老年男性足底压力分布特征测试与分析

背景：研究认为造成老年人跌倒的相关危险因素包括肌肉无力、步态、平衡能力、视觉及认知功能障碍等。 目的：对比分析老年人自然步态下足底压力的特征。 方法：运用比利时Footscan足底压力分布测试系统分别对30名老年男性和30名青年男性进行自然行走步态测试,进行对比分析,认识老年人足底压力的变化特征。 结果与结论：老年组左、右足各区域峰力值小于青年组(P < 0.05);老年组左、右足足底各区域的负荷率均小于青年组(P < 0.05);老年组与青年组左足足底各区域的冲量统计学比较在第1趾骨、第2~5趾骨、第1跖骨、第2跖骨、第4跖骨、足跟内侧、足跟外侧7个区域差异有显著性意义(P < 0.05),右足足底各区域的冲量统计学比较在10个区域差异均有显著性意义(P < 0.05)。结果说明老年人足底压力分布特征与青年人有较大区别,这些区别可能是增加老年人跌倒风险的重要因素。     

石家庄市部分青年男性“外八字”步态足底压力特征分析

背景：外八字的脚外翻破坏了膝关节正常力的分布,使关节一侧所受的生物应力增大,对侧相对减少。 目的：更进一步认识“外八字”步态行走过程中足底压力的特征。 方法：运用比利时Footscan足底压力分布测试系统对石家庄市部分20~25岁的青年男性进行足底压力测试,通过分析筛选出双足步态均正常的青年男性39人为正常步态组,筛选出双足步态均为外八字的青年男性39人为异常步态组分别进行分析。 结果与结论：异常步态组青年左足足底第3跖骨峰力值明显高于正常步态组(P < 0.01),第5跖骨、足弓两区域骨峰力值明显低于正常步态组(P < 0.05)。正常步态组青年左、右足足底第1跖骨、第5跖骨两区域冲量差异有显著性意义(P < 0.05)。异常步态组青年左、右足足底第2,4跖骨冲量差异有显著性意义(P < 0.01,P < 0.05)。异常步态组与正常步态组青年左足足底第3跖骨区域差异有显著性意义(P < 0.05),足跟内侧、足跟外侧两区域冲量差异有非常显著性意义(P < 0.01);右足足底足跟内侧区域冲量比较差异有非常显著性意义(P < 0.01)。提示“外八字”行走会导致蹬伸时的推进力不是斜向向前,行走方向上的蹬地力较小;行走过程中足受力顺序不是沿足纵弓的方向,而是有一定的夹角,因此足弓不能起到减震的作用,冲量的增大也就增加损伤的概率。所以“外八字”步态者应当注意足底压力和作用时间的关系,增加足与地面的接触时间,从而减小冲击力值,避免运动损伤。     

单、双肩书包负重行走儿童的足底压力测量

背景：在儿童时期,不同形式、质量的书包负重可能会引起步态变形。 目的：检测儿童书包负重行走时的动态足底压力分布。 方法：采用比利时Footscan USB2平板式足底压测试系统对24名健康学龄儿童进行动态足底压力测试。受试者分别以自然状态、单肩背书包、双肩背书包步行经过Footscan测力平板,观察步态、支撑期时相、压强及足轴角。 结果与结论：与自然行走时比较,双肩负重行走时,受试者整足着地阶段百分比增高,左、右足的足轴角增大,足部足跟、第2跖骨、第1跖骨处的压强值增大(P < 0.05);单肩负重行走时,步态上表现出双足支撑期各阶段的不平衡,负重侧足跟、第2跖骨、第3跖骨处的压强值急剧增大,同时负重侧足轴角显著大于自然及双肩负重行走时(P < 0.05)。说明书包负重增加了儿童行走的不稳定性,单肩负重儿童双足支撑期时相及压力均表现出不平衡的特征。     

