终末期小跗跖关节骨关节炎患者步态中足部节段间运动的生物力学特征研究

本研究针对终末期小跗跖关节(TMT)骨关节炎患者，采用多节段足模型(15-marker DuPont Foot Model)分析其步态中足踝节段间运动学特征。研究发现患者存在步速降低、步幅缩短及矢状面/横断面活动度(ROM)减少等代偿性运动模式，揭示了TMT关节炎以矢状面和横断面功能障碍为主的生物力学机制，为临床精准干预提供理论依据。

　　

足部骨关节炎是导致中老年人功能障碍的常见疾病，其中小跗跖关节(Tarsometatarsal, TMT)作为连接中足与前足的关键结构，其退变会显著影响步态功能。尽管第一跖趾关节病变研究较多，但TMT关节——特别是第二、三TMT关节（又称lesser TMT joints）——在步态周期中承担着将后足负荷传递至前足的重要生物力学功能。临床观察发现，这些关节的关节炎常与拇外翻畸形相关，但动态功能障碍机制尚未阐明。传统X线检查仅能提供静态结构信息，而多节段足模型(Multi-segment Foot Model)技术的出现，为揭示TMT关节炎患者的动态运动异常提供了新工具。

韩国医疗技术研发项目和首尔国立医院研究基金支持的研究团队，通过病例对照研究分析了25例终末期小TMT关节炎患者（定义为影像学显示关节间隙完全消失、软骨下硬化或骨赘形成）与50例健康对照的三维步态数据。研究采用统计参数映射(Statistical Parametric Mapping, SPM)分析步态周期相位特异性差异，主要关注拇趾、前足和后足节段的运动学参数。

关键技术方法
研究使用15标记点的DuPont Foot Model采集运动学数据，通过三维运动捕捉系统记录时空参数和节段间角度。纳入患者均经影像学确诊为单侧终末期小TMT关节炎，对照组按年龄性别匹配。采用SPM分析整个步态周期的连续差异，辅以传统统计学比较离散参数如活动范围(Range of Motion, ROM)。

研究结果

时空参数异常
TMT关节炎组步行速度显著降低(1.01±0.18 vs 1.16±0.11 m/s)，步幅缩短(1.06±0.12 vs 1.20±0.08 m)，步宽增加(0.12±0.03 vs 0.09±0.02 m)，提示稳定性代偿策略。

节段运动学改变

• 矢状面：终末站立期前足背屈和拇趾伸展增加，后足和拇趾ROM减少
• 横断面：后足-前足运动耦合增强，可能反映内侧柱松弛（含第一列过度活动）
• 冠状面：运动保留相对完好，说明功能障碍主要集中于矢状/横断面

讨论与意义
该研究首次系统揭示了终末期小TMT关节炎的特异性运动模式：患者通过限制后足和拇趾ROM、增加前足代偿运动来应对中足稳定性下降。这种"内侧柱失效-前足代偿"机制解释了为何此类患者常表现为步态效率降低。虽然缺乏动力学数据限制了对力学机制的深入解释，但发现为临床决策提供了重要依据：

1. 手术治疗需重点矫正矢状面和横断面畸形
2. 康复训练应针对步速和步幅的改善
3. 多节段足模型可作为术前评估的有效工具

研究局限性包括样本性别偏倚（92%女性）和未评估疼痛对步态的影响。未来研究可结合压力分布分析和长期随访，进一步验证这些运动模式与临床预后的关联。该成果为理解TMT关节炎的生物力学后果建立了新框架，对提升足踝疾病诊疗水平具有重要价值。