青少年脊柱側彎患者足底壓力分析

成西俠 徐 超 白建萍

(空軍軍醫大學西京醫院骨科實驗室，陜西 西安 710032)

脊柱側彎，顧名思義，是一種脊柱的三維畸形，包括冠狀位、矢狀位和軸位上的序列異常。名字聽上去挺陌生，疾病的定義讀起來也挺拗口，其實脊柱側彎這種疾病離我們并不遠：它的發病率為2% ～ 4%，目前全世界有逾千萬青少年脊柱側彎患者。脊柱側彎有很多類型，有些是結構性的，有些是非結構性的，非結構性的脊柱側彎可能由姿勢問題，精神性疾病，神經根受壓，炎癥以及兩腿不等長或攣縮的代償引起的。結構性脊柱側彎，見于原發性的骨骼畸形，包括先天性或后天性或后天獲得性以及長時間的四肢癱瘓導致的廣泛肌萎縮。這種類型的脊柱側彎可能是楔形椎體以及半椎體或是椎體分節不全造成的，也可能是特發的，神經肌肉性的，或肌節性的。另外，也可能由持續性的關節攣縮導致關節彎曲或者由于神經纖維瘤，間葉結締組織異常或創傷引起。結構性脊柱側彎，脊柱失去正常的彈性，并且側方彎曲不對稱。這種類型是進展性的，并且側彎的角度在前屈時不會消失。而非結構性脊柱側彎的患者不存在骨性異常是非進展性的。其表現為側彎階段局限及側方彎曲均勻對稱，非結構性脊柱側彎角度在前屈時消失。這種類型的脊柱側彎常見于頸椎，腰椎以及胸腰段。從臨床角度上看，軀干結構的力學平衡改變導致脊柱側彎是比較容易理解的。諸如單側下肢短造成骨盆傾斜、腹背部肌肉雙側不平衡、胸廓不對稱生長等都可能會導致脊柱側彎等等[1]。然后引起足底壓力受力不平衡，導致某部足底壓強增強，引起足部疾病。足底壓力分析儀作為一種先進的臨床生物力學檢測儀器，在對足底壓力及步態分析方面有越來越普遍的應用價值和研究空間。然而目前主要應用在足部疾患方面[2]，對脊柱側彎患者的足底壓力特點研究甚少。這使本研究具有重要意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 A組，選取2013年9月至2016年3月脊柱側彎患者18名，年齡，13 ～31歲，平均年齡19歲。身高1．26～1.62m，平均1．58m；體質量23～42 kg，鞋碼35～37碼。B組，選取18名同年齡健康人群作為對照組。年齡15～33歲，平均23歲；身高1．48～1．7m，平均1．63 m；體質量49～62 kg，鞋碼35～38碼。2組性別、年齡、身高、體質量等臨床資料比較，無明顯差異(P<0.05)，具有可比性。

1.2 運用比利時Rs scan公司生產的2 m平板足底壓力測試系統測試3～5次，在自然光線下，被測試者自然行走在平板上，并且在測試前先讓被測者適應平板，要求其必須行走在平板范圍內，所有被測者均脫鞋，以個人平時步態習慣行走，步速、步幅、步態都按平時習慣行走。收集受試者5次完整時相的足底壓力數據并取平均值，同時自帶Scientific Footscan 軟件可以進行數據分析。軟件默認將足底面積劃分為拇趾( T1) 、第2 -5 趾( T2 - 5) 、第1 - 5 跖骨區( M1- 5) 、足中部( MF) 、足跟內側區( MH) 及足跟外側區( LH) 10 個區域( 見圖1) 。10 個分區保證了該系統能夠較為細致地分析足底各區域壓力情況。

圖1 本研究中足底分區示意圖

T1=拇趾區；T2-5=小趾區；M1=第一跖骨區；M2=第二跖骨區；M3=第三跖骨區；M4=第四跖骨區；M5=第五跖骨區；MF=中足區；HM=足跟內側區；LH=足跟外側區。

測量參數采集的足底壓力參數包括(1)峰值壓強(peak pressure, PP) ; (2)壓強時間積分( pressuretime integral，PTI) ; (3)各分區的觸地面積( contact area，CA)。實驗組與對照組的指標分別采用5 次有代表性測量數據的平均值，而對照組的數據則采用雙側肢體的平均值。

