正常行走足底压力测定与临床作用

正行足压测与床用作者：黄海晶王彬金【要目的］应用自行制作的微型压力传感器进行正常行走足底力测定与临床实测方法］作者将微型压传感器组装成测力鞋，采用视机的方式，动态采集析步态周期全过程足底压力分布合临床病人分析足底压力的病理变化律结果］在正常组行走程中，前足承担体重4，足与后足共同负担体重的51%，在病理状态下，人体行出现动态失衡，引起足部负重的病理改变。［结论］通过动态分析足底压力的正常分布与理改变，明确病因并为临治疗供借鉴。【键】足底压力微型压力传感器态分析Measurementandclinicalapplicationofplantar∥developapressureformeasurementofplantartoitsclinical［MethodMPSwasinstalledintheshoes,andcomputerwasusedtoaccumulateanalyzechangeofPPinwholewalkingstage.PathologicchangesofPPinclinicalpatientswerealsoanalyzedbyMPS.［Result］Innormalwalking,thePPofforefootwas49%ofweight(BW)andofmidfootandwasBW,butatpathologicstate,theequilibriumofwalkingdynamicallyinducingpathologicfootbearing.developedMPSmeasuringPPisfordynamicanalysisofnormalPPandisvaluablerecognizethepathologicdistributionPPinpathologicalstatetoprovideaguidefortreatment.Key：plantarpressure;minipressuregaitanalysis步行是人类最基本的运动之一的理至精神状态的各种变化都会不同程度地影响到步态。创伤多种骨科疾患都可以造成患者的异常步态3、4。目前常用的步态参数测定方法有一种是对行走过程拍摄电影技术图片进行分析，以获得运动学基本参数，多用于节角度的变化分析5。另一种是被测者与测定装置直接联系在一起，直接测定出动力基本参数，多见于人体步态负重力学的分析〕。目前测力鞋的应用使后者的研究为简便探走的生物力学原理者自行制作了微型压力传感器并组装成测鞋测定装置对临床病人进行了动态实测。1.1

材与法实验对象选取正常健康男性受试者名，龄23～58，平均33.7岁重56kg平均65.6kg在临床生物力学测中选取2名，其中膝部腘绳肌损伤1例足下垂的病人。1.2传感器的制作与工作原理1.2.1随着生物力学展验作已经成为专门的学科了测试人体助行带的生物力学参数者了应变式微型压力传感器为4片电阻应变片对称黏贴在弹性薄板上底部也黏贴有同片电变片共片阻应变片组成全图1

微型压力传感器工作原理为感表为测板底力作用在测压板上压板通过中心的圆珠将压力传递到弹性板上弹板的变形过在弹性薄板上的应变片测试到弹性薄板的变形（应），通过标定从而得到足底压力的大小（图）1.2.2

系统硬件技术指标足底压力分布测量的仪器采用了型集成化动态信号采集分析系统系微机动态信号测量仪和数据采集成一体硬件实现程控化，具有测试精度高扰能力强积等特点系可以对大容量通的态自动进行数据采集和分析，测试系统如图3所示个感器量程为测量分辨率为0.015kg右，采样率：，时间25，感器频率响应0000Hz。图1微型压力传感器内部构造（）图2测量电桥（略）图3动态信号采集系统示意图（）1.2.3系统工作原理本足底压力分布测量系统共使用个型力感于试者的第1跖、第跖、第4跖足内侧弓、足外侧弓以及足跟的实测部位上。这样正常受试者与患者可以通过脚踏测力鞋稳步完成负重活动。通过压力传感器DSPS1000态信号采集系统组成的测力系统就能确地测量和记录人体运动过程中发出的力学信息。1.2.4

系统软件结构（1时数据采集模:该模块要是采集患者在步行过程中动态足底压力数据感器出现压力时，计算机开始测实验数据，并按帧1据点／帧）自动存储所有的测试数据保证数据分析的统性传感器的测试数据分通道按帧同步进行采集和存储，并将测试的数据保存为一个据文件数存贮模患者足底压力数据和患者的相关资料自动存贮和保存，并以将保存的数据文件分通道按帧以图形曲线的形式显示，便于查询和分析测试结果。1.3

实验步骤进入室内先由操作人员讲解测试点和方法看示试鞋制成受试者足等大尺寸测试鞋内传感器导线于试者足外侧引出电子算机要穿上满布传感器的应力测试鞋往返平步行走3～4，正常组左右侧足不限，随机选定，测试组选定患足。1.4

统计学处理根据实验资料要求用检验差分析检验方法P为别有显著性有统计过程采用统计件包，在电子计算机上进行。2.1

实结正常组行走测定2

测定第1骨头、第2、3跖骨第4、5跖骨头、足内侧弓、足外侧弓以及足跟个压力峰值。受试者往返行走5次以，通过数据采集测定压力分布峰值（表1表1足区压力分布（略注：组内各区压力峰值比较，均＜0.012.2

