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正常人足底壓力分析

日期:2017-12-18 15:20:23點(diǎn)擊率:24029

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步行是人類基本的運(yùn)動(dòng)之一,人體的運(yùn)動(dòng)都是以運(yùn)動(dòng)鏈的形式進(jìn)行的,因此下肢乃至全身的生理、結(jié)構(gòu)和功能等方面的信息都可以從步態(tài)和足底壓力中表現(xiàn)出來。足底壓力分析在臨床調(diào)理領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用,而隨著近些年健康恢復(fù)事業(yè)的快速發(fā)展,足底壓力測試在健康恢復(fù)領(lǐng)域也開始發(fā)揮越來越重要的作用。
 
1、足底壓力(Plantar Pressure)與步態(tài)分析(Gait Analysis):
步態(tài)分析是利用力學(xué)的概念和人體解剖、生理學(xué)知識(shí)對人體的行走功能狀態(tài)進(jìn)行對比分析的一種生物力學(xué)研究方法。足底壓力是人體在靜止站立或者動(dòng)態(tài)行走時(shí),在自身重力的作用下,足底在垂直方向上受到的一個(gè)地面的反作用力。
足底壓力測定是步態(tài)分析的一個(gè)重要組成部分,是分析和衡量異常足底應(yīng)力分布和步態(tài)的基礎(chǔ),它對運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)病的病因分析、診斷、功能及恢復(fù)成果評(píng)定均有重要意義,因此其臨床應(yīng)用越來越廣泛。
足底壓力分布能反映下肢乃至全身的生理、結(jié)構(gòu)和功能等方面的信息,對足底壓力的研究可揭示人體在不同狀態(tài)下的足底壓力特征, 即運(yùn)動(dòng)過程中足的動(dòng)力學(xué)特性。當(dāng)下肢功能及足內(nèi)結(jié)構(gòu)輕微變化時(shí), 都將改變足底壓力負(fù)荷的分配,因此研究人體不同狀態(tài)下(正常人與病人之間、站立和步態(tài)之間)的足底壓力的變化,可以用來進(jìn)一步分析并獲得人體各部位的受力情況和生理、病理學(xué)參數(shù),從而可以與病史、其他檢查聯(lián)合使用對人體健康程度進(jìn)行診斷。

2、足底壓力測試在臨床醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用:
足底壓力測試技術(shù)提供定量的功能評(píng)估,該技術(shù)是重要的定量檢查與分析的手段,從而改變了沿用已久的定性分析和直觀描述,可揭示人體在不同狀態(tài)下的足底壓力特征,即運(yùn)動(dòng)過程中足的動(dòng)力學(xué)特性。它已逐漸成為臨床生物力學(xué)研究與足部健康恢復(fù)評(píng)定的重要手段,為足疾的功能健康恢復(fù)、恢復(fù)成果評(píng)定和手術(shù)后效果鑒定提供客觀評(píng)價(jià)。
隨著新型傳感器技術(shù)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,足底壓力測量技術(shù)在臨床醫(yī)療領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用,測量技術(shù)也不斷的發(fā)展成熟,指標(biāo)也逐步豐富,測量的精度也隨之提高。
