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115年:物治技術(1)

訓練一位單側膝上截肢者穿戴義肢行走時，若出現義肢側的踩地承重時間明顯較健側短的現象，下列何者較不可能為造成此問題的原因？

A義肢側髖屈肌攣縮
B殘肢出現疼痛
C義肢腳掌後跟太軟
D義肢膝關節摩擦力不足

詳細解析

本題觀念：

本題考查的是**單側膝上截肢（Transfemoral Amputation）穿戴義肢行走時的步態異常分析，特別是針對義肢側承重時間縮短（Short Stance Time / Stance Phase Duration Decreased）**的原因。

當義肢側的站立期（Stance phase）明顯短於健側時，這通常被稱為避痛步態（Antalgic Gait）或不穩定步態。其核心驅動力通常是使用者為了避免疼痛或避免跌倒（膝關節不穩定/軟腳），而急於將重心移回健側。

選項分析

  • A. 義肢側髖屈肌攣縮 (Hip flexion contracture)：可能。

    • 髖關節屈曲攣縮會限制髖關節在站立末期（Terminal Stance）的伸直動作。這使得使用者難以將身體重心有效地移至義肢前方，導致站立期無法維持足夠的時間，或者為了維持平衡（避免膝關節因重心太後而彎曲）而提早結束站立期。此外，屈曲攣縮常導致膝關節不穩定（Buckling），使用者因恐懼跌倒而縮短承重時間。

  • B. 殘肢出現疼痛 (Residual limb pain)：非常可能。

    • 這是造成承重時間縮短最直接的原因。若殘肢在承重時感到疼痛（如因接受腔適配不良、骨刺等），使用者會本能地縮短該側的負重時間，形成典型的避痛步態。

  • C. 義肢腳掌後跟太軟 (Heel cushion too soft)：較不可能（正確答案）。

    • 生物力學機制：當義肢腳跟著地（Heel Strike）時，若腳跟墊太軟，腳掌會過快地進入全腳掌著地（Foot Flat），這模擬了快速的蹠屈（Plantarflexion）。這會使地面反作用力（GRF）的向量較快通過膝關節中心的前方，產生膝伸直力矩（Extension Moment）。
    • 臨床表現：這種伸直力矩會增加膝關節的穩定性，甚至導致膝關節過度伸直（Hyperextension）或出現「拍地步態」（Foot Slap）。由於膝關節感覺是穩定（甚至過度穩定）的，使用者通常不會因為害怕跌倒而急於移開重心。
    • 對比：若腳跟太硬（Heel too hard），著地時會產生強大的膝屈曲力矩（Flexion Moment），導致膝關節不穩定（Buckling/軟腳），使用者才會因此縮短承重時間。因此，「腳跟太軟」通常不會導致承重時間變短，反而可能造成站立中期推進延遲。

  • D. 義肢膝關節摩擦力不足 (Insufficient knee friction)：可能。

    • 此處的摩擦力若指涉站立期的穩定控制（Stance control）（如某些靠摩擦力制動的膝關節，Safety knee），摩擦力不足意味著制動效果差，容易發生膝關節突然彎曲（Buckling）。這種不穩定感會讓使用者不敢完全承重或急於換步，導致承重時間縮短。
    • 即使是指擺盪期摩擦力不足，可能導致過度的腳跟向後勾起（High heel rise）或伸直撞擊（Terminal impact），但若涉及步態安全性與承重信心，摩擦力不足（特別是伸直輔助或制動）通常與不穩定感相關。

答案解析

選項 C（義肢腳掌後跟太軟）最不可能造成義肢側踩地承重時間變短。 因為「腳跟太軟」的生物力學效應是增加膝關節在站立初期的穩定性（促進膝伸直），這與造成承重時間縮短的主要原因（不穩定、軟腳恐懼）相反。反而是「腳跟太硬」才會造成膝關節不穩定，進而導致使用者縮短承重時間。

核心知識點

  1. 膝上截肢步態異常 - 站立期過短（Short Stance Phase）：
    • 主要原因：疼痛（Pain）、不穩定感（Instability/Fear of buckling）。
    • 常見義肢原因：腳跟太硬（Heel too hard）、膝關節設定太靠前（TKA line）、接受腔屈曲角度不足、懸吊系統不良。
  2. 腳跟墊硬度對膝關節穩定性的影響：
    • 太硬 (Too Hard) →\rightarrow 膝屈曲力矩增加 →\rightarrow 不穩定（Knee Buckling） →\rightarrow 承重時間短。
    • 太軟 (Too Soft) →\rightarrow 膝伸直力矩增加 →\rightarrow 穩定（或是過度伸直/Foot Slap） →\rightarrow 步態雖異常（如拍地），但較少引起恐懼性快速換步。

參考資料

  1. Atlas of Amputations and Limb Deficiencies: Surgical, Prosthetic, and Rehabilitation Principles.
  2. NYU Lower Limb Prosthetics and Orthotics, Transfemoral Gait Analysis.
  3. Lusardi, M. M., Jorge, M., & Nielsen, C. C. (2013). Orthotics and Prosthetics in Rehabilitation.
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