慢性机械性踝关节不稳定中背侧前扣带回重塑机制的研究

Chronic mechanical ankle instability (MAI) is a commonly seen sports related lesion. Brain is thought to be important in the pathological mechanism of ankle instability, while the exactly regulatory mechanism of brain is not clear until now. Our preliminary research showed the patients with chronic ankle instability had increased visual utilization. Moreover, the patients with chronic ankle instability had lower βvalue of dorsal anterior cingulate cortex (dACC) comparing to that of normal control in task functional MRI. All these findings indicate that there might be brain remodeling in MAI and dACC might be one of the key areas. In the present study, we would identify and compare the remodeling of dACC in MAI by several techniques, including functional magnetic resonance imaging, electroencephalograph, balance testing, and 3-dimentional motion analysis, et al. Furthermore, after the intervention with special factors, including operation and rehabilitation, we would evaluate the effect of these interventions on the dACC function, then investigate the specific details of the mechanism of dACC remodeling. This study would contribute to the establishment and confirmation of the hypothesis of the mechanism of dACC remodeling in joint instability, to complement the mechanism of injury, treatment and prevention of joint instability, and to provide the theoretical and experimental basis for developing more effective treatment of joint.

慢性机械性踝关节不稳定（MAI）是临床常见的运动损伤相关性疾病。大脑可能在其病理机制中起重要作用，但具体机制尚未明确。我们的前期工作显示MAI患者存在视觉利用增加。此外，MAI患者在任务态脑功能核磁共振中背侧前扣带皮层（dACC）脑区β值较正常对照组降低，并与临床评分相关，提示该脑区激活状态改变。这些结果提示MAI可能存在关节损伤导致的大脑功能重塑，而dACC可能是关键脑区之一。本研究拟进一步采用功能核磁共振、脑电图、平衡测试及三维运动分析等技术，辨别MAI中dACC脑区功能重塑特征及其与运动、平衡、临床之间的相关性，并在康复、手术等不同方法进行特定干预后，在体评价这些措施对dACC脑区功能的影响，探讨dACC脑区在MAI中的重塑机理。本研究有助于建立并证实MAI中dACC脑区功能重塑机制假说，完善MAI的损伤、治疗及预防机制并为发展更有效的MAI治疗方法提供理论依据和实验基础。

慢性机械性踝关节不稳定（MAI）是临床最常见的运动相关性损伤之一。目前已有的康复与手术治疗存在不足，其原因可能是关节损伤后中枢神经出现了异常重塑导致持续的运动功能障碍。本研究基于前期预实验发现的MAI患者背侧前扣带回的皮层抑制的现象，进一步通过脑电及脑功能和结构磁共振检测、以及康复和手术治疗，探索了MAI中背侧前扣带皮层脑区的重塑特征及其调节机制。. 我们的研究发现MAI患者相比健康对照组：1）下肢单足向上跳跃并单足落地时踝关节在内翻倾斜着陆坡面的反应、以及闭眼时的足底压力中心控制能力存在缺陷；2）在进行视觉呈现的“扭伤相关恐惧”任务时心理恐惧水平更高、背侧前扣带回区域出现负激活表现，且其降低强度与心理恐惧水平和基线踝关节功能评分呈显著相关；3）扣带回运动区和与疼痛认知相关的脑岛之间的功能连接存在显著抑制，其抑制程度与活动水平评分也呈显著负相关；4）包含背侧前扣带回的“突显网络”与“感觉运动网络”的网络间功能连接显著降低；5）感觉运动网络中负责踝关节运动的小脑部出现了局部功能紊乱，且紊乱程度与踝关节功能不稳定程度相关；6）感觉运动脑区中小脑灰质、皮质脊髓束以及小脑下脚存在萎缩及退变；7）踝内翻的运动觉与主动位置觉、以及外踝肌肉收缩的力觉存在缺陷，并且已有的包括外部支具以及运动康复，均对其没有良好的疗效。最后，接受踝关节外侧韧带修复和重建术治疗的MAI患者术后随访结果提示，术前背侧前扣带回抑制程度更高的患者，其术后运动水平越低，提示背侧前扣带回抑制可能在术后持续地影响了患者的临床疗效。. 我们的研究明确了MAI中背侧前扣带皮层脑区在处理运动损伤相关刺激中的重塑特征，并从踝关节-背侧前扣带回脑区调节通路的角度阐明了MAI中背侧前扣带回抑制及其与认知中枢（例如岛叶等）以及感觉运动中枢（例如小脑等）共同交互影响MAI患者临床症状、功能缺陷、手术疗效的神经机制，为建立完善的MAI防治体系提供了实验基础和理论依据。