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。     

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。     

不同跌倒风险老年人跨越障碍前后足底压力特征

目的 探索不同跌倒风险老年人在跨越障碍前后的步态动力学特征。方法 采用坐-立行走计时测试和5次坐立测试对27名社区老年人进行跌倒风险分级,应用足底压力测量系统对老年人跨越障碍前后的足底压力参数进行测试分析。结果 高、低跌倒风险组老年人在跨越障碍前后整体足底压力双峰曲线特征值组间无显著差异(P>0.05)。高跌倒风险组在跨越障碍后X方向压力中心(center of pressure, COP)运行轨迹显著大于低跌倒风险组(P<0.05)。跨越障碍前,高跌倒风险组支撑足第3跖骨峰值压力大于低跌倒风险组(P<0.05)。在跨越障碍后,高跌倒风险组支撑足第1趾骨峰值压力明显小于低跌倒风险组(P<0.05),而高跌倒风险组足跟外侧冲量明显大于低跌倒风险组(P<0.05)。高、低跌倒风险组老年人在跨越障碍前后足底接触面积分布规律基本一致,各区域接触面积组间均无显著差异(P>0.05)。结论 高跌倒风险老人相对低跌倒风险老年人跨越障碍时支撑时间延长,跨越腿足底跖骨区域峰值压力增加,足底COP曲线表现出不对称性,且在冠状面横向变化范围增大。在临床评估中应重点关注跌倒...     

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。     

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。     

基于F-Scan三维动态足底压力分析系统的动静态足底压力分析

背景：有研究表明足的部分解剖区域支撑着人体大部分质量,并调节着人体的平衡,测量这些区域的压强峰值及分布即可获取足、下肢乃至全身的生理、结构及功能等方面的大量信息。 目的：观察健康青少年足球运动员自然行走时左右足峰力值、负荷冲量等的动态足底压力分布。 方法：采用三维动态足底压力步态分析系统对16~19岁适龄青少年足球运动员进行动态足底压力测试。 结果与结论：受试者足底应力-时间曲线呈明显的双峰型,足底10个分析区域峰力均值在足跟外侧最大(P < 0.01),右足习惯者第1 趾、第1,2 跖骨、足跟内外侧区域平均峰力值右足大于左足(P < 0.05),而第5跖骨、足弓2个区域平均峰力值左足大于右足(P < 0.05)。受试者行走时整足接触阶段、离地阶段负荷中心在第1、2跖骨、足跟内外侧区域,足部最大负荷部位在第1、2跖骨、足跟内外侧区域,男女左右足分布规律基本一致。结果证实,健康青少年足球运动员左右足动态与静态足底压力分布规律存在一致性特征。     

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     

7～11岁肥胖儿童动态足底压力分布

目的通过比较肥胖儿童和正常儿童平地自然行走时的足底压力参数,探讨肥胖对7～11岁儿童动态足底压力带来的影响。方法采用0.5m footscan USB平板测试系统(比利时RSscan International公司)对40名7～11岁儿童(肥胖儿童和正常儿童各20名)自然行走时的步态进行测试,数据采用SPSS11.5和EXCEL进行统计处理。结果与正常儿童相比,肥胖儿童自然行走过程中:(1)足支撑阶段显著增长,足蹬伸阶段缩短;(2)跖骨4(M4)和跖骨5(M5)与地面接触的压强峰值和压强峰值出现时间显著增大,且第2趾(T2)～第5趾(T5)以及足中部压强峰值都增大;(3)足弓指数(AI)及足中部和足后部与地面接触的冲量百分比均显著增大;(4)左足在足跟着地阶段、右足在支撑阶段和蹬伸阶段内翻程度增大;另外,肥胖儿童左右足外翻程度明显不同;(5)足轴角明显增大。结论与正常儿童相比:(1)肥胖儿童行走的稳定性较差;(2)肥胖儿童有前脚掌、踝关节和膝关节损伤的趋势;(3)肥胖儿童行走效率较低,易患扁平足;(4)肥胖儿童更容易以八字脚姿态行走。     

老年女性平地自然行走时足底压力指标衰老特征*

背景：有研究表明步态特征的变化及步行稳定性下降是引发老年女性跌倒的主要原因。 目的：观察老年女性步行时足底压力特征随年龄增长情况,为监测人体运动系统衰老进程提供基线数据。 方法：选取40~50岁中年及70~75岁老年女性各45名为研究对象,应用高频足底压力测试系统进行测试,观察时相、冲量、足轴角、足内外翻等指标的变化。 结果与结论：平地自然走时,老年组支撑期各阶段时间均大于中年组。老年组步行时,离地阶段所占支撑时期小于中年组   (P < 0.05),着地阶段、前掌接触阶段所占支撑时期大于中年组(P < 0.05)。中年组足底所受冲量最大的部位是第2,3跖骨,老年组足底所受冲量最大的部位是第3,4跖骨,两组左右双足的分布规律基本一致。行走时老年组的足轴角明显大于中年组足轴角(P < 0.05);足内翻例数(13例)多于中年组(5例)。结果证实,老年女性行走较中年女性缓慢;支撑期中,离地阶段比例变短,着地阶段比例变长是增龄性变化特征。老年与中年女性最易疲劳和损伤的部位在足前掌中部,老年女性更容易以八字脚姿态行走,同时易出现足内翻现象。     