糖尿病足部病變是糖尿病常見的并發(fā)癥,15%以上的糖尿病病人一生中會(huì)發(fā)生足潰瘍或壞疽,14%~24%的足部潰瘍病人需要截肢調(diào)理。足底壓力增高可用于預(yù)測糖尿病足潰瘍,是足潰瘍發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,相關(guān)性高達(dá)79-90%。應(yīng)用足底壓力測量儀測定足底不同部位的壓力分布,探討足部生物力學(xué)的改變,可了解糖尿病病人足底壓力是否有異常變化,篩查糖尿病足的高危人群,為糖尿病足的早期干預(yù)和指導(dǎo)調(diào)理提供證據(jù)[1]。
腦癱患兒步行常表現(xiàn)出不正常的病理性步態(tài), 嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致步行功能障礙,對腦癱兒童進(jìn)行足底壓力測試,幫助其提高姿勢控制和平衡協(xié)調(diào)能力,建立和改正步行能力[2]。Schuh R[3]對20位單側(cè)踝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)病人術(shù)后進(jìn)行了足底壓力測試,證實(shí)了踝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)融合術(shù)能使病人得到較高水平的功能,而足底壓力分布的改變卻非常小。
隨著生活質(zhì)量的提高,肥胖在我國已成為一個(gè)日益嚴(yán)峻的問題,而青少年肥胖更是不容忽視。對肥胖青年這個(gè)不正常人群的足底壓力步態(tài)研究提示我們:肥胖人群足底各區(qū)域所受地面反作用力的沖量大,所以其鞋的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能增大與腳的接觸面積,進(jìn)而增加足與地面的接觸時(shí)間,達(dá)到減小沖擊力值的目的;肥胖青年行走時(shí)重心運(yùn)動(dòng)軸線符合正常人體生理規(guī)則,前腳掌處壓力中心過于密集,若長期大負(fù)荷刺激第2、3跖骨頭處易形成胼胝體[4]。
閆松華[5]對健康男大學(xué)生產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)性疲勞前后的足底壓力進(jìn)行測試,發(fā)現(xiàn)疲勞產(chǎn)生后,足底各區(qū)域的壓強(qiáng)峰值明顯小于疲勞前;足內(nèi)外翻程度增加,但個(gè)體差異較大。也就是說,我們可以在運(yùn)動(dòng)過程中監(jiān)控運(yùn)動(dòng)員或是普通鍛煉者的足底壓力,判斷是否產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)性疲勞,來為科學(xué)指導(dǎo)鍛煉提供依據(jù)。
 
3、足底壓力測試在健康恢復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用:
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,一個(gè)人的足底壓力和步態(tài)會(huì)像血壓、體溫那樣,從一個(gè)側(cè)面反映出人體的健康狀況和病變特征。足底壓力測試技術(shù)在健康恢復(fù)領(lǐng)域已有廣泛的應(yīng)用:可進(jìn)行健康恢復(fù)訓(xùn)練前后的足底壓力對比測試,評(píng)價(jià)健康恢復(fù)訓(xùn)練的效果;也可用足底壓力步態(tài)分析的數(shù)據(jù)與曲線鑒別、評(píng)定肢體傷殘的程度,為制定整體的健康恢復(fù)計(jì)劃提供客觀依據(jù)等等。
3.1 足底壓力測試用于術(shù)后功能與恢復(fù)成果評(píng)定:
足底壓力測試可在足部手術(shù)前后分別進(jìn)行,用來評(píng)估足部手術(shù)的恢復(fù)成果。
