2022步態(tài)分析在足踝外科疾病中的應(yīng)用進(jìn)展(全文)

2022步態(tài)分析在足踝外科疾病中的應(yīng)用進(jìn)展（全文）摘要人類(lèi)的生存離不開(kāi)步行，步態(tài)是步行的特征，臨床上不同的疾病會(huì)出現(xiàn)不同的步態(tài)。步態(tài)分析是通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀察和動(dòng)力學(xué)的研究對(duì)人行走時(shí)四肢和關(guān)節(jié)進(jìn)行觀察和分析，描繪出相應(yīng)的幾何曲線和數(shù)值，描述出人體步態(tài)異常的具體情況。在足踝外科范圍內(nèi)，步態(tài)分析方法可以對(duì)患者的步態(tài)異常程度和性質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，為患者行走能力的評(píng)估、異常步態(tài)的矯正和相關(guān)的治療方式提供重要依據(jù)。本文系統(tǒng)性地回顧了相關(guān)文獻(xiàn)，闡述了關(guān)于正常步態(tài)、異常步態(tài)的臨床共識(shí)，并對(duì)患有高弓足、扁平足、足內(nèi)翻、足外翻、急性踝關(guān)節(jié)扭傷、外翻畸形等疾病的患者步的態(tài)特點(diǎn)進(jìn)行了綜述，從不同疾病的步態(tài)特點(diǎn)出發(fā)，希望為臨床相關(guān)疾病的診治及康復(fù)工作提供支持和參考。關(guān)鍵詞步態(tài)分析；正常步態(tài)；異常步態(tài)；步行步行與人類(lèi)存在密不可分的聯(lián)系，是人類(lèi)生存所需，過(guò)程極為復(fù)雜，需要人體多個(gè)系統(tǒng)參與，如人體重心的移動(dòng)、各個(gè)主要關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)及屈伸運(yùn)動(dòng)、骨盆的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作等，是一種隨意運(yùn)動(dòng)，其中任何一個(gè)部位功能受損，都可能使人的步態(tài)發(fā)生質(zhì)的改變。步態(tài)是人類(lèi)步行的行為特征，受很多因素影響，如人的生活習(xí)慣、所參與的工作、受過(guò)的教育、性別、疾病等。步態(tài)分析是生物力學(xué)的分支，通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀察和動(dòng)力學(xué)的研究對(duì)人行走時(shí)的四肢和關(guān)節(jié)進(jìn)行觀察和分析，并描繪出相關(guān)的幾何曲線和相應(yīng)的數(shù)值，以方便人們進(jìn)行后續(xù)的統(tǒng)計(jì)描述。步態(tài)分析可以通過(guò)生物力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，描述出人體步態(tài)異常的具體情況，進(jìn)而為臨床相關(guān)疾病的診療提供指導(dǎo)。01、正常步態(tài)正常步態(tài)，指的是一個(gè)無(wú)任何疾病的健康成年人，在行走時(shí)感覺(jué)最舒服、最自然的行走狀態(tài)。一般來(lái)講，它有3個(gè)主要特征：①行走時(shí)軀體能夠達(dá)到平穩(wěn)的狀態(tài)；②行走時(shí)跨步的幅度適中；③行走時(shí)所消耗的能量是相對(duì)較少的。健康人在正常行走時(shí)，一側(cè)足跟著地到該足跟再次著地為1個(gè)步態(tài)周期。1個(gè)步態(tài)周期分為站立相和擺動(dòng)相。站立相分為足尖著地、足跟離地、足尖離地、足跟著地等一系列的步態(tài)動(dòng)作。擺動(dòng)相分為加速期、擺動(dòng)期和減速期。正常行走時(shí)，擺動(dòng)相占整個(gè)步態(tài)周期的35%～40%。正常行走時(shí)的步態(tài)是全身主要大關(guān)節(jié)的靈活隨意運(yùn)動(dòng)，需要有良好的平衡能力和協(xié)調(diào)能力，如果不具備這些必要條件，那么異常的步態(tài)就會(huì)隨即而來(lái)。02、異常步態(tài)2.1擺動(dòng)相障礙在步態(tài)周期的擺動(dòng)中，參與活動(dòng)的各個(gè)關(guān)節(jié)可以有獨(dú)立的姿勢(shì)改變，但是這樣的改變會(huì)造成另一側(cè)肢體的代償活動(dòng)，會(huì)造成步態(tài)異常。擺動(dòng)相障礙主要包括：①肢體進(jìn)行中的障礙，如膝關(guān)節(jié)活動(dòng)受限、髖關(guān)節(jié)屈伸受限等；②肢體的廓清障礙，如髖關(guān)節(jié)屈曲受限、足下垂畸形、膝關(guān)節(jié)僵硬等。