1.3 統計分析 使用SPSS 19． 0 軟件，實驗數據經過Kolmogorov-Smirnov 單樣本檢驗和散點圖檢驗符合正態分布，因而實驗組與對照組在PP、PTI、CA等指標上的差異采用成組t檢驗進行分析。檢驗水準定為0. 05。

2 結果

表2列出了本研究的足底壓力分析的陽性結果(P<0.05=。相比于對照組，脊柱側彎組在T2-5區，M1區和MF區有更大的PP， 在T2-5和MF區有更大的PTI，在M1和MF區有更大的CA。

表1 各組足底壓力分析結果

注： PP=峰值壓強， PTI = 壓強時間積分， CA= 觸地面積， T1=拇趾區；T2～5=小趾區；M1=第一跖骨區；M2=第二跖骨區；M3=第三跖骨區；M4=第四跖骨區；M5=第五跖骨區；MF=中足區；HM=足跟內側區；LH=足跟外側區。顯著性水平0.05

4 討論

正常人足底靜態壓力分布特征，與年齡體重無明顯相關性，以站立時后足承載的壓力較大，大多數人(82%)靜態峰值足壓位于足跟部位，其次為跖骨頭區域，足趾承受壓力較小，提示站立位時大多數人足跟承受壓力最大 。這與足部正常的生理解剖及生物力學相符合。足部骨骼由7塊跗骨(距、跟、舟、骰及3塊楔骨)、5根跖骨及l4根趾骨組成，并有多個籽骨。它們由骨間韌帶、跖韌帶和背側韌帶所約束。足的內緣形成一個平衡良好的機械弓形結構，依靠靜止性支撐和動力性杠桿來負重。所有的人體重量都直接由距骨承擔，然后分散到25塊足骨上，這些足骨形成頗具特點的弓形結構，即縱弓和橫弓。正常足弓存在使身體的重量分散到足弓兩頭，避免足心部血管神經受壓，并在彈跳運動中起到能量蓄積與釋放及緩沖壓力的作用。

比利時foot scan技術是國際先進的足底壓力測試系統，可以測試患者在自然行走時足底各部位的壓強、沖量、時間特性以及足的內外翻情況。分析出足部哪部分受的壓強比較大，嚴重到什么程度等等，根據這些可作出具體診斷。通過動態的步態測試，進一步分析患者的具體病癥。步態分析是利用人體的力學、解剖學、生理學等相關知識對人體行走功能狀態進行分析的一種生物力學的研究方法 。足底壓強(單位面積的足底壓力)是研究防止足底局部相關組織承受過高過長時間壓力而引起該部位損傷的一個有效指標 。

脊柱側彎患者與正常人比較，在T2-5區，M1區和MF區有更大的PP， 在T2-5和MF區有更大的PTI，在M1和MF區有更大的CA。這說明脊柱側彎患者有明顯的足底壓力異常存在。我們知道，較高的PP和PTI與足底潰瘍和足部疼痛有顯著的相關性，所以，該類患者有較高的足部損傷的風險。因此，對于脊柱側彎患者，我們應該加強足底壓力的跟蹤隨訪，及早發現存在異常足底壓力的區域，及早做出應對的方案，防止壓力性足潰瘍的發生。同時，對于已經發生足部損傷的脊柱側彎患者，我們應該盡早的進行足底壓力測試，按照所得結果有針對性的進行足部鞋墊的適配，延緩和治療已經發生的足底壓力異常。

綜上所述，足底壓力測試在脊柱側彎患者后期康復中有較強的實用性，在今后的臨床工作中可以大量的開展。

[參 考 文 獻]

[1]邱貴興.常見的脊柱畸形骨科檢查評估[M].骨科檢查評估.北京：人民軍醫出版社，2007：537.

[2]張永祥，張文潔，邵戰海.膝關節骨性關節炎患者足底壓力分布規律分析[J].中華臨床醫師雜志，(電子版)，2012，6(11)：92-95.

[3]徐超，嚴亞波，趙天峰，等.單側發育性髖關節脫位患兒早期進行Pemberton 截骨術后的足底壓力分析[J].醫用生物力學，2015，4(30)：332-338.