腰椎間盤突出癥患者的足底壓力分布研究

曹娟娟，夏清，曹曉光

腰椎間盤突出癥(lumbar disc herniation，LDH)是脊柱外科的常見病、多發(fā)病[1]。長期腰腿痛會導致腰部和下肢神經(jīng)肌肉功能受損，可能導致患者出現(xiàn)異常步態(tài)[2]。Menz等[3]研究發(fā)現(xiàn)下背痛患者足底壓力中心發(fā)生改變，行走時可產(chǎn)生異常步態(tài)，早期干預可以預防或治療下背痛。本研究對32例患下肢放射痛LDH患者進行動態(tài)足底壓力分布檢測，以分析LDH患者步態(tài)特征，為其臨床診斷、治療、康復提供指導意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2013年4月～2014年3月在我科治療的患下肢放射痛LDH患者32例(觀察組)，均符合LDH的診斷標準[4]。其中男18例，女14例；年齡 (48.41±12.66)歲；左下肢放射痛16例，右下肢放射痛16例；身高(167.31±7.06)cm，體質(zhì)量(65.59±10.59)kg；病程(1.52±1.06)個月。另選取年齡、性別、體質(zhì)量和身高與其相匹配的健康成人31例作為對照組,其中男13例，女18例；年齡(46.10±14.72)歲；身高(166.42±7.26)cm，體質(zhì)量(64.58±10.15)kg。2組性別、年齡、身高、體質(zhì)量比較差異無統(tǒng)計學意義。

1.2 方法 2組均進行動態(tài)足底壓力分布檢測。采用Footscan 7步態(tài)足底壓力測量系統(tǒng)，測試時，由測試人員指導每位受試者先進行熟悉練習，確保能夠適應實驗環(huán)境，之后要求每個受試者赤足在平板步道上常速自然行走通過測力板5次，左、右腳各有5次落在測試平板上，行走時，盡量保持自然，離測力板3m外開始行走，通過測力板之后，要再走至少兩步以上。采樣頻率為500Hz,測試完成后，通過Footscan軟件系統(tǒng)導出數(shù)據(jù)對測試結(jié)果進行分析。Footscan軟件系統(tǒng)將足分為10個區(qū)域，對各部位進行支撐相的力學分析，主要分為以下區(qū)域：足跟外側(cè)(heel lateral，HL)；足跟內(nèi)側(cè)(heel medial,HM)；足中部(midfoot)；第5跖骨(metatarsal 5,M5)；第4跖骨(metatarsal 4, M4)；第3跖骨(metatarsal 3, M3)；第2跖骨(metatarsal 2,M2)；第1跖骨(metatarsal 1,M1)。第1腳趾(toe1 1,T1);第2～5腳趾(toe1 2-5,T2-5)。足底各區(qū)域受力時間主要包括HL、HM、M1、M2、M3、M4、M5 七個區(qū)域數(shù)據(jù)值。

1.3 評定標準 觀察受試者支撐期分期參數(shù)、足底各區(qū)域受力時間、足底各區(qū)域壓力峰值。行走時一側(cè)足跟著地至該足跟再次著地構(gòu)成一個完整的步態(tài)周期，包括支撐期和擺動期。支撐期是人足與地面接觸時的時間段，目前主要將一個支撐期分為足跟著地階段、全足支撐階段、足蹬伸階段。本實驗為更深入的研究又將第一個階段細分為足跟觸地階段、前足觸地階段，即將步態(tài)支撐期分為4個階段：足跟觸地階段、前足觸地階段、全足支撐階段、前足離地階段。支撐期分期參數(shù)用各時間階段占總時間的百分比來表示。

