué)及神經(jīng)肌肉控制的特征，從而為運(yùn)動(dòng)員或者體育運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者選擇性使用踝關(guān)節(jié)支撐預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷提供更多的理論依據(jù)。