新兵足底筋膜炎患者足底壓力分布與步態(tài)特征

牛森 霍洪峰 趙煥彬

1 河北師范大學(xué)體育學(xué)院（石家莊050024）

2 商丘師范學(xué)院體育學(xué)院（商丘476000）

3 河北省人體運(yùn)動(dòng)生物信息測(cè)評(píng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（石家莊050024）

足是人體在步行時(shí)最重要的承受體重和吸收來(lái)自地面沖擊力的結(jié)構(gòu)之一，是由26 塊骨骼、33 個(gè)關(guān)節(jié)、126 條韌帶以及肌肉和神經(jīng)所組成的網(wǎng)狀分層結(jié)構(gòu)。它除了具有承受體重、緩沖和吸收沖擊力等作用外，還具有產(chǎn)生走、跑、跳等的推動(dòng)力以及協(xié)調(diào)和維持人體平衡等基本功能[1]。我國(guó)新兵入伍要進(jìn)行3 個(gè)月軍事訓(xùn)練，訓(xùn)練任務(wù)重，目標(biāo)集中，訓(xùn)練強(qiáng)度大，導(dǎo)致軍事訓(xùn)練傷高發(fā)。海軍某部新兵入伍實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練期間訓(xùn)練傷發(fā)生率高達(dá)59.3%，陸軍、空軍、海軍、武警的訓(xùn)練傷發(fā)生率為10%～20%，遠(yuǎn)高于《軍事訓(xùn)練傷健康保護(hù)規(guī)定》要求的年發(fā)生率8%的上限[2]，損傷部位分布以脊柱及下肢關(guān)節(jié)居多，分別達(dá)23.5% 及32.8%[3]。本研究采用Footscan高頻足底壓力測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)新兵足底筋膜炎患者進(jìn)行步態(tài)足底壓力測(cè)試與分析，并與正常足進(jìn)行比較，為新兵足底筋膜炎患者的康復(fù)治療、矯正和損傷預(yù)防提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究以某軍勤務(wù)支援旅和防空旅新兵左足足底筋膜炎患者19 名（損傷組）和健康新兵19 名（健康組）為研究對(duì)象，基本情況見(jiàn)表1。損傷組除左足患足底筋膜炎外無(wú)其它疾病。足底筋膜炎診斷標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)美國(guó)物理治療協(xié)會(huì)骨科分會(huì)臨床實(shí)踐指南（修訂版）的診斷分類(lèi)[4]，納入標(biāo)準(zhǔn)：①足底內(nèi)側(cè)疼痛：在一段時(shí)間不活動(dòng)后重新行走的最初幾步最明顯，負(fù)重時(shí)間延長(zhǎng)后加重；②近期負(fù)重活動(dòng)增加引發(fā)足跟痛；③跖筋膜近端附著處觸診疼痛等。健康組無(wú)任何相關(guān)疾病和運(yùn)動(dòng)障礙，身高、體重與損傷組相近，無(wú)顯著性差異。兩組測(cè)試前24 h內(nèi)未參加劇烈運(yùn)動(dòng)，可以排除其它干擾，保證了所獲取數(shù)據(jù)的真實(shí)和可靠性，全部納入結(jié)果分析。

表1 研究對(duì)象基本情況表（±s）

表1 研究對(duì)象基本情況表（±s）

組別健康組（n=19）損傷組（n=19）年齡（歲）17.36 ± 0.34 17.24 ± 0.45身高（cm）172.43 ± 6.31 172.15 ± 5.45體重（kg）65.78 ± 4.13 66.29 ± 4.56鞋碼41.34 ± 1.43 41.22 ± 1.36

1.2 研究方法

1.2.1 測(cè)試儀器

采用比利時(shí)生產(chǎn)的足底壓力分布測(cè)試系統(tǒng)Footscan insol，測(cè)試頻率500 Hz，傳感器厚度2.2 mm，傳感器密度4個(gè)/cm2。引出厚度1.5 mm，壓力范圍1～60 N/cm2，最小分辨率為25 g，一致性為±25 g。

