發布時間：2021-04-25所屬分類：醫學職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：兒童功能性平足是最常見的一種平足類型，利用本體感受鞋墊矯正兒童功能性平足是一種新型的主動干預手段，它與傳統被動式的力學矯正鞋墊具有完全不同的原理。本文選擇54例功能性平足兒童進行本體感受鞋墊與力學步態矯正鞋墊適配對比測試。通過分析足弓
摘要：兒童功能性平足是最常見的一種平足類型，利用本體感受鞋墊矯正兒童功能性平足是一種新型的主動干預手段，它與傳統被動式的力學矯正鞋墊具有完全不同的原理。本文選擇54例功能性平足兒童進行本體感受鞋墊與力學步態矯正鞋墊適配對比測試。通過分析足弓角度、舟狀骨側凸距離、內側足弓高度、足跟外翻角度四項指標得出對比數據。結果顯示，本體感受鞋墊相對于力學步態矯正鞋墊，從生物力學、材料學、肌肉動力學三個方面均具有較大優勢。四項指標對比均具有統計學顯著性差異(P<0.05)。本體感受鞋墊是未來兒童功能性平足矯正領域的一個發展方向。
關鍵詞：生物力學;功能性平足;本體感受鞋墊;力學步態矯正鞋墊
引言
兒童功能性扁平足，又叫做后天性扁平足，主要是后天的下肢力線異常導致。兒童功能性扁平足如果未得到有效干預日后可以形成成人獲得性平足癥。它的主要特點是脛后肌功能不全。它可以導致足部多種病理現象的產生，如跟骨外翻、足弓塌陷、舟狀骨內側凸出、第一跖趾序列受力增加等。兒童功能性扁平足可以通過足部輔具的干預有效改善平足狀況，本體感受鞋墊(Proprioceptorinsole)矯正兒童功能性扁平足在德國已經使用了20多年[1]，其矯正效果顯著,整體效果優于傳統的力學步態矯正鞋墊。本文通過對持續使用科德曼本體感受鞋墊和力學步態矯正鞋墊12個月的功能性扁平足兒童進行有效性分析，對比其扁平足矯正效果，探討其矯正機理和結果。
1兒童功能性平足的鞋墊矯正原理分析
1.1兒童功能性平足的形成原理
兒童功能性平足是平足中發生比率最高的一種。它與結構性平足的比例大約為76%：24%[2]。結構性平足絕大部分是先天性的，它可能是由于遺傳或足部骨骼肌肉受損引發，功能性扁平足基本上以后天為主，導致功能性平足的因素既有姿勢性的下肢力線發育異常因素，也有肌肉神經因素。無論何種因素功能性平足均表現出如下特征：跟骨外翻、舟狀骨向下塌陷、舟狀骨向內側凸出、足弓角度變大等[3]。上述癥狀可導致維持足弓的肌肉、韌帶功能逐漸喪失，最終形成平足。
1.2本體感受鞋墊矯正兒童功能性扁平足的生物力學優勢
矯形鞋墊分為兩種類型，一種是力學矯正鞋墊，它是一種依靠鞋墊材料強度硬性支撐足部骨骼結構的足部矯形器具。它的作用機理是通過調整足底受力點位置來達到調整下肢力線的目的。它屬于傳統力學矯正鞋墊，已經使用了大約100年。另外一種是本體感受鞋墊。它是最近20年歐洲興起的一種新型矯正鞋墊，它應用最多和最成熟的國家是德國。近年來它開始進入中國。本體感受鞋墊是一種利用刺激人體足底的肌肉中本體感受器的原理使神經受損的肌肉重新恢復正常機能的一種主動型矯正鞋墊。它是傳統被動式力學矯正鞋墊的一個升級[4]。本體感覺是人體的一種身體位置和運動感覺。它包括位覺、運動覺和振動覺，影響神經和運動系統的本體感受器主要分布在肌肉中肌梭和腱梭中。一個人的神經系統受損后雖然其局部肌肉不能運動，發生肌張力僵硬狀態。但是只要其本體感覺系統完好，通過施加一定的壓力刺激，其肌張力照樣可以降低下來。足底肌張力的刺激是通過人體運動時自身重力給予足底相關肌肉的刺激而產生運動活性，并且同時激活下肢肌肉的整體活性，進而恢復步態[5]。本體感受鞋墊相對于傳統力學矯正鞋墊從生物力學角度來分析主要有四點。①增加足弓角度數;②縮短舟狀骨側凸距離;③提升足弓高度;④降低足跟外翻角度。上述4點是評估兒童平足的重要指標。