만성 발목 불안정성 운동선수의 감각운동 조절에 대한 감각 결함의 역할

만성 발목 불안정성(CAI)의 특징: 측면 발목 염좌는 스포츠 클리닉에서 가장 흔한 근골격 부상 중 하나입니다. 높은 재발률과 지속적인 염좌 후 증상과 결합된 측면 발목 염좌의 높은 유병률은 측면 발목 염좌와 그 후유증을 건강에 심각한 영향과 의료 부담으로 만듭니다. 측면 발목 염좌는 일반적으로 양성 부상으로 간주되지만 측면 발목 염좌 환자의 40%는 측면 발목 염좌 후 1년 이내에 만성 발목 불안정성이 발생하는 것으로 추정됩니다.

만성 발목 불안정성은 반복적인 염좌, 인지된 불안정성 및 휘어짐을 특징으로 하며 기계적 불안정성과 기능적 발목 불안정성으로 분류할 수 있습니다. 발목의 기계적 불안정성은 기계적 구조적 제약(예: 인대)의 손실로 인해 발생합니다. 기능적 불안정성은 발목 주변 근육 동원의 변화, 고유감각계 손상 등 감각운동 조절 장애로 인한 자세 조절 변화 및 기능적 능력 감소와 관련된 불안정성을 의미합니다. CAI는 스포츠 수행을 방해할 뿐만 아니라 삶의 질을 저하시키고 발목 관절염 발병 가능성을 높이는(68%-75%) 것으로 밝혀졌습니다. Hertel은 발목이 불안정한 개인은 재발성 발목 염좌의 위험이 더 높으며 CAI 증상 치료에 시간과 비용이 많이 소요될 수 있다고 보고했습니다. CAI와 관련하여 관절 이동성 및 근력 상실, 고유 감각 및 감각 손상, 자세 조절 및 신경근 성능 저하, 운동 패턴 변화 등 다양한 손상이 보고되었습니다. 그러나 그 메커니즘과 관리 전략은 아직 여러 측면에서 명확하게 이해되지 않고 있습니다. 따라서 매우 다양한 개입이 제안되었으며 일관되지 않은 결과가 보고되었습니다.

CAI 개발을 위한 개념 모델: 빈약한 신경근 조절과 CAI를 연결하는 이론은 반세기 이상 동안 논의되어 왔습니다. 발목 염좌 후에는 발목 관절 주변의 관절 수용체와 말초 신경 섬유 중 일부가 영향을 받아 반사 반응이 손상되고 발목의 기능적 안정성이 저하되는 것으로 여겨졌습니다. 나중에 더 많은 연구자들이 CAI가 감각 결함뿐만 아니라 운동 조절에도 결함을 나타낼 뿐 아니라 감각운동 시스템의 이러한 변화가 결국 기능 상실로 이어질 것이라고 보고했습니다. 2019년에 Hertel et al. (2019)은 CAI 개발을 위한 현재 모델을 수정했습니다. 초기 발목 부상은 신경계에 영향을 미쳐 감각, 지각 및 운동 기능 사이의 균형과 안정성을 교란시키는 것으로 제안되었습니다. 이러한 교란은 변경된 조건에 적응하려는 감각운동 시스템의 자체 조정으로 이어질 수 있으며, 결과적으로 신경망의 장기적인 변화를 초래하고 개인을 지속적인 불안정 증상에 노출시킬 수 있습니다. 새로 개정된 이 모델은 말초 및 중추 감각운동 시스템을 모두 통합하여 CAI의 개발을 설명합니다. 그러나 CAI를 가진 개인의 중앙 감각 운동 처리, 특히 CAI가 체성 감각 피질에 미치는 영향에 대해서는 덜 탐구되어 있음을 분명히 보여줍니다.

