足部生物力学实验研究进展VIP专享VIP免费

足部生物力学实验研究进展摘要:人体足底压力测量、步态分析及足数字模型是目前足部生物力学研究的热点，为足部疾病基础研究和康复功能研究提供了有效的支持。现从基础研究、临床应用及足部功能康复角度出发，对上述三种应用技术在足部生物力学研究中的应用作出总结。根据临床常见足部疾病的解剖学特点与生物力学机制，在足部功能康复领域对足部生物力学在临床与市场需求的应用展开论述，并对今后的研究工作提出展望。关键词:足;生物力学;足底压力;步态分析TheExperimentalResearchDevelopmentofFootBiomechanicsAbstract:Thehumanplantarpressuremeasurement，gaitanalysisanddigitalmodelingofhumanfootarethreeimportantaspectsinbiomechanicalstudyoffoot，therearesomeeffectivesupportsforthebasicstudyoffootdiseasesandfunctionalrehabilitation．Inthispaper，thethreeappliedtechnologyinthestudyoffootbiomechanicscharacteristicsandperspectiveweredescribedfromthebasicresearches，clinicalapplicationsandrehabilitationoffootfunction．Accordingtotheanatomiccharacteristicsandbiomechanicalmechanismsofcommonfootdisorders，theclinicalapplicationandmarketdemandoffootbiomechanicsarereviewedbythefootfunctionalrehabilitationresearchandfurtherpromisingstudiesareproposed．Keywords:Foot;Biomechanics;Plantarpressure;Gaitanalysis生物力学研究最早以血管残余应力研究［1］为起点，发展到目前已深入到生物材料、医学等众多领域。该研究在医学领域的研究范围涉及人体各个组织系统，而足部生物力学的研究更是其重要组成部分。足部生物力学的兴起不仅是临床和基础研究的共同作用，并逐渐成为足外科基础研究与临床应用中不可或缺的技术手段。随着现代电子测量技术及智能化步态分析系统的广泛应用，使得其中某些复杂的功能性问题的研究成为可能，针对足部生物力学研究中的变化，适时地综述前人的工作经验与进展，将有助于今后更好地开展研究工作。1足底压力测量及应用长期以来，研究者认为对足底和支撑面之间的压力分布的测量可以为研究足部结构、功能和体态控制获得大量有用的信息［2］，同时还可以利用这些信息对一些足部疾病作出合理的解释。目前国内外对正常人群和偏瘫患者足底压力研究较多［3－5］，最早的足底压力分布测量研究是1882年由Beely完成的［6］。并有大量文献报道，如外翻、糖尿病足等，足底压力分布均有一定的规律性［7］。Minns［8］对跖痛患者与正常人的足底压力测量分析后指出:在静态站立时，两者足的最大压力分布无明显差别，但行走时正常者的足趾在离地前的最大压力多集中在前足中部，而病患者的足趾在离地前的最大压力多集中在前足外侧部。Lord等［9］研究显示，当足溃疡时，前足支撑的压力分布异常增大。糖尿病患者步行时足底着地加压时间显著长于正常人。足底压力测量不仅可以进行足疾病诊断分析，而且在现代假肢设计、功能鉴定及肢体功能康复中具有积极的作用，通过对足结构和足底压力以及步态特征的研究，设计出适合患者步行的假肢或功能矫形鞋，以检测、修正和完善假肢的功能。Ledoux等［10］利用足底压力测量数据对矫形足弓垫减轻足跟损伤后疼痛的机制进行了研究分析，发现矫形足弓垫可以改变足底压力分布，减轻足跟负重，从而缓解足跟痛症。Rosenbaum等［11］对假肢置换者步态研究后指出:足底压力测试获得的信息与数据，对掌握假肢在解剖学和生物力学上的足底负荷特征带来有效的帮助，更加有利于假肢设计的科学性。同时在运动医学领域，对“足-鞋”和“鞋-地”界面的特征研究，揭示鞋底硬度、鞋体结构等因素对足健康的影响，并指导人们健康穿鞋，为足疾和假肢患者提供个性化的康复服务。2步态分析随着新型传感技术的出现以及计算机应用技术的广泛深入，步态研究在足运动生物力学中日显重要地位。孙鲁等［12］对33例跟骨骨折患者应用步态分析系统发现，随着损伤的加重，患足较健侧足的站立相对时间逐渐延长。Fatone等［13］通过三维步态分析系统发现，健侧和患侧下肢肌力大小和形态明显不同，藉此可客观评定步态异常的机制。...