腰椎間盤突出癥患者足底壓力的分布特征及重測信度①

夏清，曹娟娟，曹曉光

腰椎間盤突出癥患者足底壓力的分布特征及重測信度①

夏清，曹娟娟，曹曉光

目的探討單側(cè)下肢放射痛腰椎間盤突出癥患者自然行走時的步態(tài)特征及足底壓力檢測系統(tǒng)的重測信度。方法采用足底壓力測量系統(tǒng)測試32例單側(cè)下肢放射痛腰椎間盤突出癥患者步行時的動態(tài)足底壓力共5次，分析受試者健、患足支撐期分期參數(shù)、足底各區(qū)域受力時間及足底各區(qū)域壓力峰值之間的差異及重測信度。結(jié)果患足前足觸地及全足支撐階段明顯低于健側(cè)，而前足離地階段明顯高于健側(cè)(P＜0.01)。除第5跖骨區(qū)域外，患足足底各區(qū)域受力時間均低于健足(P＜0.05)。在第4、第5跖骨及足跟外側(cè)區(qū)域，患足壓力峰值較健足降低(P＜0.05)。上述參數(shù)組內(nèi)相關(guān)系數(shù)均＞0.76。結(jié)論單側(cè)下肢放射痛腰椎間盤突出癥患者足底壓力分布具有一定特征，足底壓力檢測系統(tǒng)在步態(tài)參數(shù)測量中具有較高的重測信度。

腰椎間盤突出癥；步態(tài)；足底壓力；重測信度

[本文著錄格式]夏清，曹娟娟，曹曉光.腰椎間盤突出癥患者足底壓力的分布特征及重測信度[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐, 2015,21(3):307-310.

CITED AS:Xia Q,Cao JJ,Cao XG.Features and test-retest reliability of plantar pressure distribution in patients with lumbar disc herniation in walking[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2015,21(3):307-310.

近年來，腰椎間盤突出癥發(fā)病率呈逐年上升且發(fā)病年輕化的趨勢，嚴(yán)重影響人們的日常生活及工作，降低生活質(zhì)量[1-2]。由于支配神經(jīng)及下肢疼痛帶來的影響，患者步態(tài)可發(fā)生改變[3-4]。本研究檢測單側(cè)下肢放射痛腰椎間盤突出癥患者步行時的動態(tài)足底壓力分布，分析患者健側(cè)和患側(cè)足底支撐期各階段參數(shù)、足底各區(qū)域受力時間和足底各區(qū)域壓力峰值的之間的差異及足底壓力檢測的重測信度，為臨床診斷、治療和療效評估提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2013年4月～2014年3月在合肥市第二人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科住院治療的腰椎間盤突出癥患者32例，其中男性18例，女性14例；年齡26～75歲，平均(48.41±12.66)歲；病程0.5～3個月；腰痛伴左下肢放射痛16例，伴右下肢放射痛16例。

所有患者均符合腰椎間盤突出癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]，并均經(jīng)腰椎CT或MRI檢查明確。入院當(dāng)天未經(jīng)任何治療進(jìn)行足底壓力檢測。所有患者均簽署知情同意書。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①并發(fā)其他腰部及下肢疾病；②既往有腰部或下肢手術(shù)史；③并發(fā)嚴(yán)重疾病或存在認(rèn)知障礙無法完成試驗(yàn)；④腰部或下肢疼痛劇烈無法行走。

1.2 測試方法

采用Footscan 7步態(tài)足底壓力測量系統(tǒng)(RSscan公司)，包括長1 m測力平板及相應(yīng)步道、3D數(shù)據(jù)采集盒、分析軟件、數(shù)據(jù)線以及臺式電腦。傳感器類型為壓力電阻式傳感器，平板內(nèi)共置8192個傳感器，傳感器密度為4個/cm2，采樣頻率500 Hz。平板由USB接口與3D數(shù)據(jù)采集盒連接，3D數(shù)據(jù)采集盒連接計算機(jī)。

測試前，由測試人員指導(dǎo)患者先進(jìn)行3～5次練習(xí)，確保能夠適應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境。之后要求患者赤足在平板步道上以常速自然行走通過測力板5次，其中左、右腳各有5次落在測試平板上。行走時，患者盡量保持自然，從測力板3 m外開始行走，通過測力板后，再走至少2步。

由Footscan軟件系統(tǒng)自動進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。選擇受試者支撐期各階段參數(shù)、足底各區(qū)域受力時間、足底各區(qū)域壓力峰值作為觀察指標(biāo)。

1.2.1 支撐期各階段參數(shù)

