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正常人足底压力分析

日期:2019-07-10点击率:

[  来源:体测仪-人体成分分析仪-鸿泰盛(北京)健康科技有限公司官网  |  作者:管理员  |  时间:2019-07-10 15:12  |  收藏本文  ] 【大 中 小】




步行是人类基本的运动之一,人体的运动都是以运动链的形式进行的,因此下肢乃至全身的生理、结构和功能等方面的信息都可以从步态和足底压力中表现出来。足底压力分析在临床治疗领域已得到了广泛的应用,而随着近些年康复事业的快速发展,足底压力测试在康复领域也开始发挥越来越重要的作用。

 

1、足底压力(Plantar Pressure)与步态分析Gait Analysis):

步态分析是利用力学的概念和人体解剖、生理学知识对人体的行走功能状态进行对比分析的一种生物力学研究方法。足底压力是人体在静止站立或者动态行走时,在自身重力的作用下,足底在垂直方向上受到的一个地面的反作用力。

足底压力测定是步态分析的一个重要组成部分,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因此其临床应用越来越广泛。

足底压力分布能反映下肢乃至全身的生理、结构和功能等方面的信息对足底压力的研究可揭示人体在不同状态下的足底压力特征即运动过程中足的动力学特性。当下肢功能及足内结构轻微变化时都将改变足底压力负荷的分配,因此研究人体不同状态下(正常人与病人之间、站立和步态之间)的足底压力的变化,可以用来进一步分析并获得人体各部位的受力情况和生理、病理学参数,从而可以与病史、其他检查联合使用对人体健康程度进行诊断。

2、足底压力测试在临床医疗领域的应用:

足底力测试量的功能检查与分析的从而沿性分析和描述体在的足底力特征,运动过足的特性它已为临物力学研究与足复评,功能疗效评供客观评

随着新型传感器技术的发展与计算机技术的广泛应用,足底压力测量技术在临床医疗领域得到越来越广泛的应用,测量技术也不断的发展成熟,指标也逐步丰富,测量的精度也随之提高。

糖尿病足部病变是糖尿病常见的并发症,15%以上的糖尿病病人一生中会发生足溃疡或坏疽,14%24%的足部溃疡病人需要截肢治疗。足底压力增高可用于预测糖尿病足溃疡,是足溃疡发生的独立危险因素,相关性高达79-90%应用足底压力测量仪测定足底不同部位的压力分布,探讨足部生物力学的改变,可了解糖尿病病人足底压力是否有异常变化,筛查糖尿病足的高危人群,为糖尿病足的早期干预和指导治疗提供证据[1]

脑瘫患儿步行常表现出特殊的病理性步态严重时甚至导致步行功能障碍,对脑瘫儿童进行足底压力测试,帮助其提高姿势控制和平衡协调能力,建立和改善步行能力[2]Schuh R[3]20位单侧踝关节骨关节炎病人术后进行了足底压力测试,证实了踝关节的关节融合术能使病人得到较高水平的功能,而足底压力分布的改变却非常小。

随着生活质量的提高,肥胖在我国已成为一个日益严峻的问题,而青少年肥胖更是不容忽视。对肥胖青年这个特殊人群的足底压力步态研究提示我们肥胖人群足底各区域所受地面反作用力的冲量大,所以其鞋的设计应尽可能增大与脚的接触面积,进而增加足与地面的接触时间,达到减小冲击力值的目的;肥胖青年行走时重心运动轴线符合正常人体生理规则,前脚掌处压力中心过于密集,若长期大负荷刺激第23跖骨头处易形成胼胝体[4]

闫松华[5]对健康男大学生产生运动性疲劳前后的足底压力进行测试,发现疲劳产生后,足底各区域的压强峰值明显小于疲劳前;足内外翻程度增加,但个体差异较大。也就是说,我们可以在运动过程中监控运动员或是普通锻炼者的足底压力,判断是否产生运动性疲劳,来为科学指导锻炼提供依据。

 

3、足底压力测试在康复领域的应用:

随着科学技术的发展和进步,一个人的足底压力和步态会像血压、体温那样,从一个侧面反映出人体的健康状况和病变特征。足底压力测试技术在康复领域已有广泛的应用:可进行康复训练前后的足底压力对比测试,评价康复训练的效果;也可用足底压力步态分析的数据与曲线鉴别、评定肢体伤残的程度,为制定整体的康复计划提供客观依据等等。