1.2.2 檢測(cè)方法

將Footscan 測(cè)力板放置在平整地板上，在測(cè)試板兩端各放置延長(zhǎng)跑道，測(cè)試前端放置4米延長(zhǎng)跑道，結(jié)束端放置2米延長(zhǎng)跑道，受試者均赤足，以其平常步態(tài)自然行走，測(cè)量3次，滿(mǎn)足測(cè)試系統(tǒng)獲得完整步態(tài)周期的足底壓力分布圖，左右足均獲得測(cè)試數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的采集與分析均使用與測(cè)試系統(tǒng)相匹配的軟件Footscan7.0系統(tǒng)，分析過(guò)程將足底分為10個(gè)區(qū)域（見(jiàn)圖1）：第1 趾骨、第2～5 趾骨、第1 跖骨、第2 跖骨、第3 跖骨、第4 跖骨、第5 跖骨、足弓、足跟內(nèi)側(cè)和足跟外側(cè)，觀察指標(biāo)為足底各區(qū)域峰力值（max force）、達(dá)峰力值時(shí)間（time to max force）、負(fù)荷率（load rate）和沖量（impulse）等。足底各區(qū)域峰力值是足在支撐時(shí)間內(nèi)足底各區(qū)域所受壓力的最大值；達(dá)峰力值時(shí)間是足底各區(qū)域從觸地到最大壓力時(shí)的時(shí)間；負(fù)荷率是足底各區(qū)域峰力值除以達(dá)峰力值時(shí)間；沖量是指作用于物體的外力與外力作用時(shí)間的乘積。為減少體重差異對(duì)研究結(jié)果的影響，本研究對(duì)足底峰力值和沖量進(jìn)行了數(shù)值除以體重的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，即峰力值/體重和沖量/體重。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

本研究使用測(cè)試系統(tǒng)自帶的分析軟件Footscan7 gait 2nd generation，得到研究對(duì)象足底各區(qū)域原始數(shù)據(jù)和圖形。對(duì)獲得的原始數(shù)據(jù)用SPSS22.0軟件進(jìn)行分析處理，結(jié)果用均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示。組間、左右腳間數(shù)據(jù)參數(shù)比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 損傷組與健康組新兵足底各區(qū)域峰力值/體重比較

由表2 可知，損傷組左足峰力值/體重較大區(qū)域主要集中于足跟內(nèi)側(cè)、足跟外側(cè)和第2 跖骨。健康組左足各區(qū)域峰力值/體重較大區(qū)域主要集中于足跟內(nèi)側(cè)、第1 跖骨、足跟外側(cè)和第3 跖骨。損傷組左足峰力值/體重在第1、5 跖骨、足跟內(nèi)側(cè)和足跟外側(cè)區(qū)域小于健康組（P＜0.01）；在第1趾骨、第2～5趾骨和第3、4跖骨區(qū)域峰力值/體重小于健康組（P＜0.05），僅足弓區(qū)域峰力值/體重大于健康組（P＜0.05）。損傷組左足第1、2跖骨和足跟內(nèi)側(cè)區(qū)域峰力值/體重小于右足（P＜0.01），在第1 趾骨，第3、4 跖骨和足跟外側(cè)4 個(gè)區(qū)域，左足峰力值/體重小于右足（P＜0.05）。

2.2 損傷組與健康組新兵足底各區(qū)域達(dá)峰力值時(shí)間比較

由表3 可知，損傷組左足著地達(dá)峰力值時(shí)間大于健康組的區(qū)域分別是第1趾骨、第1跖骨和足跟外側(cè)區(qū)域（P＜0.01）；在第2～5趾骨，第3、4跖骨，足弓和足跟內(nèi)側(cè)5 個(gè)區(qū)域著地達(dá)峰力值時(shí)間大于健康組（P＜0.05）。損傷組左足足跟外側(cè)區(qū)域著地達(dá)峰力值時(shí)間大于右足（P＜0.01）；在第1 趾骨，第2、3 跖骨，足跟內(nèi)側(cè)4 區(qū)域達(dá)峰力值時(shí)間大于右足（P＜0.05）。

表3 兩組新兵足底各區(qū)域達(dá)峰力值時(shí)間比較（ms）

2.3 損傷組與健康組新兵足底各區(qū)域負(fù)荷率比較

由表4 可知，損傷組和健康組負(fù)荷率較大區(qū)域主要集中在足跟內(nèi)側(cè)、足跟外側(cè)和足弓。損傷組左足各區(qū)域負(fù)荷率在第1 趾骨和足跟內(nèi)側(cè)區(qū)域小于健康組（P＜0.01）；在第2～5趾骨、第1跖骨、足弓和足跟外側(cè)區(qū)域也小于健康組（P＜0.05）。損傷組在第2～5 趾骨，第4、5 跖骨區(qū)域負(fù)荷率左足小于右足（P＜0.05）；左足第1跖骨區(qū)域負(fù)荷率小于右足（P＜0.01），但左足足弓區(qū)域負(fù)荷率大于右足（P＜0.01）。

