利用足底压力揭示糖尿病人异常的步态控制策略

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糖尿病(diabetes)是一种血糖新陈代谢失调引起的慢性疾病,其中糖尿病足(diabetic foot)是常见的一种糖尿病并发症。足底压力测试系统(plantar pressuremeasurement)已经广泛得应用于探索糖尿病人足底压力分布特点的研究当中。研究者还尝试使用这些压力分布的特点对糖尿病足的发生和发展进行更加准确的诊断预测,并提供更加有效的预防措施。但前人关于糖尿病人足底压力分布的研究存在很多不完善的地方:首先,前人对于足底压力分布的研究结果不一致,我们认为其一个主要原因是不同的研究采用于标准化足底压力数据的方法存在差异,并且方法上的缺陷导致没有很好排除体重和行走速度带来的额外影响;其次,前人的研究中经常将分析的重点放在静态的足底压力变量上,比如峰值压强和峰值压力,而足底压力是一个随时间变化的动态变量,这种做法会损失一部分足底压力的信息;此外,前人在神经控制病变(也是糖尿病常见的病变)是否会造成病人更加异常的足底压力分布这一重要问题上的研究结果不一致。综上,在我们的研究中,尝试克服前人研究中的缺陷:首先,我们在数据分析过程中所采用的标准化足底压力数据的方法可以很好的同时消除体重和步速带来的额外影响;此外我们除了分析静态的足底压力变量,还进一步分析了包含时间信息的动态变化的变量,并尝试找出比峰值压强更能预测糖尿病足的足底压力相关的变量;最后,我们探讨了神经病变对糖尿病人运动损伤带来的影响。  实验结果表明:1)如果很好地控制了体重和步速所带来的额外影响,在以往研究中经常出现的病人前脚掌存在过高峰值压强和峰值压力的现象会消失。为了和前人分析峰值压强和峰值压力的方法一致,我们将前脚掌五个趾骨区域合并成一个区域,并计算和分析了合并后的前脚掌峰值压强和峰值压力,依然没有发现糖尿病人和正常人之间有显著性的差异。由此我们认为在以往广泛应用于糖尿病足诊断和评估领域的过高的峰值压强或者峰值压力可能并不是由于糖尿病足本身的病症引起的,更可能的是糖尿病人过大的体重以及较慢的行走速度导致的。2)糖尿病人确实会出现异常的运动控制形式,并且患有外周神经病变(peripheralneuropathy)的病人有着更加异常的表现。这些异常的运动控制形式包括第一趾骨区域的负载下降、全足着地的形式以及对脚掌的依赖向外侧偏移等。外周神经病变是一个长期逐步发展出来的糖尿病并发症。它的主要病症就是外周感知觉的丧失(sensory loss),具体到足底则表现为病人不能很好得感知到异常压力所带来的不适感甚至是疼痛感,因此有可能会导致更加严重的运动控制异常。而足底压力分析的结果也很好地证明了这个观点。
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