2 結(jié)果

2.1 支撐期分期參數(shù) 對照組左右足在支撐期各個階段未見明顯差異。觀察組健足及對照組左足在前足觸地、全足支撐參數(shù)均明顯高于患足(P<0.05)，前足離地階段參數(shù)均明顯低于患足(P<0.05)。而觀察組健足與對照組在支撐期各階段差異無統(tǒng)計學意義。見表1。2.2 足底各區(qū)域受力時間 對照組左右足除M4區(qū)域外，足底各區(qū)域與地面接觸時間百分比差異無統(tǒng)計學意義。觀察組患者健患足相比，除M5區(qū)域外，患側(cè)足底各區(qū)域與地面接觸時間百分比均低于健側(cè)(P<0.05)。與對照組左足比較,觀察組患者患足除M3區(qū)域外，患側(cè)足底各區(qū)域與地面接觸時間百分比均低于對照組左足(P<0.05)，而健側(cè)足底各區(qū)域與地面接觸時間百分比差異無統(tǒng)計學意義。見表2。

2.3 足底各區(qū)域壓力峰值(Max Force,MF) 對照組左右足除M1區(qū)域，其余足底各區(qū)域MF差異無統(tǒng)計學意義。觀察組患者健患足MF相比，除M1區(qū)域外，患足壓力峰值均小于健足，其中在M4、M5、HL區(qū)域患足MF較健足明顯降低(P<0.05)。與對照組左足相比，觀察組患者患足MF在M2、M4、M5、HM、HL區(qū)域均小于左足(P<0.05)，健側(cè)足除M2區(qū)域外，足底各區(qū)域MF差異無統(tǒng)計學意義。見表3。

組別項目足跟觸地階段前足觸地階段全足支撐階段前足離地階段觀察組患足4.55±2.4454.24±7.45a46.82±6.72a41.26±6.74a(n=32)健足4.73±2.0159.39±5.6853.16±5.8935.78±4.43對照組左足5.74±10.5959.29±4.7152.86±6.5437.22±4.09(n=31)右足4.05±2.2158.05±5.3651.99±7.0238.79±4.76

與觀察組健足、對照組左足比較,aP<0.05

區(qū)域觀察組(n=32)患足健足對照組(n=31)左足右足HM58.4±5.92ab64.93±3.8665.28±5.5063.15±4.27HL57.74±6.02ab63.82±4.2964.15±5.7862.32±4.53M176.92±6.66ab82.21±3.5084.88±4.1383.40±5.17M280.37±6.58ab85.92±3.2786.39±3.8587.11±3.54M381.24±6.91b86.60±3.6886.76±3.4087.58±2.78M479.93±7.00ab84.88±4.6286.49±5.1182.32±6.97aM574.57±6.97a79.37±5.1180.07±4.1377.39±7.92

與對照組左足比較,aP<0.05；與觀察組健足比較，bP<0.05

區(qū)域觀察組(n=32)患足健足對照組(n=31)左足右足T158.64±48.3459.84±44.7364.14±24.6870.27±36.05M179.58±63.6377.19±60.5365.93±29.93118.51±57.14aM2124.16±72.37a127.74±62.09a163.07±52.06154.38±45.16M3120.82±74.89138.93±66.19129.15±46.82120.05±37.87M491.85±61.09ab114.73±58.91118.90±26.73107.53±30.98M549.68±31.99ab74.05±59.7473.20±41.5872.13±40.45HM158.25±101.91a182.48±93.31219.94±118.58185.93±54.40HL125.76±80.37ab147.73±75.59169.85±71.64172.01±64.24

與對照組左足比較,aP<0.05；與觀察組健足比較，bP<0.05

3 討論

LDH好發(fā)于20～50歲青壯年，受多因素、多環(huán)節(jié)的影響，可能存在年齡、機械損傷、細胞代謝障礙、免疫反應及炎性刺激等因素的共同作用[5]。近年來LDH發(fā)病率呈逐年上升及發(fā)病年輕化趨勢，嚴重影響了患者的日常生活及工作[6]。

足底壓力分析是步態(tài)分析系統(tǒng)中動力學參數(shù)的重要組成部分[7]。步行時足底與支撐面之間的壓力大小及分布可反映下肢乃至全身的結(jié)構(gòu)、功能及運動控制等情況[8]。正常成人行走時，左右步幅、步頻、步速、步行周期分布基本相等, 表明雙腿交替性步態(tài)的對稱性好[9]。正常成人無論是站立還是行走,左、右足底各區(qū)域壓力峰值、沖量等參數(shù)分布大致相同,雙足承受壓力對稱,從而避免異常高足底壓力出現(xiàn)[10]。本研究中對照組左、右足在支撐期分期參數(shù)、足底各區(qū)域受力時間、足底MF 3個指標中，部分區(qū)域存在差異，但整體上與先前的研究結(jié)果基本一致，而LDH患者健側(cè)足與正常成人足相比，除M2區(qū)域壓力峰值外，未見明顯統(tǒng)計學差異。

