《Journal of the American Geriatrics Society》:Footwear Characteristics and Their Impact on Gait and Balance in Older Adults: A Systematic Review of Recent Evidence
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背景:不当的鞋类已被确定为老年人跌倒的一个可改变风险因素。研究表明,某些鞋类特征会损害步态和平衡,从而增加跌倒的风险。然而,鞋类对步态和平衡控制的影响可能因研究方案的不同而有所差异。迄今为止,尚无专门关注这些关系的系统综述。本研究旨在调查鞋类对老年人步态和平衡
背景:不当的鞋类已被确定为老年人跌倒的一个可改变风险因素。研究表明,某些鞋类特征会损害步态和平衡,从而增加跌倒的风险。然而,鞋类对步态和平衡控制的影响可能因研究方案的不同而有所差异。迄今为止,尚无专门关注这些关系的系统综述。本研究旨在调查鞋类对老年人步态和平衡控制的影响,以及所采用的研究方案和研究结果。方法:研究人员使用PubMed、IEEE Xplore、Scopus、Web of Science和Clinical Trials数据库进行了一项系统综述,以识别2017年至2024年间发表的相关研究。研究人员系统地检索了关键词,并手动提取了数据。共有13项研究被纳入。本综述综合了关于各种鞋类设计对老年人步态和平衡控制影响的研究结果。结果:具有极简外底、有纹理的内底设计和高帮设计的鞋类通常与更好的平衡结果相关。关于鞋头斜切设计的证据并不一致。研究结合了步行和平衡评估,其中一些还包括基于感知的问卷。步行、平衡和感知评估的结合,有助于更全面地了解鞋类如何影响老年人的平衡。结论:在纳入的研究中,具有极简外底、有纹理的内底设计和高帮设计一致表现出对老年人有益,其提供了纹理反馈同时提供了足部保护,这可能会增强平衡控制。然而,一些研究也表明某些设计可能会产生潜在的负面影响,包括鞋头斜切、极简外底、较少固定和赤足条件。缺乏对实验鞋类的全面描述影响了科学的透明度和可重复性。
1 引言
鞋类通过促进对足部的体感反馈,在老年人的步态和平衡控制中发挥着关键作用。各种各样的鞋类已被证明会影响平衡。然而,由于追求美观和缺乏选择合适鞋类的知识,老年人通常更喜欢宽松贴合的鞋类。因此,穿着不适当的鞋类会增加老年人跌倒的风险。老年人经常出现足部和鞋类的敏感性降低。前足变宽和内侧纵弓变平是导致不适当鞋类选择的关键因素。这可能导致下肢溃疡和疼痛,进而降低敏感性。多项研究证明,穿着不当的鞋类会增加老年人跌倒的风险。值得注意的是,许多遭受跌倒相关髋部骨折的人在跌倒时穿着不适当的鞋类。新出现的证据也支持使用特定的鞋类设计,如极简鞋类,这可能会增强体感反馈和姿势控制。鉴于前期研究参与者的年龄各异,且不同年龄段的步态和平衡控制机制可能不同,因此更好地了解鞋类如何影响老年人的步态和平衡控制至关重要。本系统综述探讨了2017年至2024年间的文章,旨在探索鞋类对老年人步态和平衡控制的影响,以及所采用的研究方案和研究结果,为老年人选择合适的鞋类提供指导。
2 方法
2.1 检索策略
本系统综述使用PubMed、IEEE Xplore、Scopus、Web of Science和Clinical Trials作为数据库,检索了2017年至2024年内的相关研究。检索关键词包括鞋类、鞋子、靴子、步态、平衡、姿势、老年人等。为了识别其他相关研究,研究人员还调查了所查询文章的参考文献部分。