CAI를 가진 개인은 신경근 성능이 저하됩니다. 신경근 조절 및 자세 안정성에 대한 CAI의 효과는 광범위하게 연구되었습니다. 관심 연구 주제에는 변경된 반사 신경 및 신경근 억제, 근육 활성화 패턴(타이밍, 모집 순서 및 진폭), 갑작스러운 내반 교란 또는 점프 착지 중 하지 분절의 관절 역학, 균형 테스트 작업 중 자세 제어 특성이 포함되었습니다. 일반적으로 CAI 환자는 손상되지 않은 대조군에 비해 가자미근과 장종골근의 Hmax/Mmax 비율(H 반사/M 반사 비율)이 더 낮다는 데 동의합니다. 이는 CAI 환자의 척추 수준의 신경 흥분성이 저하되었음을 나타냅니다. ; 이 집단은 또한 비골근, 전경골근 및 가자미근의 근육 활성화가 변경되고 균형 조절 전략이 변경된 것으로 나타났습니다. Hoch와 McKeon(2014) 및 Thompson et al.의 체계적인 검토 및 메타 분석에 대한 최근 간행물. (2018)은 CAI에 기여하는 동적 균형, 비골 반응 및 외전 근력 결핍을 뒷받침하는 강력한 증거가 있음을 보여주었습니다. CAI의 운동 장애를 보여주는 강력한 증거로 인해 이 집단에 대한 지배적인 개입 전략은 지금까지 운동 성능을 중심으로 하는 것이었습니다.

CAI 환자의 체성 감각 결핍 CAI의 고유 수용성 결핍은 수십 년 동안 연구의 주요 초점이었습니다. Thompsonet al. (2018)은 대조군과 비교하여 CAI의 능동 및 수동 고유 감각 결핍을 모두 뒷받침하는 적당한 증거가 있음을 나타냈습니다. Xue et al.의 최신 체계적 검토 및 메타 분석에 따르면. (2021), CAI 영향을 받은 발목은 반대쪽과 비교했을 때 반전 및 족저굴곡 모두에서 발목 운동 감각이 더 나빴습니다. CAI를 가진 개인은 건강한 대조군과 비교할 때 전두엽 운동(반전 및 외전 모두)에서 운동 감각 결함 및 활성 관절 재배치 결함을 나타냈습니다. 최근 몇 년간 피부 감각의 결함에 더 많은 관심이 집중되었습니다. Hochet al. (2012)는 비-CAI 사람들에 비해 첫째 중족골의 머리, 다섯 번째 중족골의 기저부, 발뒤꿈치의 비복 분지의 신경 분포를 따라 발바닥 표면이 진동 촉각 자극에 덜 민감하다는 것을 발견했습니다. 경골 신경. Burcal과 Wikstrom은 CAI를 가진 사람들이 첫 번째 중족골의 머리, 다섯 번째 중족골의 기저부 및 족근동에서 더 높은 Semmes Weinstein 모노필라멘트 역치를 나타내는 유사한 결과를 발견했습니다31. CAI에 손상된 피부 감각이 포함될 가능성이 있기 때문에 최근 이 집단에 대한 감각 표적 개입의 접근 방식이 이루어졌습니다.

CAI의 중추 감각운동 조절 장애: 이전 단락에서 설명한 바와 같이 발목 불안정성에 대한 고전적인 이론은 관절 수용체와 말초 신경 섬유의 손상에 기반을 두고 있습니다. 그러나 새로운 데이터에 따르면 고유 감각 감각 결손만으로는 CAI 환자의 신경근 결손을 설명하기에 충분하지 않으며 CAI가 중추 감각 운동 조절에 어떻게 영향을 미치는지 확인하려면 더 많은 연구가 필요합니다.

이전 연구에 따르면 어깨 충돌 및 요통과 같은 만성 근골격 기능 장애가 있는 개인의 경우 피질 척수 경로의 통합이 영향을 받을 수 있으며, 이는 더 높은 활성 운동 역치, 더 긴 피질 침묵 기간, 감소된 피질 매핑 영역 및 이동된 무게 중심으로 나타납니다. 대뇌 피질 매핑 영역의. CAI의 피질 척수 조절 장애 가능성이 최근 몇 가지 연구에서 조사되었습니다. Pietrosimone과 Gribble(2012), Shih et al. (2017), Terada et al. (2022)은 발목 관절 주변 근육에 피질 척수 흥분성(장종골근과 가자미근의 운동 유발 잠재력 감소)이 손상되었다고 보고했습니다. 메타 분석을 통한 두 가지 전신 검토는 이러한 발견을 뒷받침하지 않았으며 CAI 유무에 관계없이 사람들에게 다음과 같은 증상이 있음을 보여주었습니다. 유사한 척수상 신경 흥분성. 이러한 불일치는 테스트 위치 및 작업과 같은 연구 설계의 차이와 관련이 있을 수 있습니다.