人体坐姿上肢不同拉力负荷时足底的压力分布

背景：足底压力测量技术已广泛应用于生物力学的步态研究,但多数研究都集中在正常行走或穿各种鞋时的步态时间特征和足底压力分布方面。 目的：探讨人体坐姿条件下上肢在不同拉力负荷过程中足底压力分布的特征。 方法：应用Seat 16/53 mFLEX足底压力测试系统记录40名健康受试者以坐姿在不同拉力负荷条件下的足底压力分布信号,分析在30%,50%,80%,100%最大随意肌力的拉力负荷下,不同年龄及不同性别受试者足底压力的分布。 结果与结论：在不同的拉力负荷下,青年组男性受试者的足底压力值明显大于女性(P < 0.05),而中年组男性和女性的足底压力值间差异无显著性意义(P> 0.05)。同时,所有受试者均表现出左右足底受力不均一的现象。其中,青年组男性右脚足底压力明显小于左脚,而青年组女性均显示出右脚足底压力大于左脚的情况(P< 0.05)。中年组男性和女性左脚的足底压力在30%~80%最大随意肌力拉力负荷下变化不大,但在100%最大随意肌力拉力负荷下明显减小(P < 0.05)。说明年龄和性别对不同拉力负荷下人体足底压力均有影响。     

髌股关节疼痛患者足底压力评估模型构建

目的 构建髌股关节疼痛(patellofemoral pain, PFP)足底压力模型,为该病康复评定提供理论依据。方法 采用病例对照研究,共纳入126例PFP患者(PFP组),并根据年龄、性别1∶1匹配126例健康志愿者纳入对照组。以是否发生PFP为因变量,以受试者自选步速下平地行走时足底12个分区峰值压力和峰值压强为自变量,分别构建峰值压力、峰值压强与PFP的条件logistic回归方程,并绘制对应方程的受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线,计算曲线下面积以分析不同方程对PFP的评估效果。结果 构建受试者足底12个分区峰值压力与PFP的条件logistic回归方程,仅足跟外侧区峰值压力进入回归方程;而通过各个分区峰值压强构建的回归方程中则包括足跟内侧区、中足区、第1跖骨区、第2跖骨区4个区域的变量,同时压强方程ROC曲线下面积大于压力方程曲线下面积。结论 可使用平地行走中PFP患者足底不同分区峰值压力、压强对PFP进行评估,峰值压强评估效果相对较好。     

扁平足患者足底压力与足底感觉特征

目的 探究不同足型人群足底压力与足底感觉之间的关系,为扁平足患者损伤评价以及运动恢复提供理论参考。方法 通过三维足型扫描仪,对招募的受试者进行初步筛查;根据足弓指数进行组别划分,正常足组16人,扁平足组16人。使用Footscan高频足底压力测试系统和Semmes-Weinstein Monofilaments单丝测试分别进行组别间的足底压力和足底感觉测试。对测试结果进行统计描述和相关性分析。结果 扁平足组左右足弓与左右足跟内侧区域的足底压力冲量相较于正常足组存在显著增加的趋势(P<0.05);扁平足组第1跖骨以及足弓位置的足底感觉阈值相较于正常足组更低(P<0.05);扁平足组左脚(P=0.012,R=0.500)和右脚(P=0.021,R=0.341)足弓位置的足底感觉与足底压力之间存在显著的正相关。结论 扁平足人群足弓降低和过度外翻的结构特点,导致其足弓和足跟内侧位置的足底压力冲量增大,足底感觉敏感性阈值降低;同时,足底感觉与足底压力之间存在相关性,足弓足底压力冲量负荷越大,足底感觉阈值越低。     

体力劳动农民工足底压力的特征*

背景：国内外研究多集中于常人和患者的足底压力特征,有关体力劳动农民工足底压力特征的研究鲜见报道。 目的：测试经常性体力劳动农民工的足底压力。 方法：采用比利时Footscan USB2平板式足底压测试系统检测30名经常性参与体力劳动的农民工和30名大学生自然行走过程中的动态足底压力。 结果与结论：农民工组右足第一趾与第二、三跖骨区域的峰值压强显著高于大学生组(P < 0.01),两组足弓指数差异无显著性意义(P > 0.05)。行走过程中农民工组足落地偏角及左右足的内翻人数显著高于大学生组(P < 0.01)。说明经常性参与体力劳作对农民工的足底压力分布有明显影响,表现在足底压力前移,足内翻程度加强,行走过程中足的外偏角度增大,造成下肢伤害的可能性增高。 关键词：农民工;体力劳动;足底压力;健康;大学生 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.11.010     

