矯形鞋墊對足部核心穩定性的影響概述

在“健康中國”戰略的推動下，人們參與體育鍛煉的熱情持續高漲，但與此同時，運動損傷的發生率也隨之上升，這對參與者的健康構成了潛在威脅。我國的運動損傷流行病學調查顯示，下肢膝、踝關節的運動損傷發生率較高，其中踝關節腓側副韌帶的損傷率最高。合理使用運動裝備能夠有效提升人體穩定性并保障運動安全。個性化矯形鞋墊是指根據個體足部生物力學特征設計的運動及康復裝備，具有保護、支撐及改善關節活動能力等功能。矯形鞋墊置于鞋內，通過調整足底與外界的接觸的面積、角度等改變足部生物力學結構及特征，解決人體由于外界因素、下肢生物力學異常及代償等引起的各關節及人體姿勢異常等問題。目前，矯形鞋墊已在醫療康復及運動損傷預防等領域得到廣泛應用。

近年來，矯形鞋墊已經成為國外運動市場常見的運動輔具，運動員常使用矯形鞋墊來緩解疼痛、提高運動表現。據統計，在美國，超過 50% 的籃球運動員會在比賽和訓練中使用矯形鞋墊。美國FMI（FutureMarketInsight）咨詢機構發布的報告顯示，2021年全球矯形鞋墊市場規模超過49億美元。據預測，2021一2030年全球矯形鞋墊市場將以 10.4% 的復合年增長率增長。而相比歐美等成熟市場，中國矯形鞋墊普及率相對較低。隨著我國經濟發展水平不斷提高，在體衛融合的背景下，以預防運動損傷、促進運動表現為主打功能的矯形鞋墊在國內市場仍存在較大的發展空間。

1、矯形鞋墊的設計原理與運動損傷預防

矯正鞋墊的設計原理包括：調整足部受力點，分散足底壓力；支撐足弓，提高緩沖能力；改善下肢力線，矯正關節異常受力；改善本體感覺，提高足部舒適性與關節穩定性。

分散足底壓力及減震是矯形鞋墊的重要功能，研究顯示，矯形鞋墊能夠有效減少健康受試者跑步時下肢所受到的載荷率和垂直地面反作用力。在跑步等重復的高載荷運動狀態下，重復受力會引起下肢應力性骨折等疲勞性損傷。因此，矯形鞋墊可以有效地降低運動員在訓練過程中的下肢應力性骨折風險，以及足跟、跖骨、足底筋膜和脛股關節疼痛發生率。

足弓支撐型矯形鞋墊能夠有效在扁平足和高足弓患者群體中起到矯正足底壓力的作用。除此之外，根據“中立位”理論，矯形鞋墊可以通過足弓支撐和楔形鞋墊使距下關節維持在中立位，從而確保步態過程中使用者建立正確合理的下肢發力方式和運動模式。合理的關節受力有利于增強本體感覺，從而提高足踝穩定性，避免關節扭傷和跌倒風險。另外，足弓支撐及跟杯設計增加了運動時的足部接觸面積，增強了足部感覺信號輸入，也有助于提高姿勢控制能力。

國內關于個性化矯形鞋墊作為運動輔具的相關研究較少，原因在于矯形鞋墊的名稱中“矯形”二字使市場和研究多局限在下肢和脊柱結構異常的病患人群。雖然個性化矯形鞋墊在海外已成為運動裝備制造業的熱點，但其諸多功能在運動科學研究領域并沒有得到足夠的重視，尤其以健康人群為受試者的研究較少。矯形鞋墊直接作用于足部，因此對足部的結構與功能產生重要影響，而足作為與地面直接接觸的身體部分，其結構功能與人體穩定性密切相關。

2、足部核心穩定性系統

在生物力學系統中，穩定性是維持正常運動功能的基礎保障，其直接影響運動效率、能量傳遞效率及損傷風險控制；而足部作為人體與地面接觸的唯一支撐界面，其動態穩定調節能力直接影響下肢力線傳導效率與整體姿勢控制精度。足部核心穩定性系統模型將足部穩定性分為被動、主動和神經三個子系統，三者在結構與功能上相輔相成、相互協調，共同維持人體在靜態和動態活動中的穩定性。

被動子系統主要包括足部特殊的骨性結構、足底筋膜、韌帶、關節囊等，其共同將足構成一個穹頂狀的結構，即足弓。被動子系統在解剖結構上為姿勢穩定提供基礎。研究表明，橫弓、縱弓高度與人體姿勢平衡關系密切。

主動子系統由附著在腳上的肌肉和肌腱組成，可分為足內肌和足外肌。前者是足部核心穩定系統中的局部穩定結構，肌肉起止點都在足內部，提高被動子系統的穩定性；后者是來自小腿肌肉的主要運動結構，跨越腳踝，嵌入足底，通過連接腳部與下肢其他關節的活動幫助應對姿勢挑戰。主動子系統在支持足弓、協調活動和調節載荷等方面有重要作用。研究表明，壓力中心的位移與足外肌的疲勞程度呈正相關的關系。

神經子系統由位于主動和被動子系統中的感覺器所組成，能感受足底壓力和觸覺的變化，將人體姿勢相關的時間和空間信息傳遞到中樞系統，有助于保持姿勢的穩定性。近年來，不斷有研究表明，足底感覺和踝關節本體感覺是影響人體穩定性的重要因素。對老年人而言，增加足底感覺信息輸入和長期的足底感覺訓練，可以顯著提高老年受試者的步態穩定性。