3.1 足底压力测试用于术后功能与疗效评定:

足底压力测试可在足部手术前后分别进行,用来评估足部手术的疗效。

目前对跟骨骨折的疗效评价多为患者的自觉症状缺乏客观指标,较常用的评分系统也各自存在缺陷,而足底压力步态分析为跟骨骨折术后更加准确化、客观化的疗效评价作了初步探索可为跟骨骨折临床术式的选择及术后康复治疗提供客观指导。

孙鲁等[6]对33例各型根骨骨折术后患者(其中关节外骨折7,Sanders II14,Sanders III12)分别进行了足底压力步态分析和Mary land足部评分系统评分。研究发现:正常人后足的内侧压力要高于外侧压力而骨折患者后足的外侧压力高于内侧压力。(分析原因可能是因为跟骨骨折时内、外侧壁同时发生塌陷,而复位时外侧壁复位较好,内侧壁复位相对困难,故仍存在残余足跟内翻的可能。)Mary land评分中多数患者并未出现跛行及步行外观上的变化,但足底压力步态分析系统却敏锐地发现了异常,证实了足底压力测试更能准确、细致地发现跟骨骨折术后的变化,为之后的康复治疗提供依据。

陈占法等人[7]采用两种不同的方式对跟骨骨折患者固定治疗后,用足底压力分析系统对手术疗效进行定量评定,得出自制加压钢板内固定治疗跟骨骨折的手术效果明显优于传统AO钢板。足底压力分析系统作为定量评价手术效果的手段开始发挥越来越重要的作用。

除跟骨骨折手术外,儿麻后遗马蹄内翻足手术后采取临床标准和足底压力测试分析两种方法对比疗效发现:临床疗效优良足的足底动、静态压力分布较为均匀,但仍和正常人足有一定差距,有临床肉眼不易察觉的极轻微内翻、外翻,内翻足的足外侧压力值偏高;临床疗效尚可足的足底压力分布不均,某些孤立局限的区域负重,集中于第1、5跖骨头区、拇指及足底边缘[8]。足底压力测试用较准确数据显示足底高压的数值和部位,更好评估术后疗效,为接下去康复计划的制定提供有力依据。

拇外翻患者由于先天或者后天因素导致拇趾骨和第一跖骨的关节倾斜超过15度,穿鞋、久站、久行时前足产生疼痛,严重时影响走路姿势。因为足底形态构造发生改变,较正常人其承重中心外移。拇外翻患者在实施跖骨远端截骨术后,通过重建骨骼框架而达到正常的足底负荷平衡状态,即前足底压力发生了改变。张致媛[9]通过测试前足底压力发现术后拇外翻足第三、四跖骨头的负重作用减弱了,手术使拇外翻足原本外移的压力重心重新转移到前足内侧。

对腰椎间盘突出症双侧动态足底应力的测定结果表明[10]健、患两侧肢体的足底应力参数有许多不同点其差异有一定规律性通过比较术前、术后动态压力各项参数的变化可从生物力学角度分析和评定手术效果。

3.2足底压力测试用于评价康复治疗的效果:

脑梗死又称缺血性脑卒中,由于急性脑血管破裂或闭塞,导致局部或全脑神经功能障碍,约有80%的脑卒中患者遗留有不同程度的运动功能障碍,其中偏瘫是常见的一种。偏瘫后由于其一侧下肢肌力降低或肌张力异常,引起左右平衡功能下降,从而进一步导致患者站立、行走的困难,是直接影响患者生存质量的主要原因。

对急性脑梗死(ACI)偏瘫患者于治疗前和治疗后30天分别进行足底压力测试。记录压力值后发现ACI患者患侧足底压力治疗前均低于健侧,治疗后患侧足底压力有所上升与治疗前比较,1跖骨、第3跖骨、足弓部和足跟内侧压力明显上升说明患足和患侧下肢负重能力和髋、膝、踝关节控制能力提高痉挛程度减轻。同时健侧足中部和足跟内侧压力峰值较治疗前显著下降更有利于健足对身体平衡和姿态的调整。通过足底压力的测定分析AC I患者康复治疗中加强平衡功能和姿势控制能力的训练,可得到较好的治疗效果,AC I患者的预后[11]通过前后足底压力值的对比,可直观地反映偏瘫患者康复治疗的效果,对治疗方案的修改和下一阶段方案的制定打下基础。