单侧膝内翻型膝骨关节炎患者足底压力 分布特征研究

目的对比分析单侧膝内翻型膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)患者和健康人在步态周期中的足底压力分布特征的差异,为KOA患者的康复治疗评估提供量化参考。方法利用Footscan足底压力测试系统对40名单侧膝内翻型KOA患者(Kellgren-Lawrence评分符合Ⅰ～Ⅲ级KOA,左右膝各20人)及20名健康人自然行走时的步态进行测试,采集受试者足底各区域的压力峰值、受力时间百分比、冲量,及单足支撑期参数和足轴角等参数,并进行对比分析。结果对于足中部区域所受冲量,左KOA患者(左足98. 57 N·s±38. 58 N·s)和右KOA患者(右足65. 11 N·s±32. 52 N·s)均比健康人(左足45. 53 N·s±12. 69 N·s,右足39. 58 N·s±15. 74 N·s)大60%以上(P<0. 05);患者第1趾区域压力峰值比健康人减小40%以上(P<0. 001);患者足跟内外侧压力峰值比健康人减小27%以上(P<0. 001)。与健康人相比,患者足轴角、足底各区域受力时间百分比、整足支撑阶段时间百分比均增大(P<0. 05),足跟着地阶段时间百分比和前足离地阶段时间百分比减小(P<0. 05)。结论单侧膝内翻型膝骨关节炎患者与健康人相比足底压力分布特征有显著差异,足轴角明显增大,整足支撑期阶段时间延长,第1趾和足跟内外侧压力峰值及足中部所受冲量差异尤为显著,这些指标可为KOA患者的康复疗效评估提供量化参考。     

有无跌倒史老年人步态生物力学特征对比分析

目的 通过对有、无跌倒史老年人进行步态运动学和动力学同步测量,对比步态生物力学特征,为老年人跌倒预防提供理论及实践依据。 方法 在居民社区及老年公寓招募 284 名 60 岁以上老年人作为测试对象,严格按照纳入和排除标准,按照既往 12 个月跌倒史分为跌倒组(有跌倒史)和非跌倒组(无跌倒史)。 采用三维录像解析和动态足底压力测量获取受试者自然行走步态的运动学和动力学参数。 测试数据采用独立样本 t 检验进行组间各因素差异性对照分析。 结果 跌倒组老年人自然行走步态过程中左足第 1 跖骨峰值力、双足足跟外侧冲量、右足大拇趾冲量等动力学参数与非跌倒组相比,差异均有统计学意义(P<0. 05);跌倒组老年人自然行走步态过程中右足第 2 跖骨受力面积、左足缓冲期接触时间、右足前脚掌触地时间、右足横向压力中心(center of pressure, COP)轨迹、左足触地髋角、双足峰值压力点重心位移等运动学参数与非跌倒组相比,差异均有统计学意义(P<0. 05)。 结论 与无跌倒史老年人相比,有跌倒史老年人行走过程中第 2 跖骨受力面积减小,足底触地时间延长,过渡期支撑稳定性下降,COP 横向位移增大,行进方向 COM 位移减小,意味着老年人下肢肌力下降,足侧向摆动增大,步行推进力减小,可导致姿势控制策略发生代偿性改变,潜在跌倒风险增大。 在临床评估中,应重点关注有跌倒史老年人群步态足底压力及运动学特征。     

