張秀麗，魏春琴，蔡祖林，杜高山

隨著大學生就業(yè)形勢日益嚴峻，大學生對自我形象的關(guān)注程度越來越高，內(nèi)、外八字不良步態(tài)對男女大學生的體育活動和心理都有不同程度的負面影響，初步調(diào)查研究表明，內(nèi)、外八字步態(tài)大學生80%有矯正的愿望和需求。然而，國外對步態(tài)的研究多限于解剖學特征和矯形器的矯正實驗，國內(nèi)對內(nèi)、外八字步態(tài)的實驗研究很少，且多為科普雜志的簡單描述，導(dǎo)致人們對內(nèi)、外八字不良步態(tài)的認識僅停留于外表形態(tài)。目前學術(shù)界對八字步態(tài)形成的生物力學機制尚不明確，國外未有理想的矯治方法（Fixsen J A，1990；YH Li，Leong JCY, 2003；William Talley, 2011），國內(nèi)科普雜志報道的運動方案，如走直線、踢毽子等則沒有理論和實驗研究的支撐，缺乏合理性和可行性（宋士彤，1996；范振靜，2003；趙會剛，2009）。

肌肉收縮力是人體運動的源動力，骨骼生長發(fā)育特點與人體運動中肌肉力量大小、方向密切相關(guān)（Wolf定律）。步向角是判斷步態(tài)是否為正常步態(tài)的重要依據(jù)，髖、膝、踝關(guān)節(jié)肌力矩與步向角之間是否存在一定的聯(lián)系，目前尚未見報道。因此，本研究旨在通過對步向角、踝關(guān)節(jié)內(nèi)收、外展等動肌力指標的測試，揭示步向角與下肢肌力學特征，為探討標本兼治的內(nèi)、外八字步態(tài)矯正方案提供理論依據(jù)。研究預(yù)期：第一，步向角、下肢等動肌力特征存在性別差異；第二，步向角與足內(nèi)收、外展等動肌力距有關(guān)，不同步態(tài)（內(nèi)、外八字，正常步態(tài)）之間差異具有顯著性；第三，隨著步向角增加，外展內(nèi)收力矩比值增大。

1 測試對象和方法

1.1 測試對象

華南師范大學在校大學生27名，男15名，女12名。受試者身體健康，無關(guān)節(jié)疾患，沒有下肢手術(shù)史，測試過程中無不良反應(yīng)，基本情況如表1所示。

表1 受試對象基本情況TableⅠ Basic Information of the Subjects

1.2 測試儀器

Cybex-NORM 等速肌力測試系統(tǒng)，RSscan足底壓力板測試系統(tǒng)（0.5 m，300 HZ），SGT-A(II)身高體重儀。

1.3 研究方法

時間和地點：2013年5月，廣東省體育科學研究所，華南師范大學大學城校區(qū)。

身高和體重測試：要求受試者穿短衣、短褲、脫鞋，用身高體重儀測量身高體重并記錄。

步向角測試：RSscan測力板平放在地板上，在其上面和行進的前后方向鋪設(shè)6.8 m 的EVA 延長跑道，調(diào)試標定后，讓每個受試者以個人自然步態(tài)、步速在鋪設(shè)的跑道上行走，采集至少3次左足步向角，采集頻率為300 Hz。

等動肌力測試：受試者熱身運動后，在經(jīng)驗豐富的實驗員指導(dǎo)下，練習測試動作，然后嚴格按照Cybex-NORM測試手冊的規(guī)定進行正式測試?？紤]到八字步態(tài)的形成與髖、膝、踝關(guān)節(jié)均相關(guān)，因此，等動測試在測試對象平臥位、下肢伸直狀態(tài)下進行，分別測試踝關(guān)節(jié)內(nèi)收、外展角速度為30°/s、120°/s的等動肌力指標。每個角速度重復(fù)測試5次，取其中3次一致性較強的平均值，兩種速度測試之間間隔20s。主要參考指標為：峰力矩：足內(nèi)收或外展過程中的力矩最大值；平均力矩：足內(nèi)收或外展整個過程中，力矩的平均值；峰力矩比值：外展峰力矩與內(nèi)收峰力矩的比值；平均力矩比值：外展平均力矩與內(nèi)收平均力矩的比值（見圖1）。

圖1 等動測試左足正中位（左）與外展姿態(tài)（右）Figure 1 Middle of the Left Foot (left) and Abductive Posture (right) in Isokinetic Test