目前對跟骨骨折的恢復(fù)成果評(píng)價(jià)多為患者的自覺癥狀,缺乏客觀指標(biāo),較常用的評(píng)分系統(tǒng)也各自存在缺陷,而足底壓力步態(tài)分析為跟骨骨折術(shù)后更加準(zhǔn)確化、客觀化的恢復(fù)成果評(píng)價(jià)作了初步探索,可為跟骨骨折臨床術(shù)式的選擇及術(shù)后健康恢復(fù)調(diào)理提供客觀指導(dǎo)。
孫魯?shù)葘?3例各型根骨骨折術(shù)后患者(其中關(guān)節(jié)外骨折7例,Sanders II型14,Sanders III型12例)分別進(jìn)行了足底壓力步態(tài)分析和Mary land足部評(píng)分系統(tǒng)評(píng)分。研究發(fā)現(xiàn):正常人后足的內(nèi)側(cè)壓力要高于外側(cè)壓力,而骨折患者后足的外側(cè)壓力高于內(nèi)側(cè)壓力。(分析原因可能是因?yàn)楦枪钦蹠r(shí)內(nèi)、外側(cè)壁同時(shí)發(fā)生塌陷,而復(fù)位時(shí)外側(cè)壁復(fù)位較好,內(nèi)側(cè)壁復(fù)位相對困難,故仍存在殘余足跟內(nèi)翻的可能。)Mary land評(píng)分中多數(shù)患者并未出現(xiàn)跛行及步行外觀上的變化,但足底壓力步態(tài)分析系統(tǒng)卻敏銳地發(fā)現(xiàn)了異常,證實(shí)了足底壓力測試更能準(zhǔn)確、細(xì)致地發(fā)現(xiàn)跟骨骨折術(shù)后的變化,為之后的健康恢復(fù)調(diào)理提供依據(jù)。
陳占法等人采用兩種不同的方式對跟骨骨折患者固定調(diào)理后,用足底壓力分析系統(tǒng)對手術(shù)恢復(fù)成果進(jìn)行定量評(píng)定,得出自制加壓鋼板內(nèi)固定調(diào)理跟骨骨折的手術(shù)效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)AO鋼板。足底壓力分析系統(tǒng)作為定量評(píng)價(jià)手術(shù)效果的手段開始發(fā)揮越來越重要的作用。
除跟骨骨折手術(shù)外,兒麻后遺馬蹄內(nèi)翻足手術(shù)后采取臨床標(biāo)準(zhǔn)和足底壓力測試分析兩種方法對比恢復(fù)成果發(fā)現(xiàn):臨床恢復(fù)成果優(yōu)良足的足底動(dòng)、靜態(tài)壓力分布較為均勻,但仍和正常人足有一些差距,有臨床肉眼不易察覺的極輕微內(nèi)翻、外翻,內(nèi)翻足的足外側(cè)壓力值偏高;臨床恢復(fù)成果尚可足的足底壓力分布不均,某些孤立局限的區(qū)域負(fù)重,集中于1、5跖骨頭區(qū)、拇指及足底邊緣[8]。足底壓力測試用較準(zhǔn)確數(shù)據(jù)顯示足底高壓的數(shù)值和部位,評(píng)估術(shù)后恢復(fù)成果,為接下去健康恢復(fù)計(jì)劃的制定提供有力依據(jù)。
拇外翻患者由于先天或者后天因素導(dǎo)致拇趾骨和一跖骨的關(guān)節(jié)傾斜超過15度,穿鞋、久站、久行時(shí)前足產(chǎn)生疼痛,嚴(yán)重時(shí)影響走路姿勢。正因?yàn)樽愕仔螒B(tài)構(gòu)造發(fā)生改變,較正常人其承重中心外移。拇外翻患者在實(shí)施跖骨遠(yuǎn)端截骨術(shù)后,通過重建骨骼框架而達(dá)到正常的足底負(fù)荷平衡狀態(tài),即前足底壓力發(fā)生了改變。張致媛通過測試前足底壓力發(fā)現(xiàn)術(shù)后拇外翻足第三、四跖骨頭的負(fù)重作用減弱了,手術(shù)使拇外翻足原本外移的壓力重心重新轉(zhuǎn)移到前足內(nèi)側(cè)。
對腰椎間盤突出癥雙側(cè)動(dòng)態(tài)足底應(yīng)力的測定結(jié)果表明,健、患兩側(cè)肢體的足底應(yīng)力參數(shù)有許多不同點(diǎn),其差異有一些規(guī)律性,通過比較術(shù)前、術(shù)后動(dòng)態(tài)壓力各項(xiàng)參數(shù)的變化,可從生物力學(xué)角度分析和評(píng)定手術(shù)效果。