2.2支撐相障礙在運(yùn)動(dòng)學(xué)上，人體步態(tài)周期中腳站立相所涉及的活動(dòng)需要四肢、脊柱、骨盆、髖、膝、踝關(guān)節(jié)等共同參與，其中任何一個(gè)參與環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都將會(huì)引起整個(gè)步態(tài)特征的改變。踝關(guān)節(jié)作為軀體最遠(yuǎn)端的參與者，對(duì)整個(gè)步態(tài)周期影響最大。支撐相障礙包括：①軀干不穩(wěn)定，大多是髖、膝、踝關(guān)節(jié)活動(dòng)異常所致；②支撐面異常，常見(jiàn)于馬蹄內(nèi)翻足、外翻足等疾?。虎壑w不穩(wěn)定，大多是由于肌力下降或關(guān)節(jié)異常而導(dǎo)致關(guān)節(jié)過(guò)度屈伸和旋轉(zhuǎn)所引起的。03、足踝疾病中步態(tài)分析的應(yīng)用3.1高弓足高弓足是以足縱弓增高為主要特點(diǎn)的足部畸形，病因相對(duì)復(fù)雜，常常合并內(nèi)翻、馬蹄等畸形。根據(jù)既往學(xué)者的研究，發(fā)現(xiàn)人群中高弓足所占的比例為10%～15%，其中60%的患者有疼痛癥狀，疼痛的原因可能與足底壓力過(guò)高有密切聯(lián)系?；诖耍瑢?duì)于患者行走功能的定量評(píng)估就顯得格外重要，而步態(tài)分析可以進(jìn)行定量測(cè)量。安帥等利用一種便攜式步態(tài)分析儀對(duì)高弓足步態(tài)進(jìn)行了初步分析，發(fā)現(xiàn)高弓足患者與正常人比較，單腿支撐時(shí)間、雙腿支撐時(shí)間、步態(tài)周期時(shí)間、肢體擺動(dòng)時(shí)間、步幅持續(xù)時(shí)間明顯延長(zhǎng)，抬腿力量、蹬地力量、跖屈力量、步速、步頻明顯降低，而擺動(dòng)力量、步長(zhǎng)和步幅間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），因此高弓足患者在行走時(shí)，存在行走時(shí)間延長(zhǎng)、跖屈和蹬地力量降低的特點(diǎn)，這為臨床診治高弓足提供了數(shù)據(jù)支持。劉曉飛等對(duì)正常足與高弓足的足底壓力分布特征進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)與正常人相比，高弓足患者與地面的接觸面積明顯減少，與此同時(shí)，第1～4跖骨區(qū)域的壓強(qiáng)明顯升高，載荷主要向足部的內(nèi)側(cè)移動(dòng)，但是足部跖骨區(qū)域內(nèi)部的相對(duì)載荷分布比例差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），因此認(rèn)為高弓足人群足底壓力步態(tài)分析參數(shù)特點(diǎn)闡釋了足部運(yùn)動(dòng)損傷發(fā)生概率上升的發(fā)生原因，在臨床工作中應(yīng)該加強(qiáng)高弓足人群足底壓力參數(shù)的檢測(cè)、評(píng)估及早期矯正工作，以減輕相應(yīng)區(qū)域疼痛及預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷的發(fā)生。毛曉錕等對(duì)高弓足跑步支撐階段的動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)以下兩點(diǎn)有意義的研究結(jié)果：①高弓足患者足部運(yùn)動(dòng)損傷的重要原因可能在于：高弓足患者受到較高的地面反饋來(lái)的沖擊力(峰值)和載荷，足弓僵硬可能導(dǎo)致高弓足患者著地時(shí)足弓緩沖能力下降，從而進(jìn)一步加重?fù)p傷；②高弓足患者與正常人在足前后和內(nèi)外方向上的差異，可能是造成高弓足損傷的另一重要因素，這些差異可能與下肢肌肉活性差異、足弓僵硬以及肌肉在運(yùn)動(dòng)中的做功差異有關(guān)。筆者認(rèn)為，高弓足患者在跑步支撐階段對(duì)動(dòng)力學(xué)控制能力較差，反映了高弓足患者與正常人在跑步時(shí)的力學(xué)控制機(jī)制不同。3.2扁平足扁平足是足踝外科中較為常見(jiàn)的足部畸形，可能與先天發(fā)育、后天創(chuàng)傷等多因素相關(guān)，表現(xiàn)為足弓的降低或者消失，青少年為多發(fā)人群。步態(tài)分析為扁平足的診療、術(shù)后康復(fù)提供了客觀依據(jù)和支持。足底壓力研究，作為步態(tài)分析的一部分，是既往學(xué)者研究的熱門(mén)話(huà)題，也常被應(yīng)用于扁平足的測(cè)量中。