MINGDER Medical Orthotics Co.

扁平足型的矯正鞋墊處方應用對於足部生物力學影響：臨床實證研究

💡 AI 摘要 :

扁平足 (Pes Planus) 因足弓塌陷，導致足底壓力分佈不均、足踝關節不穩，是引發足部、膝蓋甚至腰背疼痛的主因之一。患者普遍面臨行走易疲勞、平衡能力較差、步態異常等困擾，影響日常生活品質。

解決方案：客製化 3D 列印矯正鞋墊

MINGDER 透過精密的足部光學掃描、3D CAD 設計與 3D 列印技術，提供高度個人化的矯正鞋墊方案。此方案旨在精準支撐足弓，導正足部力線，從根本改善扁平足問題。

關鍵臨床效益 (Clinical Benefits)

壓力重分佈：顯著降低扁平足患者前足壓力，特別是第二、三、四趾骨區域的峰值壓力，並將負荷轉移至足中部，達到均壓效果。
行走功能提升：臨床實證穿戴後行走速度顯著提升。同時有效改善行走姿勢，提升足踝關節與步伐的穩定性。
高使用者滿意度：使用者普遍回饋，鞋墊提供了極佳的舒適度與實用性，感覺「腳底很舒服，走路很輕鬆」。
平衡能力改善：可幫助改善姿勢穩定性，並在部分個案中觀察到平衡能力的提升。

技術優勢：為何選擇 3D 列印？

極致客製化與精準度：透過毫米級的足部光學掃描，確保每一雙鞋墊完美貼合個人足型，其精準度與重現性遠超傳統石膏取模。
卓越的耐久性：研究顯示，3D 列印鞋墊在耐用性方面的使用者滿意度，顯著高於傳統鞋墊。
高效率製作：從掃描到取件僅需 3 至 5 個工作天，大幅縮短傳統二至四週的等待時間。

💡 前言 :

扁平足（Pes Planus）是一種常見的足部問題，其足弓塌陷會導致足底壓力分佈不均、足部與踝關節不穩定，進而引發足部、腳踝、膝蓋甚至腰部的不適，嚴重影響個體的平衡與行走功能。為改善這些症狀，矯正鞋墊被廣泛應用。本研究深入探討客製化 3D 列印矯正鞋墊在足部生物力學上的正面效益。研究結果顯示，3D 列印鞋墊透過精密的足部光學掃描與個人化設計，能顯著改善扁平足者的足底壓力分佈，特別是減少第二、三、四趾骨區域的峰值壓力，並將負荷重新分佈至足中部區域。此外，它能有效提升行走速度、改善踝關節運動學與動力學，並在部分個案中提升平衡能力。使用者對 3D 矯正鞋墊的舒適度、實用性及整體滿意度普遍給予高度評價，且耐久性顯著優於傳統鞋墊。這些發現證實了客製化 3D 矯正鞋墊在改善扁平足相關症狀及提升生活品質方面的臨床效益，並在製造效率與精準度上具備取代傳統矯形器的潛力。

💡 一. 前言：什麼是扁平足

扁平足（Pes Planus）是足弓塌陷，導致腳底幾乎完全接觸地面的一種常見足部問題。正常的足弓在運動時能有效吸收地面的反作用力，保護足部並使動作更順暢。扁平足的成因複雜，可分為先天（如遺傳、韌帶鬆弛）或後天（如肥胖、姿勢不良、小腿肌肉力量不足）因素。扁平足又可分為彈性扁平足（功能性扁平足），其足弓在未受力時可見，但承重時塌陷；以及僵硬扁平足（病理性扁平足），無論是否承重足弓皆呈塌陷狀態。本研究主要聚焦於功能性扁平足。

扁平足對個體會造成多方面負面影響。由於足弓缺乏彈性緩衝，壓力直接施加在足底，可能導致足底筋膜炎、拇趾外翻、腳踝扭傷、膝蓋疼痛及腰背痠痛等問題。扁平足患者常抱怨行走疲勞、足痛，伴隨膝踝痛，這些症狀會降低生活品質。在生物力學上，扁平足會造成足底壓力分佈不均、足部及踝關節不穩定，進而影響下肢關節的對齊。此外，扁平足個案也常表現出較差的靜態和動態平衡能力。

