足部評估及訓練預防跑步損傷的研究進展

趙仙麗，李心瑜，吳緒波，3*，單春雷，4，張亦輝，張 彩

1 上海中醫(yī)藥大學，上海 201203；2 上海慈源康復醫(yī)院，上海 201800；3 上海中醫(yī)藥大學附屬上海市第七人民醫(yī)院，上海 200137；4 上海中醫(yī)藥大學附屬岳陽中西醫(yī)結合醫(yī)院，上海200437

跑步是最受歡迎的體育運動活動之一，也是臨床運動康復中常見的推薦運動項目。跑步損傷（running-related injury，RRI）是指在跑步練習過程中或由于跑步而出現的各種下肢與下背部不適，這類損傷延緩或阻礙跑步的進行至少1 d［1］。2020 年該定義得到拓展，即自我報告的由跑步引起的背部或下肢肌肉、關節(jié)、肌腱和/或骨骼的損傷，導致跑步距離、速度、時間或頻率降低至少7 d［2］。雖然RRI 的定義得到了修改和完善，但有2 個要點是共通的：①由跑步引起的背部或下肢的肌骨損傷；②損傷延緩甚至阻礙患者進行跑步活動。對于跑步愛好者，RRI 的年發(fā)病率為37%～56%，復發(fā)率為20%～70%［3］；約20%～70%的RRI 患者需要接受治療，約5%的患者無法正常外出工作［1］。1 項對照試驗發(fā)現跑者2 周內每周增加30%的跑步距離，出現RRI的比率平均增加59%［4］。由于RRI 在跑步人群中具有高發(fā)病率和高復發(fā)的特點，提高跑者RRI 風險評估及預防干預迫在眉睫。足部是跑步活動中唯一與地面接觸的身體部分，直接提供跑步動力并初步緩沖地面沖擊力。本文將從足部著手，總結常見的RRI預測評估工具，并從足部肌力訓練、足部落地模式訓練、跑前適應性訓練等角度概述預防RRI 的臨床干預和康復方法。

1 RRI預測方法

目前，預測RRI的主要因素包括既往損傷、錯誤動作和過勞性因素三大類［5］?；径际峭ㄟ^估量的方法進行預測，大都沒有明確直觀的數值預測RRI的發(fā)生率。以下從足部評估角度概述其中研究較多的預測RRI方法。

1.1 足姿指數

足姿指數（foot posture index，FPI-6）通過評估足部的特定部位將足姿分為旋前、旋后和中立3種，包括距骨頭觸診、外踝上下曲率、跟骨額平面位置、距骨關節(jié)區(qū)隆起、內側縱弓高度和弧度以及足趾可見度6 項，每項評分-2～2 分，將6 項評分相加，總分0～5之間為中立位，≤-1為足旋后，≥6為足旋前［6］。PéREZ-MORCILLO 等［7］對600 名跑者FPI-6 與RRI之間的關系進行了分析研究，發(fā)現高度旋后足位的RRI 發(fā)生率比中立足位高76.8 倍（P＜0.001）；高度旋前足位的RRI 發(fā)生率比中立足位高20 倍（P＜0.001）。預示著如果跑者的足部呈現旋前或旋后位，相較中立足位跑步后的RRI發(fā)生率高。

然而，BRAVO-AGUILAR 等［8］和ESCAMILLAMARTíNEZ 等［9］的研究團隊對于跑步前后的足位變化有著不同的看法，前者觀察到116 名健康成人以12 km/h的速度跑步45 min后FPI-6評分下降，受試者足傾向于由旋前位向中立位變化；后者發(fā)現30名健康跑者以3.3 m/s（11.88 km/h）的速度跑步60 min后FPI-6 平均提高了2 分，受試者足呈中立向旋前變化趨勢。盡管長距離跑步對足部結構形態(tài)的影響目前還存在爭議，但均支持中立位足能減少RRI的發(fā)生概率這一觀點，并認同FPI-6 或可作為預測RRI的1項指標。

1.2 足底壓力

足底局部壓力會沿著下肢的運動鏈向上傳導，容易造成足、踝、膝、髖甚至脊柱的慢性損傷。RIBEIRO 等［10］對45 名患有足底筋膜炎和60 名未患足底筋膜炎的休閑跑者進行了回溯性研究，發(fā)現跑步時2 組足底壓力、接觸時間、接觸面積、壓力分布差異均無統(tǒng)計學意義。MANN 等［11］對44 名有RRI 史的跑者和46 名健康跑者在跑步機上以其適應的80%跑步速度遞增至120%進行測試，參與者佩戴壓力鞋墊設備，發(fā)現有RRI史的跑者相較于對照組，速度增加越多，跑步模式（步長、步速、步頻等）越加混亂，但2 組間的足底壓力無論是同一速度下還是隨著時間的變化，差異均無統(tǒng)計學意義。

