趾九个区域进行研究。测量九个部位的压力(pressure， P)和接触面积(area， A)，同时分析压力数据和压力百分比数据。动态分析测量压力中心运动轨迹(center of force, COF)你和平均峰值压力(average peak pressure, AVG)及AVG百分比。·临床研究·
【摘要】 目的 探讨2型糖尿病患者足底压力分布特点。方法 采用F-Scan足底压力分析系统收集60例志愿者行走的足底压力静力性分部参数，统计分析足底压力数据和重力分部数据；分析身高、性别、体质量、踝臂指数(ankle arm index, AAI)、峰值血糖浓度、BMI等因素对足底压力分布的影响并与正常中国人的足底压力数据比较。结果 合并周围神经病变者(34例)前外侧足的足底瞬时峰值压力与平均峰值压力较正常人与糖尿病周围血管病变患者(26例)显著增高(P<0.05)。糖尿病合并周围血管病变者各项中心分部参数最优，糖尿病合并周围神经病变者则最差。性别、峰值血糖浓度对足底压力的影响较小，身高、体质量、BMI、AAI与足底压力相关性弱，身高、体质量、BMI与静态站立时接触面积呈强相关。结论 糖尿病周围神经病变是改变糖尿患者足底压力分布的重要原因之一；研究2型糖尿病患者足底压力分布特点可为临床防治糖尿病足提供帮助。
【关键词】 糖尿病； 足底压力； 影响因素
糖尿病足是一项非常严重的糖尿病并发症，其足底压力异常增高和异常分布是足部溃疡发生的重要原因之一[1]。足底压力分析是一项生物力学测量分析技术，不仅能让研究者对足底压力在糖尿病足发展过程中起到的作用有更深的认识与理解，还能提供相应客观数据，为糖尿病足溃疡的预防找出相关风险因子。
国内的足底压力分析技术开展较晚，针对国人特点的糖尿病足足底压力分析数据库尚未建立，但经过专家学者的不懈努力和仪器系统的更新换代，对糖尿病足的足底压力研究取得了一定的成果。本研究探讨2型糖尿病患者足底压力分布特点。
1.1.1 受试者选取 本研究有60名受试者，其中男性30例，女性30例，均为同济大学附属同济医院内分泌科明确诊断的2型糖尿病患者。志愿者按照WHO标准确诊为2型糖尿病。由于糖尿病疾病谱的特点，本研究选择的年龄段为50～70岁，此年龄段为糖尿病好发人群。正常100名健康中国人的足底压力分析数据由同济医院步态分析试验室提供。两组患者的年龄、身高、体质量差异无统计学意义(P>0.05)。
1.1.2 实验对象分组方法 根据神经病变评分和B超检查，把试验对象分成了血管病变组(DA组，n=26)与血管神经病变组(DNA组，n=34)。单纯性神经病变在中国人中极为少见。两组患者的年龄、身高、体质量差异无统计学意义(P>0.05)。
1.2.1 分析步骤 使用F-Scan系统分别在患者站立和行走两种状态下进行静态分析和动态分析，每个受试对象测试3次，最后取平均值。
1.2.2 测试指标 静态分析： 取足跟、中足、第5跖骨头、第3～4跖骨头、第2跖骨头、第1跖骨头、第4～5趾、第2～3趾、趾九个区域进行研究。测量九个部位的压力(pressure， P)和接触面积(area， A)，同时分析压力数据和压力百分比数据。动态分析测量压力中心运动轨迹(center of force, COF)你和平均峰值压力(average peak pressure, AVG)及AVG百分比。
重心分布参数： 对称指数(symmetry index, SI)、步态完美指数(gait perfection index, GPI)、能效指数(energy efficiency index, EEI)、纯度指数(purity index, PI)。
使用F-Scan Mobile软件(版本为Clinical 5.26.5，包括TAM、COM模块)进行各项指标的显示、处理和图形分析。使用SPSS 13.0软件包进行统计分析。正态分布数据以
表示，非正态分布数据取自然对数，使之正态化后进行分析。正态分布变量两组间比较采用配对t检验(如左、右足之间比较)或成组t检验(如性别对足底压力分布的影响)，正态分布变量多组间比较采用单因素方差分析。身高、体质量、峰值血糖指数、踝臂指数(ankle arm index, AAI)对足底压力分布的影响采用Pearson相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。
足底瞬间压力和峰值压力： 足跟>第2跖骨头>第3～4跖骨头>第1跖骨头>第5跖骨头>趾>中足>第2～3趾>第4～5趾。双足瞬间压力差异无统计学意义(P>0.05)，第3～4跖骨峰值压力差异有统计学意义(P<0.05)。足底瞬间和峰值压力前足(足趾和跖骨头)负重百分比58.51%和65.92%；中足负重百分比4.01%和5.31%；后足(足跟)负重百分比37.48%和28.77%。与正常人群数据相比较，糖尿病组瞬间和峰值压力前、后负重百分比差异无统计学意义(P>0.05)，中足负重百分比明显减小(P<0.05)，见图1、2。