3.2足底壓力測試用于評(píng)價(jià)健康恢復(fù)調(diào)理的效果:
腦梗死又稱缺血性腦卒中,由于急性腦血管破裂或閉塞,導(dǎo)致局部或全腦神經(jīng)功能障礙,約有80%的腦卒中患者留有不同程度的運(yùn)動(dòng)功能障礙,其中偏癱是常見的一種。偏癱后由于其一側(cè)下肢肌力降低或肌張力異常,引起左右平衡功能下降,從而進(jìn)一步導(dǎo)致患者站立、行走的困難,是直接影響患者生存質(zhì)量的主要原因。
對急性腦梗死(ACI)偏癱患者于調(diào)理前和調(diào)理后30天分別進(jìn)行足底壓力測試。記錄壓力值后發(fā)現(xiàn)ACI患者患側(cè)足底壓力調(diào)理前均低于健側(cè),調(diào)理后患側(cè)足底壓力有所上升, 與調(diào)理前比較,1跖骨、第3跖骨、足弓部和足跟內(nèi)側(cè)壓力明顯上升, 說明患足和患側(cè)下肢負(fù)重能力和髖、膝、踝關(guān)節(jié)控制能力提高, 痙攣程度減輕。同時(shí),健側(cè)足中部和足跟內(nèi)側(cè)壓力峰值較調(diào)理前顯著下降, 更有利于健足對身體平衡和姿態(tài)的調(diào)整。通過足底壓力的測定分析,在AC I患者健康恢復(fù)調(diào)理中加強(qiáng)平衡功能和姿勢控制能力的訓(xùn)練,可得到較好的治恢復(fù)成果果,改正AC I患者的預(yù)后。通過前后足底壓力值的對比,可直觀地反映偏癱患者健康恢復(fù)調(diào)理的效果,對調(diào)理方案的修改和下一階段方案的制定打下基礎(chǔ)。
陳建軍通過對腦梗死患者足底壓力測試,并比較調(diào)理前后的臨床恢復(fù)成果,發(fā)現(xiàn)針灸調(diào)理對患者足底壓力分布的改變及站立平衡功能的改正有一些作用,即調(diào)理后健側(cè)前腳掌壓力峰值、足跟壓力峰值有所下降,患側(cè)的有所上升,且實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明針灸調(diào)理比一般健康恢復(fù)訓(xùn)練的治恢復(fù)成果好。
3.3足底壓力測試用于找尋合適的負(fù)荷和判斷標(biāo)準(zhǔn):
對于訓(xùn)練中負(fù)荷的選擇是直接影響到健康恢復(fù)訓(xùn)練的效果與進(jìn)程的,很多人將其歸于經(jīng)驗(yàn)的范疇,但是個(gè)體的差異使我們需要更準(zhǔn)確的測量指標(biāo)與手段,來為個(gè)體找尋到適宜的負(fù)荷。
減輕重量支持系統(tǒng)訓(xùn)練(Partial Body Weight Support System Training,PBWST)作為一種常見的健康恢復(fù)訓(xùn)練手段,讓偏癱患者通過減輕重量裝置減輕偏癱側(cè)肢體承受的重量,從而減輕步行時(shí)髖部及雙下肢的負(fù)荷,改正下肢關(guān)節(jié)活動(dòng)度,增加下肢的肌力及耐力,矯正異常步態(tài)模式,從而達(dá)到提高行走能力及日常生活能力的目的,消除了恐懼及緊張心理,增加了患者訓(xùn)練的信心和健康恢復(fù)訓(xùn)練的主動(dòng)性。有報(bào)道稱可利用足底壓力步態(tài)分析系統(tǒng)對進(jìn)行PBWS訓(xùn)練的偏癱患者測試,來確定PBWS適宜的負(fù)重,提高PBWS的臨床恢復(fù)成果。
足外側(cè)柱延長術(shù)是調(diào)理成人獲得性平足癥的一種輔助性手術(shù),術(shù)后一個(gè)比較常見的并發(fā)癥是足外側(cè)柱疼痛或有其他不適感。通過實(shí)驗(yàn)對比病人的足底壓力發(fā)現(xiàn)外側(cè)柱延長術(shù)后足底外側(cè)疼痛的病人均同時(shí)伴有足外側(cè)足底壓力值增大,提示外科醫(yī)生在手術(shù)時(shí)小心操作,以避免因增加足底外側(cè)壓力而導(dǎo)致患者足底疼痛的發(fā)生。
