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双侧中重度拇外翻患者的步态特征及下肢运动链分析

2025-08-13 34 上传者：管理员

摘要：目的：观察并分析双侧中重度拇外翻（halluxvalgus,HV）患者以自适应步速行进过程中的异常步态特征与下肢运动链情况。方法：于2022年9月至2023年8月在中国中医科学院望京医院关节科选取33例中重度HV患者入观察组，并匹配选取29例健康受试者入对照组。应用DC-G-150-F2三维步态分析系统分别采集两组在10m自适应步速行进过程的步态特征与下肢运动链情况，观察并分析所获取的步态时-空参数与髋、膝、踝等下肢关节的运动学参数变化。结果：观察组患者左侧与右侧支撑相、总双支撑相、左侧足偏角、步长、步幅及步速等步态时-空参数均显著低于对照组受试者（P<0.05）。观察组患者左侧与右侧摆动相及步频等步态时-空参数均显著高于对照组受试者（P<0.05）。两组的右侧足偏角及步宽不存在显著差异（P>0.05）。观察组患者右侧髋关节屈伸、左侧髋关节旋转、左侧与右侧膝关节旋转及左侧与右侧踝关节屈伸活动范围均显著低于对照组受试者（P<0.05）。两组在左侧髋关节屈伸、右侧髋关节旋转、左侧与右侧髋关节展收、左侧与右侧膝关节屈伸及左侧与右侧踝关节翻转活动范围上均不存在显著性差异（P>0.05），但观察组患者右侧髋关节旋转与右侧膝关节屈伸活动范围明显低于对照组受试者（P=0.084,P=0.093）。结论：双侧中重度拇外翻患者步态改变表现为步态周期中单、双支撑相缩短，摆动相延长，步频增加，步长与步幅减小，以“碎步慢赶”的特征行进，下肢各关节在矢状面与水平面的活动范围降低，整个下肢运动链呈僵硬、绞扭的状态。

关键词：
下肢运动链
中重度
双侧
拇外翻
步态特征
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拇趾外翻（halluxvalgus，HV）也称拇外翻，是一种常见的足部疾病，前足为受累部分，主要是由于拇趾的外侧偏移和第一跖骨的内侧偏移所致，进而出现的第一跖趾关节（mtatarsophalangealjoint，MTPJ1）结构与功能障碍[1]，通常双侧发病。根据调查研究显示[2]，HV的患病率高达23%—35.7%，并且随年龄的增长而逐渐增高，其中女性的患病率远高于男性。患者通常表现出不同程度的关节疼痛，行走时足部姿势异常及功能障碍等负面问题[3]。随着MTPJ1畸形的进展，拇趾的侧向偏移干扰了其余脚趾的正常排列和功能，严重将导致锤状趾或爪状趾畸形、负重模式改变及足底角化性病变等[4]，从而引起病理性的步态异常。虽然HV是前足畸形，但足部病变会影响步态期间的动力链，导致其他关节的负荷改变，从而导致随后的病变，其引起的运动学变化与其他关节运动范围的显著变化有关[5]。以往HV患者的步态特征相关研究多应用足底压力步道[1，6]，然而,此类设备尚存在成本高及环境受限因素较多等问题而不足以广泛应用。随着可穿戴传感器技术的发展和应用，在设备便携且适用场景广泛等基础上，可对HV患者做出进一步客观全面的步态评估，并且相关研究已经对步态异常的相关运动学参数做出客观甄别[7—8]。本研究应用DC-G-150-F2三维步态分析系统对双侧中重度HV患者的步态特征及下肢运动链情况进行全面客观分析，可为临床工作者对其进行步态功能障碍针对性的评估与精准的康复治疗提供科学的依据与思路。

1、资料与方法

1.1一般资料

本研究于2022年9月至2023年8月在中国中医科学院望京医院关节科选取33例中重度HV患者入观察组，并匹配选取29例健康受试者入对照组。

纳入标准：①符合HV临床诊断；②X线成像显示，拇外翻角度（halluxvalgusangle，HVA）＞20°，第1、2跖骨间角（intermetatarsalangle，IMA）＞11°；③MTPJ1明显疼痛；④双侧足部患病；⑤知情并同意参与本次研究。

排除标准：①足部或踝关节其他严重疾病史；②足部或踝关节手术史；③其他下肢骨、关节、肌肉等严重疾病史或手术史影响步态特征；④既往心脏、呼吸、神经及视觉系统等疾病史，影响步态测试。

剔除及脱落标准：①跌倒或发生严重不良事件；②未完成测试；③数据文件丢失或损毁。

两组患者的一般资料比较差异无显著性意义（P＞0.05）（见表1）。本研究通过中国中医科学院望京医院伦理委员会审核（批文号：WJEC-KT-2021-063-P002）。