图1 静态足各部位瞬间压力百分比
Fig.1 Percentage of instantaneous pressure percentage
图2 静态足各部位峰值压力百分比
Fig.2 Percentage of peak pressure percentage
2.2.1 足底9个部位的足底压力分布 正常组、DA组、DNA组行走时候，足跟>第2跖骨头>趾>第1跖骨头>第3～4跖骨头>第2～3趾>第5跖骨头>第4～5趾>中足；慢跑时，足跟>第2跖骨头>第1跖骨头>趾>第3～4跖骨头>第2～3趾>第5跖骨头>第4～5趾>中足。
2.2.2 前、中、后足AVG百分比 趾和跖骨头负重百分比： 正常组75.97%，DA组75.76%，DNA组77.62%；中足负重百分比： 正常组1.43%，DA组1.45%，DNA组1.39%；后足(足跟)负重百分比： 正常组22.60%，DA22.79%，DNA组20.99%。与正常组和DA组比较，DNA组中足负重比例显著减少(P<0.05)，前足与后足差异无统计学意义(P>0.05)。
2.2.3 3足底峰值压力比较 DA与正常组足底压力比较，足跟部升高(P<0.05)。DNA与正常组足底压力比较，前足与足跟的负重明显增加。DA与DNA足底压力比较，第3、4、5跖骨头与足跟的足底压力降低(P<0.05)，前外侧足的负重明显增加。结果表明周围神经病变对糖尿患者足底压力分布影响比较大。周围神经病变型糖尿病患者足底压力增高明显，前外侧足为主要增高区域，见图3。
图3 压力中心运动轨迹
Fig.3 Center of Force
2.2.4 3组COF轨迹 3组COF轨迹相似，一次步态周期中，COF轨迹从足跟发出，经中足，最后到达前足内侧。得到以下结果： 糖尿患者行走时COF轨迹与正常人相仿，见表1、图4。
表1 COF轨迹情况
Tab.1 Center of Force
组别COF正常组(n=100)足跟→中足→第1～2跖骨间/第2跖骨/第2～3跖骨间→趾/第1～2趾骨间DA组(n=26)足跟→中足→第1～2跖骨间/第2跖骨/第2～3跖骨间→趾/第1～2趾骨间DNA组(n=34)足跟→中足→第1～2跖骨间/第2跖骨/第2～3跖骨间→趾/第1～2趾骨间
图4 试验对象COF轨迹
Fig.4 Center of Force
3组动态过程的四个步态指数见表2。DNA组与正常组的步态指数差异有统计学意义(P<0.05)，DA组与正常组步态指数差异无统计学意义(P>0.05)。说明糖尿病血管病变对重心分布影响小；糖尿病周围神经病变患者的重心分布不稳定。
表2 动态足的重心分布参数
Tab.2 Dynamic gait indexes 
组别PISIEEIGPI正常组(n=100)0.45±0.170.59±0.193.59±1.901.75±1.01DA组(n=26)0.42±0.170.53±0.193.49±1.711.70±0.96DNA组(n=34)0.38±0.150.44±0.152.79±1.720.77±0.38
2.4.1 身高对足底压力分布的影响 静力分析： 身高与接触面积呈强相关(r=0.635，P<0.01)，与左足、双侧足足底压力总和呈弱相关(r=0.345、0.299，均P<0.05)，与左足第3～4、第5跖骨头、足跟，右足第5跖骨头呈弱相关(r=0.290、0.331、0.292、0.306，均P<0.05)。动态分析： 身高与单侧、双侧足足底压力总和无相关性(r=0.066、-0.061、0.014，均P>0.05)，与左足第3～4跖骨头呈弱相关(r=0.399，P<0.05)。男女差别的静力分析： 左足接触面积差异有统计学意义(P<0.01)，左足第5跖骨头和中足足底压力差异有统计学意义(P<0.05)。动态分析： 右足第5跖骨头压力差异有统计学意义(P<0.05)。
2.4.2 体质量对足底压力分布的影响 静力分析： 体质量与单侧、双侧足足底压力总和无相关性(r=0.267、0.120、0.207，均P>0.05)；与接触面积呈强相关(r=0.659，P<0.01)，与左足第3～4、第5跖骨头、足跟呈弱相关(r=0.273、0.292、0.276，均P<0.05)。动态分析： 体质量与单侧、双侧足足底压力总和无相关性(r=-0.078、-0.196、-0.149，均P>0.05)，与左足第3～4跖骨头呈弱相关(r=0.409，P<0.05)。站立时，AAI与接触面积无相关性(r=-0.537，P>0.05)，与左右第4～5趾、第 3～ 5跖骨头瞬间压力呈弱相关(r=-0.103、-0.113，均P<0.05)。行走时，AAI与左右第4～5趾、左右第 3～ 5跖骨头峰值压力呈弱相关(r=-0.359、-0.435、-0.270、-0.316、-0.246、-0.317，均P<0.05)，与单侧、双侧足足底压力总和无相关性(r=-0.253、-0.284、-0.361，均P>0.05)。