數(shù)據(jù)處理：采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件對所測試數(shù)據(jù)進行獨立樣本t 檢驗和單因素ANOVA處理，結(jié)果均以P表示。P<0.05為顯著性差異，P<0.01為非常顯著性差異。

2 研究結(jié)果

2.1 步向角正常范圍

步向角是指足的中軸線（足跟中點與第二跖骨連線）與前進方向之間的夾角，27名受試者步向角均值為8.4°標準差為6.6°，按均值加減一個標準差的原則確定正常范圍，即23歲大學生的步向角正常范圍為1.8～15.0°。

2.2 男女步向角與踝關(guān)節(jié)內(nèi)收外展等動肌力特征

由表2～3可知：第一，男女步向角有顯著性差異，男性步向角均值為11.4°，女性的均值為4.7°，即成年男性步態(tài)步向角較女性大，男性外八步態(tài)比較普遍，女性內(nèi)八較多，這與實際觀察現(xiàn)象一致，與研究預(yù)期結(jié)果一致；第二，角速度為30°/s和120°/s的內(nèi)收和外展的峰力矩，均男性高于女性，且有非常顯著性差異（P<0.01）；第三，角速度為30°/s和120°/s的內(nèi)收平均力矩，男性均大于女性，且存在顯著性差異，外展平均力矩男性大于女性，但不具顯著性差異；第四，角速度為30°/s和120°/s的外展內(nèi)收峰力矩和平均力矩比值均顯示男性小于女性，且角速度為30°/s時有顯著性差異，角速度為120°/s有非常顯著性差異。

表2 角速度為30°/s踝關(guān)節(jié)內(nèi)收外展等動肌力對比TableⅡ Comparison between the Ankle Adductive and Abductive Isokinetic Muscle Strength at the Angular Speed of 30°/s

表3 角速度為120°/s的踝關(guān)節(jié)等動肌力相關(guān)指標對比TableⅢ Compparison between the Relative Indicators of the Ankle Adductive and Abductive Isokinetic Muscle Strength at the Angular Speed of 120°/s

2.3 不同步態(tài)等動肌力特征對比分析

本研究按步向角大小，將受試者分為3個組別，分別是步向角≤1°（內(nèi)八字步態(tài)），1°<步向角<15°（正常步態(tài)），步向角≥15°（外八字步態(tài)）。運用ANOVA重復(fù)性測量分析進行方差檢驗，結(jié)果如表4～5所示。

表4 角速度為30°/s時不同步態(tài)等動肌力指標比較TableⅣ Comparison between the Indicators of the Different Gait Isokinnetic Muscle Strength at the Angular Speed of 30°/s

表5 角速度為120°/s時步向角與等動肌力指標對比TableⅤ Comparison between the Indicators of FPA and Isokinetic Muscle Strength at the Angular Speed of 120°/s

第一， 30°/s和120°/s兩種角速度的外展、內(nèi)收峰力矩和平均力矩與步向角的關(guān)系，并非隨著步向角的增大而增大或減小，內(nèi)八字組與外八字組別的力矩特點更接近。30°/s 時兩組的外展峰力矩分別是14.0 N?m和14.4 N?m，內(nèi)收峰力矩分別為10.3 N?m ,11.4 N?m ,均小于正常步態(tài)組的20.2 N?m 和15.7 N?m ，120°/s時，兩組的外展峰力矩分別為11.8 N?m和12.6 N?m，內(nèi)收峰力矩分別為9.2 N?m和10.2 N?m，均小于正常步態(tài)組的14.6 N?m 和12.6 N?m。平均力矩如表4～5所示，有相同的規(guī)律。

第二，角速度為30°/s時，內(nèi)八字、正常、外八字步態(tài)3個組的外展內(nèi)收峰力矩比值分別為1.39，1.32，1.33，幾近相等外展、內(nèi)收平均力矩比值分別1.37，1.34，1.35，也比較接近。角速度為120°/s時，3個組的峰力矩比值分別為1.31，1.21，1.21，平均力矩比值分別為1.37，1.28，1.33。兩種不同的速度，表現(xiàn)的同樣的規(guī)律，3種步態(tài)的外展內(nèi)收力矩比介于1.3～1.4之間。

