足底压力及其临床康复应用研究进展

杨洁，倪朝民

（安徽医科大学附属省立医院、安徽省立医院康复医学科，合肥 230001）

·综述·

足底压力及其临床康复应用研究进展

杨洁，倪朝民

（安徽医科大学附属省立医院、安徽省立医院康复医学科，合肥 230001）

足底压力是定量步态分析的重要环节［1］，是分析和衡量异常足底应力分布和步态的基础，它对运动系统疾病的病因分析、诊断、功能及疗效评定均有重要意义。早在1882年，Beely［2］率先对足底压力进行了科学的研究。而系统地进行足底压力分析并用于临床始于20世纪50年代，近三十年来发展迅速，已经从单纯的理论研究转变为医师手中的评定及诊断的工具。足底压力最早的应用之一是鞋类的评估。Lavery等［3］在1997年应用平均足底压力峰值作为评估参数来研究弹性鞋垫对于足底压力的影响。Praet等［4］和Queen等［5］研究发现，减小神经元性病变前脚掌压力的最有效的办法是穿有较高足弓的鞋，这类鞋可以有效的减小第一及第五跖骨头下的压力，从而对病变足起到保护作用。足底压力检测除广泛应用于鞋类设计外，对肢体功能的评估及疾病的诊断有积极的意义。

1 足底压力的相关参数

足底压力评估的参数有：应力和压力、峰值应（压）力和平均应（压）力、接触面积、应（压）力—时间积分、单（双）足站立时间、足底压力中心轨迹等。目前国内外对于压力峰值、足底压力中心轨迹研究的较多。

1.1 压力峰值 通过测试地面垂直反作用力，可以绘制出足底压力与步行周期的相关图形。从而可以得出步态周期垂直分力的特点，即会出现两个高峰和一个低谷。由于足跟着地有一个冲量，当对侧足离地瞬间使体重迅速转到支撑足，有向上的加速度，才出现第一高峰值。随着身体前移，身体重心不断上移，最终达到最高点，但达到最高点时向上的加速度达到最小值零。随后重心不断下降，有向下的加速度，直至出现低谷。随着身体前移，支撑腿的足跟离地及前足蹬地。使重心提高，出现向上的加速度造成第二个高峰。足底的不同区域，其压力大小不一样，临床上对于足底的分区方法多达数十种，常用的有九分区法：拇趾、第2-3趾、第4-5趾、第l跖骨头、第2跖骨头、第3-4跖骨头、第5跖骨头、中足、足跟。将足底区域划分后，可以更精确地了解足底不同区域的压力变化，从而更有效地指导临床工作。

1.2 压力中心轨迹 人两脚在与地面接触时，人体向地面施加压力的作用点轨迹称为压力中心轨迹，是评估人类步行稳定性至关重要的可变因素。Gillette等［6］使用压力中心漂移与压力中心漂移速率指标来评价人体的姿势控制。压力中心的过度漂移是人体姿势控制能力受损的表现。压力中心的变化与下肢关节周围肌肉的变化及整个身体重心运动相关联。每只脚的压力中心曲线直接反映了踝足肌肉的神经控制，增加脚底屈肌的活动时压力中心前移，增加伸肌活动时压力中心后移［7］。

2 影响足底压力的相关因素

2.1 年龄 Bertsch等［8］研究表明，正常儿童的足底压力分布与成人相比无明显差异。正常儿童从开始行走后，足底的脂肪垫及足纵弓的发育，以及儿童体质量较成人轻，足底接触面积明显小于正常人，致使儿童的体质量与足底接触面积之比与正常成人差异较小。从青年到壮年再到中年，足底各部位压力分布无明显改变，并没有随年龄增长而出现明显差异，反映出足部生理结构和功能的相对稳定性［9］。但有部分研究表明［10］，老年人由于足底压力、关节活动度以及本体感受器发生变化，踝足肌肉、足底脂肪垫的萎缩，在行走过程中可能促进足底压力的增高。

2.2 性别 Putti等［11］研究表明，男性足底接触面积平均较女性足底接触面积大，其中以第一跖骨表现较为明显；男女在平均压力峰值、瞬间压力峰值及压力-时间积分与性别相关性较弱；男性与女性足底最大应力有明显差异，男性第一及第三跖骨头下的最大应力高于女性。

2.3 体重 李艳霞等［12］研究表明，体重较重的正常人在平地上行走时压力-时间曲线呈现较明显的双峰值，且第二高峰明显高于第一高峰。足底各区域所承受地面反作用力的冲量较大，但体重较大者行走时重心运动轴线基本符合正常人，前脚掌处压力中心过于密集。

