一种辅助评价足底和/或踝关节和/或膝关节受力状态的方法

摘要

本发明公开了一种辅助评价足底和/或踝关节和/或膝关节受力状态的方法。步骤如下：获得受试者正常步行的动态足底压力数据，标准化处理得到动态信息，计算得到左右足的足跟部内外侧压力的比值A1和A2；获得受试者单侧膝旋转步行的动态足底压力数据，标准化处理得到动态信息，计算得到左右足的足跟部内外侧压力的比值B1和B2；标准化处理为用MATLAB R2006a软件处理；如果|A1-B1|＞0.05或|A2-B2|＞0.05，提示受试者左和右足底、踝关节或膝关节受力不一致。本发明的方法可快捷、准确地了解不同足和不同动作下的动态足底压力分布，以及足、踝、膝之间的生理关系，从而指导各种训练或运动，防止损伤发生。

说明书

技术领域

本发明涉及一种辅助评价足底和/或踝关节和/或膝关节受力状态的方法。

背景技术

足底压力分析最近已有标准化方法(见图1)(Keijsers NL，Stolwijk NM，Nienhuis B，Duysens J.A new method to normalize plantar pressuremeasurements for foot size and foot progression angle.J Biomech.2009；42(1)：87-90.)，改进了马赛克法(masking)丢失足底压力分布的一些重要信息以及难以比较不同大小、不同运动状态的足等缺点。但是上述标准化方法未能结合步态支撑期的不同阶段的动态变化进行进一步分析，以便更有针对性地评估足、踝、膝关节间的偶联机制。

根据足底压力的变化，正常步行或慢跑时的步态支撑期分为5个时刻、4个阶段。5个时刻：足跟触地(first foot contact，FFC)、前足触地(first metatarsalcontact，FMC)、前后足支撑(forefoot flat，FFF)、足跟离地(heel off，HO)和足尖离地(last foot contact，LFC)]。4个阶段：足跟触地阶段(initial contactphase，ICP)、前足触地阶段(forefoot contact phase，FFCP)、全足支撑阶段(footflat phase，FFP)和前足蹬离阶段(forefoot push off phase，FFPOP)(De CockA，De Clercq D，Willems T，Witvrouw E.Temporal characteristics of footroll-over during barefoot jogging：reference data for young adults.GaitPosture.2005；21(4)：432-9.)(图2)。在足跟触地阶段(ICP)和前足触地阶段(FFCP)阶段，前足旋前，胫骨内旋；而在全足支撑阶段(FFP)和前足蹬离阶段(FFPOP)，前足旋后，胫骨外旋(Whittle M.Gait analysis：an introduction.3rd ed.Great Britain：Butterworth he inemann；2002.59-62p.)。

发明内容

本发明的目的是提供一种辅助评价足底和/或踝关节和/或膝关节受力状态的方法。

本发明提供的方法，包括如下步骤：

获得受试者在正常步行或慢跑时双足的动态足底压力数据，将数据进行标准化处理，得到正常步行或慢跑时两足的动态足底压力分布信息，计算得到正常步行或慢跑时整个时间段内左足的足跟部内侧压力和外侧压力的比值A1和右足的足跟部内侧压力和外侧压力的比值A2；所述整个时间段由足跟触地阶段和前足触地阶段组成；所述标准化处理为应用MATLAB R2006a软件进行处理；

获得受试者在单侧膝旋转步行或慢跑时双足的动态足底压力数据，将数据进行标准化处理，得到单膝旋转步行或慢跑时两足的动态足底压力分布信息，计算得到单侧膝旋转步行或慢跑时整个时间段内左足的足跟部内侧压力和外侧压力的比值B1和右足的足跟部内侧压力和外侧压力的比值B2；所述整个时间段由足跟触地阶段和前足触地阶段组成；所述标准化处理为应用MATLAB R2006a软件进行处理；

如果|A1-B1|＞0.05或|A2-B2|＞0.05，提示受试者如下三个部位中至少一个受力不一致：(1)左足底和右足底受力不一致；(2)左踝关节和右踝关节受力不一致；(3)左膝关节和右膝关节受力不一致。

