大学生内八足底压力规律及其危害分析

目的 以中国大学生为目标群体,检测不同足态人群足底压力分布,分析内八人群足底压力分布特点,为其矫形康复提供参考。方法 选取具有典型内八、正常、外八足态各10名受试者参与足底压力检测实验。使用Zebris足底压力分布测量平板,检测受试者在自然站立和1个步态周期内的最大力、压力和接触时间。采集步态参数包括步长、步宽、步速、步向角、步态中心线、力变化曲线,并进行危害分析。结果 自然站立状态下,内八、外八组压力中心摇摆区域面积分别为(939.0252.4)、(1 120.2101.6) mm2,均远大于正常组[(240.7130.6) mm2],内八步态削弱了人体的维稳能力。三类步态人群的动、静态足底压力也呈现出不同的分布特征。静态站立时,内、外八足态人群压力中心向后足转移,后足承受约70%足底压力,高于正常组;动态行走时,内八组三足区压强峰值的绝对值高于其他组。结论 内八人群静态维稳能力差,三足区足底压力分布、足底分区压强相较正常步态均存在一定程度差异,导致内、外八人群在等强度运动状态下稳定性更差,肌肉易疲劳,甚至面临踝关节、膝关节损伤。     

基于青年人足底压力测试的步态实验研究

通过对青年人足底压力中心线变化规律的研究,找到足底压力中心线与步态稳定性、平衡性之间的关联性。本文分析了基于足印帧技术的足底压力分布几何中心和压力中心的测试原理和计算方法,并推导了二者在和两个方向的计算公式。同时我们利用该测试原理采集了131名青年人正常速度行走时的足底压力,并重点分析了其中14人的足底压力中心线和几何中心线,为建立青年人正常行走步态的时间、空间和力学参数等数据库提供了参考数据,得到了行走时测试对象足底的几何中心线和压力中心线变化规律,分析认为正常人行走时几何中心线和压力中心线间存在差异。压力中心轨迹揭示足运动稳定性,足底压力中心线的长度变化和横向变化可用于各类人群的足底压力研究、临床足疾诊断与和手术效果评判。     

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。     

三踝骨折术后患者不同步行状态时的足底压力特征

目的 比较三踝骨折术后患者不同步行状态下患侧和健侧足底压力特征,并与健康受试者进行对比.方法 对12例三踝骨折术后恢复期患者和23例健康受试者不同步行状态的足底压力特征进行测试,包括足底10个区域峰值压强、接触面积、接触时间百分比.结果 患侧与健侧对比:平地步行时患侧第3～5趾骨区域峰值压强小于健侧,患侧中足区域接触面...     

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     

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。     

大学生不同运动方式下的足底压力分布研究

目的自然行走、慢跑是人类最基本的运动,倒走是一些非特异性腰疼病人进行康复训练的一种运动。了解正常人的步态特征,可以为判定患者步态异常的生物力学研究提供对照。方法选取50名大学生作为研究对象,应用0.5 m footscan~USB足底压力分布测试系统采集受试者自然行走、倒走和慢跑时的步态参数,并应用SPSS 17.0进行数据的统计学分析。结果在3种运动方式下,左右足的支撑期分期均无显著性差异,足弓指数差异明显,足前部所受冲量百分比最大。而慢跑和自然行走相比,足支撑期分期均有显著性差异,T2-T5、M1-M5和MF区域的压强峰值有显著性差异。倒走时,全足支撑期以及足轴角明显大于自然行走和慢跑。结论不同的运动方式改变了足底压力分布状态,在日常运动中,应结合自身体质状况选择运动。     

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。     

行走支撑期足平衡的生物力学特征

背景:步行是人体最基本的运动方式,探究行走时足部受力特征和双足差异对深入了解人体行走规律具有重要价值.目的:通过对足平衡曲线的处理和分析,探究人体在步态支撑期各阶段足的功能和行走规律.方法:通过足型筛选出116名具有正常足型的受试者,以自身最适速度行走,记录其足底压力数据,以平均值和1倍标准差绘制归一化处理的足平衡曲线...     