2.4.3 BMI对足底压力分布的影响 静力分析： BMI仅与接触面积呈强相关(r=0.537，P<0.01)。动态分析： BMI与单侧、双侧足足底压力总和无相关性(r=-0.204、-0.295、-0.282，均P>0.05)，与右足跟、右足第4～5趾、左足第4～5趾呈弱相关(r=-0.356、-0.435、-0.359，均P<0.05)。
2.4.4 峰值血糖浓度对足底压力分布的影像 站立时，峰值血糖浓度与接触面积不相关(r=0.362，P>0.05)，与左右足各部分瞬间压力无相关性(r=0.065、0.056、0.205、-0.156、-0.098、-0.406、0.034、-0.073、0.205、0.071、0.149、0.416、-0.185、-0.112、-0.489、-0.013、0.164、0.074，均P>0.05)。行走时，峰值血糖浓度左右足各部分峰值压力无相关性(r=0.007、-0.178、-0.059、-0.184、-0.107、-0.270、-0.046、0.182、-0.297、-0.248、-0.235、-0.134、0.136、-0.131、-0.416、0.017、0.103、-0.342，均P>0.05)，与单侧、双侧足足底压力总和无显著相关(r=-0.273、-0.201、-0.361，均P>0.05)，见图5。
图5 身高、体质量、BMI与静态站立时接触面积相关性
Fig.5 Correlationship between standing contact area and height, weight, BMI
糖尿病足是糖尿病最常见的严重并发症之一，其可致截肢与死亡的危险明显增加，而足底压力的改变与糖尿病足足部溃疡的发生有关[1]。70%～90%足部溃疡与足底压力增高有关[2]。针对糖尿病足，国外已经建立了相对完善的研究体系和数据库。而国内尚无相关大样本分析和数据库。步态分析是一种对人体步行各种参数进行定量分析的方法。其中足底压力分析尤为重要，可以在某些足病中发挥预测和评估作用。
(1) 评估患者足底的生物力学改变后带来的足底溃疡风险及胼胝等因素对足底压力的影响[3-5]；(2) 临床上可以根据患者的足底压力分布特点制定胼胝切除、足部畸形矫形等手术方案，术后还可以对术前、术后的足底压力数据进行比较，评价治疗效果[6-8]；(3) 指导矫形鞋具的制作及评价其效果，个体差异造成的足底压力分布不同导致预防与矫形用的鞋具不能适用于所有糖尿病患者，所以根据个体的足底压力分布特点进行治疗器具的制造能提高治疗效果，并对疗效进行评估，降低糖尿病足患者再发溃疡的风险[9]；(4) 评价糖尿病足患者功能锻炼的效果，指导自我锻炼方案的制定[10-11]。
糖尿病足溃疡的发生与足底压力改变有密切关系。体质量、关节活动受限、足部畸形和胼胝及外周感觉、运动、自主神经病变是糖尿病患者引起足底压力异常改变的常见原因。其他如AAI、峰值血糖指数、糖尿病分型等各种特殊原因是否能引起足底压力改变，待进一步研究去证明。
目前，可以通过控制体质量、修复活动受限的关节、足部胼胝切除、加用矫形鞋垫等方式减轻足底压力变化的影响，从而预防足部的溃疡。
本研究显示，糖尿病的两种并发症中，糖尿病周围血管病变对步态影响小，周围神经病变导致步态不稳定，周围神经病变是糖尿病足底压力增高的原因之一。前、中、后足负重的百分比也是评价步态稳定性良好的指标。周围神经病变、血管病变伴神经病变两种类型的糖尿患者前、后足负重比例无显著性差异，中足有显著性差异。
动态的平均峰值压力与静态的瞬时峰值压力能反映足底压力大小。糖尿病患者的第3、4跖骨头的静态峰值压力较正常人增大。糖尿病合并周围神经血管病变者较正常人与糖尿病血管病变者前外侧足的动态平均峰值压力显著增大。足底压力中心轨迹是评价步态稳定性极好的指标。糖尿病患者的压力中心轨迹与正常人相仿。
在本研究中，正常人与糖尿病合并周围血管神经病变患者步态指数差异有显著性意义，正常组与DA组之间差异无统计学意义。说明合并周围神经病变的糖尿病患者重心分布不稳定，步态效能低，单纯糖尿病血管病变对重心分布影响小。
从本实验结果可看出，性别、身高、体质量、BMI等因素对站立时的接触面积有显著影响，对某些部位的足底压力有弱影响，而对大多数部位的足底压力无显著影响。AAI对某些部位的足底压力有弱影响。