2.2 鞋类与老年人的定义
在当前研究中,作者将所有类型的鞋类特征统称为鞋类干预。如果研究仅描述了“鞋垫”或“足部矫形器”而没有其他鞋类设计(如中底、鞋帮、鞋带和鞋面材料),则将其排除在外。老年人的定义遵循参考文献中将其参与者定义为老年人或老年组的描述,而不论其平均年龄大小。
2.3 纳入与排除标准
要被纳入本研究,研究必须满足以下标准:为原始研究;主要目标应涉及老年人并评估步态或平衡结果;结果测量包括步态调查(步行测试)或平衡调查(同点平衡测试)的定量分析;主要使用鞋类作为干预或实验组,与对照组或其他足部条件进行比较;研究年限在2017至2024年之间。
2.4 研究选择与筛选
选择和筛选过程遵循系统综述和荟萃分析首选报告项目指南。两名作者根据标题和摘要删除了不相关的研究,如有分歧则由第三名研究员介入。作者分阶段过滤了不相关的文章。在进行数据提取前,使用观察性队列和横断面研究质量评估工具进行了修改后的质量评估。
2.5 数据提取
作者从选定的研究中提取了研究概述、研究信息和主要结果至EndNote X9和Microsoft Excel工作表中。提取的数据包括参考文献基本信息、参与者信息、鞋类和对照组设计、研究协议、研究工具、调查方法和变量、主要结果以及结论。本研究根据纳入研究的鞋类描述和图表定义了鞋类的内底、中底和外底结构。
3 结果
3.1 文献综述结果
初始检索共获得927篇文章;删除了388篇重复文章。根据标题和摘要,确定了23篇可能相关的文章。经作者人工审查以确保研究具体涉及老年人步态平衡相关的鞋类设计后,最终13篇文章被纳入本系统综述。部分研究将参与者划分为年轻成人、健康成人和老年人,如果研究将该组定义为老年人,则即使参与者的平均年龄可能低于65岁,当前研究也仅提取老年组的结果。
3.2 鞋类干预措施
研究共评估了17种实验鞋类及各种对照条件,包括赤足、个人鞋类、对照(标准化)鞋类和袜子。实验鞋类设计包括广泛的特征,如支撑性鞋类、不同角度(10°、20°、30°和40°)的摇臂鞋、平衡鞋、拖鞋、极简鞋类、结节状鞋类、靴子状实验鞋类等。报告的鞋类规格差异较大,包括鞋底硬度(邵氏A级:35–85,邵氏O级:30–75)、中底和外底高度(15–60 mm)、鞋头斜切角度(10–40度)以及鞋子重量(313–342 g)。
3.3 研究策略
直线路径步行测试是评估老年人动态步态平衡最常用的调查方法。这些测试通常包括以偏好转最大速度行走5–10 m的距离。使用测力台、运动捕捉系统和电子步道等工具收集数据以捕捉变量。虽然电子步道易于使用且能有效测量时空步态参数,但在测量最小足趾间隙和关节运动学方面存在局限性。因此,建议整合运动捕捉系统进行更全面的分析。平衡调查已成为评估老年人姿势稳定性的标准,包括简单的摇摆测试、睁眼和闭眼的双足和单足站立。文献中的平衡调查时间通常在20到50秒之间。稳定性测试极限和星形偏移平衡测试也被用于评估功能性平衡控制。四项研究使用结构化问卷评估了鞋类的主观感知,这些问卷提供了关于用户偏好的见解,这可能会影响老年人长期对鞋类的依从性。
4 讨论
4.1 鞋头斜切设计
