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在踝足矫形器（AFOs）使用中，轴位对准影响其功能。研究人员开展 “矢状面轴位移动对 AFOs 步态力学和胫 - 腿相对运动影响” 的研究，发现前后轴位移动影响大，前轴位能减活塞运动，对优化 AFOs 设计及临床应用意义重大。
在日常生活中，我们可能会看到一些因下肢问题而佩戴踝足矫形器（Ankle-Foot Orthoses，AFOs）的人。AFOs 是帮助下肢疾病患者康复和改善运动功能的重要辅助器具，广泛用于治疗畸形、中枢神经系统疾病和肌肉骨骼损伤等多种病症，能为患者提供支撑、改善生物力学功能并恢复行动能力 。然而，目前 AFOs 的使用存在一些问题。其关节轴的对准至关重要，不准确的对准会导致诸多不良后果，如产生额外的剪切和压缩力、增加运动阻力、限制关节活动范围，还会造成矫形器与腿部之间的活塞运动（pistoning），引起皮肤刺激和关节压力增大，影响患者的舒适度和矫形效果。但目前制造商对于 AFOs 的最佳轴位对准并没有统一标准，临床实践中也不清楚现行的制造商建议是否能达到令人满意的效果，且相关研究较少。为了解决这些问题，来自国外研究机构的研究人员开展了一项关于矢状面轴位移动对 AFOs 步态力学和胫 - 腿相对运动影响的研究。该研究成果发表在《Clinical Biomechanics》上，为 AFOs 的优化设计和临床应用提供了重要依据。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。他们招募了 6 名健康成年男性作为研究对象，为每位参与者定制了双侧 AFOs。通过 3D 运动分析系统（12 - 摄像头 VERO，200Hz）收集运动学数据，利用集成在 20 米步行道上的 4 个测力板（9260A6，1000Hz）采集步行时的地面反作用力数据。在数据处理方面，运用 Vicon Nexus Software 2.8 版本分析相关模型，并采用 Woltring 交叉验证五次样条算法对数据进行滤波处理。
研究结果如下：
- 时空参数：穿戴矫形器行走与穿鞋行走相比，速度无显著差异，但矫形器会使 cadence（步频）降低，step length（步长）增加，且与轴位对准无关。
- 踝关节角度：所有矫形器条件下的踝关节活动范围（ROM）在加载反应和蹬离阶段均显著低于穿鞋条件，但各关节轴位配置之间的 ROM 保持一致。在不同轴位条件下，初始接触时的背屈和站立时的峰值背屈在前方条件下相较于穿鞋条件降低最多，加载反应期间的峰值跖屈在所有 AFOs 条件下都比穿鞋时低 8° - 13°，其中前方配置的差异最小（8°），且在矫形器条件中跖屈最大。
- 关节力矩和能量：峰值踝关节力矩在前部和后部条件之间差异最大。加载反应期间，前部条件表现出最大的内部背屈力矩，而蹬离时跖屈力矩最小。后部和尾部条件的峰值跖屈力矩比穿鞋条件更大。在能量吸收方面，前部条件最高，后部条件最低，蹬离能量在各条件下保持一致。
- 胫 - 腿相对运动（活塞运动）：在站立阶段，后部条件的 ROM 最大，前部条件最小；在摆动阶段，各条件之间未观察到系统性的 ROM 差异。在加载反应阶段，随着踝关节跖屈，所有条件下胫 - 腿相对运动增加；在蹬离阶段，胫 - 腿距离显著减小；在摆动阶段，前部位置在踝关节背屈时保持不变，其他条件有相对运动。
研究结论和讨论部分指出，该研究支持了第一个假设，即前后轴位移动对关节力矩和能量的影响最大；但与第二个假设相反，制造商推荐的中立位置活塞运动并非最小，而是前部位置运动最小，在背屈时前部位置无活塞运动 。同时，正如第三个假设所预期，矫形器会显著降低踝关节 ROM，且中立位置的 ROM 并不比其他关节配置更大。这表明优化 AFOs 的前后轴位对准可以增强关节功能，前部定位有助于脚跟触地时的跖屈，后部对准可减少背屈肌无力患者的足拍击现象。为了最小化背屈时的活塞运动，建议相对于小腿中点采用前轴位放置，因为它更符合自然背屈轴。此外，研究还指出了当前研究的局限性，如样本为健康成年人而非患者、样本量较小、矫形器重量较大可能影响结果等。未来研究可从多个方向展开，例如通过肌肉骨骼模拟模型探究外部设备轴位对准对内部肌肉贡献和关节负荷的影响；研究用户舒适度、康复进展和长期矫形器失效等问题；探索开发背屈和跖屈的单独轴，以及更准确地定义矫形器相对于解剖标志的前后方向等。这些研究方向有望进一步优化 AFOs 的设计和应用，更好地满足患者的需求，提高康复效果和生活质量。
