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儿童青少年拇外翻的评估和康复研究现状

2022-11-28颜晓霞艳综述姜淑云阳审校

医学研究生学报 2022年1期
关键词:跖骨足弓步行

颜晓霞,俞 艳综述,姜淑云,李 阳审校

0 引 言

拇外翻(hallux valgus, HV)是指足部拇趾偏离中线,向外偏斜位移异常增大引起足趾疼痛和肿胀的疾病,常伴有第一跖趾关节半脱位、拇囊炎和前足横弓降低甚至塌陷等临床表现[1]。拇外翻患病率20%~50%,男女比例为1∶9~15[2],在18~65岁女性中,患病率达23%;65岁以上女性患病率达35%[3]。儿童拇外翻的患病率为2%~36%[4],有部分患者发展为拇囊炎。研究表明40%~50%成人拇囊炎患者,在儿童时期已出现第一跖趾关节活动异常[5]。

现有对拇外翻的研究聚焦于静止状态下局部关节畸形以及手术治疗,对足部肌群功能以及异常动态步行功能研究不足,康复方案及疗效也存在争议。近年来运用三维运动解析技术和超声成像技术分析下肢异常力线和肌力失衡,定量评估步行功能和肌肉功能。本文总结拇外翻的临床评估和康复现状,为拇外翻康复治疗方案的选择提供依据。

1 拇外翻诊断与病因

1.1 拇外翻诊断在X线正位片检查中,拇外翻角度(hallux valgus angle, HVA)正常范围为10°~15°,第一、二跖骨间角(1-2 intermetatarsal angel, IMA)为3°~8°。当HVA>15°或伴有IMA>9°,可诊断为拇外翻[1,6]。临床上主要根据HVA进行分级[7]:①轻度拇外翻:15°40°。

新生儿HVA几乎为0°[8],10岁以内有拇外翻趋势但HVA小于15°的儿童,HVA也将每年增加1.5°,临床上可由此预测青少年拇外翻角度的进展。儿童拇外翻患者中,多先表现为IMA增加明显,表明跖骨原始内翻是拇外翻发生因素[9]。青春期后HVA增加约4.5°[10],11岁以及大于11岁女孩拇指外翻角度显著增加[11]。

1.2 拇外翻病因

1.2.1 先天因素在遗传学研究中,拇外翻为常染色体显性遗传病,遗传因素引起的拇外翻发病一般晚于30岁,无遗传史发病在30岁之前[12]。老年人由于稳定足部第一跖列的足内肌群功能随年龄增加而减弱,这将加快拇外翻畸形的进展[13]。此外,第一跖骨头形状与拇外翻发病与进展相关:跖骨头为圆形的第一跖趾关节活动度增加、关节稳定性下降,是拇外翻发病的因素[14];第一跖骨头为圆形的拇外翻足,HVA进展速度较方形和带嵴方形更快[15]。

1.2.2 异常受力不合理的穿鞋习惯是诱发拇外翻的因素之一[12],足跟较高的鞋使足底最大压力随身体重心前移,足部拇指矢状面压力增加[16],拇趾背屈角度增加,后足抬高导致跖筋膜缩短,同时籽骨向远端发生相对位移,增加籽骨脱位的风险[17]。“反穿鞋”治疗儿童足内偏步态时,第一脚趾或第二脚趾为适应鞋而发生拇外翻[18]。此外,某些特殊的舞蹈(如弗拉门戈舞蹈)训练过程中下肢过度活动,将增加拇外翻患病率[19-20]。另一方面,肌张力较高的腓肠肌引起跖趾关节背屈缺陷,步行过程足跟提前离地,通过倾斜方向的足底腱膜,加重拇外翻畸形[21]。

2 评估方法

2.1 HVA角度测量

2.1.1 X线检查正位片X线测量拇外翻角度时,足和胫腓骨中轴保持垂直位置,测量第一跖骨纵轴和第一近节趾骨纵轴,即HVA;IMA为第一跖骨纵轴和第二跖骨纵轴的夹角[12],HVA在负重和非负重状态下变化不明显,临床常用非负重状态下HVA[22]。腓侧籽骨位置为腓侧籽骨和第一跖骨相重叠的面积和腓侧籽骨总面积的比值,常用于评估拇外翻第一跖趾关节的旋转错位[12]。

