老年人与健康大学生平地行走时足底压力特征比较①

刘程程，元香南，张立新，张志强

老年人与健康大学生平地行走时足底压力特征比较①

刘程程，元香南，张立新，张志强

目的比较老年人与青年人行走时足底压力特征。方法采用足底压力分布测试系统对30名年龄55～65岁的老年人及30名年龄18～23岁的健康大学生平地自然行走时进行测试，包括足底压力各区域冲量、峰力值、负荷率，以及足跟内侧、外侧接触面积百分比。结果冲量左、右侧比较，老年组7个区域有显著性差异，大学生组3个区域有显著性差异；老年组各区域冲量值低于大学生组(P＜0.05)。最大峰力值左、右侧比较，老年组6个区域有显著性差异，大学生组3个区域有显著性差异；老年组各区域峰力值低于大学生组(P＜0.05)。负荷率左、右侧比较，老年组7个区域有显著性差异，大学生组3个区域有显著性差异；老年组各区域负荷率小于大学生组(P＜0.05)。老年人左、右足均足跟内侧接触面积大于足跟外侧(P＜0.05)，且左、右足间有显著性差异(P＜0.05)；大学生左、右足均足跟内侧接触面积小于足跟外侧(P＜0.05)，左、右足间无显著性差异(P＞0.05)。结论老年人足底压力冲量、峰力值、负荷率均低于青年人，左右侧压力分布差异更大。

足底压力；冲量；峰力值；负荷率；老年人

[本文著录格式]刘程程，元香南，张立新，等.老年人与健康大学生平地行走时足底压力特征比较[J].中国康复理论与实践, 2015,21(5):544-548.

CITED AS:Liu CC,Yuan XN,Zhang LX,et al.Characteristics of plantar pressure between old people and young students walking on flat[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2015,21(5):544-548.

行走是人体的基本运动之一。下肢的髋、膝、踝三大关节能否自如地运动及负重，对正常行走具有重要意义。但随着年龄的增长，人体在行走时存在着诸如晃动不稳、关节运动范围减小及韧带弹性降低等问题[1-3]。研究表明，约1/3老年人每年至少跌倒1次，其中约53%的跌倒是由行走或站立不稳造成的。跌倒损伤继而又引发其他一系列疾病，给老年人自身、家庭及社会均带来很大负担[4-5]。

对足底压力的研究，欧美国家起步较早，积累了大量的参数值[6-7]。早在19世纪70年代，Carlet设计了一个类似于鞋底充气袋的仪器，能记录人体行走时足与地面的相互作用力；Morag等于1999年对55名健康

人平地自然行走时的足底压力步态进行研究，并建立了一个模型，以预测足底峰值压力，从而判断足底压力是否升高，找出潜在的危险因子，有助于降低风险事件的发生率[8]。

我国从20世纪80年代开始对足底压力的研究。近十余年来，足底压力步态分析相关研究信息及成果相继呈现[9]。毛宾尧等应用F-scan步态分析仪测量正常人动态行走时及静态站立时足底7个相关区域压力，建立了一整套数据库进行重心分析，最终验证了人体重心运动轴线与足内侧纵弓相合的运动规则[10]。

本研究应用足底压力测量系统，采集老年人及健康大学生平地自然行走时的足底压力数据，并进行分析比较，总结老年人行走过程中足底压力特征，为避免老年人行走时跌倒损伤的发生提供参考。

1 对象和方法

1.1 测试对象

选取30名年龄55～65岁的健康老年人，其中男性15名，女性15名；另选取30名年龄18～23岁的健康大学生，其中男性15名，女性15名。经查体及询问病史，确定以上60名受试者优势侧均为右侧，且均无糖尿病病史，无足部畸形，无偏瘫及病理步态。记录老年组及大学生组受试者的身高、体重、足长值，经比较两组间上述指标无显著性差异(P＞0.05)。见表1。

表1 测试对象一般情况

1.2 研究方法

采用足底压力分布测试系统Footscan(比利时RSSCAN公司)，测量频率500 Hz，传感器厚2.2 mm，传感器密度4个/cm2，引出厚度1.5 mm，压力范围1～60 N/cm2，最小分辨率25 g。

将长2 m的Footscan测力平板平放在地板上，测力平板两边均铺上延长布垫。受试者脱掉鞋袜，以个人平常自然行走时的步态通过测力平板。每人测3次，取均值。

数据应用配套软件Footscan 7.0数据处理系统分析，得到相应的图形和原始数据。分析过程将足底根据解剖学的分区分为10个区域：第1趾骨(Toe1)、第2～5趾骨(Toes2-5)、第1跖骨(Meta1)、第2跖骨(Meta2)、第3跖骨(Meta3)、第4跖骨(Meta4)、第5跖骨(Meta5)、足弓(Arch)、足跟内侧(Heel medial)和足跟外侧(Heel lateral)；研究指标包括各区域冲量(Impulse)、峰力值(Max F)、负荷率(Load rate)情况及足跟内外侧接触面积百分比。