老年肌肉减少症患者的足底压力变化

文题释义： 肌肉减少症：随着增龄和老年化过程，老年人的肌量逐渐减少，肌肉力量与肌肉强度也出现相应的下降，称为肌肉减少症。 足底压力：人体足底压力分布反映有关足的结构、功能及整个身体姿势控制等情况。 背景：肌肉减少症是老年化社会进程中不可避免的疾病，肌肉力量的下降、关节灵活性的降低、足部的结构和功能发生改变会不同程度地引起老年人步态特征的改变。因此通过对比老年肌肉减少症患者与未患肌肉减少症的老年人足底压力测试数据，有助于为临床预测老年肌肉减少症患者的跌倒风险提供精准评价指标。 目的：探讨老年肌肉减少症患者的足底压力变化，为临床预测老年肌肉减少症患者的跌倒发生风险提供精准评价指标。 方法：应用Footscan2.0足底压力检测系统采集老年肌肉减少症患者和未患肌肉减少症的老年人对照组足底压力数据，对比分析受试者步长、步速、触地时长、足底分区压力、足底压力中心移动轨迹。试验经中国科学技术大学附属第一医院伦理委员会批准。 结果与结论：肌肉减少症组步长、步速较对照组均降低；肌肉减少症组触地时长较对照组延长；肌肉减少症组左足第二至第五脚趾区、第三跖骨区、足中部区、第四跖骨区、第五跖骨区足底压力变化与对照组相较差异有显著性意义；肌肉减少症组右足第二至第五脚趾区、第三跖骨区、第四跖骨区、第五跖骨区足底压力变化与对照组相比较差异有显著性意义；肌肉减少症组足底压力中心轨迹总长度、左右足椭圆短轴长度、左右足椭圆长轴长度变化与对照组差异有显著性意义。提示老年肌肉减少症患者步行能力、平衡控制能力较对照组减低，步态对称性较未患对照组变差。 ORCID: 0000-0003-2320-8026(何媛媛)；0000-0002-3764-2192(丁呈彪) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程     

自然行走对人体足底压力与下肢表面肌电信号影响的研究

目的 探究自然行走对正常人足底压力与下肢肌肉表面肌电信号(sEMG)的影响.方法 分别测量28例健康青年男性受试者在30 min平地自然行走前后足底压力与下肢肌肉的sEMG,得到行走前后峰值压强、冲量等足底压力参数及胫骨前肌、腓肠肌、股直肌与股二头肌的表面肌电时域参数积分肌电(iEMG)和频域参数平均功率频率(MPF),并检验峰值压强与身高、体质量的相关性.结果 平地自然行走开始时和30 min后,其左、右侧的峰值压强、冲量等各特征参数的差异均有统计学意义(均P＜0.05),不同参数的左、右侧差异分别体现在足底不同区域,而在跖骨区M3、M4、M5处各参数均表现出左侧大于右侧;行走前后左侧胫骨前肌、腓肠肌、骨直肌与股二头肌sEMG的iEMG均大于右侧;行走前后左侧胫骨前肌、腓肠肌的MPF大于右侧,其差异具有统计学意义(P＜0.05).30 min行走后右足脚趾区Toe2-5的峰值压强降低,其差异具有统计学意义(P＜0.05);各肌肉表面肌电iEMG无显著性变化,左侧股直肌的表面肌电信号的MPF显著性下降;峰值压强与身高、体质量均呈弱相关.结论 正常人自然行走中,足底压力和下肢表面肌电均具有左右侧的差异;30 min自然行走尚未导致足底压力出现明显疲劳状态的相应结果,因此自然行走30 min可维持步态的稳定性;30 min行走将导致左侧股直肌出现疲劳.     

背向行走足底压力分布特征对平衡能力的影响

目的研究背向行走过程中足底压力的变化,从而探究其对人体步态平衡能力的影响。方法使用足底压力测量系统(Pedar-X压力鞋垫)采集10名受试者在正向和背向两种行走模式下的足底压力数据。试验在跑步机上进行,以正向行走作为对照试验组。依据试验条件及预试验时受试者的直观感受,选取4个速度(2.0、2.5、3.0、3.5 km/h)分别进行两种行走模式下的试验,分析不同速度下足底压力中心轨迹、足底压力、足-地接触时间等参数的变化情况。结果不同速度的两种行走模式下,人在行走过程中的足底压力有所不同。背向行走过程中,足底压力中心从足前部向足跟过渡,从内侧向外侧过渡。相比正向行走,背向行走时的足底压力显著减小,行走过程中的足-地接触时间有所增加。结论研究背向行走的压力分布有助于更全面地理解人的动态平衡机制,并为行走稳定性的相关研究提供新视角。     

