夏清，曹娟娟，曹晓光

腰椎间盘突出症患者足底压力的分布特征及重测信度①

夏清，曹娟娟，曹晓光

目的探讨单侧下肢放射痛腰椎间盘突出症患者自然行走时的步态特征及足底压力检测系统的重测信度。方法采用足底压力测量系统测试32例单侧下肢放射痛腰椎间盘突出症患者步行时的动态足底压力共5次，分析受试者健、患足支撑期分期参数、足底各区域受力时间及足底各区域压力峰值之间的差异及重测信度。结果患足前足触地及全足支撑阶段明显低于健侧，而前足离地阶段明显高于健侧(P＜0.01)。除第5跖骨区域外，患足足底各区域受力时间均低于健足(P＜0.05)。在第4、第5跖骨及足跟外侧区域，患足压力峰值较健足降低(P＜0.05)。上述参数组内相关系数均＞0.76。结论单侧下肢放射痛腰椎间盘突出症患者足底压力分布具有一定特征，足底压力检测系统在步态参数测量中具有较高的重测信度。

腰椎间盘突出症；步态；足底压力；重测信度

[本文著录格式]夏清，曹娟娟，曹晓光.腰椎间盘突出症患者足底压力的分布特征及重测信度[J].中国康复理论与实践, 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.

近年来，腰椎间盘突出症发病率呈逐年上升且发病年轻化的趋势，严重影响人们的日常生活及工作，降低生活质量[1-2]。由于支配神经及下肢疼痛带来的影响，患者步态可发生改变[3-4]。本研究检测单侧下肢放射痛腰椎间盘突出症患者步行时的动态足底压力分布，分析患者健侧和患侧足底支撑期各阶段参数、足底各区域受力时间和足底各区域压力峰值的之间的差异及足底压力检测的重测信度，为临床诊断、治疗和疗效评估提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2013年4月～2014年3月在合肥市第二人民医院康复医学科住院治疗的腰椎间盘突出症患者32例，其中男性18例，女性14例；年龄26～75岁，平均(48.41±12.66)岁；病程0.5～3个月；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间盘突出症的诊断标准[5]，并均经腰椎CT或MRI检查明确。入院当天未经任何治疗进行足底压力检测。所有患者均签署知情同意书。

排除标准：①并发其他腰部及下肢疾病；②既往有腰部或下肢手术史；③并发严重疾病或存在认知障碍无法完成试验；④腰部或下肢疼痛剧烈无法行走。

1.2 测试方法

采用Footscan 7步态足底压力测量系统(RSscan公司)，包括长1 m测力平板及相应步道、3D数据采集盒、分析软件、数据线以及台式电脑。传感器类型为压力电阻式传感器，平板内共置8192个传感器，传感器密度为4个/cm2，采样频率500 Hz。平板由USB接口与3D数据采集盒连接，3D数据采集盒连接计算机。

测试前，由测试人员指导患者先进行3～5次练习，确保能够适应实验环境。之后要求患者赤足在平板步道上以常速自然行走通过测力板5次，其中左、右脚各有5次落在测试平板上。行走时，患者尽量保持自然，从测力板3 m外开始行走，通过测力板后，再走至少2步。

由Footscan软件系统自动进行数据分析。选择受试者支撑期各阶段参数、足底各区域受力时间、足底各区域压力峰值作为观察指标。

1.2.1 支撑期各阶段参数

行走时一侧足跟着地至该足跟再次着地构成一个完整的步态周期，包括支撑期和摆动期。支撑期是足与地面接触的时间段。足底压力系统根据足底压力变化，将步态支撑期分为足跟触地、前足触地、前后足支撑、足跟离地、足尖离地5个时点，以及相应的足跟触地、前足触地、全足支撑、前足离地阶段4个阶段[8]。结果用各阶段占支撑期总时间的百分比表示。

1.2.2 足底各区域受力时间

Footscan系统将足底分为以下10个区域：足跟外侧、足跟内侧、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脚趾、第2～5脚趾。本研究对其中7个部位进行分析，结果以各部位时间占支撑期总时间的百分比表示。

1.2.3 足底各区域压力峰值

传感器直接将压力转换为电压。取最大值。

1.3 统计学分析

应用SPSS 13.0统计软件进行统计学分析。定量资料以(±s)表示，两侧比较采用配对t检验。显著性水平α=0.05。使用组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)对5次测试结果的一致程度进行评定，ICC≥0.75为信度很好，0.6～0.74为较好，0.4～0.6为尚可，＜0.4为信度低[6-7]。

2 结果

2.1 支撑期各阶段参数

患者两侧前足触地阶段、全足支撑阶段及前足离地阶段均有高度显著性差异(P＜0.01)。见表1。支撑期各阶段参数健患足ICC均＞0.75。见表2。

表1 支撑期各阶段参数比较(%,n=32)