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。支撐期是足與地面接觸的時間段。足底壓力系統(tǒng)根據(jù)足底壓力變化，將步態(tài)支撐期分為足跟觸地、前足觸地、前后足支撐、足跟離地、足尖離地5個時點(diǎn)，以及相應(yīng)的足跟觸地、前足觸地、全足支撐、前足離地階段4個階段[8]。結(jié)果用各階段占支撐期總時間的百分比表示。

1.2.2 足底各區(qū)域受力時間

Footscan系統(tǒng)將足底分為以下10個區(qū)域：足跟外側(cè)、足跟內(nèi)側(cè)、足中部、第5跖骨、第4跖骨、第3跖骨、第2跖骨、第1跖骨、第1腳趾、第2～5腳趾。本研究對其中7個部位進(jìn)行分析，結(jié)果以各部位時間占支撐期總時間的百分比表示。

1.2.3 足底各區(qū)域壓力峰值

傳感器直接將壓力轉(zhuǎn)換為電壓。取最大值。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。定量資料以(±s)表示，兩側(cè)比較采用配對t檢驗(yàn)。顯著性水平α=0.05。使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient,ICC)對5次測試結(jié)果的一致程度進(jìn)行評定，ICC≥0.75為信度很好，0.6～0.74為較好，0.4～0.6為尚可，＜0.4為信度低[6-7]。

2 結(jié)果

2.1 支撐期各階段參數(shù)

患者兩側(cè)前足觸地階段、全足支撐階段及前足離地階段均有高度顯著性差異(P＜0.01)。見表1。支撐期各階段參數(shù)健患足ICC均＞0.75。見表2。

表1 支撐期各階段參數(shù)比較(%,n=32)

表2 支撐期各階段參數(shù)的ICC(n=32,5次測試)

2.2 足底各區(qū)域受力時間

患者除第5跖骨外，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)。見表3。足底各區(qū)域受力時間ICC均＞0.75。見表4。

2.3 足底各區(qū)域壓力峰值

患者第4跖骨、第5跖骨、足跟外側(cè)區(qū)域患足壓力峰值較健足降低(P＜0.05)。見表5。足底各區(qū)域壓力峰值ICC均＞0.75。見表6。

表3 支撐期足底各區(qū)域受力時間比較(%,n=32)

表4 足底各區(qū)域受力時間的ICC(n=32,5次測試)

表5 足底各區(qū)域壓力峰值比較(N,n=32)

表6 足底各區(qū)域壓力峰值的ICC(n=32,5次測試)

3 討論

腰椎間盤突出癥是指椎間盤變性，纖維環(huán)破裂，髓核突出，刺激或壓迫神經(jīng)根、馬尾神經(jīng)所表現(xiàn)的一種綜合征[9]，是腰腿疼最常見的原因之一，患者可出現(xiàn)下肢感覺異常、腰部及下肢神經(jīng)肌肉功能受損等，行走時表現(xiàn)為異常步態(tài)[10-11]。

正常人行走過程中，左右步幅、步頻、步速、步行周期的分布基本相等，反映雙腿交替性步態(tài)的對稱性好[12]。本研究顯示，腰椎間盤突出癥患者步行時，患足前足觸地階段及全足支撐階段縮短，前足離地階段延長，表明患者通過延長健側(cè)足的支撐期，保持身體平衡，為患足蹬伸提供一個較長的緩沖時間。

雙足在行走過程中不斷承受著較高的地面反作用力[13-14]。Sipko等檢測40例腰椎間盤突出癥患者足底壓力發(fā)現(xiàn)，腰部疼痛明顯放射到一側(cè)下肢的患者，行走時身體姿勢平衡出現(xiàn)異常，患者兩側(cè)足底壓力明顯不對稱[15]。本研究顯示，腰椎間盤突出癥患者患側(cè)足底多數(shù)區(qū)域受力時間低于健側(cè)。如下肢肌肉長期使用不足或廢用，可致肌力降低，腰部及下肢生物力學(xué)相應(yīng)發(fā)生改變，影響身體姿勢平衡，導(dǎo)致患者身體協(xié)調(diào)性差，從而出現(xiàn)行走不穩(wěn)或跛行等異常步態(tài)。這種步態(tài)被認(rèn)為是一種自我保護(hù)機(jī)制，可以減少步行中支撐期的地面反作用力，從而減少脊柱負(fù)荷，緩解或避免下肢疼痛。