通過足底壓力分布特征及步態(tài)分析可以推斷出坐骨神經(jīng)是根性損傷還是干性損傷;是腓總神經(jīng)損傷還是脛神經(jīng)損傷或是腓總神經(jīng)和脛神經(jīng)的復(fù)合損傷,來指導(dǎo)臨床診斷定位以及術(shù)后健康恢復(fù)指導(dǎo)和恢復(fù)成果觀察。
膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)病(KOA)患者由于膝關(guān)節(jié)的病變帶來肌肉運(yùn)動(dòng)的不協(xié)調(diào),這些不協(xié)調(diào)的動(dòng)作在步態(tài)上都會(huì)有所反映。例如一些患者健側(cè)和患側(cè)受到地面的垂直反作用力有明顯差異;又如疼痛時(shí),足跟不敢著地,后蹬無力,中間垂直支撐階段不能很好緩沖,不但不減少垂直力反而出現(xiàn)峰值,出現(xiàn)典型的單峰曲線,可由此判斷患者當(dāng)時(shí)的活動(dòng)是否疼痛、程度如何。
3.4足底壓力測試為假肢設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù),用于判定調(diào)理方案的可行性
腦癱兒童由于中樞神經(jīng)損傷,神經(jīng)肌肉控制能力受限,步行功能受到了大的影響,并常常產(chǎn)生異常的步態(tài)模式,影響步行的平衡性和協(xié)調(diào)性。采用踝足矯形器(AFO)調(diào)理腦癱兒童,不僅可以糾正和預(yù)防踝足畸形的產(chǎn)生,還可以抑制異常的姿勢反射,有利于正常運(yùn)動(dòng)模式的建立。在AFO調(diào)理前后進(jìn)行足底壓力測試,周安艷發(fā)現(xiàn)腦癱兒童步態(tài)周期時(shí)間縮短,步頻增加,步態(tài)對稱性改正,總體步行能力得到提高,顯示足底壓力步態(tài)分析系統(tǒng)是評(píng)定腦癱兒童佩戴下肢矯形器后步行能力是否改正的一種新型客觀的測試手段,AFO利于矯正尖足、穩(wěn)定踝關(guān)節(jié),以便進(jìn)行站立、行走訓(xùn)練。
足底壓力測試系統(tǒng)可用于智能化假肢的設(shè)計(jì)和假肢質(zhì)量的鑒定,給病人設(shè)計(jì)出適合的假肢幫助其步行。在穿戴假肢時(shí)也可進(jìn)行足底壓力的測試,完善提高假肢的功能,盡可能恢復(fù)病人的行走功能。
穿戴式足底壓力測試技術(shù)是近年來迅速發(fā)展的新型醫(yī)療監(jiān)測技術(shù),其突破了以往醫(yī)療機(jī)構(gòu)監(jiān)測診斷的空間范圍限制,采用嵌入鞋內(nèi)或鞋內(nèi)墊的柔性壓力傳感器,實(shí)時(shí)反映足底壓力分布,連續(xù)記錄運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的足底壓力,實(shí)現(xiàn)對動(dòng)態(tài)人體足底壓力的日常監(jiān)測,可為人體足部醫(yī)療、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)矯正及科學(xué)制鞋提供依據(jù)。鞋墊測量可以對足部與鞋的接觸特性作出評(píng)價(jià), 對設(shè)計(jì)具有不正常功能的各種類型的鞋有較高的實(shí)用價(jià)值。更重要的是, 鞋內(nèi)墊裝置可以連續(xù)記錄行進(jìn)中的足部壓力,而測力板和測力臺(tái)只能測量足底壓力,不能評(píng)定足與鞋/矯形器之間的受力情況。








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