本體感受鞋墊通過刺激足底相關肌肉將足弓拉升。從生物力學角度來分析其增加了足跟到腳趾的力矩(足部力矩=力臂×肌力，L=d×F)。足部力臂是足部跟骨到第一腳趾的距離，肌力是足部固有肌和非固有肌共同的肌力作用之和。在足部力臂長度不變的情況下，力矩的大小主要由肌力的大小來決定。其中足后部和外側的非固有肌起到了決定性的作用，而足底部的固有肌起到了輔助性的作用。傳統力學矯正鞋墊不具有足部力矩的改變作用，它不具備提高足部肌肉力量的功能。兒童功能性扁平足依靠單純足弓支撐起不到功能恢復的作用。
1.3本體感受鞋墊的材料結構優勢分析
本體感受鞋墊材料結構設計采用的是硬度遞減法組合設計，它與傳統的力學步態矯正鞋墊結構正好相反。本體感受鞋墊的最上層材料是最硬層，下層依次是次硬層、托襯層。它要求次硬層在本體刺激層的下面，鞋墊首先要解決本體感受器的刺激強度到位。傳統力學鞋墊結構設計采用的是硬度遞增法設計，它要求鞋墊最上層材質柔軟，材料腳感要好，硬度高的支撐材料放在下層，其硬度逐層遞增。該設計導致了一個缺點突顯，那就是鞋墊表面層(第一層)的柔軟材料對于足底肌肉內的本體感受器刺激強度不夠。這會使激活本體感受器鞋墊表層的刺激效果降低。而本體感受鞋墊通常在表面層選擇較硬的EVA發泡材料(邵氏硬度一般控制在45邵C以上)，這個專有刺激層可以對脛骨后肌等肌肉施以充分的反作用力，有效提高刺激效果。此外，傳統力學步態矯正鞋墊沒有針對專門發揮功能的足底肌肉進行局部專門刺激，其鞋墊表面形態是平板型結構。它對拉升足弓的肌肉起不到精確刺激作用。本體感受鞋墊表面刺激層結構形態進行了專門的凹凸設計，針對足踝不同肌力的平足患者進行了不同硬度和高度的刺激強度設置，其效果明顯。
1.4本體感受鞋墊對于兒童下肢骨骼肌肉的矯正優勢分析
影響平足的肌肉主要是對足弓起拉升作用的非固有肌和固有肌。非固有肌主要是后部肌肉和側面肌肉起主要作用。后部肌肉包括趾長屈肌、脛骨后肌、拇長屈肌、小腿三頭肌、腓骨長肌、腓骨短肌。足固有肌肉主要是足底肌肉起作用，足底固有肌肉包括足底方肌、蚓狀肌、拇收肌、拇展肌、拇短屈肌。足底固有肌多為短肌，它在足弓拉升過程中只起到輔助作用。其主要作用的還是長肌(亦稱雙關節肌肉，足部的非固有肌)。
對足弓拉升作用的后部非固有肌有兩組，一組為脛后肌腱。它起源于小腿骨間膜上2/3及鄰近的脛腓骨后面，向下移行于長的肌腱，該肌腱在內踝后方，經過屈肌支持帶(分裂韌帶)深面至足內側緣，止于舟骨粗隆及三塊楔骨的基底面[6]。支配脛骨后肌的神經為坐骨神經的腘內側，它主要分布于第4、5腰椎部位。該神經的受損或發育不良會導致足弓的下沉，并且導致距下關節力矩變大。此時，跟腱的位置也會偏向外側。這些因素導致了足內外翻解鎖時跗橫關節的受力出現異常，它直接影響到兒童步態的發展[7，8]。此外，腓骨短肌與脛骨后肌是一對協同肌肉，如果脛骨后肌作用減弱那么腓骨短肌也會失去拮抗作用而被過度牽拉。這會進一步導致足跟外翻[9]。另外一組對于足弓提升作用的肌肉是趾長屈肌和足底方肌。趾長屈肌起自脛骨后內側，它經過脛骨遠端和內側踝骨下行到載距突前端，之后延伸到足前部趾骨末端。支配該肌肉的神經為坐骨神經，其位置位于第1至3骶骨。該肌肉與足底方肌配合共同對足弓進行拉升。
相關期刊推薦：《皮革科學與工程》(雙月刊)創刊于1998年，是由國家教育部主管，中國皮革工業協會及四川大學主辦，由四川大學皮革工程系及皮革化學與工程教育部重點實驗室編輯出版的科技刊物。登載皮革科學與工程領域(制革、毛皮、鞣料及助劑、皮革制品及機械、化工材料等)有關學科基礎理論、應用技術、實驗研究方法、測試技術等的研究論文和研究報告，對我國皮革科技與產業有重大意義的專題論述(包括政策性的)和有參考價值的譯文。