矯正鞋墊的介入

為改善扁平足引起的症狀與功能受限，矯正鞋墊被視為一種有效的解決方案。矯正鞋墊的主要功能是提供足弓支撐，幫助吸收衝擊力，並減少腳底壓力集中，從而緩解步行後足部及小腿的不適。同時，矯正鞋墊能提升足踝關節的穩定性，改善行走姿勢，並增強步伐的穩定性，有效改善足內外八、足踝內外旋等異常步態。正確的足部支撐還有助於穩定膝關節功能，減輕脊椎與骨盆的不良壓力，減少腰背痠痛和下肢疲勞無力，有助於預防膝關節病變、脊椎側彎等姿勢相關疾病。

然而，每個人的足型大小與足弓生理狀態不同，因此矯正鞋墊需要量腳個人化設計，才能達到正確的足部矯正功能與合腳舒適度。傳統的量化型鞋墊僅提供尺碼選擇，無法針對個人獨特足型提供最佳的支撐與舒適度。鑑於此，結合創新科技的客製化 3D 列印矯正鞋墊應運而生，提供精準、個人化的專業解決方案。

💡 二. 3D 列印矯正鞋墊的技術與優勢

3D 列印矯正鞋墊的製作流程

MINGDER 3D 列印矯正鞋墊結合了創新科技與專業足部矯正需求。其製作過程精確且個人化，主要步驟包括：

精密足部光學掃描：透過精密的足部光學掃描技術，能夠快速、精確地獲取使用者的獨特足型數據。這種技術提供了精確的數位足部繪圖、即時全面的足部結構分析、非侵入性測量技術，以及毫米級的解剖細節，其精確度達到毫米分數級，比傳統石膏翻模更準確。它也為研究人員提供了便利的數據分析。
3D CAD 足弓曲面設計：掃描後，數據導入數位化分析診斷，應用 3D CAD 足弓曲面設計技術，建構最適當的足弓曲面支撐。設計過程根據個人足型架構與功能需求進行，以確保提供足底面部穿戴的正確性，並導正足型步態的最佳重心移動力線。設計內容包含內側足弓曲面支撐、外側足弓穩定支撐、前掌橫弓導位支撐以及足跟環狀穩定控制。這種技術能夠輕鬆創建傳統方法難以實現的複雜精細幾何結構。
3D 列印製造：MINGDER 自主研發 3D 列印生產系統，應用特殊記憶型彈性材料，依照 3D 足型矯正鞋墊參數，精準列印專屬個人化鞋墊。這項技術透過逐層堆疊材料來創建物體，與傳統減法製造（如銑削）相比，大大減少了材料浪費。整個訂製過程，從 3D 足部掃描到數據分析，再到精確設計製作與後製細修完成，提供需求者使用時間大約需要 3 到 5 個工作天完成。

3D 列印鞋墊與傳統鞋墊之比較

相較於傳統鞋墊的製作方式，3D 列印矯正鞋墊展現出顯著的優勢：

製作時間與人力成本：傳統矯具製作通常需以石膏取模，再翻製陰模，耗費大量人力與時間（一般需二至四週），難以提供患者即時協助。而 3D 列印技術則能快速原型與快速製造，大幅縮短客製化產品的製造時程。數位掃描的清潔度也遠優於傳統的石膏翻模方法。
精準度與重現性：傳統製作的治療成效相當依賴治療師個人的經驗與手藝，存在重現性不佳的問題。3D 列印則可達到高精密度（約 100μm，少數機型可達 10μm 以下），並能製作形狀與結構複雜的成品，確保每雙鞋墊都能為使用者提供最佳品質與矯正成效。研究指出，3D 掃描測量結果的準確性不亞於傳統石膏翻模法。
個人化適應性：傳統矯正鞋墊雖能緩解症狀，但若未能很好地適應個體的足部特徵，可能損害下肢或加重足部畸形。3D 列印技術則能針對各種困難情境做出相應設計與修飾，提供個別化的評估與治療。每雙鞋墊都能根據個人足部解剖結構精確客製，考量到足部的每個輪廓、曲線和壓力點，提供超高客製化的解決方案。
耐用性與材料選擇：3D 列印矯正鞋墊通常更耐用，更能抵抗磨損。一項研究顯示，3D 列印鞋墊組在耐用性滿意度上顯著高於傳統鞋墊組。目前的研發也持續探索結合這些熱塑性材料，以達到最佳的性能，並調整柔韌性、耐用性、彈性和舒適度等關鍵特性。
環境效益：3D 列印技術能夠減少傳統減法製造過程中的材料浪費。