1.3 统计学分析

采用SPSS 20.0统计软件对数据进行处理。计量资料用(±s)表示，同组左、右足间比较采用配对t检验；老年人与大学生两组间比较采用独立样本t检验。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 全足压力比较

老年组足底压力冲量、峰力值、负荷率均低于大学生组(P＜0.05)。见表2。

同组左、右足比较，老年组和大学生组冲量、峰力值、负荷率均有显著性差异(P＜0.05)。见表3、表4。

表2 老年组与大学生组足底压力各参数比较

表3 老年组左右足底压力各参数比较

表4 大学生组左右足底压力各参数比较

2.2 分区域冲量比较

老年组左、右足最大冲量均在足跟外侧，其他各部位冲量由大到小顺序为：

左足：第3跖骨、第2跖骨、足跟内侧、第4跖骨、足弓、第5跖骨、第1跖骨、第1趾骨、第2～5趾骨；

右足：第2跖骨、足跟内侧、第3跖骨、足弓、第4跖骨、第1跖骨、第1跖骨、第5跖骨、第2～5趾骨。

其中第1跖骨、第2跖骨、第3跖骨、第5跖骨、足弓、足跟内侧、足跟外侧7个区域左右之间有显著性差异(P＜0.05)。

大学生组左、右足最大冲量均在足跟内侧。其他各部位冲量由大到小顺序左右均为第3跖骨、第2跖骨、足跟外侧、第4跖骨、足弓、第5跖骨、第1趾骨、第1跖骨、第2～5趾骨。其中第2跖骨、第5跖骨、足跟外侧3个区域左右之间有显著性差异(P＜0.05)。

老年组与大学生组比较，左足第1趾骨、第1跖骨、第2跖骨、第3跖骨、第4跖骨、第5跖骨、足跟内侧7个区域有显著性差异(P＜0.05)；右足除第2～5趾骨、足弓外，其他8个区域均有显著性差异(P＜0.05)。见表5。

2.3 分区域峰力值比较

老年组足底最大峰力值在足跟内侧，其他各部位峰力值由大到小顺序为：第2跖骨、足跟外侧、第3跖骨、足弓、第1跖骨、第4跖骨、第1趾骨、第5跖骨、第2～5趾骨。其中在第2跖骨、第4跖骨、第5跖骨、足弓、足跟内侧、足跟外侧6个区域，右足峰力值大于左足(P＜0.05)。

大学生组足底最大峰力值在足跟内侧，其他各部位峰力值由大到小顺序为：足弓、第2跖骨、第3跖骨、足跟外侧、第4跖骨、第1趾骨、第1跖骨、第5跖骨、第2～5趾骨。其中在第1趾骨、第2～5趾骨、足跟内侧3个区域左右之间有显著性差异(P＜0.05)。

老年组与大学生组比较，左足各区域峰力值均有显著性差异(P＜0.05)。右足除第5跖骨外，其他9个区域也均有显著性差异(P＜0.05)。见表6。

表5 两组足底各区域冲量比较(n=30,Ns)

表6 两组足底各区域峰力值比较(n=30,N)

2.4 分区域负荷率比较

老年组足底负荷率最大在足跟外侧，其次为足跟内侧，再次为足弓。其中在第1跖骨、第2跖骨、第3跖骨、第4跖骨、足弓、足跟内侧、足跟外侧7个区域左、右之间有显著性差异(P＜0.05)。

大学生组足底负荷率最大同样在足跟外侧，其次为足跟内侧及足弓。其中，第2跖骨、第5跖骨、足跟外侧3个区域左右之间有显著性差异(P＜0.05)。

老年组与大学生组比较，左足各区域负荷率均有显著性差异(P＜0.05)。右足除第5跖骨外，其他9个区域也均有显著性差异(P＜0.05)。见表7。

表7 两组足底各区域负荷率比较(n=30,N/s)

3 讨论

足底压力为人体运动时，在自身重力作用下，足底在垂直方向上受到地面的作用力。研究足底压力，可以揭示人体在行走运动中足的动力学特征；同时，足底压力又是影响行走过程中步态特征的重要因素，对临床指导运动康复有重要意义。

冲量指作用力在一定时间内对足底各区域连续作用时产生的累积值，足底各区域冲量值的大小与各区域压力值和接触时间两个因素相关。研究足底各区域冲量值的变化，对分析足部损害因素及异常步态模式有重要指导意义；同时也有助于评估老年人平衡能力及步行时的危险因素。

