3D本体感受鞋垫对老年脑卒中后足下垂内翻患者平衡和足底压力的影响
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脑卒中是我国老年人致残的最主要原因,约80%患者存在偏瘫肢体运动障碍。由于脑组织损伤后肢体出现感觉反馈和运动控制障碍,**偏瘫侧下肢主要表现为足下垂、内翻的划圈步态,**影响全身平衡,日常生活能力下降,跌倒风险增加。
足踝矫形器(an-kle-footorthosis,AFO)是老年脑卒中足下垂内翻患者最常用的矫形辅具,其原理是通过固定患者踝关节于中立位来纠正生物力线,从而改善患者平衡和步态,但因其携带不便捷、材料偏硬等原因,且长期制动会诱发足踝肌肉萎缩废用、对足弓缺乏支撑等并发症。
01 研究目的与方法
本体感受鞋垫是近些年德国发展起来的新型辅具鞋垫,其设计理念是**在足底肌肉附着点或肌腱处增加外在压力刺激,通过改善相应被刺激肌肉的运动活性,提高肌肉张力、降低肌张力的作用,**从而对下肢整体肌肉产生协调功能,进而改善异常步态。
从神经生理学的角度,**本体感觉性鞋垫是被通过刺激足部的本体感受器官-肌梭,来调节神经元传入信号,在大脑整合后,干扰改变引起肌肉活动的复杂调节,从而改变姿势。**目前临床主要应用于脑瘫后足下垂内翻患者和糖尿病足患者等。
因此,本研究尝试运用3D技术结合足底本体感受刺激元素组合成3D本体感受鞋垫,观察老年脑卒中足下垂内翻患者平衡和足底压力变化,探讨老年脑卒中后足下垂内翻患者最佳个体化治疗方案。
研究对象
选取2021年6月—2023年10月在上海市第四康复医院神经康复科住院及门诊病情平稳的**60例老年脑卒中后足下垂内翻患者,采用电脑随机法分成2组:**3D本体感受鞋垫组(简称鞋垫组)与足踝矫形器组(简称AFO组),每组30例。因个人缘故中途退出6例, 共54例患者完成研究。
对2组患者选用Berg平衡量表、FMA、步态分析(GaitWatch步态分析系统)及Footscan足底压力系统进行评估,比较2组患者治疗前和治疗6周后的评估值差异。
研究方法
步态分析:采用GaitWatch 步态分析系统,分别将7个数据采集处理模块的传感器绑定在患者的骶骨、双股骨中段前侧、双胫骨近端内侧和双足背处,患者在测试走廊按习惯速度直线行走2m主要记录步速、步长、步频等参数。
足底压力、接触面积参数:选用Footscan足底压力测试系统(比利时RSscan)系统包括长为10m 的步行步道,其中嵌入包含16384个传感器的2m 长足底压力平板。
02 鞋垫的制作与数据展示
鞋垫3D打印部分由热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)制成,鞋垫表面附着的软垫是泡棉类材料。
鞋垫制作具体步骤如下:
(1)下肢生物力学评估:测量患者在站立位、仰卧位两侧跟骨中立位角度、跟骨休息位角度、胫骨扭转角、踇趾关节活动度、髋关节内外旋活动度及双下肢长度差异等。
(2)双足足底扫描:使用三维足底扫描仪采集数据,设备为LSR3DLaser FOOtScanner 。双足坐姿跟骨中立位足底扫描,采集足长、 足宽、 足弓等数据。
(3)患侧本体感觉刺激元素组件:**跖骨垫和后跟外侧垫,**2个组件由中心呈丘形向周边扩散,中心最高度5mm。
(4)鞋垫制作与适配:整合数据,根据患者具体生物力学数据联合刺激元素制定鞋垫处方。鞋垫成对打印,打印方法采用熔融挤压成型,打印机采用R1000型,FDM3D打印机,打印材料采用热塑性聚氨酯线材,鞋垫表面附着的软垫是泡棉类材料。适配鞋子建议选择选择合适尺码、高帮、宽头的运动球鞋,适配后需尽早适应,过渡到每天使用,要求患者在进行站立及步行训练穿戴,每天穿戴总时间不少于6h,持续干预6周。
数据展示
系统配套的分析软件自动将足底分为10个区域:第1趾(T1)、第2~5趾(T2⁃5)、第1跖骨(M1)、第1跖骨(M2)、第3跖骨( M3)、第4跖骨 (M4)、第5跖骨(M5)、足中部或足弓(MF)、足跟内侧(HM)、足跟外侧(HL)。
2 组患者治疗前后患侧足底平均压力值比较。
2 组患者治疗前后患侧足底有效接触面积比较。
03 结果与讨论
结果:与AFO相比,3D本体感受鞋垫能更有效提高老年脑卒中后足下垂内翻患者平衡功能和足底压力。
本次研究还存在一些不足之处:
第一、样本量较少,存在一定脱落率,可能造成了部分研究结果的偏倚;
第二、患者观察周期短,还需要长时间随访,且缺乏踝关节活动度测量等评估指标。
后续研究将针对上述不足进一步完善,为临床康复治疗提供更深入,准确及可靠的依据。