足踝功能的生物力学测评构建足静态和动态评价
0 引言 Introduction
足是人体重要的运动器官[1-2],足部的弹性缓冲和储能作用使人体能够安全着陆;足部的刚性杠杆作用提供使身体向前的动力[2-3]。足部复杂的结构使足踝部可以在单平面或多平面运动,足踝部大部分的运动都是在3 个平面同时进行以适应不平整、不规则的路面[4-5]。足部结构的异常会影响足的功能,例如由于足弓结构塌陷或消失形成扁平足,扁平足不仅影响足部缓冲能力,还可能与膝关节疼痛、软骨损伤和胫骨应力综合征有关[6-7];而足弓过高会影响踝关节肌力[8];增加第 1,2,3 跖骨和后跟内侧压强[9],导致疼痛,进而加大足踝损伤的风险[10]。
生物力学检查和医学检测是评价足病及外伤的常用方法[1],通过足结构的诊断评价足功能,进而进行运动学干预或医学矫正。研究表明,足结构和足功能的生物力学评价方法对区分无症状的异常足型具有一定参考价值[11],但国内对足踝的形态学研究多集中于长度、高度和角度等度量单位,缺乏带有变异系数的指标评价足踝功能,普遍适用性较低,大多研究仅用站立状态下的足弓指数区分异常足型,不够严谨,对仪器所测得的指标研究不够透彻,缺乏深入剖析;国外对足踝功能生物力学指标的研究较多,但指标之间关系缺乏梳理,形态学和运动学指标的结合对足结构及足功能的评价亟待系统的归纳。文章通过梳理国内外相应指标,从静态足功能测评和动态足功能测评两个方面,综述了足功能评价的相关指标并探究了足功能的测试方法,为足踝康复领域的研究提供理论参考。
1 资料和方法 Data and methods
1.1 资料来源以“足结构,足功能”“足底压力,压力中心轨迹”“足弓,足横弓”“步态”“Foot function”“Center of pressure”“Flatfoot”“Arch index”等关键词,在中国知网、百度学术、百链学术、PudMed、SpringeLink、Nature 等数据库,检索1993 年1 月至2020 年5 月国内外有关足各个部位功能评价的相关文献,并将其进行归纳整理和筛选分析。
1.2 纳入与排除标准
纳入标准:归纳带有足功能评价生物力学指标的书籍、综述、实验性文章及临床研究。
排除标准:①非时效性文章;②与此次研究目的无关及重复性研究;③质量低,证据等级不够的文章。
根据文章研究目的及研究思路对搜集文献进行整理,初步筛除不符合文章研究方向或重复的文章;对文献摘要部分和文中指标的阅读,梳理所选取的指标进行分类。
1.3 数据提取共检索到相关文献196 篇,其中中文文献66篇,外文文献130 篇,排除与研究目的不符、指标表述不清、信度不足或重复的文章152 篇,纳入符合此次研究内容的文献44 篇进行综述。
1.4 质量评价在纳入的44 篇文献中,含有静态足功能评价指标的文献31 篇,包含动态足功能评价的文献26 篇,其中13 篇文献包含静态和动态足功能测评的生物力学方法。对归纳的指标进行整理,从足不同部位、足行进间相关参数进行梳理。文献检索流程图见图1。
图1 |文献检索流程图
2 结果 Results
通过对相关资料的整理和汇总,总结出静态和动态两个方面评价足踝功能。静态测评方法通过对踝关节、后足足跟、足弓和前足跖趾关节的评价,完成对足功能评价指标的整理和构建;动态测评方法从动态足弓指数、压力中心偏移指数和足底不同分区在行进间的压力差异形成的足翻转指数评价足的功能。
2.1 静态足功能测评方法足的静态评价方法是通过形态学的测量,结合受试者本身正坐和自然站立位不同负荷对足结构的影响,评价足的功能。JAMES 认为,行走的支撑阶段,足通过4 个阶段产生向前的推进力,先由足跟着地承接体质量,通过足跟滚动器使足减速完成跖屈,在全足着地阶段由足踝滚动器转向背屈,该过程足弓由于负重而降低,将力传导至足底筋膜的深层组织,完成足部的缓冲,随后通过前掌滚动器和足趾滚动器以拇趾球为支点抬起后跟,完成支撑相到摆动相的转换[2]。通过整理和筛选相应文献所收集的指标,选取踝关节、后足、足弓和前足能反映足功能的部位,结合足姿指数的量化评价方法,评价足静态条件下的功能。
2.1.1 后足评价 后足的静态评价主要评价距下关节的结构及其相对于足的位置,查阅相关资料发现评价足跟角度的指标较多,根据文献科学性选取后足小腿角评价距下关节的异常姿势,结合内侧纵弓角共同评价异常足型。