壓力峰值即足部各區(qū)域壓力最大值，是反映足底壓力分布的重要指標(biāo)，其大小和部位對于足部損傷的發(fā)生具有重要影響。足底壓力峰值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(biāo)，如某一部位壓力過大，易導(dǎo)致足的疼痛、軟組織和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[16-17]。本研究顯示，患足第4跖骨、第5跖骨、足跟外側(cè)區(qū)域壓力峰值較健足降低，表明患側(cè)足底壓力中心發(fā)生偏移現(xiàn)象。Wu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(dǎo)致膝關(guān)節(jié)發(fā)生內(nèi)外翻[18]。這種力學(xué)異常可能是肌肉活動和自身平衡控制能力下降所引起[19-20]。腰椎間盤突出癥患者患下肢足跟外側(cè)肌肉力量的降低及自身平衡能力控制的下降，會導(dǎo)致患者行走不穩(wěn)，步行時表現(xiàn)為病理步態(tài)。

本研究重測信度分析結(jié)果顯示，無論健側(cè)或患側(cè)，支撐期各階段參數(shù)、足底各區(qū)域受力時間參數(shù)、足底各區(qū)域壓力峰值ICC均大于0.75，表明足底壓力檢測的可信度良好，這與先前關(guān)于足底壓力檢測的重測信度研究報道結(jié)果基本一致[21-24]。

本研究樣本量較小，可能會造成選擇偏倚；缺乏

與正常對照組的分析比較。

目前國際腰椎研究會(ISSLS)和美國矯形外科學(xué)會(AAOS)將腰椎間盤突出癥分為退變型、膨出型、突出型、后縱韌帶下型、后縱韌帶后型、游離型6型。前三型為未破裂型，后三型屬破裂型。根據(jù)解剖可分為旁側(cè)型、中央型、外側(cè)(椎間孔)型、極外側(cè)(椎間孔外)型。根據(jù)病理可分為膨隆型、突出型、脫出型、游離型、Schmorl結(jié)節(jié)及脛骨突出型[25-26]。下一步需要對不同分型的腰椎間盤突出患者的足底壓力分布進(jìn)行深入研究。

綜上所述，單側(cè)下肢放射痛腰椎間盤突出癥患者動態(tài)足底壓力分布具有一定特征性，且足底壓力測量系統(tǒng)在步態(tài)參數(shù)的檢測方面表現(xiàn)出良好的重測信度，可作為檢測步態(tài)的有效手段。通過足底壓力系統(tǒng)檢測獲得的客觀數(shù)據(jù)可以為判斷腰椎間盤突出癥患者的疾病嚴(yán)重程度及康復(fù)治療效果提供客觀參考依據(jù)。

[1]易軍飛,黃衛(wèi)國,謝光明,等.脊柱內(nèi)窺鏡下治療腰椎間盤摘除術(shù)的遠(yuǎn)期療效與并發(fā)癥[J].江蘇醫(yī)藥,2013,39(8):982-983.

[2]袁崇昊,黃淑琴,劉麟.綜合康復(fù)治療腰椎間盤突出癥術(shù)后腰腿痛患者的療效分析[J].河北醫(yī)藥,2014,36(2):189-190.

[3]郭龍春,于進(jìn)祥,謝利民.腰椎間盤突出癥的臨床及影像學(xué)診斷[J].衛(wèi)生職業(yè)教育,2005,23(8):34-36.

[4]戴胡明,方詩元.步態(tài)分析在脊柱疾病中的研究現(xiàn)狀[J].安徽醫(yī)學(xué),2013,34(4):514-517.

[5]胡有谷.腰椎間盤突出癥[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2006: 362.

[6]潘曉平.組內(nèi)相關(guān)系數(shù)在信度評價中的應(yīng)用[J].華西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,1999,30(1):150-160.

[7]叢卉,周謀望,楊延硯,等.不同體位肩關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)肌群等速肌力評定的重測信度研究[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2014,29(1): 36-41.

[8]De Cock A,De Clercq D,Willems T,et al.Temporal characteristics of foot roll-over during barefoot jogging:reference data for young adults[J].Gait Posture,2005,21(4):432-439.

[9]吳在德,吳肇漢.外科學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2008: 849-853.

[10]趙程錦.早期康復(fù)訓(xùn)練在腰椎間盤突出癥患者術(shù)后康復(fù)的影響效果分析[J].河北醫(yī)藥,2012,34(19):2929-2930.

[11]林長纓,古劍雄,楊標(biāo).運(yùn)動療法對腰椎間盤突出癥術(shù)后復(fù)發(fā)的影響[J].中國臨床康復(fù),2004,8(8):1414-1415.

[12]李華,曹虹,楊俊,等.腦卒中后簡易步態(tài)分析與下肢功能評定的相關(guān)性研究[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志,2001,23(3): 176.

[13]De Souza SA,Faintuch J,Valezi AC,et al.Gait cinematic analysis in morbidly obese patients[J].Obes Surg,2005,15 (9):1238-1242.