但是，MANN 等［11］的研究表明，當時的研究均局限于某一特定損傷或寬泛的RRI 定義，可能存在以偏概全，故需要后續(xù)大量的試驗加以佐證。對于足底壓力分布和對力的緩沖能力，不同的見解越來越多。BULDT 等［12］將92 名健康成年人按舟骨定義的足弓高度分為低弓平足、正常足和高弓足，發(fā)現低弓平足受試者觸地時的壓力分布相較于另外2組集中于前掌。SZULC 等［13］和SUN 等［14］的研究均發(fā)現，足弓結構與力的分布間具有一定的關聯，足前掌或足后掌的壓力分布過大均會增加潛在發(fā)生RRI的風險，其機制來源于不斷重復的應力導致的過勞性損傷。同 時，BRAVO-AGUILAR 等［8］和ESCAMILLA-MARTíNEZ 等［9］的研究均也證實，從中立位向旋前位的改變增加了足前掌和足后掌的壓力，結合FPI-6 的方法，通過足底壓力分布預測RRI 的信度進一步提高。可見，單用足底壓力預測RRI 尚存爭議，足底壓力與足弓狀態(tài)具有一定聯系，結合FPI-6綜合考慮或可提升預測RRI的效度。

1.3 足弓形態(tài)

足弓形態(tài)與大多數RRI 的相關性已不斷被證實。足內側縱弓塌陷或稱扁平足，反之增高則為高弓足。MOUSAVI 等［15］研究發(fā)現患足底筋膜炎的跑者中約有80%患有扁平足或高弓足。NEAL等［16］認為扁平足是脛骨內側應力綜合征和髕骨疼痛綜合征的危險因素。扁平足會影響下肢運動鏈的力學傳導是公認的下肢損傷的誘因之一［17］。結合FPI-6對于足旋位的評估，足弓形態(tài)與RRI 的發(fā)生存在聯系正不斷得到認同。

由上述可見，目前預測RRI 的相關研究主要是評估指標與RRI 的相關性，尚存爭議，一定程度上，足底壓力、足弓形態(tài)聯合FPI-6 能夠提高RRI 預測的信度。

2 預防RRI的足部訓練

2.1 足部肌力訓練

TADDEI 等［18］在2019 年進行了1 項為期1 年的單盲隨機對照試驗，受試健康跑者接受針對足踝的牽伸以及足核心肌群和關節(jié)肌肉的肌力訓練，對照組僅進行相同時間的牽伸，發(fā)現RRI 發(fā)生的時間與足部姿勢和足部訓練強度顯著相關，FPI-6 分數越高，RRI的發(fā)生時間越晚，采用足部核心強化方案跑者RRI 的發(fā)生率相較對照組降低2.42 倍。追溯向前，MATIAS 等［19］曾在2016 年做過1 項針對長跑愛好者的隨機對照試驗，據介紹是首次通過信息采集和形態(tài)學方法探討足踝復合體肌力訓練方案對RRI的直接影響，預測訓練后第1 次RRI 的發(fā)生會延后、足功能將得到提升以及1年的足踝鍛煉將對跑者產生有益的生物力學變化。

上述的研究提出一套完整的足部肌力訓練計劃，然而，針對足部核心肌群訓練與RRI 的關系，許多學者亦作出了解釋。SULOWSKA 等［20］將具有一定運動知識的健康跑者按FPI-6分成旋前足組和中立足組，進行足底短肌訓練，主動發(fā)力將跖骨頭部移向足跟，足趾放松，然后在縮短的位置平衡足跟、第1跖骨頭和第5跖骨頭3個支撐點的負荷，測量發(fā)現中立足組膝關節(jié)部位力的傳導更為順暢，旋前足組在跑步速率的提高上有統(tǒng)計學意義，因此，研究人員建議在長跑愛好者日常訓練中應加強足底短肌的訓練以預防RRI。另1 組研究者UNVER 等［21］定義扁平足為舟狀骨下降超過10 mm 且FPI分數介于6～12 分，在扁平足更易導致RRI 的理論前提條件下，對2 組扁平足受試者進行對照試驗，試驗組在安慰劑訓練基礎上進行“短足訓練”，患者坐位，膝關節(jié)和踝關節(jié)屈曲90°，使第1 跖骨頭向足跟靠近，不屈曲足趾，縮短足拇指至足跟內側距離，前足和足跟不應離地以加強足內附肌群，該方法類似于SULOWSKA 等［20］的研究，維持內側足弓縮短位，支撐平面難度漸增，通過FPI-6、足底壓力、損傷自我報告等方法發(fā)現“短足訓練”能夠有效改善扁平足，增加足內側力量，對RRI 的發(fā)生可以起到降低作用。SáNCHEZ-RODRíGUEZ 等［22］同樣使用“短足訓練”進行對照研究，類似UNVER 等［21］的研究設計，只是將受試者改為了健康成人，且時間持續(xù)9 周，發(fā)現“短足訓練”可以使FPI-6 分數趨向中等，平均降低1.66分，足姿勢得到改善。