表4 兩組新兵足底各區(qū)域負(fù)荷率比較（N/ms）

2.4 損傷組與健康組新兵足底各區(qū)域沖量/體重比較

由表5 可知，損傷組左足足跟內(nèi)側(cè)區(qū)域所受沖量最大，其它區(qū)域沖量由大到小依次是足弓、第4 跖骨、第3跖骨、足跟外側(cè)、第5跖骨、第2跖骨、第1跖骨、第1趾骨和第2～5 趾骨。損傷組左足在第1 趾骨和足跟外側(cè)區(qū)域沖量/體重值小于健康組（P＜0.01），足弓區(qū)域沖量/體重值大于健康組（P＜0.01）；在第2～5 趾骨、第1 跖骨區(qū)域沖量/體重小于健康組（P＜0.05），足跟內(nèi)側(cè)沖量/體重大于健康組（P＜0.05）。損傷組左足第1 跖骨區(qū)域沖量/體重小于右足（P＜0.01），足弓區(qū)域沖量/體重大于右足（P＜0.01）。在第1趾骨、第2～5趾骨，第2、5跖骨和足跟外側(cè)區(qū)域所受沖量/體重小于右足（P＜0.05），僅足弓內(nèi)測(cè)區(qū)域大于右足（P＜0.05）。

表5 兩組新兵足底各區(qū)域沖量/體重比較（N·s/kg）

3 討論

3.1 新兵足底筋膜炎與壓力分布特征

足底筋膜炎又稱(chēng)足跟疼痛綜合癥，是由于足弓結(jié)構(gòu)異常，生物力學(xué)異位導(dǎo)致足底的肌腱或筋膜發(fā)生微損傷，進(jìn)而導(dǎo)致功能性退變，并最終引發(fā)足跟部的疼痛與不適，也是足跟疼痛中最常見(jiàn)的疾病[5]。足底筋膜炎一般均為無(wú)菌性炎癥，有時(shí)劇烈且具有持續(xù)性。足底筋膜起于足跟骨結(jié)節(jié)，延伸并止于腳趾間的纖維組織處，足底筋膜是足底內(nèi)部肌肉的附著點(diǎn)，對(duì)肌肉、血管和神經(jīng)組織都具有良好的保護(hù)作用，在跖趾關(guān)節(jié)背屈時(shí)對(duì)足跟、跖骨、跖趾關(guān)節(jié)進(jìn)行牽拉，增加了足弓角度，對(duì)足弓起著重要的穩(wěn)定和維持作用[6]。人體正常行走包括肢體和軀干的運(yùn)動(dòng)、足的支撐以及身體重心的轉(zhuǎn)移等階段，人體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下身體重心是不斷改變的，但無(wú)論在何種狀態(tài)下都要保持身體的平衡和穩(wěn)定的移動(dòng)，保持支撐和身體重心的動(dòng)態(tài)平衡，這個(gè)過(guò)程需要運(yùn)動(dòng)器官、神經(jīng)調(diào)節(jié)功能的密切配合[7]。人在走、跑、跳、站立等過(guò)程中，足的各個(gè)解剖區(qū)域承受著人體大部分質(zhì)量并維持和調(diào)節(jié)人體平衡，測(cè)試這些區(qū)域的力，可獲取足、下肢乃至全身的生理、結(jié)構(gòu)及功能等信息[8]。FScan足底壓力步態(tài)分析儀正是測(cè)量人站立或行走中足底接觸面壓力分布的系統(tǒng)[9]。

峰力值是反映足底壓力分布的重要指標(biāo)，峰力值的大小和部位對(duì)足部損傷的發(fā)生具有重要影響。負(fù)荷率表示壓強(qiáng)的變化快慢，是足底各區(qū)域的負(fù)荷變化速率，其變化越快，局部承受壓力越大。損傷組新兵患病足底各區(qū)域峰力值、負(fù)荷率值明顯低于健康組，形成這一結(jié)果的原因與患病足由于疼痛導(dǎo)致的發(fā)力不足有關(guān)。足底筋膜炎患者為減小疼痛或不適感從而產(chǎn)生自我保護(hù)機(jī)制，足底著地時(shí)步幅相應(yīng)變小，著地點(diǎn)靠近身體重心，著地角度更大，步速相應(yīng)減慢；在支撐階段時(shí)，力量不足，動(dòng)作緩慢，髖、膝、踝伸展不充分，這樣就降低了著地時(shí)足底的沖擊力。損傷組患病足和健康組足底最大峰力值均集中在足跟內(nèi)側(cè)，但前腳掌區(qū)域患病足峰力值集中在第2跖骨，健康組峰力值集中在第1跖骨。Nurse[10]研究認(rèn)為，在足的第1跖骨部位，觸覺(jué)感受器特別敏感，腳掌內(nèi)側(cè)的高壓力可有效增強(qiáng)第1趾骨、第1 跖骨部位的觸覺(jué)感受器，這兩個(gè)區(qū)域的觸覺(jué)感受器對(duì)維持人體平衡起到重要作用，因此，前腳掌內(nèi)側(cè)區(qū)域的峰力值較大可以達(dá)到使人體及時(shí)反饋-修正姿勢(shì)-維持平衡的作用。故損傷組患病足峰力值集中區(qū)域與健康組不同。