所述标准化处理为应用MATLAB R2006a(2006版)软件(MathWorks公司)进行处理。所述标准化处理具体可为N.L.W.Keijsers等提供的方法，参见文献：N.L.W.Keijsers，N.M.Stolwijk，B.Nienhuis，et al.A new method to normalizeplantar pressure measurements for foot size and foot progression angle.JBiomech，2009，42：87-90.。

所述时间段可通过软件Footscan software 7.2mst，RSscan International获得。

受试者的所述足底压力数据可通过足底压力测力板测试系统获得。所述足底压力测力板测试系统可为Footscan SCSI的高频率平板测试系统，具体可为FootscanSCSI2米长的高频率平板测试系统(比利时RSscan公司生产，2×0.4m，16384个传感器，125-500Hz)。

所述单侧膝旋转可为单侧膝内旋或单侧膝外旋。所述慢跑可为：先以足跟部着地、跑步速度在3.0±0.3m/s。所述正常步行的速度可为1.5±0.3m/s。

应用以上方法，可结合步态支撑期的不同阶段的动态变化进行进一步标准化分析足底压力，更有针对性地评估足、踝、膝关节间的偶联机制。还可辅以其它方法，进一步进行确定。应用本发明的方法，可以快捷、准确地分析不同足和不同动作下的动态足底压力分布，以及足膝之间的生理关系，从而指导各种训练或运动，防止损伤发生。

附图说明

图1为现有的标准化分析方法示意图；左半图示随机选取的6个不同大小的足，右半图示标准化处理后，不同大小和行进角的足趋于相同。

图2为步态支撑期的5个时刻和4个阶段。

具体实施方式

以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。

采用如下步骤对某体育爱好者的双侧动态足底压力分布差异进行评价：

(1)获得受试者在正常步行或慢跑时双足的动态足底压力数据，应用N.L.W.Keijsers等提供的方法(N.L.W.Keijsers，N.M.Stolwijk，B.Nienhuis，etal.A new method to normalize plantar pressure measurements for foot sizeand foot progression angle.J Biomech，2009，42：87-90.)将以上数据进行标准化；结合软件(Footscan software 7.2mst，RSscan International)，计算得到正常步行或慢跑时足跟触地阶段(ICP)和前足触地阶段(FFCP)阶段左足的足跟部内侧压力和外侧压力的比值A1和右足的足跟部内侧压力和外侧压力的比值A2；

(2)获得受试者在右膝内旋步行或慢跑时双足的动态足底压力数据，应用N.L.W.Keijsers等提供的方法(N.L.W.Keijsers，N.M.Stolwijk，B.Nienhuis，etal.A new method to normalize plantar pressure measurements for foot sizeand foot progression angle.J Biomech，2009，42：87-90.)将以上数据进行标准化；结合软件(Footscan software 7.2mst，RSscan International)，计算得到右侧膝内旋步行或慢跑时足跟触地阶段(ICP)和前足触地阶段(FFCP)阶段左足的足跟部内侧压力和外侧压力的比值B1和右足的足跟部内侧压力和外侧压力的比值B2；

(3)获得受试者在右膝外旋步行或慢跑时双足的动态足底压力数据，应用N.L.W.Keijsers等提供的方法(N.L.W.Keijsers，N.M.Stolwijk，B.Nienhuis，etal.A new method to normal ize plantar pressure measurements for foot sizeand foot progression angle.J Biomech，2009，42：87-90.)将以上数据进行标准化；结合软件(Footscan software 7.2mst，RSscan International)，计算得到右侧膝外旋步行或慢跑时足跟触地阶段(ICP)和前足触地阶段(FFCP)阶段左足的足跟部内侧压力和外侧压力的比值B1和右足的足跟部内侧压力和外侧压力的比值B2；

某体育爱好者在步行时和慢跑时的后足跟部内外侧的压力结果见表1。

表1某体育爱好者在步行时(1.5m/s)的后足跟部内外侧的压力标准化后结果

表2某体育爱好者在慢跑时(3.0m/s)的后足跟部内外侧的压力标准化后结果