双密度足矫形器对成人跑步影响的深度探究：力学与肌肉活动的新发现

《BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation》：Effect of double- density foot orthoses on ground reaction forces and lower limb muscle activities during running in adults with and without pronated feet

为探究双密度足矫形器（FOs）对成人跑步影响，研究发现其改变跑步动力学及下肢肌肉活动，对治疗有意义。

　　跑步，作为一项备受欢迎的运动，以其简单易行的特点，吸引着无数人参与其中，成为大家追求健康和挑战自我的热门选择。然而，跑步带来的伤痛问题却让许多爱好者困扰不已。研究发现，跑步相关损伤（RRIs）的发生率在每 1000 小时跑步中，低至 2.5 起，高至 38 起。这些损伤的背后，涉及多种因素，其中下肢力线异常，比如足内翻（PF），以及跑步时过高的峰值髋关节内收和垂直负荷率，都是重要的诱因。

在跑步过程中，地面反作用力（GRF）起着关键作用。正常情况下，跑步时的峰值垂直 GRF 大约是体重的 1.5 - 3 倍，而胫骨远端所承受的峰值力更是高达体重的 6 - 14 倍。此外，加载率、前后向和内外侧的 GRF 以及自由力矩等参数，都与跑步损伤密切相关。而足内翻的人，其足部力学异常，可能会改变自由力矩，进而增加下肢扭转负荷，影响下肢力线，导致一系列的过度使用损伤，如内侧胫骨应力综合征和髌股关节疼痛等。

为了应对这些问题，足矫形器（FOs）应运而生。它作为一种保守治疗方法，旨在改善足内翻人群的跑步力学。然而，目前关于 FOs 对跑步力学，尤其是对 GRF 和肌肉活动的影响，还存在诸多争议。特别是双密度 FOs，虽然其设计旨在通过不同密度的材料配置来调整足部生物力学，但它对成人跑步的具体影响尚未明确。

在此背景下，来自伊朗、意大利和德国等多所大学的研究人员，包括 Ebrahim Piri、Vahid Sobhani 等，开展了一项深入研究。他们的研究成果发表在《BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation》杂志上。

研究人员为了探究双密度 FOs 对成人跑步动力学和下肢肌肉活动的影响，进行了一系列实验。他们招募了 40 名男性成年人，其中 20 名有足内翻（PF 组），20 名没有足内翻（WPF 组）。研究人员通过足姿势指数评估参与者的足部状况，并严格筛选符合条件的参与者，确保实验的准确性。

在实验过程中，研究人员使用了多种先进技术。他们在 18 米长的跑道上嵌入力板，以 1000Hz 的采样率收集跑步时的 GRF 数据，精确测量跑步过程中各个方向的力。同时，运用表面肌电图（EMG）技术，监测下肢多块肌肉，如胫骨前肌（TA）、腓肠肌内侧头（Gas - M）等的活动情况。并且，通过标准化的热身和测试流程，确保实验数据的可靠性。

研究结果显示，双密度 FOs 对跑步动力学和下肢肌肉活动有显著影响。在跑步动力学方面，PF 组在使用 FOs 后，垂直方向的峰值 GRF（F_zHC）降低，并且在加载阶段，多个方向的力达到峰值的时间（如 F_xPO、F_yHC、F_zHC的 TTP）缩短。这表明 FOs 可能有助于降低下肢在跑步时的整体负荷，尤其是在垂直方向上，对于患有髌股关节疼痛等肌肉骨骼疾病的人来说，可能减轻关节和周围组织的压力。

在肌肉活动方面，研究发现，无论是否有足内翻，在加载阶段，使用 FOs 后多块肌肉（如 TA、Gas - M、VL、VM 等）的活动均降低。这可能是因为双密度 FOs 类似运动控制鞋，采用不同的中底硬度，使足部稳定肌肉能以较低强度、较长时间地激活，从而减少了整体肌肉活动。此外，在不同阶段，PF 组和 WPF 组的肌肉活动表现出不同的特点。例如在推离阶段，WPF 组在使用 FOs 后，部分肌肉（如 VM、RF、BF 等）的活动增加，这可能有助于提高跑步效率；而 PF 组则通过增加 TA 和臀中肌（Glut - M）等肌肉的活动来补偿异常的生物力学，但这也可能导致疼痛和功能障碍。

综合研究结果和讨论部分，双密度 FOs 在改善跑步力学和肌肉活动方面有一定的潜力。它虽然在某些方面对足内翻人群的跑步有积极影响，如降低肌肉激活，但在足矫形器的设计和构造上，仍需要进一步改进，以更好地优化跑步力学，提高运动表现，降低下肢损伤的发生风险。这一研究为后续足矫形器的研发和应用提供了重要的理论依据，对运动医学和康复领域具有重要意义，有助于指导临床实践，为跑步爱好者和相关患者提供更有效的治疗和预防方案。