CAI에서 변경된 중앙 운동 시스템 흥분성의 역할은 아직 합의에 도달하지 못했습니다. CAI가 체성 감각 피질에 미치는 영향에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 체성감각 피질 활성화를 평가하기 위한 일반적인 결과 측정은 뇌파검사(EEG)를 사용하여 피질의 다양한 영역에서 흥분성 및 억제성 활동 전위의 전기생리학적 신호를 감지합니다. 이전 연구에서는 전방 십자인대(ACL) 결손이 있는 사람의 P27 전위 및 체성감각 유발 전위(SEP)의 이상이 보고되었으며, 이는 ACL 부상 후 체성감각 피질 신경가소성을 나타냅니다. 단 하나의 연구에서만 발목이 불안정한 사람들의 체성감각 피질 활성화를 평가했으며 건강한 대조군과 발목이 불안정한 개인 사이의 체성감각 피질 활동(상위 알파 주파수의 이벤트 관련 비동기화(ERD))에 차이가 없음을 발견했습니다. 중추 감각운동 결손과 요통 및 ACL 결손과 같은 만성 근골격 문제 사이의 연관성을 보여주는 강력한 증거를 통해 우리는 CAI 환자의 감각 결손, 특히 중추 체성감각 활성화의 역할을 이해하고 추가 정보를 제공하기 위해 향후 연구가 필요하다고 믿습니다. 발목 불안정성의 신경생리학적 메커니즘에 대한 설명.

운동 성능의 회복은 CAI의 대중적인 개입이었습니다. 위의 검토에서 만성 발목 불안정성 뒤에 있는 문제는 감각 및 운동 시스템 모두와 관련이 있다는 것이 분명합니다. 그러나 대부분의 중재 전략은 근육 강화, 신경근 훈련, 자세 및 균형 조절 훈련을 포함하여 운동 경로의 결함을 회복하는 데 중점을 두었습니다. 많은 연구에서 이러한 운동 회복 중재의 긍정적인 효과가 발견되었지만, 근거의 종합은 근육 성능, 자세 안정성 또는 자기 인식 개선에 대한 신경근 또는 균형 훈련의 효과를 부분적으로(중간 수준으로 제한)만 뒷받침했습니다.

CAI에 대한 감각 중심 중재의 효과를 보여주는 새로운 증거: CAI의 감각 결손 관련에 대한 더 많은 이해로 일부 연구자들은 평면 마사지 및 관절 동원과 같은 주로 감각 입력을 사용하는 중재 방법을 설명하기 시작했습니다. 관절 동원은 착지 운동학, Y 균형 테스트의 도달 거리, 발목 가동성 및 자가 인식 기능 장애 설문지를 포함한 동적 자세 성능을 향상시키는 것으로 밝혀졌습니다. 관절 동원이 "감각운동 제어 재설정" 효과를 갖는 것으로 제안되었지만, 가자미근과 장비골근의 척수 반사 및 피질척수 흥분성은 한 번의 관절 동원 세션 후에도 변경되지 않았습니다. 또한 관절 동원은 감각 자극을 제공할 뿐만 아니라 CAI 환자에게 정렬 교정도 제공합니다. 관절 동원의 효과는 감각 개입보다는 발목 가동성의 향상에서 비롯될 수 있습니다. 여러 연구에서 CAI 환자를 대상으로 순수한 감각 입력인 발바닥 마사지의 효과를 조사한 결과 발바닥 마사지가 정적 자세 제어를 효과적으로 향상시키는 것으로 나타났습니다. 그러나 이러한 연구에서는 인지된 기능 장애 또는 기능적 성능만을 측정했습니다. CAI의 감각 개입에 대한 신경생리학적 메커니즘은 이전에 연구된 바가 없습니다.