足支撑时相跟腱不同拉力负荷时足底压力的分布

目的探讨足支撑时相跟腱不同拉力负荷过程中足底前、后部压力分布的变化。方法将6个新鲜足标本置于Bose材料试验机上,保持足标本中立位,调整垂直压力350 N不变,通过砝码分别给予跟腱0～80 kg不同级别(0、100、200、300、400、500、600、700、800 N)的拉力;分别放置两个秤在足底前、后部,记录足底前、后部在不同跟腱提拉力下的压力值。结果在跟腱不同提拉力下,前足底的压力值不断增加,后足底的压力值不断降低,前足底和后足底压力值占整个足底压力值的百分比与跟腱拉力呈线性关系(P<0.01,R2=0.996)。结论本研究模拟了人活体状态下足的支撑时相,探讨了支撑期足底前、后部压力值的变化趋势,为临床上一些由于跟腱收缩紊乱引起足底压力变化而导致的疾病(如糖尿病足底溃疡、跖骨痛)提供理论基础。     

人体足地接触模型的步速适用性

目的构建骨肌多体动力学足地接触模型,研究其适用速度范围。方法采集5名测试者的步态运动数据,以骨肌多体动力学仿真软件Any Body全身模型为基础,建立足地接触模型,分析慢走、正常行走、快走和慢跑不同步态速度下的地面反作用力(ground reaction force,GRF)和地面反作用力矩(ground reaction moment,GRM),并与测力板实验测量值进行对比,分析模型预测精度,获得足地接触模型的适用范围。结果在慢走、正常走和快走(步速0. 69~1. 68 m/s)时,足地接触模型预测能力较高,GRF预测值与实验值相关性大于0. 875,GRM预测值与实验值相关性大于0. 9。结论所开发的足地接触模型同时计算GRF和GRM,可以消除步态分析中对测力板的依赖,能够应用于老年人及病理性步态等低速步态的运动学分析。     

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     

踝关节不同应力位的动态足底压力特征

目的探究踝关节不同侧肢体和应力位的足底压力分布特点。方法 23名健康受试者通过简易定制走道和足底压力测试平板进行踝中立位、踝内翻、踝外翻的足底压力测试,测试指标为峰值压强、接触面积、接触时间百分比、足底内侧峰值压强之和与外侧峰值压强之和的比值(M/L)、足趾峰值压强之和与足跟峰值压强的比值(A/P)。结果优势腿在第1跖骨的峰值压强明显大于非优势侧,第5跖骨峰值压强明显小于非优势侧。优势侧M/L显著大于非优势侧。除中足、第1趾,其余区域3种应力位的峰值压强存在显著性差异。内翻时各区域的接触时间百分比均大于中立时,外翻时除第2趾其余区域的接触时间百分比大于中立时。内翻、中立、外翻M/L分别为1.24±0.46、1.06±0.26、0.88±0.25;内翻时优势侧M/L大于非优势侧;内、外翻时A/P均大于中立。结论优势侧踝关节稳定性优于非优势侧。踝关节内翻、外翻时稳定性有所下降。内翻时身体往前、内侧偏移,外翻时则往前、外侧偏移以维持稳定。     

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。     

Forward versus backward walking: transfer of podokinetic adaptation

We asked whether podokinetic adaptation to walking on a circular treadmill transfers to different forms of locomotion. Subjects were blindfolded and asked to walk straight across the floor, in the forward and backward directions, following podokinetic (PK) stimulation that consisted of 30 min of forward walking-in-place on the perimeter of a disk rotating in the clockwise direction. During both forward and backward walking following forward-walking PK stimulation, subjects involuntarily walked along curved trajectories at angular velocities well above vestibular threshold, although they perceived that they were walking along straight paths. The curved paths of forward and backward walking were indistinguishable from one another. Transfer of PK adaptations acquired during forward walking on the turntable to backward walking trials suggests that the PK system controls general locomotor trajectory. Adaptation of the system thus influences forms of locomotion other than that used during acquisition of the adaptation. This transfer also supports the concept that forward and backward walking are controlled by neural networks that share common elements. An interesting feature of the transfer of PK adaptation is that for both forward and backward walking, subjects turned in a counterclockwise direction. As such, the direction of relative rotation between the trunk and feet was maintained for both forward and backward walking. However, the relationship of the lower extremities to the center of rotation was not preserved. The left limb was the inner leg during PK stimulation and forward walking after adaptation, but the left leg was the outer leg during backward walking. These results suggest that PK adaptation affects general locomotor trajectory via a remodeling of the rotational relationship between the trunk and the feet.     