本研究显示，老年人左、右足大部分区域间冲量有差异，而大学生左、右足大部分区域间冲量无差异。这提示老年人行走过程中左、右足受力不均，导致平衡稳定性下降，易跌倒损伤[11]。

另外，本研究显示，老年人左、右足冲量普遍低于大学生。形成这一结果的原因可能与老年人足部控制能力减弱，行走过程中步幅减小相关。有研究显示，步幅与足底压力呈正相关性[12-13]。老年人步幅小，足底压力减小，冲量值减小。

研究还显示，老年人左、右足最大冲量均出现在足跟外侧，而大学生均出现在足跟内侧。这表明老年人足跟易出现疲劳和损伤，可能与老年人踝关节稳定性下降有关，有可能是老年人足踝受损及跌倒风险增高的原因之一。待于临床进一步研究。

峰力值是反映足底压力特征的又一指标，其大小对于判断足部受力程度及老年人足部损伤发生可能性具有重要意义。本研究显示，老年人平地自然行走过程中，左右足峰力值不一致[14]，右足普遍要大于左足。这可能因为老年人平衡能力下降，行走时不能很好控制重心，故重心偏向优势的右侧[15]。

本研究还提示，老年人平地自然行走过程中足底压力峰力值普遍低于大学生，这可能与老年人步行速度慢有关[16]。相关研究证实，老年人行走时，时空参数明显降低，步行速度及步幅明显下降，呈现短步幅、低节律的特点[17-18]。另外，老年人行走过程中峰力值低可能与老年人足跟着地方式相关[19-20]。由于老年人肌肉力量减弱，平衡稳定性差，身体控制力差，行走时为避免跌倒损伤，其足跟着地时会加倍小心。这种身体保护机制，导致足底压力分布发生变化，即足跟着地点靠近身体重心部位，这种着地方式使足跟着地角度趋近垂直[21-22]，可以降低足部着地时受到的冲击力[23]，表现出峰力值较低。这可以降低老年人损伤发生率，是老年人自我保护的一种机制。

负荷率指足底压力参数中压力的变化快慢，表示

足底各区域的负荷变化速率。行走过程中，足底各区域负荷率越大，变化越快，局部接受的压力刺激越大[24-25]；这项指标也可以用来评价行走中足后跟的减震功能[26]。本研究显示，老年人平地自然行走过程中，左、右足各区域负荷率均低于大学生。这可能与老年人行走过程中采取的自身安全保护策略有关。

老年人行走过程中足底压力参数冲量、峰力值、负荷率等各项指标均有别于年轻人。老年人应坚持体育锻炼，增强肌肉力量，改善身体协调性，提高步行过程中的平衡稳定性，避免跌倒损伤的发生。

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Characteristics of Plantar Pressure between Old People and Young Students Walking on Flat

LIU Cheng-cheng,YUAN Xiang-nan,ZHANG Li-xin,ZHANG Zhi-qiang
Department of Rehabilitation,Shengjing Hospital of China Medical University,Shenyang,Liaoning 110000,China

Objective To compare the characteristics of plantar pressure between old and young people walking on flat.Methods 30 persons aged 55-65 years and 30 students aged 18-23 years were measured with a kind of plantar pressure measurement Footscan when they walked naturally,including impulse,max force,load rate of 10 regions,and distribution of the contact area of medial and lateral heels.Results The impulse was significantly different in 7 regions between both sides in the old people,and in 3 regions in the students.The impulse was significantly less in the old people than in the students(P＜0.05).The max force was significantly different in 6 regions between both sides in the old people,and in 3 regions in the students.The max force was significantly less in the old people than in the students(P＜0.05). The load rate was significantly different in 7 regions between both sides in old people,and in 3 regions in students.The load rate was significantly less in the old people than in the students(P＜0.05).The contact area was larger in the medial heel than the lateral heel in old people group(P＜0.05),and it was different between left and right foot.While the contact area was smaller in the medial heel than the lateral heel in the students(P＜0.05),and there was no difference between left and right foot(P＞0.05).Conclusion The impulse,max force,load rate decrease in the old people with the imbalance of distribution of the pressure between left and right.

plantar pressure;impulse;max force;load rate;old adults

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.05.011

R493

A

1006-9771(2015)05-0544-05

2014-11-27

2015-03-10)

中国医科大学附属盛京医院康复中心，辽宁沈阳市110000。作者简介：刘程程(1985-)，女，汉族，吉林柳河县人，硕士，助教，主要研究方向：步态分析足底压力、心肺康复。通讯作者：张志强。E-mail:zhangzq@sj-hospital.org。