摇臂鞋通常包含一个鞋头斜切的前部曲度,为步态中从中期到晚期站立位的过渡提供支点。这种设计可以促进向前运动并减少前足负荷,这可能有利于患有平衡障碍或糖尿病神经病变的个体。纳入的参考文献表明,它不影响动态稳定性和平衡能力,但能增强地面反作用力并增加站立时间,这可能促进老年人向前移动。摇臂底似乎有助于向前推进。Amiez等人在“平衡鞋”中观察到了相关的鞋头斜切概念,该鞋包括加宽的中底和鞋跟斜切以增强稳定性。然而,文中并未充分描述平衡鞋的设计细节,而是通过商业销售网页进行引用。平衡鞋提高了稳定性,特别是在视觉输入被移除(闭眼)时,表明增强了体感支持。此外,用户通过感知问卷反馈表明,与个人鞋类相比,对平衡鞋的评价更高。
4.2 极简外底设计
在纳入的研究中,极简鞋类表现出一致的积极结果。具体而言,极简鞋类提高了步行和平衡能力,并降低了肌肉需求,表明运动稳定性和效率有所提高。下肢肌肉活动的减少可能归因于更平的足部接触,这可能会在步态的承重阶段增强稳定性。Cudejko等人对极简鞋类设计进行了最全面的分析。他们通过系统地改变有纹理的鞋垫、外底宽度、鞋帮高度、鞋头斜切、硬度以及分趾的存在等特征,检查了11种极简鞋类配置。研究表明,老年人穿着极简鞋类时,在摇摆速度和范围减少方面呈现出积极影响的趋势,这意味着在安静站立时具有更好的稳定性。极简鞋类设计似乎通过增强体感线索和肌肉参与来提高本体感觉和平衡。这对于老年人尤为重要,因为他们的中枢神经系统严重依赖感觉输入来调节步行和转身等动态任务。这些益处可能归因于极简鞋类的触觉界面,它增强了对足底机械感受器的刺激并促进了本体感觉反馈。然而,尽管测量了与平衡相关的变量,如质心和压力中心,但没有一项纳入的研究直接评估体感系统的功能。因此,尽管极简鞋类显示出对平衡的一致益处,但缺乏体感增强的直接证据。
4.3 良好固定与较少固定设计
多项研究调查了固定对步态和平衡的影响,结果表明,封闭式拖鞋——具有坚固的足跟托、坚硬的橡胶底和牢固的固定——改善了静态平衡、动态步态平衡和感知方面。封闭式拖鞋产生了优越的步态表现结果,显著改善了稳定性测试极限期间的方向控制,强化了适当的鞋类固定对增强平衡的重要性。
4.4 高帮设计
由于踝关节在维持平衡和姿势控制中起着至关重要的作用,通过高帮提供外部支撑可以带来显著的优势。与低帮设计相比,高帮鞋类可能有助于减少不必要的踝关节运动并改善平衡表现。纳入的参考文献研究表明,在老年人的步行和站立平衡评估中,设计良好的鞋帮可能支持本体感觉和踝关节稳定性。高帮鞋类在极简风格和靴子风格鞋类中均提供了额外的踝关节支撑,并报告了积极的效果。尽管存在一些不一致,但踝关节高帮设计通常被认为是有益的,因为它们增加了对内翻和跖屈的抵抗力,有可能防止踝关节扭伤,同时增强触觉反馈。与赤足、个人鞋类和标准对照组相比,具有不均匀高度鞋底和凹槽的实验鞋类显著减少了步宽和末端摇摆,表明步态平衡得到改善。尽管实验鞋类与对照鞋类在姿势结果上没有统计学上的显著差异,但感知问卷的主观评分通常更倾向于个人鞋类,而不是实验原型,这表明在舒适度或设计美观性方面还有改进空间。
4.5 支撑与纹理设计
先前的综述研究表明,来自足底的体感反馈能够影响肌肉参与,并改善健康成人的平衡。Azhar等人将靴子状实验鞋类改进为运动类支撑鞋类,但步态和平衡控制的积极效果并没有转移到靴子状实验鞋类上。然而,参与者的确认为运动类支撑鞋类在整体体验上更令人满意。有趣的是,结节状鞋类通过对机械感受器更强的感觉刺激,改善了姿势稳定性并降低了肌肉活动。未来可能需要确定体感反馈的阈值。
4.6 鞋类与对照组设置的比较
