《Wearable Technologies》：Effects of ankle-foot prosthesis design on gait and standing performance in transfemoral prosthesis users: A scoping review
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本文推荐一篇关于大腿截肢者（TFPUs）踝足假体设计的综述。研究系统回顾了不同踝足假体设计对TFPUs步态和站立表现的影响。结果表明，踝足假体（如液压踝、动态响应足）的设计特性（如滚动形状ROS）通过与假膝的相互作用，显著影响膝关节控制、步态对称性和能量消耗。该研究强调了踝-膝组件协同设计的重要性，为优化临床假体处方指南提供了关键依据。
行走，这一看似简单的动作，对于大腿截肢者而言，却是一项需要假肢技术精心辅助的复杂任务。其中，踝足假体作为与地面直接交互的部件，其设计至关重要。然而，长期以来，踝足假体的研究多集中于小腿截肢者，其结论能否直接应用于同时缺失了膝关节主动控制能力的大腿截肢者，仍是一个未知数。大腿截肢者在使用假肢时，不仅需要踝足假体提供支撑和推进，其性能还深刻影响着上方假体膝关节的稳定性与控制，这使得踝足假体设计在大腿截肢康复中的角色更为复杂和关键。为了厘清踝足假体设计如何影响大腿截肢者的站立与行走表现，并弥补该领域知识的空白，研究人员在《Wearable Technologies》上发表了这篇范围综述。
研究者们遵循系统综述的首选报告条目范围综述扩展指南，对截至2025年1月6日的多个数据库进行了系统性检索。他们最终纳入了35项符合标准的研究，这些研究跨越39年，涵盖了从简单的定踝软跟脚到复杂的微处理器控制足等七种不同类型的踝足假体。研究评估的任务也从简单的站立、平地行走，扩展到斜坡行走、综合路线行走等多种更具挑战性的场景。
研究结果显示，踝足假体的设计特性对大腿截肢者的表现有着多方面的影响。在平地直线行走中，与简单的定踝软跟脚相比，具备滚动形状特性的动态响应足通常能带来更优的步态表现，例如改善步态对称性、提高自选行走速度。而带有踝关节铰链或液压踝的假体，则能提供更平滑的足底压力中心 progression 和更大的踝关节活动范围，从而更好地模拟生物踝足复合体的功能。值得注意的是，综述特别强调了踝足假体与假体膝关节之间存在显著的交互作用。例如，踝足假体在承重期的几何形状和力学响应决定了地面反作用力矢量的位置和方向，这直接影响着假体膝关节的抗弯曲力矩，对于防止膝关节在站立中期意外屈曲至关重要。
在斜坡行走方面，液压踝假体显示出其独特优势。它能通过适应性的阻尼调节，帮助使用者在上下坡时获得更好的足部廓清和更对称的步长，同时可能减少髋关节的代偿力矩，使行走更省力。当涉及在斜坡上安静站立时，能够自适应坡度的微处理器控制踝足假体，通过将踝关节调整至中立位，有助于改善双侧承重对称性，减少髋部的代偿策略。
此外，少数研究探索了综合路线行走和临床功能评估。结果提示，液压踝动态响应足在模拟日常复杂环境的综合路线行走中表现更佳，并且在2分钟步行测试等临床评估中也显示出能提升大腿截肢者的整体移动能力。
然而，研究也指出，相较于被动弹性假体，微处理器控制的动力型踝足假体的效果似乎更为复杂。例如，提供主动跖屈推力或在摆动期提供主动背屈的假体，在某些指标上显示出积极影响，但可变踝阻抗假体在自选速度行走时并未显示出一致的 kinematics 和时空参数优势。作者认为，这可能与大腿截植者独特的行走力学模式以及假体使用者的适应时间有关。
该综述最后总结道，踝足假体的设计，特别是其模仿生物踝足滚动形状的能力、能量存储与返还特性以及踝关节的适应性，对改善大腿截植者的步态和站立表现具有明确益处。但最重要的发现之一是，必须将踝足假体与假体膝关节作为一个整体系统来考虑，二者之间的相互作用是决定最终功能结局的关键。未来的研究需要更深入地探索这种交互作用，以便为临床实践提供更精准的假体配置指南，最终帮助大腿截肢者获得更优的移动能力和生活质量。
主要技术方法
本研究采用范围综述的方法，系统性检索了PubMed、Embase等多个数据库中关于大腿截植者使用不同踝足假体的研究。数据提取重点关注假体干预措施（如动态响应足、液压踝、微处理器足等）对步态（时空参数、关节运动学/动力学、地面反作用力）和站立平衡等结局的影响。分析涵盖了人体实验和计算机模拟研究，并对纳入研究的实验设计、任务类型和结局变量进行了系统分类和总结。
研究结果
平地直线行走
大多数研究（77%）评估了平地行走。结果表明，与简单的定踝软跟脚相比，动态响应足能改善步态对称性和行走速度。具有踝关节 articulation 或液压踝的假体则能提供更平滑的足底压力中心转移和更大的踝关节活动范围。研究强调了踝足假体特性（如滚动形状半径）通过影响地面反作用力矢量，进而对假体膝关节力矩产生关键影响，这与小腿截植者的情况不同。
直线斜坡行走
六项研究探讨了斜坡行走。在踝足假体增加趾跖关节或使用液压踝，能改善上下坡时的步长对称性和足部廓清。液压踝通过实现足底与坡面的全面接触，减少了因假体弯曲产生的外部踝力矩，从而可能减小维持肢体稳定所需的髋关节伸力矩。微处理器控制能进一步优化液压踝在不同坡度上的适应性。
斜坡安静站立
两项研究评估了斜坡站立。具有坡度自适应能力的踝足假体（如液压踝、微处理器足）能通过将踝关节调整至中立位，改善双侧承重对称性，减少髋部代偿。当假体膝关节的站立支撑功能被激活时，不同踝足假体间的差异减小，表明膝-踝组件存在交互影响。
综合路线行走与临床评估
两项研究在包含多种地形的综合路线上进行评估，发现液压踝动态响应足的整体表现优于定踝软跟脚。一项使用临床功能量表的研究也表明，液压踝动态响应足能改善大腿截植者的移动能力。
研究结论与意义
本综述系统梳理了踝足假体设计对大腿截植者站立和行走性能影响的现有证据。结论指出，尽管研究方法多样，但结果普遍显示，采用更仿生的设计（如整合滚动形状、液压踝或主动动力）的踝足假体，能在不同任务中为大腿截植者带来步态对称性、能量效率、平衡控制等方面的改善。然而，一个核心的发现是，踝足假体的效果与所搭配的假体膝关节密切相关，二者作为一个整体系统共同影响使用者的功能表现。这种膝-踝交互效应是区别于小腿截植者的关键，未来研究需深入探讨如何优化二者的组合，从而为临床制定更有效的假体处方指南提供坚实依据，最终提升大腿截植者的康复效果和生活质量。