3 分析與討論

文獻中設(shè)計到內(nèi)、八字步態(tài)步向角的只有1篇，國內(nèi)研究文獻中，對內(nèi)、外八字步態(tài)沒有明確的定義，導(dǎo)致大部分人認為正常步態(tài)的步向角為0°，即足尖正對前進方向。2013年9～10月在隨機進行的500名大學生問卷調(diào)查中，超過80%的大學生持此觀點，包括體育學院體育系、運動系的在校大學生，證實了這一事實。本研究結(jié)果顯示23歲左右青年大學生步向角的正常范圍為1～15°，與Chin-Shan的研究結(jié)果基本一致：7～9歲兒童的步態(tài)接近成人，步向角正常范圍為-0.9～16.5°（Chin-Shan，2000），也部分支持趙煥彬的觀點：正常人的步向角約為15°（趙煥彬，2008）。

八字步態(tài)表面上是足的畸形，但實際上是由下肢骨骼和關(guān)節(jié)的解剖學特點共同決定的，包括股骨、脛骨、跖骨及其關(guān)節(jié)，即從足到髖的任何環(huán)節(jié)和關(guān)節(jié)形態(tài)變化都可能引起內(nèi)八字步態(tài)（Fabry, 1973；Staheli，1972；Cohan &Desal, 1987；Svenningsenr, 1990；Ryan & Donna, 2001）。因此，本研究足外展、內(nèi)收肌力矩的等動測試在受試對象仰臥，髖、膝關(guān)節(jié)伸展狀態(tài)進行。Kite認為跖骨內(nèi)收的內(nèi)八字，腓骨長肌和腓骨短肌力量較弱，而脛骨前肌和脛骨后肌相對較強（Kite，1967）；宋士彤認為后天形成的八字腳是由于某些動作的錯誤使下肢旋外肌群和旋內(nèi)肌群力量不平衡而形成的（宋士彤，1996）；王安利認為老年人走路呈外八字的步態(tài)的主要原因之一是老年人大腿內(nèi)收肌肉力量下降比其他肌群早（王安利，2005）；半腱肌主要作用是使大腿在髖關(guān)節(jié)處旋內(nèi)，內(nèi)八步態(tài)中半腱肌和腓腸肌內(nèi)側(cè)平均肌電的值都比較大，導(dǎo)致用來對抗骨盆扭轉(zhuǎn)的內(nèi)回旋程度超過了骨盆扭轉(zhuǎn)程度，從而形成了內(nèi)八的走步姿勢；外八步態(tài)中股二頭肌和腓腸肌外側(cè)平均肌電的值是最大的，使得骨盆的外回旋程度加大，從而造成了外八的走步姿勢（李世明，2007）。綜合上述諸多研究認為，內(nèi)、外八字的形成是下肢內(nèi)、外旋肌群肌力失衡有關(guān)，因此，本研究基于前人研究基礎(chǔ)提出研究假設(shè)：不同步態(tài)人群的等動肌力矩有差異，隨著步向角的增加，踝關(guān)節(jié)外展肌力矩增加，內(nèi)收肌力矩減小，即足外展內(nèi)收肌力矩比值逐漸增加。但本研究結(jié)果出乎意料地顯示：內(nèi)、外八字有相同的下肢外展、內(nèi)收肌力矩特點，無論是角速度為30°/s的慢速還是角速度為120°/s的快速，其值均小于正常步態(tài)，即說明，外展、內(nèi)收肌群均薄弱的肌力特點是導(dǎo)致步態(tài)不正常主要原因，至于什么因素決定導(dǎo)致內(nèi)八字步態(tài)，或者外八字步態(tài)，則需要進一步深入探討。

另一重要研究結(jié)果，3種不同步態(tài)30°/s和120°/s的外展內(nèi)收峰力矩比值，平均力矩比值均相差無幾，并沒有表現(xiàn)出與步向角的線性相關(guān)，即外展內(nèi)收肌力矩比值與步態(tài)特點無關(guān)，不能作為判斷內(nèi)、外八字步態(tài)的肌力特征指標，同樣與預(yù)期不符，不支持前期研究成果。分析主要原因是：第一，本研究只對下肢髖、膝關(guān)節(jié)伸展狀態(tài)下的踝關(guān)節(jié)外展、內(nèi)收的等動肌力矩進行測試，僅探討步向角與3個關(guān)節(jié)聯(lián)動時的肌力關(guān)系，研究不全面，后續(xù)研究將對下肢等動肌力進行更全面的測試，關(guān)注不同環(huán)節(jié)肌力對步態(tài)的影響。第二，以往的研究結(jié)論有的是理論推導(dǎo)，沒有實驗數(shù)據(jù)支持，有的是探討不同步態(tài)人步行時的肌肉動員特點，并非八字步態(tài)形成的肌力學機制，即步行時沒有被激活或激活程度不強的肌肉群，并不表明其本身薄弱。

