楊潔，倪朝民

（安徽醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院、安徽省立醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，合肥 230001）

·綜述·

足底壓力及其臨床康復(fù)應(yīng)用研究進(jìn)展

楊潔，倪朝民

（安徽醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院、安徽省立醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，合肥 230001）

足底壓力是定量步態(tài)分析的重要環(huán)節(jié)［1］，是分析和衡量異常足底應(yīng)力分布和步態(tài)的基礎(chǔ)，它對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)疾病的病因分析、診斷、功能及療效評(píng)定均有重要意義。早在1882年，Beely［2］率先對(duì)足底壓力進(jìn)行了科學(xué)的研究。而系統(tǒng)地進(jìn)行足底壓力分析并用于臨床始于20世紀(jì)50年代，近三十年來(lái)發(fā)展迅速，已經(jīng)從單純的理論研究轉(zhuǎn)變?yōu)獒t(yī)師手中的評(píng)定及診斷的工具。足底壓力最早的應(yīng)用之一是鞋類的評(píng)估。Lavery等［3］在1997年應(yīng)用平均足底壓力峰值作為評(píng)估參數(shù)來(lái)研究彈性鞋墊對(duì)于足底壓力的影響。Praet等［4］和Queen等［5］研究發(fā)現(xiàn)，減小神經(jīng)元性病變前腳掌壓力的最有效的辦法是穿有較高足弓的鞋，這類鞋可以有效的減小第一及第五跖骨頭下的壓力，從而對(duì)病變足起到保護(hù)作用。足底壓力檢測(cè)除廣泛應(yīng)用于鞋類設(shè)計(jì)外，對(duì)肢體功能的評(píng)估及疾病的診斷有積極的意義。

1 足底壓力的相關(guān)參數(shù)

足底壓力評(píng)估的參數(shù)有：應(yīng)力和壓力、峰值應(yīng)（壓）力和平均應(yīng)（壓）力、接觸面積、應(yīng)（壓）力—時(shí)間積分、單（雙）足站立時(shí)間、足底壓力中心軌跡等。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于壓力峰值、足底壓力中心軌跡研究的較多。

1.1 壓力峰值 通過(guò)測(cè)試地面垂直反作用力，可以繪制出足底壓力與步行周期的相關(guān)圖形。從而可以得出步態(tài)周期垂直分力的特點(diǎn)，即會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)高峰和一個(gè)低谷。由于足跟著地有一個(gè)沖量，當(dāng)對(duì)側(cè)足離地瞬間使體重迅速轉(zhuǎn)到支撐足，有向上的加速度，才出現(xiàn)第一高峰值。隨著身體前移，身體重心不斷上移，最終達(dá)到最高點(diǎn)，但達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)向上的加速度達(dá)到最小值零。隨后重心不斷下降，有向下的加速度，直至出現(xiàn)低谷。隨著身體前移，支撐腿的足跟離地及前足蹬地。使重心提高，出現(xiàn)向上的加速度造成第二個(gè)高峰。足底的不同區(qū)域，其壓力大小不一樣，臨床上對(duì)于足底的分區(qū)方法多達(dá)數(shù)十種，常用的有九分區(qū)法：拇趾、第2-3趾、第4-5趾、第l跖骨頭、第2跖骨頭、第3-4跖骨頭、第5跖骨頭、中足、足跟。將足底區(qū)域劃分后，可以更精確地了解足底不同區(qū)域的壓力變化，從而更有效地指導(dǎo)臨床工作。

1.2 壓力中心軌跡 人兩腳在與地面接觸時(shí)，人體向地面施加壓力的作用點(diǎn)軌跡稱為壓力中心軌跡，是評(píng)估人類步行穩(wěn)定性至關(guān)重要的可變因素。Gillette等［6］使用壓力中心漂移與壓力中心漂移速率指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)人體的姿勢(shì)控制。壓力中心的過(guò)度漂移是人體姿勢(shì)控制能力受損的表現(xiàn)。壓力中心的變化與下肢關(guān)節(jié)周圍肌肉的變化及整個(gè)身體重心運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)。每只腳的壓力中心曲線直接反映了踝足肌肉的神經(jīng)控制，增加腳底屈肌的活動(dòng)時(shí)壓力中心前移，增加伸肌活動(dòng)時(shí)壓力中心后移［7］。

