足踝部異常除導致疼痛、畸形及運動(dòng)障礙外，還可進(jìn)一步影響膝關(guān)節、髖關(guān)節、骨盆和脊柱等的正常功能。足踝矯形器是以非手術(shù)方法解決足踝問(wèn)題的穿戴器具。常見(jiàn)足踝矯形器包括鞋墊、足弓支撐、局部足墊、護踝等及類(lèi)似產(chǎn)品。局部足墊是最簡(jiǎn)單的矯形器，放置于腳底常用以緩和前足痛。其存在多種樣式、形狀及大小，如圓形或者環(huán)形墊用以減緩胼胝或雞眼受壓。鞋墊放置于鞋子內部，可治療包括關(guān)節炎和扁平足等在內的多種足部問(wèn)題。市面可購買(mǎi)到多種型號和尺寸的成品來(lái)滿(mǎn)足需求，特殊需求需要進(jìn)行個(gè)性化定制。其軟硬度范圍較廣，最終目的為預防或矯正足部功能異?；蚧?，為人體提供穩固的基底支撐。但矯形鞋墊置入鞋內后改變鞋子支撐狀態(tài)，可能引起疼痛或者應力增加，通常需要進(jìn)行局部調整和適應期才能與鞋子成為一個(gè)整體的功能單元。

踝-足矯形器（ankle-foot-orthoses，AFO）主要控制參數為踝關(guān)節的運動(dòng)范圍，用于緩解或治療踝關(guān)節炎、足下垂及肌腱炎等，也可用于長(cháng)期臥床者保護足踝功能預防肌骨病變。典型的護踝矯形器呈L型，從膝蓋下緣覆蓋至足部跖骨頭。其主要作用是固定關(guān)節正常功能位避免韌帶異常拉伸，牽拉肌腱對抗肌肉攣縮，以及代償部分肌無(wú)力，適用于控制有各種神經(jīng)系統或肌骨系統病變引起的足下垂。運動(dòng)中的足踝矯形器可以提高足踝穩定性，在步態(tài)擺動(dòng)期使腳趾與地面之間保持間隙，降低腳趾拖地引起的摔倒風(fēng)險。根據制作方法和功能不同，材料可以包括熱成型塑料、金屬、皮革及碳復合材料。足踝矯形器可使用于從幼兒至老人所有年齡段，是應用最廣泛最常見(jiàn)的矯形器。

足踝矯形器作為人體外部輔助設備幫助人恢復或者加強身體局部的結構和功能缺陷，其影響范圍包括足踝、下肢、骨盆甚至脊柱。其相關(guān)的生物力學(xué)參數主要包括關(guān)節運動(dòng)及受力、肢體對線(xiàn)、接觸界面應力等，通過(guò)調節這些參數改善人體運動(dòng)的能動(dòng)性、穩定性和協(xié)調性。

足踝矯形器對足踝的影響。足底支撐類(lèi)及關(guān)節包裹類(lèi)矯形器對足部的最直接影響是應力分布以及足踝內外反角度。在緩解足底疼痛類(lèi)問(wèn)題時(shí)，局部足底支撐影響限制在疼痛區域應力分布，對足踝或以上部分的運動(dòng)影響甚微。治療足內外翻類(lèi)問(wèn)題的鞋底支撐矯形器，如外側或內側楔形鞋墊可以影響足踝關(guān)節運動(dòng)和角度，如減小足外翻，甚至足踝以上部分。矯形器設計形式、材料和鞋內放置方法不同對足踝生物力學(xué)將產(chǎn)生不同影響，也因此在矯形器對后足運動(dòng)是否造成顯著(zhù)性影響問(wèn)題上存在爭議。通常內側楔形鞋墊放置在后足區域，配合足弓支撐治療后跟外翻或過(guò)度旋前問(wèn)題，但近期研究表明，放置在前足或后足都會(huì )對過(guò)度旋前運動(dòng)產(chǎn)生影響，前足的旋前會(huì )導致后足外翻增加甚至髖關(guān)節內轉。有數據表明內側墊放置前足和后足都會(huì )減小足外翻角度和速度；Nigg等則認為內側楔形鞋墊僅可以降低旋前初期的足外翻，且后側放置比前足放置這一效果更加明顯；亦有不同觀(guān)點(diǎn)稱(chēng)后足角度不會(huì )影響外翻的角度和時(shí)長(cháng)。骨骼運動(dòng)的監測受到包裹軟組織的影響，矯形器的定量化影響作用并不易通過(guò)運動(dòng)分析精確評估。為了消除軟組織的在運動(dòng)監測時(shí)造成的誤差，有研究把運動(dòng)檢測點(diǎn)訂入骨頭替代貼在皮膚或鞋子表面，更加精確和定量化評估了內側支撐矯形器對后跟外翻和脛骨轉動(dòng)的影響作用。

