楊潔，倪朝民

（安徽醫(yī)科大學附屬省立醫(yī)院、安徽省立醫(yī)院康復醫(yī)學科，合肥 230001）

·綜述·

足底壓力及其臨床康復應用研究進展

楊潔，倪朝民

（安徽醫(yī)科大學附屬省立醫(yī)院、安徽省立醫(yī)院康復醫(yī)學科，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力分布和步態(tài)的基礎，它對運動系統(tǒng)疾病的病因分析、診斷、功能及療效評定均有重要意義。早在1882年，Beely［2］率先對足底壓力進行了科學的研究。而系統(tǒng)地進行足底壓力分析并用于臨床始于20世紀50年代，近三十年來發(fā)展迅速，已經從單純的理論研究轉變?yōu)獒t(yī)師手中的評定及診斷的工具。足底壓力最早的應用之一是鞋類的評估。Lavery等［3］在1997年應用平均足底壓力峰值作為評估參數(shù)來研究彈性鞋墊對于足底壓力的影響。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，從而對病變足起到保護作用。足底壓力檢測除廣泛應用于鞋類設計外，對肢體功能的評估及疾病的診斷有積極的意義。

1 足底壓力的相關參數(shù)

足底壓力評估的參數(shù)有：應力和壓力、峰值應（壓）力和平均應（壓）力、接觸面積、應（壓）力—時間積分、單（雙）足站立時間、足底壓力中心軌跡等。目前國內外對于壓力峰值、足底壓力中心軌跡研究的較多。

1.1 壓力峰值 通過測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圖形。從而可以得出步態(tài)周期垂直分力的特點，即會出現(xiàn)兩個高峰和一個低谷。由于足跟著地有一個沖量，當對側足離地瞬間使體重迅速轉到支撐足，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，最終達到最高點，但達到最高點時向上的加速度達到最小值零。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高峰。足底的不同區(qū)域，其壓力大小不一樣，臨床上對于足底的分區(qū)方法多達數(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，從而更有效地指導臨床工作。

1.2 壓力中心軌跡 人兩腳在與地面接觸時，人體向地面施加壓力的作用點軌跡稱為壓力中心軌跡，是評估人類步行穩(wěn)定性至關重要的可變因素。Gillette等［6］使用壓力中心漂移與壓力中心漂移速率指標來評價人體的姿勢控制。壓力中心的過度漂移是人體姿勢控制能力受損的表現(xiàn)。壓力中心的變化與下肢關節(jié)周圍肌肉的變化及整個身體重心運動相關聯(lián)。每只腳的壓力中心曲線直接反映了踝足肌肉的神經控制，增加腳底屈肌的活動時壓力中心前移，增加伸肌活動時壓力中心后移［7］。

2 影響足底壓力的相關因素

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明顯改變，并沒有隨年齡增長而出現(xiàn)明顯差異，反映出足部生理結構和功能的相對穩(wěn)定性［9］。但有部分研究表明［10］，老年人由于足底壓力、關節(jié)活動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，在行走過程中可能促進足底壓力的增高。

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-時間積分與性別相關性較弱；男性與女性足底最大應力有明顯差異，男性第一及第三跖骨頭下的最大應力高于女性。

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壓力-時間曲線呈現(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重心運動軸線基本符合正常人，前腳掌處壓力中心過于密集。

2.4 步行速度 Ho等［13］研究表明，隨著步行速度的增加，除前腳掌內側及大拇趾外，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；足底應力也隨著步行速度的變化而變化，當速度增加時，足底應力增加的幅度從大到小分別為足弓內側＞足弓外側＞足后跟＞前腳掌外側＞前腳掌中部＞前腳掌內側。但Warren等［14］研究發(fā)現(xiàn)，步速對足底壓力影響顯著，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，足跟內側、前腳掌中部及腳趾的足底壓力增加較顯著，而足弓外側及前腳掌內側稍下降。

2.5 負重 Birrell等［16］研究表明，正常人負重行走時步幅無相應的變化，雙支撐時間增大，足跟著地后膝關節(jié)的屈曲范圍顯著增大，但踝關節(jié)運動無明顯變化，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，結果發(fā)現(xiàn)，幾種負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垂直地面反作用力的峰值明顯偏大，而前后背包負重時，由于重心變動幅度最小，致使地面反作用力最小。孟昭莉等［18］研究表明，學齡兒童背負4 kg書包行走時，有超過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)域壓強增幅較明顯；隨著負重的增加，壓力中心軌跡橫向擺動偏大趨勢。

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 正常人行走時，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)的對稱性好［19］。正常人無論在站立位還是行走時，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。步行時足底壓力較站立時壓力分布改變且足底壓力增加較明顯，步行時足底最大壓力前移，壓力分布發(fā)生變化，從站立時足跟承受主要壓力到步行時前足跖骨頭區(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 偏癱患者步行過程中左右步幅不等，患肢單支撐相顯著縮短，雙支撐相延長，左右兩側足底壓力及壓力分布有明顯差異，步態(tài)的對稱性、穩(wěn)定性差［22］?；颊邌沃纹诳s短，說明患者患肢承重能力差，雙支撐期延長，是患者加強步行穩(wěn)定性的一種代償方式。站立位下健側的足底壓力大于患側，患肢前后分力較小，垂直力波動較明顯，而健肢垂直力變化較穩(wěn)定，力的峰值迅速上升，持續(xù)時間較長，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。由于偏癱側運動功能的障礙，患者在步行過程中多數(shù)通過健側來補償患側的不足，且站立相時，由于偏癱患者的不對稱性，最終導致健側承受較大的壓力，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，偏癱患者患側下肢運動功能障礙，致使步行周期中缺乏典型的足跟著地期及蹬離期，足跟著地及蹬離時足底壓力峰值減小，步態(tài)周期垂直分力的特點發(fā)生變化，即不會出現(xiàn)典型的兩個高峰和一個低谷。

4 足底壓力的臨床應用及意義

測量分析足底壓力分布有助于協(xié)助疾病的診斷、治療以及指導康復訓練、體育訓練等。足底壓力的測量在對矯形器或假肢的設計和質量的評估上亦有積極的作用，通過對足結構、足底壓力、步態(tài)特征的研究，設計出最適合患者的矯形器或假肢，幫助其改善步行功能，亦可預防足及關節(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科研項目（11070403064）

楊潔，碩士在讀，Email：loulouyang＠126.com

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