陈建军[12]通过对脑梗死患者足底压力测试,并比较治疗前后的临床疗效,发现针灸治疗对患者足底压力分布的改变及站立平衡功能的改善有一定作用,即治疗后健侧前脚掌压力峰值、足跟压力峰值有所下降,患侧的有所上升,且实验结果证明针灸治疗比一般康复训练的治疗效果好。

3.3足底压力测试用于找寻合适的负荷和判断标准:

对于训练中负荷的选择是直接影响到康复训练的效果与进程的,很多人将其归于经验的范畴,但是个体的差异使我们需要更精准的测量指标与手段,来为个体找寻到最适宜的负荷,兼顾安全与疗效。

减重支持系统训练(Partial Body Weight Support System Training,PBWST)作为一种常见的康复训练手段,让偏瘫患者通过减重装置减轻偏瘫侧肢体承受的重量,从而减轻步行时髋部及双下肢的负荷,改善下肢关节活动度,增加下肢的肌力及耐力,矫正异常步态模式,从而达到提高行走能力及日常生活能力的目的,消除了恐惧及紧张心理,增加了患者训练的信心和康复训练的主动性。有报道称可利用足底压力步态分析系统对进行PBWS训练的偏瘫患者测试,来确定PBWS适宜的负重,提高PBWS的临床疗效[13]

足外侧柱延长术是治疗成人获得性平足症的一种辅助性手术,术后一个比较常见的并发症是足外侧柱疼痛或有其他不适感。通过实验对比病人的足底压力发现外侧柱延长术后足底外侧疼痛的病人均同时伴有足外侧足底压力值增大,提示外科医生在手术时必须小心操作,以避免因增加足底外侧压力而导致患者足底疼痛的发生[14]

通过足底压力分布特征及步态分析可以推断出坐骨神经是根性损伤还是干性损伤;是腓总神经损伤还是胫神经损伤或是腓总神经和胫神经的复合损伤,来指导临床诊断定位以及术后康复指导和疗效观察。

膝关节骨性关节炎(KOA)患者由于膝关节的病变带来肌肉运动的不协调,这些不协调的动作在步态上都会有所反映。例如一些患者健侧和患侧受到地面的垂直反作用力有明显差异;又如疼痛时,足跟不敢着地,后蹬无力,中间垂直支撑阶段不能很好缓冲,不但不减少垂直力反而出现峰值,出现典型的单峰曲线,可由此判断患者当时的活动是否疼痛、程度如何[15]

3.4足底压力测试为假肢设计提供数据,用于判定治疗方案的可行性

脑瘫儿童由于中枢神经损伤,神经肌肉控制能力受限,步行功能受到了极大的影响,并常常产生异常的步态模式,影响步行的平衡性和协调性。采用踝足矫形器(AFO)治疗脑瘫儿童,不仅可以纠正和预防踝足畸形的产生,还可以抑制异常的姿势反射,促进正常运动模式的建立。在AFO治疗前后进行足底压力测试,周安艳[16]发现脑瘫儿童步态周期时间缩短,步频增加,步态对称性改善,总体步行能力得到提高,显示足底压力步态分析系统是评定脑瘫儿童佩戴下肢矫形器后步行能力是否改善的一种新型客观的测试手段,AFO利于矫正尖足、稳定踝关节,以便更好地进行站立、行走训练。

足底压力测试系统可用于智能化假肢的设计和假肢质量的鉴定,给病人设计出适合的假肢帮助其步行。在穿戴假肢时也可进行足底压力的测试,完善提高假肢的功能,尽可能恢复病人的行走功能[17]

穿戴式足底压力测试技术是近年来迅速发展的新型医疗监测技术,其突破了以往医疗机构监测诊断的空间范围限制,采用嵌入鞋内或鞋内垫的柔性压力传感器,实时反映足底压力分布,连续记录运动状态下的足底压力,实现对动态人体足底压力的日常监测,可为人体足部医疗保健运动姿态矫正及科学制鞋提供依据。鞋垫测量可以对足部与鞋的接触特性作出评价, 对设计具有特殊功能的各种类型的鞋有较高的实用价值。更重要的是, 鞋内垫装置可以连续记录行进中的足部压力,而测力板和测力台只能测量足底压力,不能评定足与鞋/矫形器之间的受力情况。

 








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