2 影響足底壓力的相關(guān)因素

2.1 年齡 Bertsch等［8］研究表明，正常兒童的足底壓力分布與成人相比無(wú)明顯差異。正常兒童從開始行走后，足底的脂肪墊及足縱弓的發(fā)育，以及兒童體質(zhì)量較成人輕，足底接觸面積明顯小于正常人，致使兒童的體質(zhì)量與足底接觸面積之比與正常成人差異較小。從青年到壯年再到中年，足底各部位壓力分布無(wú)明顯改變，并沒有隨年齡增長(zhǎng)而出現(xiàn)明顯差異，反映出足部生理結(jié)構(gòu)和功能的相對(duì)穩(wěn)定性［9］。但有部分研究表明［10］，老年人由于足底壓力、關(guān)節(jié)活動(dòng)度以及本體感受器發(fā)生變化，踝足肌肉、足底脂肪墊的萎縮，在行走過(guò)程中可能促進(jìn)足底壓力的增高。

2.2 性別 Putti等［11］研究表明，男性足底接觸面積平均較女性足底接觸面積大，其中以第一跖骨表現(xiàn)較為明顯；男女在平均壓力峰值、瞬間壓力峰值及壓力-時(shí)間積分與性別相關(guān)性較弱；男性與女性足底最大應(yīng)力有明顯差異，男性第一及第三跖骨頭下的最大應(yīng)力高于女性。

2.3 體重 李艷霞等［12］研究表明，體重較重的正常人在平地上行走時(shí)壓力-時(shí)間曲線呈現(xiàn)較明顯的雙峰值，且第二高峰明顯高于第一高峰。足底各區(qū)域所承受地面反作用力的沖量較大，但體重較大者行走時(shí)重心運(yùn)動(dòng)軸線基本符合正常人，前腳掌處壓力中心過(guò)于密集。

2.4 步行速度 Ho等［13］研究表明，隨著步行速度的增加，除前腳掌內(nèi)側(cè)及大拇趾外，其余足底區(qū)域壓力峰值增加較明顯，但不同區(qū)域增加的幅度不同，其中以足跟壓力峰值增加幅度最大，其次是足弓區(qū)域，最后是前腳掌中部；足底應(yīng)力也隨著步行速度的變化而變化，當(dāng)速度增加時(shí)，足底應(yīng)力增加的幅度從大到小分別為足弓內(nèi)側(cè)＞足弓外側(cè)＞足后跟＞前腳掌外側(cè)＞前腳掌中部＞前腳掌內(nèi)側(cè)。但Warren等［14］研究發(fā)現(xiàn)，步速對(duì)足底壓力影響顯著，主要影響部位有足趾、前腳掌及足后跟區(qū)域，但足中部區(qū)域影響較小。Rosenbaum等［15］研究表明，在快速行走時(shí)，足跟內(nèi)側(cè)、前腳掌中部及腳趾的足底壓力增加較顯著，而足弓外側(cè)及前腳掌內(nèi)側(cè)稍下降。

2.5 負(fù)重 Birrell等［16］研究表明，正常人負(fù)重行走時(shí)步幅無(wú)相應(yīng)的變化，雙支撐時(shí)間增大，足跟著地后膝關(guān)節(jié)的屈曲范圍顯著增大，但踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)無(wú)明顯變化，足跟及前腳掌壓力增大。Hsiang等［17］研究了讓受試者分別在零負(fù)重、雙手提攜重物、前后背包、背部背包和前背包5種條件下行走，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，幾種負(fù)重條件下的地面反作用力均有明顯差異，雙手提攜重物行走時(shí)垂直地面反作用力的峰值明顯偏大，而前后背包負(fù)重時(shí)，由于重心變動(dòng)幅度最小，致使地面反作用力最小。孟昭莉等［18］研究表明，學(xué)齡兒童背負(fù)4 kg書包行走時(shí)，有超過(guò)一半的兒童足底最大壓力前移，主要位于第2、3跖骨頭及第1趾骨，其中以跖屈區(qū)域壓強(qiáng)增幅較明顯；隨著負(fù)重的增加，壓力中心軌跡橫向擺動(dòng)偏大趨勢(shì)。