💡 三、扁平足矯正鞋墊對足部生物力學的影響

足底壓力分佈

扁平足的主要問題之一是足底壓力分佈異常，導致特定區域承受過大壓力而引起疼痛。研究顯示，扁平足個案在未穿鞋墊前，足底壓力通常集中在前足和後足，特別是第二、三、四趾骨區域的峰值壓力較高。

3D 列印矯正鞋墊能有效改善這一問題。透過精準的足弓矯正設計，鞋墊能提供適當的支撐和穩定性，幫助分散足部的壓力，減少長時間行走或運動所造成的疲勞與不適。臨床研究指出，扁平足個案穿著 3D 列印鞋墊後，第二、三、四趾骨區域的壓力顯著下降，且能將負荷分散到足中部區域。這表明定製鞋墊能更有效地減輕足底蹠骨區域的負荷，並改善足底壓力分佈的均勻性。研究還發現，穿著鞋墊時間越長（例如大於 8 小時），對足弓改善效果和腳的壓力面積改善效果越明顯。

步態與行走功能

扁平足會影響個體的步態，可能導致步態異常、足踝內外旋轉狀況，進而影響行走效率，甚至增加跌倒風險。

3D 列印矯正鞋墊在改善步態和行走功能方面也展現出顯著成效。鞋墊可提升足踝關節的穩定性，改善行走姿勢，增強步伐穩定性，有效改善足內外八、足踝內外旋等異常步態。在臨床試驗中，扁平足個案使用 3D 列印鞋墊後，走路速度有顯著提升。研究推論，這可能是因為鞋墊減少了足部疼痛，從而使走路速度變快。矯正鞋墊也能減少腰部屈曲，降低步態週期中膝蓋與腰椎所需的活動度，有助於維持自然的步態。

平衡能力

扁平足個案通常表現出較差的靜態和動態平衡能力，這與足弓支撐不足、足底韌帶和肌腱柔韌性不足以及異常足部結構導致的本體感覺回饋受損有關。

矯正鞋墊對於平衡能力的改善亦有助益。矯形器鞋墊能顯著降低姿勢搖擺的中外側範圍和搖擺區域，從而改善姿勢穩定性。儘管有研究顯示，部分扁平足受試者使用 3D 列印鞋墊後平衡能力有所提升，但整體而言，該研究中全體前後平均的平衡能力並未達到統計上的顯著差異。然而，透過持續的足部本體感覺刺激，復健治療配合矯正鞋墊的使用，仍有望改善足弓並矯正柔性扁平足的跟外翻，進而提升平衡能力。

💡 四、臨床實證研究與使用者滿意度

研究方法

針對 3D 列印鞋墊對扁平足者平衡及行走功能之成效，有研究採用準實驗設計，探討 12 週日常生活對不同鞋墊的動作影響。研究參與者主要為 FPI 姿勢評估分數達 6 分以上且年齡滿 18 歲的扁平足個案，需認知功能正常且無使用其他行動輔具。

評估工具方面，研究使用了多種客觀量測方法：

足底壓力量測系統 (Footscan®平台系統)：用於高速掃描足底、足跟、足內、足趾各處的壓力分佈，並記錄足底壓力中心的動態變化。
計時起立行走測驗 (Timed Up and Go Test, TUG)：量測受試者從座椅站起、向前走 3 公尺、轉身走回並坐回座椅所需的總時間，用於評估功能活動能力。
足部姿勢指數 (Foot Posture Index-6, FPI-6)：臨床上常用的足部姿勢評估工具，具有出色的評分者內部可靠性。
魁北克輔具使用者滿意度評量 (QUEST-V2.0 Manual)：用於評估使用者對輔具的滿意度。

研究發現

該研究的主要發現進一步證實了 3D 列印矯正鞋墊的臨床效益：

足底壓力改善：3D 列印技術適合個別化設計與發展鞋墊。結果顯示，扁平足個案在穿著 3D 列印鞋墊後，右腳第二、三、四趾骨區域的峰值壓力均達到統計上的顯著下降 (p < .02, p < .00, p < .00)，有效減輕了蹠骨區域的負荷。這與先前研究中定製鞋墊能更有效減輕足底蹠骨區域負荷的結果一致。
行走速度提升：計時起立行走測驗結果顯示，扁平足個案在穿著 3D 列印鞋墊後，走路速度有顯著提升 (平均秒數從 9.67 秒降至 8.40 秒，Z 值為 -3.62，p = .00)。這表明 3D 列印鞋墊可以分散足底壓力，進而增進走路速度。
平衡能力變化：研究結果顯示部分個案使用 3D 列印鞋墊後可提升其平衡能力。然而，全體前後平均的平衡能力改善在統計上未達顯著差異。
穿戴時間影響：研究發現，對於長時間穿著鞋墊（大於 8 小時）且需長時間走路的個案，對足弓改善效果較佳。相對地，穿著時間短且無須長時間走路的個案，改善效果較不佳，甚至無改變或變差。