本研究發(fā)現(xiàn)疼痛明顯放射到一側(cè)下肢的LDH患者足底壓力分布具有一定的特征性改變。患足在前足觸地及全足支撐階段明顯低于健側(cè)和正常成人，而在前足蹬離階段明顯高于健側(cè)和正常成人。表明患者在行走時為減少患側(cè)下肢疼痛，健側(cè)足用了較長的支撐期來保持身體平衡，從而為患側(cè)足蹬伸提供較長的緩沖時間。

人在行走過程中雙足不斷地承受著較高的地面反作用力[11]。本研究中患側(cè)足底各區(qū)域與地面接觸時間百分比低于健側(cè)和正常成人，表明患者為了緩解患側(cè)肢體疼痛，足底壓力分布時間參數(shù)發(fā)生了一定偏移，使足底各個部位失去平衡，從另外一個方面也提示下肢放射疼痛與足部運動相互影響，隨著患肢疼痛進一步加重，LDH患者下肢肌肉長期使用不足甚至廢用，會導致患側(cè)下肢肌力明顯降低，影響整個身體姿勢平衡，降低身體協(xié)調(diào)性，最終患者可能出現(xiàn)行走不穩(wěn)，整個下肢生物力學的改變可能會導致疼痛更加明顯，從而形成惡性循環(huán)。

MF表示足部各區(qū)域壓力最大值，是反映足底壓力分布的重要指標，MF大小和部位對于足部損傷的發(fā)生具有重要影響[12]。有研究表明足底MF是研究足底局部相關(guān)組織遭受過高壓力而損傷的有效指標[13-14]，如在足的某一部位壓力過大時，易產(chǎn)生過度使用傷害，如足的疼痛、軟組織和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。本研究中健患足MF相比，除M1區(qū)域外，患足MF均小于健足，而在M4、M5、HL區(qū)域(即足外側(cè)區(qū)域)患足MF較健足明顯降低，且差異有統(tǒng)計學意義，表明患足足底壓力分布發(fā)生改變，患側(cè)足底壓力中心發(fā)生偏移現(xiàn)象。Sipko等[15]發(fā)現(xiàn)如果LDH患者疼痛明顯放射到一側(cè)下肢，會引起整個身體姿勢平衡出現(xiàn)異常，患者可能會出現(xiàn)骨盆重心向左或向右轉(zhuǎn)移，從而引起整個下肢生物力學的改變，患者兩側(cè)足底壓力明顯不對稱。Wu[16]研究表明，足底壓力分布改變將使足底壓力中心發(fā)生偏移，壓力中心的內(nèi)外側(cè)位移是單腳支撐姿勢足部傾斜動作的表現(xiàn)，最終會導致膝關(guān)節(jié)發(fā)生內(nèi)外翻。這種力學的異?？赡苁羌∪饣顒雍妥陨砥胶饪刂颇芰ο陆邓餥17]。本研究表明LDH患者患足足跟外側(cè)肌肉力量和平衡能力控制下降，這可能會導致患者行走不穩(wěn)，行走時表現(xiàn)為病理步態(tài)。

綜上所述，患下肢放射痛LDH患者的步態(tài)指標具有一定特征性表現(xiàn)。對于LDH治療除了絕對臥板床、抗炎鎮(zhèn)痛、消除神經(jīng)根水腫，常規(guī)理療、推拿等常規(guī)治療外，腰背肌鍛煉、平衡性訓練及加強患側(cè)下肢尤其是膝關(guān)節(jié)周圍肌力對于疼痛明顯累及下肢的LDH患者康復也十分必要。通過足底壓力測試和分析，對LDH患者下肢功能進行量化評估，可以為LDH臨床診斷、治療及康復療效評定提供參考方案。

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