基于三维膝-踝-足有限元模型的足跟痛足底压力生物力学分析

目的通过有限元方法研究鞋垫参数变化对足跟痛患足生物力学机制的影响。方法基于CT图像数据建立足跟痛患者足部、小腿骨骼、腓肠肌及膝关节三维有限元模型,通过改变鞋垫形状、厚度及硬度仿真计算足底压力分布及应力峰值。结果有限元模型足底压力分布与压力测量板的足底压力分布部位大体一致,数值非常接近。与裸足站立相比,穿着平板式、半接触式和全接触式鞋垫时足跟区压力峰值分别下降20.5%、59.2%和38.4%,跖骨头区压力峰值分别下降9.9%、18.1%和46.7%。足跟痛患者足底表面足跟区和跖骨头区域压力峰值均随鞋垫常规厚度的增加而减小,并随硬度的减小而减小。结论鞋垫参数的改变对足底压力产生显著的变化。有限元分析有助于足跟痛病因病理的了解,为临床治疗提供理论基础。     

肥胖男性少年足底动态压力变化参数

背景：青少年肥胖常引发扁平足、足、膝内外翻等症状。 目的：了解13~15岁肥胖男生足底压力参数的分布特点,认识对青少年身体平衡能力等方面所产生的影响。 方法：随机选择长春市东北师范大学附属中学13~15岁的健康在校男生60人,根据体质量指数标准分为18.5~24.9 kg/m²的对照组,25~30 kg/m²的超重组和大于30 kg/m²的肥胖组,各20人。借助比利时footscan足底压力测试系统,分析各组自然行走时足底动态压力分布变化特征。 结果与结论：不同体质量男生的足底垂直力-时间曲线的足跟着地时的冲击峰和足完全放平时出现的谷值出现在步态周期的百分比随体质量的增加而加长;超重组和肥胖组足弓部位的触地时间明显大于对照组,同时足弓和足跟的接触面积百分比增大,而前足的百分比值减小;超重组和肥胖组的足底总峰值压强明显大于对照组,足底总压强与体质量呈正相关,足底的接触面积和体质量之间存在着明显的正相关;除了足跟和第1趾骨外,超重组和肥胖组其他各部位及总的压强变化率均大于对照组。说明超重于肥胖可使男生足底压力发生变化。     

平地自然行走护士的步态特征和足底压力分布◆

背景：繁忙的工作和快速行走的严格要求势必造成护士足部压力增高,甚至引起足部疾病。 目的：分析护士平地自然行走下的步态特征和足底压力分布。 方法：采用比利时RSscan INTERNATIONAL公司生产的足底压力分布测试系统对73名护士进行动态足底压力测试。 结果与结论：护士步态分析中足底压强、冲量、支撑时间数据分析一致：在自然步态下,护士足部最大压强部位在第2、3跖骨区;足部最大冲量部位在前足;支撑期时间所占比例最大的是前足离地阶段;加上护士步速较快,足底压力相应增高,前足压力也随其增大。提示护士前足压力较高,易疲劳而发生运动损伤。因此,护士要科学的选择护士鞋或鞋垫,调整足底压力分布和足底冲量,加强对前足、特别是前足第2~3跖骨区的保护,尽可能避免足部疲劳和损伤的发生。     

Investigation of foot plantar pressure: experimental and numerical analysis

The analysis of interaction phenomena occurring between the plantar region of the foot and insole was investigated using a combined experimental–numerical approach. Experimental data on the plantar pressure for treadmill walking of a subject were obtained using the Pedar^® system. The plantar pressure resultant was monitored during walking and adopted to define the loading conditions for a subsequent static numerical analysis. Geometrical configuration of the foot model is provided on the basis of biomedical images. Because the mechanical behaviour of adipose tissues and plantar fascia is the determinant factor in affecting the paths of the plantar pressure, specific attention was paid to define an appropriate constitutive model for these tissues. The numerical model included sole and insole, providing for friction contact conditions between foot–insole and insole–sole pairs as well. Two different numerical analyses were performed with regards to different loading conditions during the gait cycle. The plantar pressure peaks predicted by the numerical model for the two loading conditions are 0.16 and 0.12 MPa, and 0.09 and 0.12 MPa in the posterior and anterior regions of the foot, respectively. These values are in agreement with experimental evidence, showing the suitability of the model proposed.