负载位置与假足类型对截肢者步行生物力学需求的影响机制研究

本文通过肌肉骨骼建模与仿真，系统评估了不同假足类型（被动标准足、高刚度足、楔形跟足、双龙骨足及动力踝足）与负载位置（无负载/前/后/健侧/残侧30磅负载）对单侧胫骨截肢者（TTA）步行时代谢成本（Wkg?1）和健侧膝关节冲量（Ns*kg?1）的影响。研究发现：后负载代谢成本最低（6.34±0.38），前负载最高（7.56±0.40）；健侧负载膝关节冲量最大（20.60±1.39），前负载最小（16.56±1.33）。强调需根据个体需求定制假足处方与负载策略以优化康复效果。

　　

研究亮点

本研究通过肌肉骨骼建模与仿真，揭示了假足类型与负载位置对单侧胫骨截肢者（TTA）步行生物力学需求的复杂交互影响。关键发现包括：后负载携带时代谢成本最低，而前负载携带时健侧膝关节负荷最小；不同假足在不同负载场景下各具优势，动力踝足（PW）在降低膝关节冲量方面表现突出。

总代谢成本

无负载条件下代谢成本最低（5.9±0.3 Wkg^?1），前负载时最高（7.6±0.4 Wkg^?1）。后负载为多数假足（被动标准足PR、双龙骨足DK、动力踝足PW）的最佳选择，而楔形跟足（HW）在健侧负载时代谢成本最低（5.7 W*kg^?1）。腓肠肌、比目鱼肌、臀大肌和臀中肌是代谢成本增加的主要贡献肌群。

讨论

假足的最优性高度依赖于负载位置与生物力学指标（见表3）。膝关节冲量与代谢成本的变化并非完全同步，表明肌肉协调模式和步态力学存在特异性适应。动力踝足（PW）虽能有效降低膝关节负荷，但受限于其结构高度，仅两名参与者适用，需进一步扩大样本验证。

结论

假足选择需个体化：若关注代谢效率，后负载与PR足组合更优；若优先保护膝关节，前负载与PW足更具潜力。临床应结合患者疲劳倾向与骨关节炎风险定制康复策略。