杜曉寧等利用足底壓力分布測(cè)試系統(tǒng)(footscaninsole)對(duì)扁平足的步態(tài)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）著地時(shí)相的差異性。正常人足前掌接觸時(shí)相和整足接觸時(shí)相均小于扁平足患者；而著地時(shí)相、離地時(shí)相均大于扁平足患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。（2）足底接觸面積的差異性。正常人足后跟以及前掌接觸面積的比例均大于扁平足患者，而足弓接觸面積的比例均小于扁平足患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。（3）沖量的差異性。正常人足弓、前掌所受沖量占全腳掌的比例均小于扁平足患者；而后跟所受沖量占全腳掌的比例大于扁平足患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。扁平足患者的前腳掌接觸時(shí)相、整足接觸時(shí)相均大于正常足，著地時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，壓力主要集中于前、后腳掌。足底壓力測(cè)量在臨床生物力學(xué)上的深入研究，揭示了人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中足的動(dòng)力性特征。韓艷坤等對(duì)扁平足患者足型及步態(tài)特征進(jìn)行了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)扁平足患者足底接觸面積、足弓部位的沖量和峰值壓強(qiáng)增大，足部易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性損傷。因此在臨床工作中對(duì)扁平足患者需盡早開(kāi)展矯正治療，最大程度防止損傷的發(fā)生。3.3先天性馬蹄內(nèi)翻足先天性馬蹄內(nèi)翻足是最常見(jiàn)的一種先天性足畸形，主要表現(xiàn)有足的高弓、內(nèi)收、內(nèi)翻馬蹄畸形，男性發(fā)病較女性多，單側(cè)稍多于雙側(cè)，多見(jiàn)于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷的患者。因?yàn)榛颊咴谛凶叩倪^(guò)程中主要以足的外側(cè)緣著地，所以會(huì)導(dǎo)致局部的壓力急劇增高，進(jìn)而發(fā)生局部疼痛，導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定，影響全身平衡等。徐宏文等利用了運(yùn)動(dòng)高速攝像系統(tǒng)，對(duì)先天性馬蹄內(nèi)翻足治療的功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)治療后的馬蹄足Dimeglio評(píng)分為0～4分；相比于正常兒童，踝關(guān)節(jié)整體活動(dòng)范圍偏小，患足背伸應(yīng)力下側(cè)位X線片顯示，跟距角為（23.4°±5.8°），與正常兒童比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。因此馬蹄足患兒經(jīng)Ponseti治療后仍會(huì)殘留部分步態(tài)畸形，如馬蹄步態(tài)、足下垂及足前進(jìn)線內(nèi)收；同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)新的異常步態(tài)，如足背伸增加和跟性步態(tài)。步態(tài)分析可以為足內(nèi)翻患者的足部診斷與康復(fù)評(píng)定提出建議。3.4足外翻足外翻是腦癱(cerebralpalsy，CP)患兒常見(jiàn)的畸形表現(xiàn)，是足部呈外緣抬高、內(nèi)緣降低、足底朝外的畸形表現(xiàn)。本病臨床多呈馬蹄、平足、前足外展與后足外翻的組合表現(xiàn)，常見(jiàn)于上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷的患者，對(duì)下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元調(diào)節(jié)失控，導(dǎo)致小腿肌張力異常，給患者的站立和行走功能帶來(lái)了極大的不良影響。劉奕等應(yīng)用JPDl600型足底壓力測(cè)試儀對(duì)足外翻腦癱患兒步行時(shí)的足底壓力特征進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在自然行走時(shí)，正常足與外翻足在足底各區(qū)域接觸面積占全掌的百分比、著地時(shí)相、足底各區(qū)域所受沖量占全掌比例均有顯著的差異，因此足底壓力測(cè)定對(duì)治療效果的評(píng)估有實(shí)際參考價(jià)值，可以為患兒病情的嚴(yán)重程度及康復(fù)治療的效果評(píng)估提供數(shù)據(jù)支持。