對于上述導致兒童功能性平足出現的肌肉解剖特點，必須使用合理有效的足部矯正鞋墊進行糾正才能使其恢復正常骨骼肌肉秩序[10]。兒童平足涉及到對上述肌肉的充分、有效刺激方可有效。本體感受鞋墊能夠使上述肌肉重新發揮活性，使肌肉主動參與到運動調節中。因此，它比傳統的力學支撐鞋墊效果更好，矯正兒童平足的速度也更快。但是，在一些復雜的功能性平足患者中，單純的依賴本體感受鞋墊刺激肌肉還是不夠的。它需要利用傳統力學支撐鞋墊首先把骨骼力線進行矯正之后再配合本體感受鞋墊效果才會更好。
2研究材料與方法
2.1一般資料
選取2018年10月至2019年9月在科德曼中國步態實驗室的54例功能性平足兒童進行本體感受鞋墊與力學步態矯正鞋墊矯正治療。鞋墊結構與材質性能對比見圖1、圖2、表1。受試者統一穿著科德曼矯形鞋墊專屬適配鞋(圖3)。受試者隨機分為兩組，分別為觀察組和對照組。每組人數為27人，其中每組男童15人，女童12人。年齡5~7歲，平均年齡為(6.13±1.32)歲。BMI平均指數(16.35±1.77)。測試前均與受試者家長簽訂知情同意書。納入標準：(1)經初步手法篩查確定為功能性平足者。(2)經足底形態掃描儀評估為平足者。排除標準：(1)結構性平足患者。(2)神經疾病導致的足部畸形患者。(3)伴有精神性疾病患者。
2.2方法
將觀察組和對照組分別采用不同的兩種矯正鞋墊進行治療。觀察組為適配本體感受鞋墊的兒童，對照組為適配傳統力學步態矯正鞋墊的兒童。適配前為每一位患者做如下檢測：(1)使用CORDEWENERScaner2.0足底形態掃描儀測試足弓角度和舟狀骨側凸距離。(2)使用CORDEWENER-Camera2.5攝像儀測試內側足弓高度指數和足跟外翻角度。(3)使用CORDEWENER-GaitAnalys足底壓力分析系統對每一位患者進行動態足底壓力測試，判斷其整體步態參數。根據上述測試數據為每一位患者進行矯正鞋墊適配。觀察組適配本體感受鞋墊，對照組適配步態矯正鞋墊。鞋墊每天穿著時間不低于3h，其中行走活動時間不低于1小時。矯正周期按照德國矯形鞋協會規定的矯形鞋墊試穿周期(1年時間)進行測試，鞋墊每3個月進行一次復查，期間如果有局部不適進行調整，整體結構不做大的改動。復查時分別記錄足弓角度、舟狀骨側凸距離、足弓高度以及足跟外翻角度四個指標。兩組鞋墊共穿戴12個月，期間3個月、6個月、12個月進行數據統計。
2.3檢測指標
(1)足弓角度為足底掃描設備自帶的角度測量工具。足弓角的內側邊為足弓第一跖趾關節內側最凸點A和足跟內側最凸點B的連線。足弓角的外側邊為足弓空白處的最寬處部位點C與角頂點O的連線。內外兩條線構成了足弓角度(∠AOC)，角度越大足弓越高，平足指數越小。反之，則越大。正常足弓角度為8°~15°，低于此度數即為平足;(2)舟狀骨側凸距離也是采用足底掃描設備自帶的距離測量工具。它測量的是舟狀骨(包含副舟骨)向足內側凸出的距離(D-D’)。它以第一跖趾內側最凸點和足跟內側最凸點的切線為起點D’，垂直測量舟狀骨內側最凸點D與該切線的長度，見圖4;(3)足跟外翻角度測量使用攝像儀自帶的角度尺，其測量的角度為內外踝最凸點連線中點(B)與跟骨中點(C)連線和小腿中心點(A)連線(Centralline)之間的夾角(，見圖5;(4)內側足弓高度測量也是使用攝像儀自帶的高度尺測量舟狀骨下緣點(B)到地面的垂直距離(B—B’)，見圖6。
3統計學處理
應用SPSS17.0對數據進行統計分析。各項數據之間的均值采用(x±s)表示，組間獨立樣本采用t檢驗，顯著性水平差異為(P<0.05)。
4結果
4.1足弓角度對比