在纳入的研究中,常见的对照条件包括赤足、个人鞋类和标准化对照鞋类。在检查实验鞋类的效果时,几项研究使用了赤足比较,特别是与极简鞋类进行比较,因为极简鞋类旨在模仿赤足的感觉。个人鞋类通常被用作比较器,以评估实验设计的效果,通常被描述为参与者在户外最常穿的鞋子或在过去两个月的日常活动中穿的户外鞋。对照鞋类被定义为与实验条件规格相似的标准化鞋类,仅在测试的特征上有所不同。从研究设计的角度来看,这种方法有助于分离特定鞋类修改的效果,并提高比较的可靠性。
4.7 研究方案
多项研究使用了串联步行测试。这些测试对于检测微妙的平衡障碍特别有用,并已被推荐用于存在轻度活动受限的老年人的临床评估。此外,计时起立步行测试因其简单、低成本和高效而被广泛认可,它评估了移动性的多个组成部分,并已证明对老年人跌倒风险具有良好的预测有效性。站立平衡测试已成为评估老年人姿势稳定性的标准。Menz等人采用了简单的摇摆测试,测量20秒试验内的角速度并重复三次。稳定性测试极限也被用于评估功能性平衡控制。该测试测量一个人可以在八个方向上故意转移其重心的距离而不失去平衡。最后,多项研究采用了感知问卷,提供了与舒适度、美观性、稳定性和易用性相关的主观用户体验见解。然而,对这些结果的解释必须谨慎,因为一些研究没有对感知数据应用统计分析。此外,缺乏对实验鞋类的全面描述,有时仅限于项目代码或商业网站的引用,这损害了科学的透明度和可重复性。
4.8 潜在的问题设计
尽管所有纳入的研究都显示出老年人步态和平衡控制的积极趋势,但一些研究也表明它们可能会产生负面影响。对于鞋头斜切设计,使用摇臂鞋可能会促使神经肌肉适应并增加步态变异性。尽管摇臂鞋与积极的动态结果相关,但此类设计也可能损害姿势稳定性,其对静态平衡的影响尚不明确。此外,一项研究指出,可能需要7到10天的穿着期来优化这些效果,这表明在适应期之前不建议直接穿着鞋头斜切设计。对于极简外底设计,有研究报告了18至60岁跑步者穿着极简鞋类相关的潜在软组织风险,表明这些益处可能无法在不同人群或环境中推广,特别是对老年人而言。对于较少固定设计,鞋类固定是影响平衡控制的另一个关键因素。老年人往往因为舒适而喜欢在家穿拖鞋,但这些设计通常提供的支撑有限。研究表明,背部固定不良的鞋类会增加老年人足跟滑脱的可能性和跌倒风险。固定不良的鞋类在步态期间会导致更大的膝踝关节角度,穿着者会采取代偿策略以防止鞋子在运动中滑落,这加强了对适当贴合和固定设计以增强稳定性并降低跌倒风险的需求。此外,虽然一些研究将赤足行走视为基线或对照组,但必须注意的是,赤足或穿袜子行走会增加老年人跌倒的风险。
4.9 局限性
本综述存在一些局限性。首先,数据库检索仅限于2017年至2024年间发表的研究。其次,排除了仅关注内底或足部矫形器而没有讨论更广泛鞋类设计元素的研究。最后,“老年人”的定义在纳入的研究中各不相同,一些研究根据描述符而非严格的年龄阈值将参与者归类为老年人,这种差异可能会限制研究结果在不同研究领域、年龄组或临床人群中的普遍性。
5 结论
具有极简外底、有纹理的内底设计和高帮设计的鞋类似乎可以增强触觉感觉输入和本体感觉,在提供足部保护的同时复制了类似赤足的状态。这些特征可能有益于改善老年人的步态和平衡。然而,一些研究也表明某些设计特征可能会对步态变异性、软组织损伤风险、跌倒风险或所需的适应期产生负面影响。为了全面评估鞋类对老年人步态和平衡的影响,研究设计应包括步行和平衡调查,并辅以基于感知的评估。强烈建议使用适当的统计方法来分析问卷数据,以确保对主观结果的严谨解释。此外,缺乏对实验鞋类的全面描述,损害了科学透明度和可重复性。未来研究应提供详细的规格说明,以避免这些问题。