達(dá)峰力值時(shí)間反映了行走速度，同時(shí)也反映移動(dòng)的連貫性以及損傷程度。損傷組新兵患病足底各區(qū)域達(dá)峰力值時(shí)間均晚于健康組對(duì)應(yīng)區(qū)域，特別是著地達(dá)峰力值時(shí)間比較，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）的區(qū)域是在第1 趾骨、第1 跖骨和足跟外側(cè)區(qū)域，患病組自身左右足比較也同樣表現(xiàn)為足底各區(qū)域達(dá)峰力值時(shí)間較晚，患病足足跟外側(cè)區(qū)域著地達(dá)峰值時(shí)間也大于右足（P＜0.01）。這與損傷組新兵患病足難以承受較大壓力，為了減緩足底不適或疼痛，相應(yīng)增加著地時(shí)間而緩解過(guò)多壓力有關(guān)。

沖量表示力在一定時(shí)間內(nèi)對(duì)足底各區(qū)域連續(xù)作用所產(chǎn)生的積累效應(yīng)[11]，足底各區(qū)域沖量的大小受每個(gè)區(qū)域壓力值和接觸時(shí)間兩個(gè)因素的影響[12]。損傷組和健康組新兵左足足底各區(qū)域沖量比較分析發(fā)現(xiàn)，損傷組足跟內(nèi)側(cè)、足弓和第5跖骨區(qū)域沖量大于健康組，其他區(qū)域沖量小于健康組。形成這一結(jié)果的主要原因是患病足著地時(shí)間長(zhǎng)，前腳掌蹬伸無(wú)力，或由于不適和疼痛使足底著地方式發(fā)生改變，足跟和足弓接觸地面時(shí)間長(zhǎng)，因此表現(xiàn)出較高的沖量，而其它區(qū)域沖力較小，則沖量值響應(yīng)變小。

3.2 新兵足底筋膜炎的原因分析

足底壓力的測(cè)量廣受科研和臨床實(shí)踐重視，其可用于辨別正常和異常步態(tài)、區(qū)別足形態(tài)，并且是評(píng)估足部矯正或治療是否成功的有效指標(biāo)之一[13-15]。新兵在軍事訓(xùn)練中走、跑、跳、攀爬和軍姿站立等訓(xùn)練時(shí)間長(zhǎng)，訓(xùn)練科目多，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷大，導(dǎo)致足的過(guò)度使用，引起足底筋膜的生物力學(xué)發(fā)生改變，甚至是超出了其承受力量極限，繼而引發(fā)足底筋膜纖維發(fā)生病變，如撕裂、退變，甚至由于長(zhǎng)期在應(yīng)力牽拉下產(chǎn)生纖維斷裂、水腫，在得不到充分休息和恢復(fù)的情況下，周而復(fù)始，足底筋膜長(zhǎng)期疲勞累積產(chǎn)生慢性纖維組織炎癥。主要表現(xiàn)為：早起足剛著地行走時(shí)出現(xiàn)疼痛，稍活動(dòng)后會(huì)有減輕，但負(fù)重時(shí)疼痛加劇，進(jìn)而引起步態(tài)不良，改變?nèi)梭w生物力學(xué)結(jié)構(gòu)。

4 總結(jié)

本研究結(jié)果表明，新兵患病足各區(qū)域峰力值、負(fù)荷率值明顯偏低，達(dá)峰力值時(shí)間較長(zhǎng)，足跟和足弓接觸地面時(shí)間長(zhǎng)，因此表現(xiàn)出較高的沖量，而其它區(qū)域沖量值較小，這與新兵患病足由于疼痛和不適導(dǎo)致發(fā)力不足、承受力變小、前腳掌著地方式發(fā)生改變有關(guān)。因此，在新兵訓(xùn)練中發(fā)現(xiàn)上述癥狀后，應(yīng)采取積極的恢復(fù)與治療手段，及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練方案，提升預(yù)防、康復(fù)和訓(xùn)練效果。