3、矯形鞋墊對足部核心穩定系統的影響

足部核心穩定性系統模型是將足踝復合體作為獨立的結構，闡釋其不同子系統對于人體運動和姿勢控制的作用。目前，部分學者就矯形鞋墊對人體穩定性及運動表現的影響進行了研究，但并未從機制上闡明矯形鞋墊如何對人體穩定性產生影響。結合足部核心穩定性系統模型探究矯形鞋墊的影響，不僅能夠為矯形鞋墊的個性化設計提供參考，還能夠為矯形鞋墊產業發展提供理論支撐。

3.1、矯形鞋墊與足部形態

在臨床康復中，矯形鞋墊被應用于治療膝關節炎、腔股關節疼痛、脊柱側彎等多種疾病。由于矯形鞋墊直接作用于足部，因此其核心作用機制在于通過矯正足部形態來矯正身體力線、恢復人體姿態。靜態足形是指在人體自然放松站立時，測量足部在靜止狀態下的形態參數。矯形鞋墊在靜態足形的即刻矯正上取得了較好的效果，尤其是在糾正扁平足及足外翻方面。而內翻足由于踝關節和距下關節的活動范圍較小，因此足部形態受矯形鞋墊的影響較小。此外，關于矯形鞋墊對足部形態長期影響的研究相對較少，部分學者對使用矯形鞋墊的扁平足兒童進行了跟蹤研究，但研究結果存在分歧。

在動態足形方面，由于足部大部分關節的運動幅度較小，動態足形的研究相對受限，較多運動學研究將足部視為單一剛體。如Ho等人的研究發現，矯形鞋墊可以降低籃球運動員在立定跳及垂直跳過程中踝關節的外翻程度和額狀面力矩。另外，有部分學者研究步態周期過程中矯形鞋墊對前足和后足內外翻的影響效果。結果顯示，矯形鞋墊對足前掌的過度外翻能起到較好的矯正效果，但對于步態中后足的內外翻并沒有明顯的影響。

3.2、矯形鞋墊與足部肌肉

逆向動力學研究結果顯示，矯形鞋墊可以有效減少扁平足患者脛骨后肌、腓腸肌、比目魚肌等足外肌的代償性激活。運動疲勞可導致足內肌的功能下降，引發舟骨下降、足弓塌陷，從而導致下肢力線改變、穩定性下降、損傷風險增加，而矯形鞋墊可以緩解疲勞導致的穩定性下降。除足內肌外，個性化矯形鞋墊能夠重新分布運動過程中的足底壓力，避免過高的足底負荷在足底某一個區域的長時間累積。而符合受試者足底壓力特征和足形的鞋墊能夠降低足外肌的疲勞程度。然而，也有研究者對使用矯形鞋墊的扁平足患者進行長期跟蹤。結果發現，矯形鞋墊可能導致包括指趾短屈肌、拇展肌等足內肌橫截面積下降，這與足弓支撐導致的足內肌惰性有關。因此，矯形鞋墊對足內肌和足外肌的結構與功能均有一定影響。但矯形鞋墊作為運動輔具對于健康足的肌肉影響尚不明確，相關研究較少，這制約了矯形鞋墊在運動裝備制造業的發展。

3.3、矯形鞋墊與足部神經感受器

足部核心穩定性系統中的神經子系統，即足部的感受器，其功能在于為中樞提供位置感覺信息。疲勞及足部周圍神經病變均會導致足部皮膚敏感度下降，從而減少足底感覺信息輸入，影響人體姿勢穩定性。目前，矯形鞋墊對足部感受器的影響仍存在爭議。雖然足部感受器信息輸入增加有助于穩定性的提高，且這一理論已被應用到震動鞋墊、按摩鞋墊的設計制造中，但也有學者認為普通矯形鞋墊并不存在對足底感受器的強刺激，其對姿勢穩定性的正向影響機制在于對足部結構的調整而非對感受器的影響。因而，矯形鞋墊對神經子系統的長期影響有待進一步探究，而本體感覺增強功能在運動矯形鞋墊設計上的應用亟待進一步拓展。

4、結語

近年來，矯形鞋墊已在醫療康復及運動損傷預防等領域得到廣泛應用，并逐漸成為運動市場常見的運動輔具。關于矯形鞋墊的原理及其在預防運動損傷中的應用，已經有較多研究提供理論支撐。現有的諸多研究從運動疲勞、足形、肌肉及神經感受器等方面探究矯形鞋墊對于足部核心穩定性的影響，且其中多數研究已經證實了矯形鞋墊對于足形、足內外肌的形態功能、足底壓力起著改善作用。但相比歐美等成熟市場，中國矯形鞋墊普及率相對較低，矯形鞋墊在國內市場仍存在較大的發展空間。目前，市場和研究多局限在下肢和脊柱結構異常的病患人群，對于健康人群的影響尚未明確；矯形鞋墊對運動疲勞、足部形態以及神經子系統的長期影響研究尚未形成統一的結論，需要進一步探究，這都制約了矯形鞋墊的全面推廣應用。

未來需要通過更多的臨床研究和實驗數據，明確矯形鞋墊在健康人群中的使用效果，為其在更廣泛人群中的應用提供科學依據。另外，可以通過3D掃描、足底壓力分析等技術，為不同人群提供量身定制的鞋墊，滿足個體化的需求，使其朝著個性化定制和智能化方向發展。與此同時，可結合人體工程學設計，優化鞋墊的結構，使其在提供支撐和穩定性的同時，減少對足部的壓迫感，提升使用者運動表現。未來矯形鞋墊的研究和應用可以與其他學科領域相結合，如生物力學、康復醫學等，進一步探索其在運動表現提升、康復治療、慢性疼痛管理等方面的潛力，并可通過建立肌骨模型計算矯形鞋墊干預后的下肢關節力，分析矯形鞋墊長期干預對運動損傷風險的影響，為矯形鞋墊在運動領域的推廣應用提供理論基礎。

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