表2 支撑期各阶段参数的ICC(n=32,5次测试)

2.2 足底各区域受力时间

患者除第5跖骨外，患侧足底各区域与地面接触时间百分比均低于健侧(P＜0.05)。见表3。足底各区域受力时间ICC均＞0.75。见表4。

2.3 足底各区域压力峰值

患者第4跖骨、第5跖骨、足跟外侧区域患足压力峰值较健足降低(P＜0.05)。见表5。足底各区域压力峰值ICC均＞0.75。见表6。

表3 支撑期足底各区域受力时间比较(%,n=32)

表4 足底各区域受力时间的ICC(n=32,5次测试)

表5 足底各区域压力峰值比较(N,n=32)

表6 足底各区域压力峰值的ICC(n=32,5次测试)

3 讨论

腰椎间盘突出症是指椎间盘变性，纤维环破裂，髓核突出，刺激或压迫神经根、马尾神经所表现的一种综合征[9]，是腰腿疼最常见的原因之一，患者可出现下肢感觉异常、腰部及下肢神经肌肉功能受损等，行走时表现为异常步态[10-11]。

正常人行走过程中，左右步幅、步频、步速、步行周期的分布基本相等，反映双腿交替性步态的对称性好[12]。本研究显示，腰椎间盘突出症患者步行时，患足前足触地阶段及全足支撑阶段缩短，前足离地阶段延长，表明患者通过延长健侧足的支撑期，保持身体平衡，为患足蹬伸提供一个较长的缓冲时间。

双足在行走过程中不断承受着较高的地面反作用力[13-14]。Sipko等检测40例腰椎间盘突出症患者足底压力发现，腰部疼痛明显放射到一侧下肢的患者，行走时身体姿势平衡出现异常，患者两侧足底压力明显不对称[15]。本研究显示，腰椎间盘突出症患者患侧足底多数区域受力时间低于健侧。如下肢肌肉长期使用不足或废用，可致肌力降低，腰部及下肢生物力学相应发生改变，影响身体姿势平衡，导致患者身体协调性差，从而出现行走不稳或跛行等异常步态。这种步态被认为是一种自我保护机制，可以减少步行中支撑期的地面反作用力，从而减少脊柱负荷，缓解或避免下肢疼痛。

压力峰值即足部各区域压力最大值，是反映足底压力分布的重要指标，其大小和部位对于足部损伤的发生具有重要影响。足底压力峰值是研究足底局部相关组织遭受过高压力而损伤的有效指标，如某一部位压力过大，易导致足的疼痛、软组织和关节结构发生变化[16-17]。本研究显示，患足第4跖骨、第5跖骨、足跟外侧区域压力峰值较健足降低，表明患侧足底压力中心发生偏移现象。Wu研究表明，足底压力分布改变将使足底压力中心发生偏移，压力中心的内外侧位移是单脚支撑姿势足部倾斜动作的表现，最终会导致膝关节发生内外翻[18]。这种力学异常可能是肌肉活动和自身平衡控制能力下降所引起[19-20]。腰椎间盘突出症患者患下肢足跟外侧肌肉力量的降低及自身平衡能力控制的下降，会导致患者行走不稳，步行时表现为病理步态。

本研究重测信度分析结果显示，无论健侧或患侧，支撑期各阶段参数、足底各区域受力时间参数、足底各区域压力峰值ICC均大于0.75，表明足底压力检测的可信度良好，这与先前关于足底压力检测的重测信度研究报道结果基本一致[21-24]。

本研究样本量较小，可能会造成选择偏倚；缺乏

与正常对照组的分析比较。

目前国际腰椎研究会(ISSLS)和美国矫形外科学会(AAOS)将腰椎间盘突出症分为退变型、膨出型、突出型、后纵韧带下型、后纵韧带后型、游离型6型。前三型为未破裂型，后三型属破裂型。根据解剖可分为旁侧型、中央型、外侧(椎间孔)型、极外侧(椎间孔外)型。根据病理可分为膨隆型、突出型、脱出型、游离型、Schmorl结节及胫骨突出型[25-26]。下一步需要对不同分型的腰椎间盘突出患者的足底压力分布进行深入研究。

综上所述，单侧下肢放射痛腰椎间盘突出症患者动态足底压力分布具有一定特征性，且足底压力测量系统在步态参数的检测方面表现出良好的重测信度，可作为检测步态的有效手段。通过足底压力系统检测获得的客观数据可以为判断腰椎间盘突出症患者的疾病严重程度及康复治疗效果提供客观参考依据。

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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)

安徽医科大学附属合肥医院合肥市第二人民医院康复医学科，安徽合肥市230011。作者简介：夏清(1964-)，男，汉族，安徽合肥市人，副主任医师，副教授，主要研究方向：骨关节功能障碍的诊断与治疗。