3 正常人及偏癱患者足底壓力比較

3.1 正常人的足底壓力特點(diǎn) 正常人行走時(shí)，左右步幅、步頻、步速、步行周期的分布基本相等，反映了雙腿交替步態(tài)的對(duì)稱性好［19］。正常人無(wú)論在站立位還是行走時(shí)，左、右足底壓力分布基本相同。正常人從站立到步行，足底壓力的分布發(fā)生變化，其中正常人站立時(shí)后足處于足底壓力較密集的部位，大多數(shù)人靜態(tài)峰值足壓位于足跟部位，其次為跖骨頭區(qū)域，足趾承受壓力較小。步行時(shí)足底壓力較站立時(shí)壓力分布改變且足底壓力增加較明顯，步行時(shí)足底最大壓力前移，壓力分布發(fā)生變化，從站立時(shí)足跟承受主要壓力到步行時(shí)前足跖骨頭區(qū)域受壓最大，并且第1趾也成為主要受力部位［20-21］。站立時(shí)足底壓力大小分布依次為：足跟＞第2跖骨頭＞第1跖骨頭＞第3～5跖骨頭＞足弓＞第1趾＞第2趾＞第3～5趾。步行時(shí)足底壓力大小分布依次為：第2跖骨頭＞足跟＞第1跖骨頭＞第3～5跖骨頭＞第1趾＞第2趾＞足弓＞第3～5趾。

3.2 偏癱患者足底壓力特點(diǎn) 偏癱患者步行過(guò)程中左右步幅不等，患肢單支撐相顯著縮短，雙支撐相延長(zhǎng)，左右兩側(cè)足底壓力及壓力分布有明顯差異，步態(tài)的對(duì)稱性、穩(wěn)定性差［22］?；颊邌沃纹诳s短，說(shuō)明患者患肢承重能力差，雙支撐期延長(zhǎng)，是患者加強(qiáng)步行穩(wěn)定性的一種代償方式。站立位下健側(cè)的足底壓力大于患側(cè)，患肢前后分力較小，垂直力波動(dòng)較明顯，而健肢垂直力變化較穩(wěn)定，力的峰值迅速上升，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，力值谷底變化淺［23］，且偏癱患者的壓力中心軌跡明顯較正常人長(zhǎng)。由于偏癱側(cè)運(yùn)動(dòng)功能的障礙，患者在步行過(guò)程中多數(shù)通過(guò)健側(cè)來(lái)補(bǔ)償患側(cè)的不足，且站立相時(shí)，由于偏癱患者的不對(duì)稱性，最終導(dǎo)致健側(cè)承受較大的壓力，且足底壓力的分布情況較正常人有所不同。Titianova等［24］研究發(fā)現(xiàn)，腦卒中偏癱患者患側(cè)下肢跖骨區(qū)域的壓力峰值較足趾區(qū)域壓力峰值大，但均小于正常人。Wong［25］和Chen等［26］研究表明，偏癱患者患側(cè)下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙，致使步行周期中缺乏典型的足跟著地期及蹬離期，足跟著地及蹬離時(shí)足底壓力峰值減小，步態(tài)周期垂直分力的特點(diǎn)發(fā)生變化，即不會(huì)出現(xiàn)典型的兩個(gè)高峰和一個(gè)低谷。

4 足底壓力的臨床應(yīng)用及意義

測(cè)量分析足底壓力分布有助于協(xié)助疾病的診斷、治療以及指導(dǎo)康復(fù)訓(xùn)練、體育訓(xùn)練等。足底壓力的測(cè)量在對(duì)矯形器或假肢的設(shè)計(jì)和質(zhì)量的評(píng)估上亦有積極的作用，通過(guò)對(duì)足結(jié)構(gòu)、足底壓力、步態(tài)特征的研究，設(shè)計(jì)出最適合患者的矯形器或假肢，幫助其改善步行功能，亦可預(yù)防足及關(guān)節(jié)的慢性損傷。

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R493.2

A

10.3969／J.issn.1672-6790.2014.03.042

2013-10-22）

安徽省科技廳年度重點(diǎn)科研項(xiàng)目（11070403064）

楊潔，碩士在讀，Email：loulouyang＠126.com

倪朝民，教授，主任醫(yī)師，碩士生導(dǎo)師，Email：nchm＠sohu.com