膝外翻儿童步态的时空运动学动力学参数特征(4)
力矩大小受地面反作用力及力臂大小影响。膝外翻儿童冠状面外翻角度异常增加,关节中心向内侧偏移,造成力臂减小,进而导致膝关节内翻力矩减小,膝关节外侧载荷异常增加[18],增加了膝、髋关节运动损伤的风险[19]。3-6岁年龄段膝外翻儿童动力学参数方面还表现为踝关节及膝关节最大功率减低。功率指关节动态力的快速爆发,多发生在肌肉收缩运动模式转化的过程[17]。功率的下降提示能量产生的减少,肌肉收缩及控制能力下降。
3.2 7-12岁年龄段膝外翻儿童步态特征分析 儿童在7岁左右发育为接近成人的成熟步态模式[7],7-12岁年龄段膝外翻儿童在时空参数方面,除了与3-6岁年龄段膝外翻儿童出现相同的步长、步速减低、步宽增加表现外,还出现支撑相时间百分比增加。支撑相时间百分比代表单侧肢体在步态周期内的支撑时间,百分比增加则提示步行过程中单侧肢体支撑相时间延长,步行效率减低。
运动学参数方面,发育为成熟步态模式的膝外翻儿童同样表现出支撑相足外翻角度增加、胫骨向内扭转以及足廓清角度、髋关节最大伸展角度减小。这表明随着生长发育,膝外翻儿童步行时踝关节及膝关节的异常力线排列问题持续存在。与低年龄段膝外翻儿童不同的是,7-12岁年龄段膝外翻儿童髋关节的异常代偿运动减少,而踝关节的异常运动增加,具体表现为摆动相踝关节最大跖屈角度减小,踝关节矢状面屈伸运动幅度减小。踝关节最大跖屈角度出现在摆动前期,即“足趾轴”阶段,此时跖屈肌肌腱出现弹性反冲,使踝关节跖屈,胫骨向前推进,最大跖屈角度的减小可能与跖屈肌无力有关。比目鱼肌及胫骨后肌的力量不足在影响踝关节跖屈角度的同时,也是导致足内侧纵弓高度不足的重要原因,这也造成了步行过程中足在支撑相外翻角度的异常增加[20]。
动力学方面,膝外翻儿童在承重反应期与足蹬离地面时垂直方向对地面的反作用力均减小,与GANESAN等[21]的研究结果一致。足蹬离地面时地反力的减低,联合髋关节最大伸展角度不足的表现都提示膝外翻儿童在步行过程中下肢推进能力减低,会对步行效率造成影响。承重反应期的地反力减小提示膝外翻儿童步行过程中的负重能力下降。随着生长发育过程,儿童的肌肉力量及控制能力改善,低年龄段膝外翻儿童出现的踝、膝关节最大功率下降的异常表现消失。
3.3 小结 膝外翻不仅仅是外观缺陷,更会影响整体的步行功能[22]。长期的膝关节力线排列异常会加重关节软骨及韧带的负担[23],增加骨关节炎的患病风险[11]。目前膝外翻的手术治疗多针对常态踝距大于10 cm的重度膝外翻患儿[24];对于轻、中度的儿童膝外翻多采用保守观察或矫形支具治疗[25],但矫形支具治疗效果尚不确切[26]。更多处于生长发育期的膝外翻患儿,由于家长的关注度不够而没有及早治疗。
超出正常生长发育规律范围的儿童下肢力线排列异常应引起足够重视。儿童生长发育阶段是矫正发育性力线排列异常的黄金阶段,早期的评估及干预将极大降低青少年时期的手术风险[27],希望通过对膝外翻儿童步态特征的分析,能够为儿童膝外翻的早期评估及早期干预提供思路。此次研究未对12岁以上年龄段以及不同性别膝外翻儿童的步态特征进行分析,有待在以后的研究中进一步探讨。
作者贡献:试验设计由李阳、姜淑云共同完成,数据统计及文章撰写由李阳完成,数据采集由李一瀛、俞艳、鲁潇莹、王丹辞共同完成,文章审校由姜淑云完成。
经费支持:该文章接受了“上海市进一步加快中医药事业发展三年行动计划项目[ZY(2018-2020)-CCCX-2004-06]、上海市卫生健康委员会卫生行业临床研究专项(Y0024)”的资助。所有作者声明,经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及报道。
利益冲突:文章的全部作者声明,在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。
机构伦理问题:研究方案德实施已通过上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院伦理委员会审查及医学研究登记备案信息系统备案,伦理批件编号:2019-135。
知情同意问题:参与试验的受试者及其法定监护人为自愿参加,均对试验过程完全知情同意,在充分了解试验方案的前提下签署了“知情同意书”。
写作指南:该研究遵守《观察性临床研究报告指南》(STROBE指南)。
文章查重:文章出版前已经过专业反剽窃文献检测系统进行3次查重。
文章外审:文章经小同行外审专家双盲外审,同行评议认为文章符合期刊发稿宗旨。
文章来源:《中国儿童保健杂志》 网址: http://www.zgetbjzz.cn/qikandaodu/2021/0418/574.html