足底感覺回饋改變步態新突破?用小凸點訓練改善退化性膝關節壓力

膝關節疼痛的新對策:從腳底的小改變開始

退化性膝關節炎是中老年人常見的關節問題,尤其是內側膝關節炎(medial knee osteoarthritis)常伴隨疼痛、僵硬與行走困難。除了藥物與肌力訓練外,許多患者也會試著透過矯正鞋墊或支架來減緩症狀,但少有注意到:感覺系統才是節制步態與動作的根本。那麼,有沒有一種更簡單的方式,可以幫助身體「主動調整」步態,來減輕膝蓋壓力?

一篇2025年的研究提出創新觀點:若在鞋墊上貼上小小的塑膠凸點,刺激腳底感覺區域,是否能幫助身體改變行走時的重心轉移路徑,進而減少膝關節的負擔?

為什麼要關注膝內翻力矩(KAM)?

膝內翻力矩(knee adduction moment, KAM)是用來評估膝關節在行走時受力情形的關鍵指標,數值越高代表內側關節承受壓力越大,與疾病惡化與疼痛密切相關。本研究正是以「能否有效降低KAM」作為評估這種訓練方法成效的核心依據。

研究設計:五分鐘足底訓練,就能改變步態?

研究團隊招募了22位患有第三或第四級退化性膝關節炎的患者(平均年齡約70歲),並讓他們在兩種條件下進行3D步態測試:

  1. 控制條件:自然步態,不進行任何訓練及輔具介入。
  2. 鞋墊訓練條件:在鞋墊的後腳跟與第一蹠骨頭部(第一蹠骨頭)貼上直徑5 mm、高度2 mm的塑膠半球狀凸點,指導參與者練習從腳跟轉移重心至前腳掌,訓練5分鐘後移除凸點再進行步態測試。

足底感覺回饋改變步態新突破?用小凸點訓練改善退化性膝關節壓力

圖片來源:Gait & Posture.

透過3D紅外線動作分析與地面反作用力能精準量化KAM、膝內翻角度、步幅與行走速度等數據。

項目

控制條件

鞋墊條件

差異

最大KAM (Nm/kg)

0.60 ± 0.13

0.54 ± 0.14

↓顯著降低(p<0.001)

膝內翻角度(度)

7.05 ± 4.52

6.73 ± 4.63

↓顯著降低(p=0.002)

KAAI(累積KAM)

0.37 ± 0.11

0.35 ± 0.09

↓顯著降低(p=0.013)

行走速度(m/s)

0.99 ± 0.25

0.86 ± 0.19

↓顯著降低(p<0.001)

步幅與地面反作用力

無顯著變化

無顯著變化

結果顯示,即便只是短短5分鐘的足底刺激訓練,受試者在移除凸點後仍能維持調整後的步態模式,主動調整重心移動路徑,使膝關節承受的負荷減少。這代表身體不只是「感覺到了」,而且學會了怎麼「自己改變走路方式」,即使移除裝置後,也能在無輔具下維持步態改變。

方法原理:為什麼選這兩個點?

研究設計將凸點貼在「腳後跟底部中央」與「第一蹠骨頭基部」兩處,正是為了引導身體從外側後足過渡到內側前足的承重策略。這兩個位置分別對應步態中的「著地初期」與「推蹬末期」承重區域,是走路過程中足底最重要的感覺輸入點。當這兩點受到刺激時,身體會傾向沿著這條「從後向前、從外向內」的感覺路徑推進重心,促使壓力中心提早向內側移動。這樣的路徑調整能縮短膝關節的外翻力矩力臂,從而有效降低膝內翻力矩(KAM)。

更重要的是,這些變化並非來自裝置本身的機械結構,而是透過足底感覺引導,大腦主動學會並執行新的步態策略。即使移除凸點後,這些效果依然存在,顯示使用者已將感覺回饋內化為可持續的動作控制能力——這不是「矯正」,而是「學習」。

感覺轉導的優勢:不僅是裝置,而是行爲影響

許多治療方法雖能改善膝關節負擔,但實施門檻高、不易長期維持,或伴隨不適感。例如:

  • 外翻支架:有效但穿戴不便。
  • 楔形鞋墊:需長時間配戴,對變形嚴重者效果有限。
  • 運動訓練:雖可增強肌群,但對膝內翻力矩影響不明顯。
  • 姿勢調整(如身體側傾):容易造成其他部位的不適。

相比之下,本研究提出的凸點鞋墊設計與傳統的裝置補助式步態調整技術相比,足底感覺訓練更提供了一種「行爲式」改變:

  • 簡單易操作:僅需短暫訓練即可上手。
  • 無需高價設備:製作成本低,臨床推廣性高。
  • 主動控制:促進患者本身參與姿勢調整,需「記住」感覺路徑而非被動依賴輔具。

結語

這項研究證實,簡單的足底感覺訓練方式可用於膝關節退化患者。這個方法不僅降低膝內翻力矩與角度,更提升人體對於動作的感知與自主控制能力。這為膝關節退化患者提供了一項具實用性、低負擔的非侵入性介入方式。未來若能搭配數位感測器與個人化訓練,這項技術將更具臨床潛力,幫助更多行走不便的長者「重新踏穩每一步」。換句話說,這不是單靠穿上某雙鞋讓我們「走得對」,而是讓大腦「學會如何走對」。

參考文獻
Okoba, R., Okamura, K., Kanai, S., Tanaka, S., Senzaki, D., & Hasegawa, M. (2025). Gait modification using an insole with protrusions enhancing plantar sensory feedback reduces maximum external knee joint adduction moment in patients with knee osteoarthritis. Gait & Posture. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2025.06.014

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