2.4 步行速度 Ho等［13］研究表明，随着步行速度的增加，除前脚掌内侧及大拇趾外，其余足底区域压力峰值增加较明显，但不同区域增加的幅度不同，其中以足跟压力峰值增加幅度最大，其次是足弓区域，最后是前脚掌中部；足底应力也随着步行速度的变化而变化，当速度增加时，足底应力增加的幅度从大到小分别为足弓内侧＞足弓外侧＞足后跟＞前脚掌外侧＞前脚掌中部＞前脚掌内侧。但Warren等［14］研究发现，步速对足底压力影响显著，主要影响部位有足趾、前脚掌及足后跟区域，但足中部区域影响较小。Rosenbaum等［15］研究表明，在快速行走时，足跟内侧、前脚掌中部及脚趾的足底压力增加较显著，而足弓外侧及前脚掌内侧稍下降。

2.5 负重 Birrell等［16］研究表明，正常人负重行走时步幅无相应的变化，双支撑时间增大，足跟着地后膝关节的屈曲范围显著增大，但踝关节运动无明显变化，足跟及前脚掌压力增大。Hsiang等［17］研究了让受试者分别在零负重、双手提携重物、前后背包、背部背包和前背包5种条件下行走，结果发现，几种负重条件下的地面反作用力均有明显差异，双手提携重物行走时垂直地面反作用力的峰值明显偏大，而前后背包负重时，由于重心变动幅度最小，致使地面反作用力最小。孟昭莉等［18］研究表明，学龄儿童背负4 kg书包行走时，有超过一半的儿童足底最大压力前移，主要位于第2、3跖骨头及第1趾骨，其中以跖屈区域压强增幅较明显；随着负重的增加，压力中心轨迹横向摆动偏大趋势。

3 正常人及偏瘫患者足底压力比较

3.1 正常人的足底压力特点 正常人行走时，左右步幅、步频、步速、步行周期的分布基本相等，反映了双腿交替步态的对称性好［19］。正常人无论在站立位还是行走时，左、右足底压力分布基本相同。正常人从站立到步行，足底压力的分布发生变化，其中正常人站立时后足处于足底压力较密集的部位，大多数人静态峰值足压位于足跟部位，其次为跖骨头区域，足趾承受压力较小。步行时足底压力较站立时压力分布改变且足底压力增加较明显，步行时足底最大压力前移，压力分布发生变化，从站立时足跟承受主要压力到步行时前足跖骨头区域受压最大，并且第1趾也成为主要受力部位［20-21］。站立时足底压力大小分布依次为：足跟＞第2跖骨头＞第1跖骨头＞第3～5跖骨头＞足弓＞第1趾＞第2趾＞第3～5趾。步行时足底压力大小分布依次为：第2跖骨头＞足跟＞第1跖骨头＞第3～5跖骨头＞第1趾＞第2趾＞足弓＞第3～5趾。

3.2 偏瘫患者足底压力特点 偏瘫患者步行过程中左右步幅不等，患肢单支撑相显著缩短，双支撑相延长，左右两侧足底压力及压力分布有明显差异，步态的对称性、稳定性差［22］。患者单支撑期缩短，说明患者患肢承重能力差，双支撑期延长，是患者加强步行稳定性的一种代偿方式。站立位下健侧的足底压力大于患侧，患肢前后分力较小，垂直力波动较明显，而健肢垂直力变化较稳定，力的峰值迅速上升，持续时间较长，力值谷底变化浅［23］，且偏瘫患者的压力中心轨迹明显较正常人长。由于偏瘫侧运动功能的障碍，患者在步行过程中多数通过健侧来补偿患侧的不足，且站立相时，由于偏瘫患者的不对称性，最终导致健侧承受较大的压力，且足底压力的分布情况较正常人有所不同。Titianova等［24］研究发现，脑卒中偏瘫患者患侧下肢跖骨区域的压力峰值较足趾区域压力峰值大，但均小于正常人。Wong［25］和Chen等［26］研究表明，偏瘫患者患侧下肢运动功能障碍，致使步行周期中缺乏典型的足跟着地期及蹬离期，足跟着地及蹬离时足底压力峰值减小，步态周期垂直分力的特点发生变化，即不会出现典型的两个高峰和一个低谷。

4 足底压力的临床应用及意义

测量分析足底压力分布有助于协助疾病的诊断、治疗以及指导康复训练、体育训练等。足底压力的测量在对矫形器或假肢的设计和质量的评估上亦有积极的作用，通过对足结构、足底压力、步态特征的研究，设计出最适合患者的矫形器或假肢，帮助其改善步行功能，亦可预防足及关节的慢性损伤。

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R493.2

A

10.3969／J.issn.1672-6790.2014.03.042

2013-10-22）

安徽省科技厅年度重点科研项目（11070403064）

杨洁，硕士在读，Email：loulouyang＠126.com

倪朝民，教授，主任医师，硕士生导师，Email：nchm＠sohu.com