以關節融合固定手術（arthrodesis）將踝關節固定在背屈零度左右，術後在走路步態中所產生的影響，下列何者正確？

本題觀念：

本題考查的是**踝關節融合術（Ankle Arthrodesis）後的生物力學變化及其對步態週期的影響。特別是當踝關節被固定在背屈 0 度（中立位，Neutral position）**時，患者失去了踝關節的蹠屈（Plantarflexion）與背屈（Dorsiflexion）活動度，這會直接影響步態中的「滾動機制（Rockers）」，尤其是第二滾動期（Ankle Rocker）。

選項分析

• A. 在初始接觸時以前足著地 (Forefoot strike at initial contact)

  • 錯誤。踝關節融合若固定在「中立位（0度）」或輕微背屈位，患者在初始接觸期（Initial Contact）仍能以腳跟著地（Heel strike）。
  • 前足著地通常發生在踝關節被固定在**馬蹄足位置（Equinus position，即蹠屈位）**時，或者患者有垂足（Drop foot）的情況。題目已說明固定在背屈 0 度，因此應能以腳跟著地。

• B. 在擺盪期腳尖拖地 (Toe drag during swing phase)

  • 錯誤。腳尖拖地通常是因為脛前肌無力（垂足）或踝關節固定在過度蹠屈的位置，導致擺盪期（Swing phase）足廓清（Foot clearance）不足。
  • 當踝關節固定在 0 度時，腳踝處於直角，只要患者的髖關節與膝關節屈曲功能正常，通常能有足夠的離地高度，不會出現腳尖拖地。患者反而可能出現代償性的髖膝屈曲增加（Steppage gait樣態）來確保通過。

• C. 在著地中期或晚期會提早將腳抬起 (Early heel rise in midstance or terminal stance)

  • 正確。這是踝關節融合術後最典型的步態代償機制之一，稱為提早腳跟離地（Early Heel Rise）。
  • 機制解析：正常步態的著地中期（Midstance）到晚期（Terminal Stance），脛骨需要透過踝關節的**背屈（Dorsiflexion）**動作，從後方向前跨越過固定的腳掌（這稱為 Ankle Rocker / Second Rocker）。
  • 當踝關節被融合固定在 0 度時，踝關節無法進行背屈，脛骨的前進受阻。為了讓身體重心繼續向前移動，患者被迫在脛骨尚未完全跨過足部時，就提早抬起腳跟（或是縮短步長），以利用前足滾動（Forefoot Rocker）或直接進入擺盪前皆段。這在臨床上表現為「跳躍式步態（Vaulting pattern）」的輕微形式或提早的 Heel-off。

• D. 在承重反應期身體向後傾斜 (Backward trunk lean during loading response)

  • 錯誤。承重反應期（Loading Response）的主要任務是吸震與承重。正常情況下，腳跟著地後腳踝會受控地蹠屈（由脛前肌離心收縮控制）。
  • 融合術後失去了這一緩衝機制，著地衝擊會變大，患者通常會透過改變膝關節動作或穿著搖椅底鞋（Rocker bottom shoes）來適應。
  • **身體向後傾斜（Backward trunk lean）通常是臀大肌無力（Gluteus Maximus Lurch）**的代償步態，目的是為了維持髖關節伸直，與踝關節融合無直接對應關係。

答案解析

正確答案為 (C)。

踝關節融合術後的患者，因為喪失了踝關節的背屈活動度，導致步態週期中的第二滾動期（Ankle Rocker）功能喪失。在站立中期（Midstance）至末期（Terminal Stance），脛骨無法順利地向前滾動越過足部。為了維持身體的前進動量，患者必須提早抬起腳跟（Early Heel Rise），這會導致步長縮短，並可能增加對距下關節（Subtalar joint）或中足關節的代償壓力。此現象是踝關節活動度受限（由其是背屈受限）時最顯著的生物力學特徵。

核心知識點

1. 踝關節融合術最佳位置：背屈 0 度（中立位）、外翻 0-5 度、外轉 5-10 度。
2. 步態滾動機制 (Three Rockers of Gait)：
   • 第一滾動期 (Heel Rocker)：腳跟著地，發生在 Initial Contact 到 Loading Response。
   • 第二滾動期 (Ankle Rocker)：脛骨在固定的腳掌上向前滾動（需要踝關節背屈），發生在 Midstance。踝關節融合主要破壞此階段。
   • 第三滾動期 (Forefoot Rocker)：以蹠趾關節為軸心，腳跟離地，發生在 Terminal Stance。
3. 融合術後代償：
   • Early Heel Rise（提早腳跟離地）：因背屈受限，無法完成第二滾動，被迫提早進入第三滾動。
   • 步長縮短、步速減慢。
   • 增加同側髖關節屈曲（Hip flexion）以協助擺盪期離地。
   • 增加鄰近關節（距下關節、中跗關節）的活動度與壓力，長期易導致退化性關節炎。

參考資料

1. Wheeless' Textbook of Orthopaedics - Ankle Arthrodesis Discussion: Mentions "vaulting or asymmetry" and "midfoot sag" as compensations for lack of dorsiflexion.
2. Clinical Gate - What Is the Best Treatment for End-Stage Ankle Arthritis?: States patients with hindfoot fusions generally have "earlier heel raise during stance phase".
3. J Biomech (PMC) - Effects of Ankle Arthrodesis on Biomechanical Performance: Mentions "earlier heel-off" as a compensation.
4. Orthobullets - Ankle Arthrodesis: Discusses gait alterations including reduced stride length and compensatory motion at midtarsal joints.