学龄儿童背负不同重量行走时足底压力分布研究

通过Footscan足底压力步态分析系统测试学龄儿童背负不同重量行走时动态足底压力分布进行分析.结果表明,学龄儿童背负4 kg书包行走时,足底第二、三跖趾关节处峰值压力增大,支撑时间延长;压力中心变化曲线呈横向摆动偏大趋势,足中部控制不良需要肢体参与维持平衡;随着背负重量的增加出现足支撑各阶段内外翻的比例加大,造成下肢伤害的可能性增高,说明儿童长期负重行走对足及下肢肌肉负荷较大,足掌跖趾区相应部位易形成胼胝体,将会影响儿童足弓正常发育,应引起社会及家长的重视.建议家长应限制儿童书包重量,避免儿童长时间背负重物行走与站立,应采取有效措施促进学龄儿童身体全面发展.     

Influence of leg muscle vibration on human walking

We studied the effect of vibratory stimulation of different leg muscles [bilateral quadriceps (Q), hamstring (HS) muscles, triceps surae (TS), and tibialis anterior (TA)] in seven normal subjects during 1) quiet standing, 2) stepping in place movements, and 3) walking on the treadmill. The experiments were performed in a dimly illuminated room, and the subjects were given the instruction not to resist the applied perturbation. In one condition the velocity of the treadmill was controlled by a feedback from the subject's current position. In normal standing, TA vibration elicited a prominent forward body tilt, whereas HS and TS vibration elicited backward trunk or whole body inclination, respectively. Q vibration had little effect. During stepping in place, continuous HS vibration produced an involuntary forward stepping at about 0.3 m s(-1) without modifying the stepping frequency. When the subjects (with eyes closed) kept a hand contact with an external still object, they did not move forward but perceived an illusory forward leg flexion relative to the trunk. Q, TS, and TA vibration did not cause any systematic body translation nor illusory changes in body configuration. In treadmill locomotion, HS vibration produced an involuntary steplike increase of walking speed (by 0.1-0.6 m.s(-1)). Continuous vibration elicited larger speed increments than phasic stimulation during swing or stance phase. For phasic stimulation, HS vibration tended to be more effective when applied during swing than during stance phase. Q, TA, and TS vibration had little if any effect. Vibration of thigh muscles altered the walking speed depending on the direction of progression. During backward locomotion, the walking speed tended to decrease after HS vibration, whereas it significantly increased after Q vibration. Thus the influence of leg muscle vibration on stepping in place and locomotion differed significantly from that on normal posture. We suggest that the proprioceptive input from thigh muscles may convey information about the velocity of the foot movement relative to the trunk.     

Effects of optic flow on spontaneous overground walk-to-run transition

Perturbations of optic flow can induce changes in walking speed since subjects modulate their speed with respect to the speed perceived from optic flow. The purpose of this study was to examine the effects of optic flow on steady-state as well as on non steady-state locomotion, i.e. on spontaneous overground walk-to-run transitions (WRT) during which subjects were able to accelerate in their preferred way. In this experiment, while subjects moved along a specially constructed hallway, a series of stripes projected on the side walls and ceiling were made to move backward (against the locomotion direction) at an absolute speed of −2 m s⁻¹ (condition B), or to move forward at an absolute speed of +2 m s⁻¹ (condition F), or to remain stationary (condition C). While condition B and condition F entailed a decrease and an increase in preferred walking speed, respectively, the spatiotemporal characteristics of the spontaneous walking acceleration prior to reaching WRT were not influenced by modified visual information. However, backward moving stripes induced a smaller speed increase when making the actual transition to running. As such, running speeds after making the WRT were lower in condition B. These results indicate that the walking acceleration prior to reaching the WRT is more robust against visual perturbations compared to walking at preferred walking speed. This could be due to a higher contribution from spinal control during the walking acceleration phase. However, the finding that subjects started to run at a lower running speed when experiencing an approaching optic flow faster than locomotion speed shows that the actual realization of the WRT is not totally independent of external cues. Electronic supplementary material  The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users. K. De Smet and P. Malcolm contributed equally to this work.