受定制 AFO 被廣泛用于補償跖曲肌肉功能，其有效性與產(chǎn)品的彎曲剛度緊密相關(guān)，而彎曲剛度的選取則取決于跖曲肌肉的活動(dòng)度。跖曲肌在步態(tài)的支撐期為足踝提供穩定的上提和向前推進(jìn)的力量，減少踝關(guān)節能量損耗，尤其在支撐期后期腳跟提起時(shí)控制小腿的穩定。當足底與地面全接觸時(shí)，踝關(guān)節是距骨同小腿之間的旋轉中心，此時(shí)距下關(guān)節運動(dòng)幫助減小踝關(guān)節應力。跖曲肌弱化造成小腿失衡，呈現出屈膝步態(tài)、步長(cháng)減小及步速降低等問(wèn)題。對正常人佩戴AFO進(jìn)行運動(dòng)分析發(fā)現佩戴者跖曲肌的發(fā)力時(shí)間被提前，對于病人來(lái)講跖曲肌提前發(fā)力并不可行，因此調用其他肌肉用更復雜的機制補償該跖曲需求。有數據表明，AFO能夠增加步態(tài)支撐期、足趾離地期以及擺動(dòng)期的最大背曲量，在動(dòng)力學(xué)方面AFO通過(guò)增加足底壓力中心的路徑長(cháng)度降低了踝關(guān)節承載力矩。雖然臨床研究證實(shí)AFO能夠增強患側承重能力以及改善膝踝運動(dòng)功能，但尚未充分證明 AFO 可以改善髖關(guān)節運動(dòng)學(xué)及其他關(guān)節動(dòng)力學(xué)及肌肉力等。

足踝矯形器對下肢的影響。膝關(guān)節的軸向對線(xiàn)維持關(guān)節以上身體垂直方向平衡，其影響因素包括最大內收力矩及冠狀面運動(dòng)，膝關(guān)節內收力矩也是影響膝關(guān)節載荷的重要參數。外側楔形鞋墊是非手術(shù)方法治療膝關(guān)節炎的重要矯形器之一，其通過(guò)調整足部骨頭位置以及關(guān)節對線(xiàn)來(lái)降低膝關(guān)節內側壓力。實(shí)驗發(fā)現外側楔形鞋墊能夠減小冠狀面膝關(guān)節內收力矩從而降低膝關(guān)節炎的惡化風(fēng)險，但關(guān)節疼痛緩解作用并不優(yōu)于普通平墊。如果伴隨其他足踝問(wèn)題，干預方法還有鞋型鞋墊加內側足弓支撐、單獨足弓支撐以及吸震鞋墊。但數據表明，外側鞋型鞋墊加內側足弓支撐對冠狀面膝關(guān)節最大內收力矩并無(wú)明顯影響 ，對冠狀面踝關(guān)節和距下關(guān)節有較大影響。而單獨內側足弓支撐和單獨吸震鞋墊干預則不會(huì )對膝關(guān)節內收力矩產(chǎn)生影響。內側楔形鞋墊用于治療身體對線(xiàn)異常綜合癥，數據證明其能夠增加膝關(guān)節內收力矩和角度，但對膝關(guān)節內收的運動(dòng)學(xué)參數無(wú)明顯影響。Meadows在A(yíng)FO對下肢生物力學(xué)影響方向的研究中較為全面闡述了AFO對青少年步態(tài)的影響，參數包括了地面反力作用位置和方向及步態(tài)周期參數，并指出 AFO 通過(guò)降低膝關(guān)節過(guò)度伸展和加強髖關(guān)節伸展增加了下肢的推進(jìn)作用。在足跟觸地期A(yíng)FO能夠顯著(zhù)減小膝關(guān)節內收力矩，增加膝關(guān)節的屈曲幅度和力矩，最大屈曲值在單腳支撐期也顯著(zhù)增加。膝關(guān)節的最大伸展角度在支撐期有顯著(zhù)性增加，但在擺動(dòng)期則不產(chǎn)生影響。