本體感受鞋墊(觀察組)與力學步態矯正鞋墊(對照組)足弓角度相比較，在適配3個月、6個月、12個月后足弓角度變化差異較大。觀察組的足弓角度變化為8.27±1.22、13.25±2.24、15.61±1.34。對照組的足弓角度變化為5.13±0.26、6.17±2.28、9.53±1.57。二者具有顯著性差異(P<0.05)，見表2。4.2舟狀骨側凸距離對比本體感受鞋墊(觀察組)與力學步態矯正鞋墊(對照組)舟狀骨側凸距離相比較，在適配3個月、6個月、12個月后舟狀骨側凸距離變化差異較大。觀察組的舟狀骨側凸距離變化為(4.28±1.54)mm、(2.29±0.63)mm、(1.55±0.47)mm。對照組的舟狀骨側凸距離變化為(5.38±0.59)mm、(3.43±1.94)mm、(3.53±0.73)mm。二者具有顯著性差異(P<0.05)，見表3。
4.3足弓高度對比
本體感受鞋墊(觀察組)與力學步態矯正鞋墊(對照組)足弓高度相比較，在適配3個月、6個月、12個月后足弓高度變化差異較大。觀察組的足弓高度變化為(12.48±2.73)mm、(14.32±1.65)mm、(16.56±2.91)mm。對照組的足弓高度變化為(12.65±1.82)mm、(12.33±1.56)mm、(13.29±2.58)mm。二者具有顯著性差異(P<0.05)，見表4。
4.4足跟外翻角度對比
與傳統力學矯正鞋墊(對照組)相比，本體感覺鞋墊(觀察組)具有矯正足跟外翻速度快、效果好的特點。適配3個月、6個月、12個月后觀察組的足跟外翻數據分別為13.28°±2.33°、10.69°±2.73°、7.36°±3.25°。與對照組14.58°±2.41°、13.36°±3.52°、11.63°±2.29°，具有顯著性差異(P<0.05)，見表5。
5討論
影響兒童功能性平足的四個指標：①足弓角度數、②舟狀骨側凸距離、③足弓高度、④足跟外翻角度是判斷本體感受鞋墊與傳統步態矯正鞋墊療效的有效指標。它們各自反映了足弓恢復的準確范圍。
5.1足弓角度
足弓角度是反映足底著地面積的一個角度指標。該角度的正常范圍是6°~15°。足弓角度越大，表示足弓脫離水平面的面積越大，足弓隨之也越高。這一規律適用于80%的平足患者[11]，從分析結果來看，觀察組使用本體感受鞋墊的患者比使用傳統力學矯正鞋墊的患者足弓角度增加幅度要大，這說明其效果優于傳統力學矯正鞋墊。此外觀察組在適配3個月即達到合理角度，這說明其矯正速度要優于對照組。
5.2跗骨側凸距離
跗骨側凸距離反映的是舟骨(包含部分類型的副舟骨)水平方向伸向足內懷一側的凸出距離，它是功能性平足的一個顯性標志。通過數據分析可以看出，觀察組使用本體矯形鞋墊的患者使用不同時間段后其舟狀骨凸出的距離明顯縮短。這說明舟狀骨的高度得到提升，其側向凸出的距離得到縮小。此外，從數據還可以看出本體感受鞋墊比力學步態矯正鞋墊矯正速度也要快。舟狀骨側凸矯正的時間也比力學步態矯正鞋墊要短。
5.3足弓高度
足弓高度是判斷足弓指數的一個傳統常用指標。從分析數據可以看出觀察組穿著本體感受鞋墊的患者其內側足弓高度恢復比力學步態矯正鞋墊效果要好，所用時間也較快。它對于兒童足弓高度的恢復更加顯著。
5.4足跟外翻角度
足跟外翻角度是從足后部觀察兒童距下關節外翻幅度的一個常用指數，它是通過距下關節的下肢中線與跟骨外翻連線的夾角。它的正常角度為外翻6°~12°[12]。當超出12°時即為外翻，外翻角度越大平足癥狀越嚴重。從數據分析結果來看，觀察組在6個月后即達到合理度數。對照組在12個月才能達到合理度數。
上述指標說明本體感受鞋墊綜合矯正效果普遍優于力學步態矯正鞋墊。當然，本體感受鞋墊也有不足之處。它的支撐性能不如傳統力學步態矯正鞋墊效果好，在一些舟狀骨下榻嚴重以及一些結構性平足矯正時其效果不如力學步態矯正鞋墊效果顯著。——論文作者：王占星1，2，宋雅偉1*，劉鳴峻3，張健4，MarcCordewener5
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