2.1.2 MRI检查MRI检查所测得HVA与负重状态下或者非负重状态下X线检查所测得HVA高度一致。MRI检查不仅能够测量第一跖趾关节局部关节的畸形角度,还能评估拇外翻并发症如骨髓水肿、囊变、拇囊炎等[23],MRI定性评估不仅发现跖骨软骨,正中隆起水肿和囊性变、腓骨籽骨赘与拇短屈肌萎缩情况有良好的一致性,也表明拇外翻畸形存在跖骨和趾骨的软骨破坏损伤、拇趾趾屈肌肌腱病变,可作为拇外翻软组织紊乱的一种再现方式[24]。

2.2 足底压力检查临床上足印法常用足部扫描仪检查踝足关节畸形的异常足底压力。研究表明,拇外翻患者静止站立状态下,通过测量足部内侧边缘后足-前足线(足跟中间的足部内侧边缘-第一跖趾关节的足部内侧边缘)和前足-拇趾线(第一跖趾关节的足部内侧边缘-第一足趾软组织的足部内侧边缘)所形成角,与影像学所测得HVA有极高的相关性[25],可用于评估HVA角度,避免辐射,具有简便安全的优势。步行时足底稳定性与IMA密切相关,临床上需要应用足底压力检查评估第一跖趾关节的不稳定性[26]。

2.3 肌群功能评估超声能够有效评估足部肌肉神经肌肉病理改变,且可视化肌肉萎缩[27]。儿童青少年拇外翻患者常见足内肌群功能损伤,通过超声成像技术检测肌电图参数和肌力能力,显示拇展肌和短屈肌功能损伤,畸形早期存在肌肉形态学改变[28]。研究表明,拇展肌厚度、宽度和横截面积与拇外翻角度存在相关性:在轻、中度拇外翻足中,随着畸形角度增加,拇展肌厚度、宽度和横截面积均变小[29]。

2.4 疼痛评估疼痛在成年拇外翻患者较常见,少部分儿童青少年患者出现疼痛现象。视觉模拟量表(Visual Analogue Scale,VAS)用于拇外翻患者疼痛评估以及疼痛改善疗效评价。VAS范围为0~10分,0分表示无痛感,10分表示极致且无法忍受疼痛[30-31]。

由于拇外翻畸形程度不同,步行时疼痛部位存在一定差异,但主要疼痛部位为前足。早期由于第一跖趾关节半脱位,疼痛发生在第一跖骨头;轻、中度拇外翻足,跖骨区的冲量和支撑时间集中在第二跖骨和第三跖骨,疼痛部位以第二跖骨和第三跖骨为主[32]。

2.5 步态分析拇外翻患者异常步态表现为步速、步幅下降,步宽和支撑相比例与畸形严重程度呈正相关,矢状面上拇趾和后足的运动范围均减小[33]。为避免步行时疼痛,摆动相第一跖趾关节屈曲角度异常增加,以代偿支撑相第一跖趾关节屈曲运动减少[34]。步行过程中足部节段正常运动协调模式改变,支撑相末期前足最大背屈角度和前足相对中足的活动范围增加[35]。步行时足底压力研究表明,拇外翻患者在支撑相末期,脚趾蹬离地面功能下降,当行走速度加快时,异常表现更明显[36]。

足着地时,患足足部内侧负荷增加,向足外侧转移延迟,第二、三跖骨负荷增加,第一跖骨负重减少,前足支撑时间缩短、峰力值延迟,下肢依赖后足承重[37]。为减轻支撑相第一拇趾负荷,髋关节内旋和脚趾向内,膝关节外展力矩增加,可能导致内侧骨关节炎[38]。在速度较快的步行中,患者通过增加髋关节运动幅度和做功能力以弥补踝关节运动和做功的不足,出现“远端到近端再分配”的趋势[39];且增加矢状面上质心-压力中心倾斜角度,减小双支撑相以保持平衡[40]。重度拇外翻老年人前足和踝关节异常运动,前足和脚趾异常负荷,步行稳定性欠佳,在上下楼梯以及改变前进方向时表现更明显[7]。

3 康复治疗现状

拇外翻手术适应证是严重影响步态和穿鞋困难[41],术后并发症发生率约10%~55%[31]。由于儿童青少年骨骼生长板未闭合、可塑性强,且早期手术治疗复发率高[5],应该保守治疗至骨骼发育成熟,临床上低于10%患者进行手术治疗[42]。根据澳大利亚临床治疗指南[43],拇外翻常规康复治疗包括矫形器、矫正足弓和穿合适鞋类等,青少年拇外翻应有运动处方进行干预。