足部矯形器對步長(cháng)、步幅及步態(tài)對稱(chēng)性產(chǎn)生顯著(zhù)性影響，對小腿肌肉活動(dòng)產(chǎn)生肌肉活動(dòng)時(shí)段產(chǎn)生影響，但對肌肉活動(dòng)度的影響作用在很多研究中發(fā)現并不明顯。由距下關(guān)節內翻引起的小腿癥狀患者在足部矯形器干預下，脛骨前肌、腓骨長(cháng)肌及腓腸肌在步態(tài)過(guò)程中的肌電信號發(fā)生變化，脛骨前肌的作用時(shí)長(cháng)顯著(zhù)性增加，而三組肌肉的活動(dòng)度無(wú)明顯差別。在對下肢痛的緩解治療研究中，下肢肌肉股二頭肌和脛骨前肌的活動(dòng)度在足部矯形器干預后情況后發(fā)生顯著(zhù)性變化，分別降低11.1%和增加 37.5%，而內側腓腸肌、股內肌及股外肌的活動(dòng)度則無(wú)明顯變化。在A(yíng)FO對肌肉活動(dòng)的影響研究中已經(jīng)證實(shí)AFO能夠減少中風(fēng)康復者的步行期間的能量損耗、增強患側承重能力以及改善膝踝運動(dòng)功能，但尚未充分證明 AFO 可以改善髖關(guān)節運動(dòng)學(xué)、及其他關(guān)節動(dòng)力學(xué)及肌肉力等。

足踝矯形器對骨盆及脊柱的影響。足部矯形器對下肢異常生物力學(xué)的改變被進(jìn)一步用以治療骨盆、脊柱及以上部位的對線(xiàn)或病痛。盆骨向上承接頭部和軀干與髖關(guān)節相互作用，向下動(dòng)態(tài)連接雙側下肢，是身體對線(xiàn)和運動(dòng)體系的重要組成部分。盆底肌肉活動(dòng)的對稱(chēng)性可以影響盆骨對線(xiàn)，進(jìn)一步引起足底應力分布變化，反之亦然，足底壓力分布調整優(yōu)化也有利于盆骨的對稱(chēng)性。足部矯形器被用于治療人體對線(xiàn)異常綜合癥，可改變下肢動(dòng)力學(xué)參數來(lái)恢復脊柱和骨盆的正常功能和結構。

從臨床和理論層面，足部矯形器被認為能夠改變疼痛區域肌肉活動(dòng)度來(lái)緩解疼痛，也被作為治療下腰痛的手段之一。研究已經(jīng)通過(guò)評定疼痛等級的方法證明足部矯形器對下背痛的緩解作用以及提高髖關(guān)節外展力矩的對稱(chēng)性。通過(guò)測量分析步態(tài)過(guò)程中背部肌肉的肌電信號，研究人員發(fā)現楔形鞋墊對肌肉活動(dòng)程度沒(méi)有明顯影響，但卻可以改變背部肌肉的活動(dòng)時(shí)段。

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