4 結(jié)論

4.1 25歲左右青年人步向角正常范圍為11～15°，步向角≤1°為內(nèi)八字步態(tài)，步向角≥15°為外八字步態(tài)。

4.2 步向角性別差異具顯著性，男性步向角較大，外八步態(tài)發(fā)生率較高，女性步向角較小，內(nèi)八步態(tài)發(fā)生率較高；30°/s和120°/s的踝關(guān)節(jié)外展、內(nèi)收肌力矩以及力矩比均具有性別差異。

4.3 內(nèi)、外八字步態(tài)不是由于髖、膝伸展狀態(tài)下踝關(guān)節(jié)外展、內(nèi)收肌力失衡引起的，而是由于下肢外展、內(nèi)收肌力都薄弱導(dǎo)致的。

5 研究局限與展望

本研究為初步探討，只對受試者髖、膝關(guān)節(jié)伸展狀態(tài)下踝關(guān)節(jié)的外展、內(nèi)收肌力矩進行測試，研究發(fā)現(xiàn)無論是內(nèi)外八字步態(tài)人群，下肢外展、內(nèi)收肌群力量有同樣的特點：外展和內(nèi)收肌力都薄弱。薄弱的下肢外展、內(nèi)收肌力有可能引起內(nèi)八字步態(tài)，也可能引起外八步態(tài)，是什么因素決定形成內(nèi)八還是外八步態(tài)，需要更進一步的探討。后續(xù)研究將在增加樣本量的同時，對受試對象下肢等動肌力進行更全面的測試，關(guān)注不同環(huán)節(jié)肌力對步態(tài)的影響。

[1] Chin-Shan Ho, Chii-Jeng Lin, et al. (2000). Foot Progression Angle and Ankle Joint Complex in Preschool Children[J]. Clinical Biomechanics, 15: 271-277.

[2] Fabry G, McEwan G D, Shands A R. (1973). Torsion of the Femur:a Follow up Study in Normal and Abnormal Conditions[J].Bone Joint Surg [Am],55A: 1726-1738.

[3] Fixsen J A. (1990). Within normal orthopaedic limits [J]. Update 15: 611-616.

[4] Li YH, Leong JCY. (1999). Intoeing Gait in Children[J]. Hong Kong Medical Journal, (05)4:360-366

[5] Novotny JE, Beynnon BD,Nichols CE. (2000). Modeling the Stability of the Hhuman Glenohumeral Joint during External Rotation. Biomech. (33):345-354.

[6] Sucdder GN. (1980). Torque Curves Produced at the Knee during Isometric and Isokinetic Exercise. Arch Phys Med Rehabil. 61:68.

[7] Svenningsen S, Terjesen T, Au fl em M, Berg V. (1990). Hip Rotation and Intoeing Gait [J]. Clinical Orthopedics. 251: 177-181

[8] Wilkerson GB, Pinerola JJ, Caturano RW. Invertor vs. (1997).Evertor peak Torque and Power De fi ciencies Associated with Lateral Ankle Ligament Injury[J]. J Orthop Sports Phys Ther,26(2):78—86.

[9] Willam Talley. Managing Intoeing in Children[J]. American Family Physician 2011 (08)84:942-944

[10] 范振靜. 兒童八字腳的預(yù)防與矯正[J]. 中華家教，2003（12）：39.

[11] 李世明, 石鳳莉. 不同走步姿態(tài)的運動生物力學對比分析[J].天津體育學院學報，2007,22（06）：501-504

[12] 陸愛云.運動生物力學[M].第1版.北京：人民體育出版社，2010.

[13] 宋士彤, 劉小峰.八字腳及其矯正初探.北京體育大學學報[J]. 1996,19(2): 39-44.

[14] 王安利. 力量鍛煉——抗擊[J]. 健康, 2005,10: 24-25.

[15] 趙煥彬,李建設(shè).運動生物力學學[M].北京:高等教育出版社,2008: 190

[16] 趙會剛,李軍民.矯治"八字腳"的幾種有效方法[J].體育教學,2009,8: 67.