3.5急性踝關(guān)節(jié)扭傷急性踝關(guān)節(jié)扭傷是運(yùn)動(dòng)員最常見(jiàn)的下肢運(yùn)動(dòng)損傷，占所有運(yùn)動(dòng)相關(guān)損傷的16%～40%，在籃球、橄欖球和足球運(yùn)動(dòng)中最常見(jiàn)。據(jù)報(bào)道，踝關(guān)節(jié)扭傷的發(fā)生率為每1000h運(yùn)動(dòng)有0.324～9次，其中77%為踝關(guān)節(jié)外側(cè)副韌帶損傷，而在外側(cè)副韌帶損傷中大多為距腓前韌帶損傷。臨床研究證實(shí)絕大多數(shù)側(cè)副韌帶損傷的患者能夠通過(guò)保守治療取得較好的療效。目前急性踝關(guān)節(jié)扭傷的診斷主要是依據(jù)詢(xún)問(wèn)病史、細(xì)致查體及輔助檢查，而對(duì)踝關(guān)節(jié)損傷的量化指標(biāo)是相對(duì)匱乏的。朱淵等利用步態(tài)分析平衡測(cè)試系統(tǒng)對(duì)急性踝關(guān)節(jié)扭傷的患者進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)急性踝關(guān)節(jié)扭傷經(jīng)過(guò)正規(guī)的RICE原則治療2周后，患足的重心擺動(dòng)距離仍然高于正常足，傷后6個(gè)月與2周比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），然而步態(tài)分析平衡測(cè)試關(guān)于傷后2個(gè)月和6個(gè)月的結(jié)果顯示：患足與正常足的重心擺動(dòng)距離差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），患足平衡能力基本恢復(fù)至受傷前水平。步態(tài)分析平衡測(cè)試系統(tǒng)可以較為客觀和量化地評(píng)價(jià)急性踝關(guān)節(jié)扭傷后的功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定，并可監(jiān)測(cè)急性踝關(guān)節(jié)扭傷的恢復(fù)過(guò)程。3.6外翻畸形外翻畸形是指趾在第一跖趾關(guān)節(jié)處向外側(cè)偏斜移位，可在趾跖趾關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)骨性凸起處形成疼痛性滑囊（囊炎），經(jīng)常伴有其余足趾的畸形和前足痛等癥狀，如錘狀趾、疼痛性胼胝、跖趾關(guān)節(jié)脫位等。外翻畸形在足踝外科門(mén)診中比較常見(jiàn)，診斷與治療面臨著許多挑戰(zhàn)，而步態(tài)分析正是對(duì)外翻患者進(jìn)行診斷、治療以及臨床評(píng)估的新方法。MOERENTHOUT等在改良Lapidus手術(shù)治療外翻畸形的術(shù)前及術(shù)后進(jìn)行了步態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)術(shù)后6～12個(gè)月時(shí)，步態(tài)分析的3個(gè)時(shí)空參數(shù)、2個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)和7個(gè)足底壓力參數(shù)有顯著改善，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，改良lapidus手術(shù)后需要更長(zhǎng)的康復(fù)時(shí)間。BALLASR等對(duì)外翻術(shù)后足底壓力的改變做了一系列的研究，發(fā)現(xiàn)Scarf手術(shù)后的步態(tài)模式與未行手術(shù)治療的步態(tài)模式相似，但是行第一跖趾關(guān)節(jié)融合術(shù)的患者的前足推進(jìn)力不能夠完全恢復(fù)。GENG等對(duì)外翻術(shù)后患者進(jìn)行了足負(fù)荷模式的研究，發(fā)現(xiàn)外翻術(shù)后出現(xiàn)跖骨痛的患者，第一跖骨負(fù)荷功能受損，在行走過(guò)程中，剩余區(qū)域是否能夠充分分擔(dān)一定的負(fù)荷，是不可忽視的問(wèn)題。04、結(jié)論綜上所述，步態(tài)分析目前已經(jīng)可以服務(wù)于臨床，可以為相關(guān)疾病的診斷及治療給予指導(dǎo)建議，為臨床相關(guān)診療工作提供必要的客觀依據(jù)。步態(tài)分析在足