[14]張昊華,閆松華,劉志成.Footscan?SCSI高頻平板測試不同膝骨關(guān)節(jié)炎患者自然行走步態(tài)的生物力學(xué)比較[J].中國組織工程研究與臨床康復(fù),2010,14(43):8019-8023.

[15]Sipko T,Chantsoulis-Supińska M,Zmuda M,et al.Postural balance in the early post-operative period in patients with intervertebral disk disease following surgery[J].Ortop Traumatol Rehabil,2008,10(3):226-237.

[16]Mickle KJ,Munro BJ,Lord SR,et al.Foot pain,plantar pressures and falls in older people:a prospective study[J].J Am Geriatr Soc,2010,58(10):1936-1940.

[17]Menz HB,Fotoohabadi MR,Munteanu SE,et al.Plantar pressures and relative lesser metatarsal lengths in older people with and without forefoot pain[J].J Orthop Res,2013,31(3): 427-433.

[18]Wu G.Evaluation of the effectiveness of Tai Chi for improving balance and preventing falls in the older population-a review[J].JAm Geriatr Soc,2002,50(4):746-754.

[19]宋祺鵬,毛德偉,李衛(wèi)平,等.中年女性與老年女性正常行走足底壓力分布特征[J].山東體育科技,2008,30(1):88-90.

[20]Hillier S,Lai MS.Insole plantar pressure measurement during quiet stance post stroke[J].Top Stroke Rehabil,2009,16(3): 189-195.

[21]潘磊,周旭,姚志明,等.一種新的步態(tài)觸覺特征分析系統(tǒng)的重測信度[J].傳感技術(shù)學(xué)報,2010,23(5):626-629.

[22]黃紅拾,敖英芳,李松竹,等.健康女大學(xué)生步行時左右足支撐期時相特征比較[J].中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志,2011,30(2): 136-139.

[23]Rome K,Survepalli DG,Lobo M,et al.Evaluating intratester reliability of manual masking of plantar pressure measurements associated with chronic gout[J].J Am Podiatr Med Assoc,2011,101(5):424-429.

[24]Godi M,Turcato AM,Schieppati M,et al.Test-retest reliability of an insole plantar pressure system to assess gait along linear and curved trajectories[J].J Neuroeng Rehabil,2014,11: 95.

[25]楊濱,馬華松,鄒德威.腰椎間盤突出癥概述[J].中國臨床醫(yī)生,2011,39(1):18-21.

[26]黃仕榮,石印玉,詹紅生.腰椎間盤突出癥臨床診斷的思路與程序[J].中國骨傷,2012,25(2):147-151.

Features and Test-retest Reliability of Plantar Pressure Distribution in Patients with Lumbar Disc Herniation in Walking

XIA Qing,CAO Juan-juan,CAO Xiao-guang
Department of Rehabilitation Medicine,the Affiliated Hefei Hospital of Anhui Medical University,the Second People's Hospital of Hefei,Hefei,Anhui 230011,China

Objective To investigate the features of gait in patients with lumbar disc herniation suffering low back pain radiating to the unilateral lower limbs during walking,and estimate the test-retest reliability of the plantar pressure distribution.Methods 32 patients of lumbar disc herniation with low back pain radiating to the unilateral lower limb were tested with the Footscan plantar system during normal walking for 5 times.The gait phases,contacting time of every plantar region and maximum force were recorded in both the uneffected and the affected lower limbs in patients.The reliability was estimated with the intraclass correlation coefficient(ICC).Results There were significant differences between the uneffected and the affected lower limbs in the gait phase except for the Initial Contact Phase.The Forefoot Contact Phase and Foot Flat Phase of the affected lower limbs were obvious shorter than the uneffected ones(P＜0.01),while the Forefoot Push Off Phase was longer(P＜0.01).Except for the region of Metatarsal 5,the contacting time of every plantar region of the affected lower limbs were lower than the uneffected ones(P＜0.05).The maximum force of regions of Metatarsal 4,Metatarsal 5 and Heel Lateral were lower in the affected limbs than the uneffected ones(P＜0.05).ICCs of gait phase,the contacting time of every plantar region and maximum force were generally over 0.76.Conclusion Differences were found in gait phase,the contacting time of every plantar region and maximum force between the uneffected and the affected lower limbs in patients with lumbar disc herniation.All the variables are reliable for test-retest.

lumbar disc herniation;gait;plantar pressure;test-retest reliability

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.03.015

R681.5

A

1006-9771(2015)03-0307-04

2014-12-23

2015-02-10)

安徽醫(yī)科大學(xué)附屬合肥醫(yī)院合肥市第二人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，安徽合肥市230011。作者簡介：夏清(1964-)，男，漢族，安徽合肥市人，副主任醫(yī)師，副教授，主要研究方向：骨關(guān)節(jié)功能障礙的診斷與治療。