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。     

老年男性和年轻男性行走时足底动力学特征差异

目的 比较老年男性和年轻男性在行走时足底动力学特征的差异,探讨增龄对足底动力学的影响。方法 应用鞋垫式压力测试系统比较13名老年男性和14名年轻男性在串联行走时左脚的受压时长、受压支撑百分比、开始受压支撑百分比、结束受压支撑百分比、最大压强、最大压强支撑百分比、平均最大压强、时间压强积分、最大压力、最大压力支撑百分比、平均压力和时间压力积分的差异。结果 老年组除内侧足弓外所有分区的受压时长明显大于年轻组,同时外侧足跟、外侧足弓开始受压支撑百分比明显大于年轻组,而内侧足跟、第2、3跖骨受压结束百分比明显小于年轻组;老年人整个足底最大压力和平均压力以及第2、3跖骨平均最大压强和最大压力明显小于年轻组。老年人整个足底、第4、5跖骨和4个小脚趾的时间压强积分以及整个足底、足跟和4个小脚趾的时间压力积分明显大于年轻组。结论 前后脚串联行走时,足底筋膜机能减退可能是老年人姿势控制能力下降的主要原因之一,趾长屈肌和趾短屈肌的屈趾作用增强对老年人姿势稳定性提高有一定的代偿作用。     

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。     

Biomechanical study of tarsometatarsal joint fusion using finite element analysis

Complications of surgeries in foot and ankle bring patients with severe sufferings. Sufficient understanding of the internal biomechanical information such as stress distribution, contact pressure, and deformation is critical to estimate the effectiveness of surgical treatments and avoid complications. Foot and ankle is an intricate and synergetic system, and localized intervention may alter the functions to the adjacent components. The aim of this study was to estimate biomechanical effects of the TMT joint fusion using comprehensive finite element (FE) analysis. A foot and ankle model consists of 28 bones, 72 ligaments, and plantar fascia with soft tissues embracing all the segments. Kinematic information and ground reaction force during gait were obtained from motion analysis. Three gait instants namely the first peak, second peak and mid-stance were simulated in a normal foot and a foot with TMT joint fusion. It was found that contact pressure on plantar foot increased by 0.42%, 19% and 37%, respectively after TMT fusion compared with normal foot walking. Navico-cuneiform and fifth meta-cuboid joints sustained 27% and 40% increase in contact pressure at second peak, implying potential risk of joint problems such as arthritis. Von Mises stress in the second metatarsal bone increased by 22% at midstance, making it susceptible to stress fracture. This study provides biomechanical information for understanding the possible consequences of TMT joint fusion.     

楼梯行走足底压力与表面肌电参数研究

目的探究上下楼梯时的足底压力和表面肌电参数,为动力式助行器足部结构设计、动力元件选型和安装位置分布提供理论支撑。方法招募10名健康男性青年进行楼梯行走,利用运动捕捉系统、足底压力系统和表面肌电系统采集足底压力的峰值压强、压力中心轨迹(COP轨迹)和各块下肢肌肉的肌电参数。结果与平地行走相比,楼梯行走时站立相时间占整个步态周期的百分比增大;上楼时前足部分峰值压强增大,下楼时足趾区域的峰值压强减小;楼梯行走时,股直肌、股二头肌、内外侧腓肠肌对人体稳定性起主要作用。结论在设计动力式助行器足部结构时应充分考虑足底压力的分布情况,选择动力式助行器动力元件的安装位置和型号时应考虑主要肌肉的作用。     

男性青年行走起动步态的实验研究

目的获取青年男性常速行走起动步态的运动学和动力学参数。方法采用两台DLUT4060压电式多分量测力平台结合DVM8820三维红外影像捕捉系统对9名正常男性青年(平均年龄(21.3±0.5)岁)的起动步态进行测试。结果在步态起动时受试者的下肢运动学及动力学特征与行进时存在明显差异,更大幅度的腿摆动及更有力的支撑腿蹬地是起动步态的重要特征;步态起动时足底压力中心的运动轨迹在整体上表现为先向摆动腿外侧后移再横移至支撑腿的"W"型。结论正常人起动步态具有自身特征,该状态下运动学和动力学参数的获取将为步态分析及仿生机器人的研制提供帮助。