3.1 矫正关节畸形拇外翻矫形器有动态矫形器和夜间静态矫形器,穿戴矫形器1个月HVA减小2°~3°,且动态矫形器能够增加第一跖趾关节的被动活动[44]。研究表明,夜间佩戴静态矫形器阻止青少年拇外翻进一步进展,推迟矫形手术,应作为拇外翻未成年患者的一线治疗[4]。拇外翻患者步行时第一跖趾关节在支撑相末期足蹬离地面时屈伸功能下降,脚趾分离器通过减小HVA[45],在步行以及跑步过程中改善足弓高度和足部节段之间的关节角度,重新分配足底压力峰值以及冲量[46]。

3.2 纠正足弓塌陷拇外翻足的内侧纵弓高度和第一跖骨旋前错位程度呈负相关[47],忽视结构异常的足弓会增加拇外翻的复发率[48]。由于第一跖骨头部异常增加的压力和第一跖列角度偏差呈正相关,因此,佩戴内侧弓矫形器可以改变轻、中度拇外翻足底接触面积,改善压力峰值,防止拇外翻畸形进一步加重[49];矫正鞋垫能恢复站立状态和步行状态下足中立位姿势[31],增强足弓支撑能力,调整下肢力线,避免膝外翻(“X”型腿)[50]。由于胫骨前肌、胫骨后肌和腓肠肌与足弓结构密切相关,针对兼有足弓高度下降的拇外翻患者,踝关节跖屈、背屈、内翻抗阻训练,能够增加踝周肌群对足弓的支持[31]。第一足趾背屈抗阻运动和足趾抓毛巾训练针对拇长伸肌、拇长屈肌、拇短屈肌等足内肌群的功能锻炼,每次最大收收缩保持20s,增强肌群功能,明显改善足弓塌陷[51]。

3.3 缓解肌力失衡拇外翻足在畸形早期拇展肌和拇短屈肌存在功能损伤[28-29],研究拇展肌表面肌电信号发现,拇趾外展训练(toe spread out exercise)能够改变拇展肌肌电频率模式[52],招募运动单元,激活拇展肌;短足训练(short-foot exercise)增加拇展肌横截面积,有效干预拇外翻患者萎缩的拇展肌[53],增强其外展功能,达到改善拇外翻畸形的效果[54]。生物力学研究表明,拇外翻与支撑相足跟外翻有密切关系[55],胫骨后肌的作用是使踝关节跖屈、足内翻;拇长屈肌使足跖屈和内翻。增加胫骨后肌和拇长屈肌的功能训练,有利于纠正步行过程异常下肢力线,矫正异常步态模式,改善步行过程中足部拇指相对于前足外展的趋势。

此外,在中医辨证中,拇外翻为经络气血不畅、肌张力失衡,在第一跖趾关节红肿处围刺[56],针刺拇长伸肌、拇长屈肌、拇短屈肌、拇展肌和胫骨前肌,能够缓解肌力失衡,改善肌肉和筋膜功能,明显降低HVA[57]。

3.4 缓解疼痛症状拇外翻畸形的第一跖趾关节机械感受器因关节囊和韧带的张力增加,囊内自由神经末梢对炎症和机械变形作出反应,引起关节疼痛和不稳定[58]。针刺通过抑制MCP1/MCP2轴,降低软骨和滑膜中炎症因子,减轻疼痛症状[59]。临床上运用一定剂量的理疗(如局部微波照射、超声波疗法)治疗成年人拇外翻,能够有效消炎止痛[31]。另外,肌内效贴和动态拇外翻夹板能够明显减轻静止状态下、步行以及跑步状态下的疼痛症状[3, 60],阻止HVA角度进一步增加。

4 讨 论

4.1 拇外翻关节结构和功能评估拇外翻评估主要包括足部结构和步行功能。X线检查主要用于测量HVA和IMA;而MRI不仅能够评估关节畸形,还能够重现足部紊乱的软组织,评估患者是否有其他并发症;而足印法通过足底压力扫描仪测量静止站立状态下HVA,安全便捷,且通过步行时足底压力测试,评估足底各区的压力峰值、支撑时间、冲量等异常分布情况。