表1受试者一般资料比较

1.2测试方法

应用DC-G-150-F2三维步态分析系统（江苏德长）分别对HV患者与健康受试者的步态特征进行采集。两组分别在双侧大腿、小腿正面和足背面环节重心位置绑定6个运动传感器，并在第三腰椎水平背侧面绑定1个运动传感器。正式测试前对受试者静止站立（双脚自然开立，双足跟距离约10cm）时的标准模拟姿态进行校准，以获取精准数据。测取受试者在10m步道以自适应步速行走过程的步态特征。

1.3观察指标步态时-空参数：

①左、右侧支撑相；②左、右侧摆动相；③左、右侧总双支撑相；④左、右侧步长；⑤左、右侧步幅；⑥左、右侧足偏角；⑦步频；⑧步速。步态运动学参数：①踝关节矢状面（屈伸）、冠状面（翻转）活动范围；②膝关节矢状面（屈伸）、水平面（旋转）活动范围；③髋关节矢状面（屈伸）、水平面（旋转）、冠状面（展收）活动范围。

1.4统计学分析

应用SPSS26.0对本研究所采集数据进行统计分析。计量资料以均值±标准差表示。数据的正态分布情况使用K-S检验，若符合正态分布或近似正态分布，则组间比较使用两独立样本t检验；若不符合正态分布，则使用U检验。计数资料以绝对值表示，组间比较使用χ2检验，P＜0.05为差异有显著性意义。

2、结果

2.1两组行走过程中步态时-空参数比较

观察组患者左侧与右侧支撑相、总双支撑相、左侧足偏角、步长、步幅及步速等步态时-空参数均显著低于对照组受试者（P＜0.05）。观察组患者左侧与右侧摆动相及步频等步态时-空参数均显著高于对照组受试者（P＜0.05）。两组的右侧足偏角及步宽不存在显著差异（P＞0.05）。见表2。

2.2两组行走过程中步态运动学参数比较

观察组患者右侧髋关节屈伸、左侧髋关节旋转、左侧与右侧膝关节旋转及左侧与右侧踝关节屈伸活动范围均显著低于对照组受试者（P＜0.05）。两组的左侧髋关节屈伸、右侧髋关节旋转、左侧与右侧髋关节展收、左侧与右侧膝关节屈伸及左侧与右侧踝关节翻转活动范围上均不存在显著差异（P＞0.05），但观察组患者右侧髋关节旋转与右侧膝关节屈伸活动范围明显低于对照组受试者（P=0.084，P=0.093）。见表3。

表2两组行走过程中步态时-空参数比较

表3两组行走过程中步态运动学参数比较

3、讨论

拇外翻作为一种改变步态的生理畸形，在女性中更为常见，通常累及双侧肢体[9]，因其具有渐进性的特点，则可由于持续的疼痛和不适导致患者出现病理性的步态异常，对其日常生活产生了一定程度的负面影响[10]。Yoshida等[11]认为HV患者步态模式的改变是由于第一跖趾关节疼痛导致身体中线侧向偏移产生的，行走过程中出现姿势稳定性变差，使跌倒风险增加[12]。HV患者的异常步态模式常表现为步速与步幅的下降，而步宽与支撑相百分比与其严重程度呈正相关[13]。Takaki等[14]研究通过对比HV患者与健康老年受试者的步态特征发现，前者的步长缩短导致步速出现了明显下降。Barbee等[15]对HV患者步行过程中动态平衡的研究发现，随着步行速度的增加，矢状面上质心-压力中心倾斜角度增加，双支撑相减少，对其行走过程中动态平衡状态的保持造成了负面影响。本研究旨在对双侧中重度HV患者的步态特征与下肢运动链情况进行全面客观分析，应用DC-G-150-F2三维步态分析系统测取患者在10m步道以自适应步速行走过程的步态时空参数与下肢运动学参数。本研究结果表明，双侧中重度HV患者左侧与右侧支撑相、总双支撑相、步长、步幅及步速等步态时-空参数均显著降低，与上述研究结果保持一致，并进一步发现左侧与右侧摆动相及步频显著升高。上述负面情况的长期存在可能将进一步导致HV患者日常生活活动能力的降低与生存质量的下降。