使用者滿意度

使用者對於 3D 列印矯正鞋墊的滿意度也是評估其效益的重要指標。研究結果顯示，扁平足個案普遍對 3D 列印鞋墊感到滿意。

享樂價值：扁平足個案在使用 3D 列印鞋墊時，普遍感覺腳底很舒服，走路很輕鬆，整體精神較好。其中，「每次穿鞋使用 3D 列印鞋墊，我感覺腳底很舒服」獲得最高分，顯示鞋墊的舒適性是使用者非常看重的體驗。其他研究也指出，3D 鞋墊與傳統鞋墊相比，能提供更好的足底壓力分佈和舒適度。
實用價值：使用者認為 3D 列印鞋墊對改善扁平足的功能性非常好，非常實用，且有必要性，並有助於改善走路方式，是一種非常有效的方式。這些構面平均得分皆達「滿意」水準，顯示 3D 列印鞋墊的整體價值不低。
重要性考量：在選擇 3D 列印鞋墊時，扁平足個案最重視的前三項因素依序為「使用效果」（61%）、其次是「舒適性」（50%），以及「耐用度」（39%）。這表明使用者最關心鞋墊是否能有效解決其足部問題，其次才是穿戴的舒適感和產品的持久性。值得注意的是，3D 列印鞋墊在耐久性方面顯著高於傳統鞋墊。

💡 五.結論與建議

結論:

綜合上述分析，客製化 3D 列印矯正鞋墊為扁平足患者提供了一項創新且有效的治療介入方案。這項技術不僅能夠精準量測足部生理結構，並據此設計出高度個人化的足弓支撐，有效分散足底壓力，尤其是在第二、三、四趾骨區域的峰值壓力顯著降低。此外，它能顯著提升扁平足個案的行走速度，改善踝關節運動學與動力學，並在部分個案中改善其平衡能力。使用者對於 3D 列印鞋墊的舒適性、實用性及整體滿意度普遍給予高度評價，認為其對改善扁平足功能性極具價值。3D 列印鞋墊的快速製作、高精準度、優越的耐用性以及極致的客製化能力，使其在臨床實踐中具有取代傳統矯形器的巨大潛力。

建議:

基於本研究的發現，我們提出以下建議：

強調個人化訂製的重要性：由於每個人的足型和足弓生理狀態不同，為確保矯正效果和穿戴舒適度，應優先選擇經過專業足部光學掃描並量身訂製的 3D 列印矯正鞋墊。
推廣專業諮詢與服務：建議有足部問題的個案，尤其是扁平足、高弓足、拇指外翻、長短大小腳等，應尋求專業的足部評估與諮詢服務。例如，MINGDER 公司提供免費足部光學掃描量測服務，並提供訂製方案。
鼓勵長時間穿戴：對於需長時間站立或運動的個案，若能堅持長時間（例如每天大於 8 小時）穿戴客製化 3D 列印鞋墊，將能達到更佳的足弓改善效果和壓力分佈優化。
結合運動治療：矯正鞋墊應與適當的運動和休息習慣相結合，以促進足部肌肉力量的強化和足弓的正常發育，共同提升足部健康。對於學齡兒童的扁平足，尤其應注意體重控制、鞋墊輔助和規律運動。
鞋具適配性：MINGDER 3D 矯正鞋墊設計適用於各類鞋型，包括運動鞋、慢跑鞋、登山鞋、工作安全鞋、休閒皮鞋、護士鞋、板鞋等。選購時無需特意購買大一號的鞋子，可依平常選鞋大小購買即可。

透過科技與專業的結合，客製化 3D 列印矯正鞋墊不僅能有效緩解扁平足所帶來的生理不適，更能顯著提升個體在日常生活中的行走功能和生活品質，讓每一步都更加自信、輕鬆、舒適、健康。