LEE 和CHOI［23］對患有慢性踝關節(jié)不穩(wěn)的試驗組進行了足內附肌訓練，包括腳趾外展、第1趾伸展和第2～5趾伸展運動，對照組不做訓練，結果發(fā)現，試驗組在內附肌群的激活表現上優(yōu)于對照組，動態(tài)平衡能力亦較之提高。雖然該試驗在對照組的設計上存在缺陷，但提出了一種訓練足內附肌的有效方法。

可見，肌力訓練尤其是針對核心肌群的“短足訓練”對于降低RRI的發(fā)生具有實際的臨床價值。

2.2 足部落地模式訓練

HAMILL 和GRUBER［24］在2012 年做的隊列研究被認為是最早將中前足落地模式與后足落地模式相比較的文獻報道，統(tǒng)計顯示跑者每10 000 英里使用后足落地模式的RRI發(fā)生率高于中前足落地模式。對于這2 種落地模式間的差異，之后研究者做了諸多試驗加以論證。MOUSAVI 等［25］研究了以足不同部位觸地跑步時對下肢生物力學的影響作用，發(fā)現與正常跑步相比，以足外側或內側為壓力中心會降低或增加后足外翻峰值、距下旋前峰值和內側縱弓角峰值，在足部訓練時應對受力中心加以重視。ROPER 等［26］研究了常見RRI 損傷之一的髕股關節(jié)疼痛，將16名受試者分為2組，試驗組在2周內進行8 次步態(tài)再訓練，將足底落地模式從后足轉換為前足，對照組進行跑步訓練，不做干預，發(fā)現試驗組膝踝活動度及髕股關節(jié)疼痛的情況改善均優(yōu)于對照組，故前足落地模式應被視為預防跑者髕股關節(jié)疼痛的可能策略。同樣，MILLER等［27］將9名患輕度RRI的美國軍校學生的后足落地模式通過步態(tài)再訓練改為前中足落地模式，發(fā)現他們在髕股關節(jié)疼痛和功能問卷的回答上都有顯著的改善，非后足落地模式的改變可能使某些患輕度RRI 的個體受益。然而，WARR 等［28］確認在損傷基線水平上沒有差異后將招募到的美國現役士兵分為后足落地組和前中足落地組，由專業(yè)肌骨醫(yī)師評估跑步2 英里后RRI 情況，發(fā)現2 組間差異無統(tǒng)計學意義，且2 組間的成績差異也無統(tǒng)計學意義，似乎不同的落地模式并不會對RRI的產生帶來影響。

ALLEN 等［29］改變了40 名后足落地模式跑者的跑步速率，發(fā)現速率提高10%以上可以在不干預的情況下調整受試者的足部落地模式，可以改善他們的足緩沖效能。但足部不同落地模式下RRI的發(fā)生率，不同研究團隊得出了幾乎相反的結論，原因可能是受試者的差異性以及所專注的RRI 損傷不同。中國學者通過力學的方式進行研究，魏震與王琳［30］招募了落地模式為后足與前中足的2組右側慣用足健康跑者，通過鞋子內置的傳感器對右足落地期間全足及足底9個分區(qū)的最大足底壓力和足底壓強進行比較研究，發(fā)現后足組的中后足底最大壓力和最大壓強均顯著大于前中足組，前中足組在足內側第1/2 跖骨區(qū)域的最大壓力顯著大于后足組，然而在全足范圍，2 組壓強差異無統(tǒng)計學意義。國外學者亦有研究證實不同落地模式對跑者足底壓力分布有著不同的影響。HAMZAVI 和ESMAEILI［31］分別讓30 名后足和前足落地跑者以3.3 m/s 的速度在跑臺上跑步誘導疲勞，發(fā)現跑步疲勞增加了后足落地組足跟內側和外側、第1 跖骨和第5 跖骨以及足大拇趾的負荷，而前足落地組則增加了第1～3跖骨的負荷，降低了第5 跖骨的負荷。這些研究均提示不同足部落地模式的跑者具有不同的適應策略可能是產生不同RRI 的原因。結合生物力學研究，后足觸地時力的緩沖需要通過脛骨傳遞給膝關節(jié)［32］，易對髕骨面和脛骨面造成損傷［33］；而前足區(qū)域落地時的負荷增加約為體質量的1.3 倍，需要踝關節(jié)有足夠的活動度起到緩沖的作用［32］。提示2種不同足部落地模式對身體各有利弊。