超声检查足内肌群,通过分别测量足内肌群的横截面积、宽度以及厚度,与正常值进行比较,判断是否存在功能下降,为畸形早期特别是存在拇外翻趋势儿童的干预提供依据。步态分析主要通过对步行过程中的时空参数、下肢运动学、动力学和肌电活动情况等对步行功能进行综合评定,评估其异常生物力线和步行方式,且应考虑患者步行状态前足是否存在疼痛以及疼痛部位,判断其下肢步行时是否存在代偿,为临床康复方式的选择提供思路。

4.2 拇外翻的循证康复治疗拇外翻康复治疗包括改善站立状态和步行状态的异常力线、矫正畸形关节和缓解疼痛等,且彼此相互影响。当拇外翻患者下肢力线以及关节畸形有所改善时,步行时足底压力峰值、支撑时间以及冲量的分布趋于正常,疼痛得到缓解。在拇外翻畸形早期,第一跖趾关节内侧韧带松弛,倾斜关节面使第一跖骨发生内翻位移,在步行过程中产生或者增加拇外翻的趋势,因此,对拇外翻或者有拇外翻趋势患者的运动训练应包括拇趾外展训练,增强其足部拇展肌的外展功能。拇外翻足的第一跖趾关节半脱位,跖骨头内侧韧带止点有骨赘生成,表面容易形成拇囊炎。通过肌内效贴、穿戴分趾器或者矫形器,增加第一跖趾关节主动活动、被动活动的关节活动度,改善其关节半脱位和僵硬状态。站立或者步行时,第一跖骨区压力增高,冲量增大,易形成跖侧软组织磨损增大,产生疼痛,足部受损和代偿性增厚而出现胼胝[16]。第一跖趾关节的错位使步行时足底压力峰值向第二、三跖骨转移,促使第二、三跖骨疲劳性骨折、疼痛发生。穿戴足弓矫形鞋垫或者足弓垫,能够减小步行时足底第一跖骨头部的异常受力,减小第一跖列角度偏差程度,进而矫正下肢异常力线。

下肢足踝肌群的肌力失衡,也是拇外翻发生和发展的因素之一。牵伸小腿后部肌张力异常增高的肌群,主要目的为降低腓肠肌肌张力,改善其步行时异常足着地以及离地模式。通过运动疗法增强踝周及足内肌群的功能,增加其对足弓的支持能力,减轻足底第一跖趾关节的异常受力,改善其步行功能。中医针刺有效治疗第一跖趾关节周围肌群肌力失衡的状态,降低炎症因子以缓解疼痛。

4.3 儿童青少年拇外翻的临床干预随着儿童青少年拇外翻的患病率逐渐增高,且该人群骨骼肌肉生长发育速度快,夜间静态矫形器作为其一线治疗,且应定期随访,关注HVA、IMA和足弓等足踝结构功能的变化趋势。此外,由于遗传因素在拇外翻的发生和发展密切相关,对有家族病史的儿童青少年拇外翻患者进行随访。针对存在拇外翻趋势但HVA尚未达到15°的儿童青少年,可根据拇外翻在青春期普遍发展规律进行预测,并且针对步态分析结果中的双下肢结构和功能不对称问题进行早期干预。

考虑骨骼在不同年龄段的生长发育特征,儿童青少年拇外翻应采用保守治疗至骨骼发育成熟。若康复治疗一段时间后效果不明显,且拇外翻症状严重影响日常步行效率和穿鞋,应进行外科手术。常见的手术类型包括软组织平衡术(McBride术、Sliver术等)、跖骨截骨术(近端Wdege截骨术、Scarf截骨术、Chevron截骨术等)和趾骨截骨术(Akin截骨术)。软组织平衡术主要为切除骨赘、松解关节囊和拇收肌,软组织平衡术结合截骨术可降低拇外翻复发率[61]。术后针对性的康复治疗能够控制并发症的发生,降低拇外翻复发的风险。

4.4 现有研究的局限拇外翻造成异常的下肢力线,若未及时治疗,将引起膝关节和髋关节的进一步代偿性损伤。康复治疗不仅要矫正关节畸形和缓解疼痛,也需平衡肌力、矫正下肢力线,促进步行功能的改善。虽然近年来对引起其发生、发展因素和疗效的研究取得一些进展,以影像学和足底压力相关指标为主,临床上可综合考虑评估的目的以及评估方法的利弊,采取相对应的评估方式。而第一跖趾关节错位,引起足部的各节段在步态周期支撑相的异常运动,与足底压力又密切相关[62]。未来可综合运用三维多节段足部模型运动解析和足底压力测试针对其步态特征和步行功能进一步研究,并用于评估临床疗效。

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