CAI 치료 형태로서의 전기 자극: 전통적으로 신경근 자극은 말초 신경 손상, ACL 부전이나 슬개대퇴 통증과 같은 관절성 억제와 관련된 상태부터 뇌졸중이나 척추를 포함한 신경학적 상태에 이르기까지 다양한 상태에 대한 치료의 한 형태로 사용되어 왔습니다. 코드 부상. 이러한 조건에서 신경근 자극이 운동 기능을 회복하는 데 효과적이라는 많은 증거가 있습니다. 전기 자극의 또 다른 접근법은 감각 운동 조절을 개선하기 위해 감각 수준의 자극을 사용하는 것입니다. 그 근거는 체성 감각 자극이 뇌졸중 후 사람들의 피질 가소성을 향상시킬 것이라는 것입니다. 팬 외. 뇌졸중 후 환자 12명을 모집하고 손 재활 프로그램과 결합된 40분간의 감각 전기 자극의 효과를 평가했습니다. 감각운동 조절의 변화는 피질근 일관성(CMC)을 사용하여 평가되었습니다. 치료 4주 후에는 전기자극군의 CMC 값이 대조군에 비해 높아져 대뇌운동피질과 해당 근육의 ​​기능적 연결이 더 크고 생리학적으로 의미가 있음을 알 수 있다. CAI를 가진 사람들은 발바닥 마사지와 같은 감각 중재로 혜택을 받은 것으로 밝혀졌지만 신경생리학적 메커니즘은 연구되지 않았습니다. 또한, 감각 경피 전기 자극(TENS)의 적용은 상대적으로 위험이 없고 실행하기 쉬운 재활 방식입니다. 그러나 CAI 환자를 대상으로 TENS의 효과와 치료 메커니즘을 조사한 연구는 없습니다.

연구 공백 및 기여도: 현재 연구 증거는 만성 발목 불안정성을 가진 사람들이 말초 감각 운동 시스템과 중추 운동 장애에 결함이 있어 감각 운동 조절 및 기능 수행에 결함이 있다는 것을 뒷받침합니다. 그러나 CAI가 체성감각 피질 활성화에 어떻게 영향을 미치는지에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 근력 훈련, 신경근 조절 훈련, 자세/균형 훈련의 효과는 CAI에 대해 광범위하게 조사되었으며, 이 그룹의 사람들에서 신경근 조절, 피질 척수 흥분성 및 기능 수행에 대한 긍정적인 효과가 발견되었습니다. 최근에는 CAI에 대한 감각중재가 제안되어 정적, 동적 자세조절 및 기능에 대한 치료효과가 보고되었다. CAI 환자에게 나타나는 감각 중재 및 자세 적응 전략의 효과를 바탕으로 중추 체성 감각 처리가 CAI의 신경근 성능 변화 및 회복(감각 중재 효과)에 역할을 할 수 있다고 추측하는 것이 합리적입니다. 그러나 이러한 신경생리학적 메커니즘은 이전에 연구된 적이 없습니다.

위의 문제를 해결하기 위해 우리는 체성 감각 피질 활성화, 피질 근육 일관성, 고유 감각, 발바닥 표면의 피부 감각 및 신경근 성능에 대한 CAI의 효과를 먼저 조사하기 위해 3년 보조금을 신청하고 싶습니다. 이러한 변수는 첫해 연구에서 CAI가 있는 45명의 활동적인 젊은 성인과 15명의 대조군 간에 비교됩니다. 둘째, CAI를 가진 사람들은 감각 자극 그룹, 가짜 자극 그룹, 대조군의 세 그룹으로 무작위로 배정됩니다. 참가자들은 40분 동안 감각 수준의 전기 자극 또는 가짜 자극을 받거나 아무것도 받지 않으며 감각 수준 자극이 신경 생리학적 메커니즘과 신경근 성능에 미치는 영향을 이해하기 위해 즉각적인 효과를 검사합니다. 이후 중재(운동을 통한 감각 자극, 운동을 통한 가짜 자극, 운동 단독)를 2주 동안 5회기에 걸쳐 실시하고, 추가적인 감각 자극의 단기 중재 효과를 평가할 예정이다.

이 연구의 결과는 CAI의 감각운동 조절과 CAI 환자 집단의 감각 자극 중재 효과에 대한 더 나은 이해를 제공할 것입니다. 이 조사에서 얻은 데이터는 임상의, 트레이너 및 연구자에게 운동선수의 CAI 관리 및 부상 예방과 이 연구 분야의 추가 연구를 위한 훌륭한 기반을 제공할 것입니다.