糖尿病患者的足底压力增高与合并周围神经病变相关，并且主要体现为前外侧足的足底压力增高。前外侧足也成了糖尿病足底溃疡的多发区。本研究提示，身高、体质量、BMI异于常人和下肢血管病变的糖尿病患者更需要预防足底压力增高带来的糖尿病足溃疡的风险。
(1) 60例的样本量仍不够大。本研究纳入研究的数量符合统计学研究标准，但离建立国人数据库还有很大距离。(2) 受试者的年龄段狭窄。本研究中老年人居多，该年龄段的选择能方便病例的收集，但对整个糖尿病中国人群的代表性不够，稀缺年轻的糖尿病患者。因此，需扩大年龄段进行分析，建立各年龄段的数据库。
总之，中国糖尿病患者的足底压力分布具有独特性，根据本研究结果，糖尿病的两种并发症中，糖尿病周围血管病变对步态影响小，周围神经病变导致步态不稳定，周围神经病变是糖尿病足底压力增高的原因之一；合并周围神经病变的糖尿病患者重心分布不稳定，步态效能低；性别、峰值血糖浓度对足底压力的影响较小，身高、体质量、BMI、AAI与足底压力相关性弱，身高、体质量、BMI与静态站立时接触面积呈强相关。本研究结果可对临床预防糖尿病足溃疡的足底压力分析工作提供参考。
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【Abstract】 Objective To investigate the plantar pressure distribution of type 2 diabetic patients and its clinical significance. Methods Sixty type 2 diabetic patients(30 males and 30 females aged 50-70 years), including 34 cases with diabetic peripheral neuropathy (DNA group) and 26 cases with diabetic peripheral vascular lesion (DA group), were enrolled in the study； 100 healthy subjects served as control group. F-Scan plantar pressure analysis system was applied to collect plantar pressure distribution data. The parameters of plantar pressure and gravity distribution were calculated and the correlation of plantar pressure with gender, height, body weight and body mass index (BMI), Ankle Arm Index (AAI) and peak blood glucose was analyzed with SPSS 16.0. Results Compared with control and DA group groups, the plantar pressure of DNA group was significantly increased. In diabetic patients, the gait of DNA group was more unstable than that of the DA group. Plantar pressure distribution was weakly correlated with height, body weight, BMI and AAI； not correlated with sex and peak blood glucose. Conclusion Diabetic peripheral neuropathy is an important cause to change plantar pressure distribution. The results of this study may provide a reference for prevention of diabetic foot ulcers.
【Key words】 diabetes； plantar pressure； influential factor
doi： 10.16118/j.1008-0392.2017.05.011
收稿日期： 2017-03-21
基金项目： 国家自然科学基金(31600754)；上海市卫计委项目(20144Y0066)
【中图分类号】 R 68
【文献标志码】 A
【文章编号】 1008-0392(2017)05-0052-06