拇外翻不应被孤立看待，其长期存在的进行性负荷改变和功能障碍将对整个下肢运动链造成严重影响[5]，可引起骨盆不对称、膝关节疼痛、脊柱疼痛和畸形及关节炎性病变等症状[16—17]。XIEK等[18]认为下肢对线不良可能是造成继发退行性关节病的重要原因，ChangA[19]在临床发现HV患者存在较高的继发性膝关节骨性关节炎发生率，且与膝关节骨性关节炎的发展密切相关。GulerH等[20]研究发现HV畸形的持续存在可促使膝关节骨性关节炎的疾病进展与膝关节功能障碍。本研究结果表明，双侧中重度HV患者左侧足偏角、左侧与右侧踝关节屈伸、右侧髋关节屈伸、左侧髋关节旋转及左侧与右侧膝关节旋转活动范围均显著降低，且右侧髋关节旋转与右侧膝关节屈伸活动范围也出现较为明显下降。有相关研究指出，HV畸形会对行走时的足部姿势和功能产生负面影响，在支撑相末期，HV患者的蹬离力出现明显下降，这与前足足底压力分布改变以及跖趾关节和踝关节背屈活动度减少密切相关[6]。Galica等[21]应用足底压力测试研究发现HV患者在支撑相末期足底压力偏移中心在第三跖骨周围结束，缩短了地面反作用力的杠杆臂，导致其支撑相末期蹬离力下降。当足蹬离地面时，前足是唯一支撑，HV的形成造成跖趾关节功能下降，而跖屈功能的下降将引起足蹬离地面能力下降及髋关节在支撑末期的最大伸展角度不足，从而造成步长减小[22]。RosembergDL等[5]研究表明，虽然HV属于前足畸形，但由于病理导致的运动学变化与下肢其他关节的活动范围的显著变化密切相关，强调了其在整个下肢运动链中的重要性。KawakamiW等[23]研究发现HV畸形造成的足部运动学改变对下肢关节的运动协调性产生了负面影响，而有研究进一步指出这与慢性膝关节骨性关节炎和髋关节骨性关节炎发生发展密切相关[24—25]。Shih等[16]研究发现，为减轻支撑相第一拇趾负荷，HV患者下肢常表现出髋关节内旋及脚趾内收，膝关节外展力矩增加等问题，从而导致膝关节内侧负荷不同程度增加。Koblauch等[26]研究发现HV患者因膝关节内侧压力增高造成的膝关节内侧软组织损伤率升高与足偏角的减小密不可分，并指出足偏角减小时将会导致膝关节内侧压力增加。这些情况被认为是造成膝关节骨性关节炎的重要原因[14]，而及早的康复介入治疗对于防治因膝关节内侧出现超负荷导致的膝关节内侧骨性关节炎具有重要意义[16]。ParkChaneun等[27]应用非线性动力学方法中的最大李雅普诺夫（maximumLyapunovexponent，MLE）指数，对HV患者步态稳定的潜在变化进行量化分析，结果发现膝关节MLE较高，表明其稳定性较差，在行走时膝关节的活动范围明显增大。KlugarovaJ等[3]通过对比17例行跖骨截骨术的女性HV患者与健康受试者行走过程中的时空参数与下肢及骨盆运动学参数，结果表明，HV患者表现了明显步速下降的同时，髋关节和骨盆在冠状面上的不对称持续存在。有研究指出髋关节外旋角度增加与足偏角增加显著相关，而髋关节内旋角度增加与足偏角减小显著相关[28]。俞艳等[22]研究发现，HV儿童足偏角较正常儿童减小，同时表现出髋关节内旋角度的增加，进一步说明HV患者行走过程中足偏角的减小将会引起髋关节内旋角度的代偿性增加。髋关节过度内旋导致的下肢扭转将使髌骨关节对线异常，造成髌骨关节应力增加，这与膝关节前部及髌骨周围疼痛的出现密切相关，增加了HV患者发生髌骨关节疼痛综合征的风险[29]。

综上所述，本研究分析了双侧中重度拇外翻患者的步态特征与下肢运动链情况，结果表明，患者在以其自适应步速的行进过程中，左侧与右侧支撑相、总双支撑相、步速、步幅及步长明显降低，而左侧与右侧摆动相、步频明显升高。以上特征共同刻画了双侧中重度拇外翻患者“碎步慢赶”的步行效率低下的步态特征。与此同时，足偏角明显降低，髋关节在矢状面及水平面的活动范围明显降低，膝关节在水平面的活动范围明显降低，而踝关节在矢状面的活动范围明显降低，共同刻画了双侧中重度拇外翻患者行走过程中关节僵直、关节绞扭的下肢运动链。通过对双侧中重度拇外翻患者步态特征的刻画及下肢运动链情况的描述，可为临床工作者对其进行步态功能障碍针对性的评估与精准的康复治疗提供科学的依据与思路，并强化了因HV患者下肢运动链异常造成的下肢其它关节继发性骨性关节炎的整体康复治疗思路。

本研究尚存在样本量纳入较小、未同步进行足底压力测试、生物力学运动学参数局限等问题，因此，本研究中涉及的步态参数只代表运动传感器的测试结果，可能与足底压力传感器的检测结果存在差异，我们将在日后的研究中逐步扩大样本量，拟同步应用运动传感器与足底压力测试以丰富生物力学运动学参数，并做好病例跟踪观察，从而进一步对双侧中重度拇外翻患者的步态特征与下肢运动链情况展开全面分析。

文章来源:王雨生,申岩,史长龙,等.双侧中重度拇外翻患者的步态特征及下肢运动链分析[J].中国康复医学杂志,2025,40(08):1196-1201.