張瑞全［34］讓30 名健康受試者分別運用不同的著地方式進行跑步運動的試驗恰好印證了以上觀點，通過測量不同落地模式組的地面反作用力，發(fā)現后足落地組的膝關節(jié)負荷較髖關節(jié)和踝關節(jié)大，而前足落地或由后足落地轉變?yōu)榍白懵涞貢r，踝關節(jié)的負荷呈增加趨勢?？梢?，一旦長時間跑步帶來的重復性應力刺激累加，不同落地模式造成的損傷勢必不同，也就是常稱的“應力性損傷”，后足落地模式會好發(fā)膝關節(jié)相關的RRI，前足落地模式則會好發(fā)踝關節(jié)相關的RRI，然而因為缺少大范圍的樣本調查，還沒有明確的文獻支持這一觀點。張燊等［35］的研究從另一角度提供了一種思路，他們招募了無跑步習慣的普通人和有跑步習慣的后足落地模式跑者各12名，在足弓高度無顯著差異的前提下測試跖趾關節(jié)力量和足趾拉力，發(fā)現跑步習慣組跖趾關節(jié)的相對力量具有下降趨勢。這是否是因后足落地模式所致還有待進一步研究，但他們使用的評估方法值得借鑒。

上述研究大致可以得出前足落地模式趨向于更多使用踝關節(jié)，而后足落地模式趨向于更多使用膝關節(jié)。雖然對它的正確性仍然存在質疑，但越來越多的研究證實這一觀點，在RRI 的預防治療中應予以考慮。

2.3 跑前適應性訓練

對于跑前適應性訓練是否有效，實驗研究和大眾普遍認識常發(fā)生沖突。BREDEWEG等［36］對221名跑步初學者進行為期4 周的訓練，包括步行和跳躍練習，隨后與相同數量的對照組一同開始為期9周的跑步，發(fā)現2 組RRI 發(fā)生率差異無統(tǒng)計學意義。TORESDAHL等［37］對馬拉松初學者進行了12周的軀干、下肢肌肉強化訓練，與其他初學者比較，結果干預組的RRI發(fā)生率并無顯著下降。BUIST 等［38］采用了13 周基于10%強度的遞進式訓練，對RRI 的發(fā)生率差異無統(tǒng)計學意義。FREDETTE 等［39］在募集的107 名軍人跑者中觀察到75.7%的跑者報告在RRI發(fā)生前的近期經歷過跑步運動量、持續(xù)時間、強度和頻率等相關參數的變化，指出跑步參數是很容易改變的因素，能夠識別訓練錯誤或變化在很大程度上有助于減少RRI，其中73.3%的軍人采用后足落地模式，RRI 以髕股關節(jié)疼痛最常見但并不局限于此，提出近期跑步參數的變化與具體的RRI 臨床診斷不具有相關性。這些干預性實驗研究大多聚焦RRI 的發(fā)生率差異，是否存在某種結合足部落地模式的適應性訓練對預防RRI 是有效的，有待更多的應用研究證實。

3 小 結

跑步是常見的有氧運動形式之一，在進行跑步訓練前進行早期干預或許是預防RRI的重要研究方向之一。建議在跑步前可以進行一次系統(tǒng)步態(tài)分析，觀察跑者的足部結構和功能；對于踝部活動度、肌力不足的跑者，建議執(zhí)行后足落地模式；對于有膝關節(jié)或小腿損傷的跑者，建議執(zhí)行前中足落地模式；跑步距離從低強度開始，每次提升跑步強度前，可先進行一段時間的肌力訓練，尤其注重足部核心肌群訓練。針對薄弱部位加強鍛煉，可結合中立位足FPI-6和足底壓力分布作為客觀參考依據。未來仍需進一步完善各項足部改善策略，結合人體其他部位進行整體研究，從而有效預防RRI。同時，不同足部落地模式適應性訓練與RRI發(fā)生之間的聯系仍需進一步探討。