临床应用2.2.11例膝损伤病人足压力分析（1病史介绍：患者，男28岁股二头肌断3个，体右四肌显，膝关节活动受限，主动活动范围60°。直肌股内侧肌、股外侧肌肌3级示大腿股二头肌陈旧性撕裂，继发肌纤维变性萎缩表。2.2.21例足病人足底压分析（1病史介绍：患者，男48岁胫腓骨中上／3开放粉碎骨折于急诊手术行清创外固定支架固定，术中探查示右胫前肌、伸趾总肌腓骨长短肌断裂，腓总神经挫伤。术后半年骨折愈合，外固定支架去除。查体：右小腿肌萎缩，右胫前肌、伸趾总肌、腓骨长短肌肌级踝关节及足趾不能主动背伸，踝关活动范围30°表）。表2股肌断裂足底各区力分布（略）注：组内各区压力峰值比较，均＜0.01表3足足底各区压力分（略）注：组内各区压力峰值比较，均＜0.01讨论早在年使者站于薄层沙子上足底应力分布的早期研和〕出个具有多个压力传感器的测试系统。近年来，人体负重力学越来越成为临床学者饶有兴趣探索领域9。为了探求人体助行带的生物力学原理，作者应用自主研制的微型压力传器并组装成测力鞋对正常受试者与临床病人进行了动态负重实测。正常受试者测定结果表明1跖骨跖）kg，4、5头（8.87±1.65前足负重为29.92占体重的。内侧弓负重（1.31±0.66，外侧弓重（3.87±0.91，中内负重小于足外侧弓负重，中足负重为kg，当体重的后足负重为（26.81±4.12，于体重的44%中足与后足共同承担体的。根据以上作者的测试结果可以看，在受试者行走过程中，前足负重承担体重的，中足与后足共同负担体重的51%与内大数者做的是相近3

对于股二头肌断裂患者临床实测果表明：第1跖头（7.41±0.77，2、3跖骨头（6.27±1.06，、5跖骨头（7.83±0.82前足负重为29.92，体重的33%较正常减少17%足内弓负重（1.98±0.38，足外侧弓负重（8.33±1.05）kg，足负重为10.31相于体重的。足重（，当重的51%中足与后足共同承担重的。从以上测试结果进而分析者于二肌损造屈无观其在行走过程中表现出膝关节伸直足负重的被动“拖拽步态”底重分布来看行过程中由于股二头肌损伤前重明显减少后负过行走负重轴线的动态失衡，从而引发一系列病理改。对于足下垂患者临床实测结果表：第1跖骨（，2、3跖骨头（22.46±1.28第跖头（8.25±0.66，足负重为39.47占体重的63%，正常增加14%足内侧负重（1.66±0.41足外侧弓负重（5.12±0.88，中足负重为6.78，于体的11%足负重为（15.98±1.97，于体重的26%，足与后足共同承担体重37%。足下垂内翻步态是临床骨科常见异常步态之一者小腿肌肉萎缩胫前肌与腓骨长肌肌力不足3能形成好的踏蹬作用而发底压力分布改变现足下垂内翻步态底负重分布看，在行走过程中由于足下垂足明显增加，中后足负担过轻，足底受力不均导跛行及创伤性关节炎的发生。由以上结果可以看出骨科病的患者在行走中出现动态失衡起负重的病理改变过足底压力的动态析理力学及临治疗供具考的生物力学评估。【考献〔1励建.卒中的步态异和治疗对策］.华全科医师杂志2005,4（12）:715717.〔2HoltzerR,VergheseJ,Xueal.Cognitiveprocessesvelocity:resultstheEinstein［J］.Neuropsychology,2006,20:215223.〔3GibbonCA,KrebsDE.AgerelatedchangesinlowertrunkandenergytransferNeurophysial,2001,85:19231931.〔4AM,ChenCI,ChenCP,etal.ClinicaleffectsofbotulinumtoxinandphenolongaitChildrenwithcerebral］.AmJPhysRehabil,2004,83:284291.〔5〕周安艳海黄锋.频压力式步态分析系统对正常学前儿童的步态分中国床康,117.〔6AM,ChenCL,HongWH,etcontrolassessmentforin4

cerebral］.AmJMedRehabil,2000,79:441450.〔7ElfmanHO.Acinematicstudythedistrubutionofpressureinthefoot［J］.AnatRecord,1934,59:581590.〔8〕张潇人体足底压的测量与分,2115.〔9CorderoderFC.Inversecalculationsduringgaitwithrestrictedgroundreactioninformationfrominsoles［J］.GaitPosture,2006,23:189199.〔10〕MurphyDF,BeynnonBD,Michelso