研究背景糖尿病足溃疡是糖尿病患者常见慢性并发症之一,据统计15%以上的糖尿病患者会在其生命中发生足部溃疡或坏疽。85%的截肢是由糖尿病足溃疡所致。足底压力增高是糖尿病足溃疡的重要原因之一,其相关性高达70～90%。糖尿病通过影响神经、肌肉、关节等多方面使足部的生物力学发生改变,导致足底压力发生变化。截肢糖尿病足患者大部分为小截肢,而截肢糖尿病足患者具有复发率高的特点。小截肢患者的足部结构改变,足底压力分布重新分布。另外,足底软组织作为保护足部的第一道屏障,足底软组织与足底压力及足溃疡有一定的相关性。预防糖尿病足溃疡发生及复发是减少糖尿病足溃疡的重要策略。全面了解糖尿病患者及小截肢术糖尿病足患者的生物力学及足底软组织的变化可以更好的为预防糖尿病足溃疡提供有用的数据。目的了解糖尿病患者及小截肢糖尿病足患者的生物力学及足底软组织特点及其影响因素。第一部分.2型糖尿病患者足部生物力学分析方法收集303名无溃疡史的糖尿病者的一般资料及生化指标,利用Footscan压力平板采集压力及步态数据。将足底分为成10个区域:第1趾骨(T1)、第2～5趾骨(T2)、第1跖骨(M1)、第2跖骨(M2)、第3跖骨(M3)、第4跖骨(M4)、第5跖骨(M5)、足弓(MF)、足跟内侧(HM)、足跟外侧(HL)。通过该系统收集研究对象自然步态下的以下参数:应力峰值(Peak Force,PF)、压力峰值(Peak Pressure,PP)、接触面积(contact area)、应力-时间积分(force-time integrals,FTI)、压力-时间积分(Pressure-time integrals,PTI)、总时间、步速(speed)、足轴角度(Foot axis angle,FAA)、足弓指数(foot arch index,AI)、支撑时相数据。步态周期分为支撑时期和摆动期。支撑时期根据足刚开始着地时相(initial foot contact)、跖骨刚开始着地时相(initial metatarsal contact)、趾骨刚开始着地时相(initial forefoot flat contact)、足跟离开地面时相(heel off)、趾离地时相(last foot contact)几个关键时刻,支撑时期又分为着地阶段(Initial contact phase)、前掌接触阶段(forefoot contact phase)、整足接触阶段(foot flat forefoot phase)、离地阶段(push off phase)等阶段。将上述4个阶段所用时间与支撑相时间的百分比分别记录为P1、P2、P3、P4。根据足型、足轴角度、神经病变、BMI分组,分析组间的足部生物力学。将各种因素与足底压力进行线性回顾分析。结果1.糖尿病患者的双侧足部生物力学存在差异。与左足相比,右足总接触面积、总应力(T-F)、足轴角度大,总压力峰值低(T-P)、足弓指数小。右足低弓足发生率低,而高弓足发生率高。步态时相、总时间、总应力-时间积分、总压力-时间积分差异均无统计学意义(P>0.05)。与左足相比,右足的M1区域的PP 比左足的高(5.58±2.86 vs 4.90±2.64,P<0.05),左足M3、M4、M5、MF区域的PP均比右足的高(12.61±4.12 vs 10.46±3.20;9.73±4.00vs 7.74±2.96;4.58±2.50 vs 3.68±1.91;2.75±1.26 vs 2.51±1.18,P<0.05)2.足型影响足底压力分布与同侧正常足弓相比,高弓足L-PF(T、M2、MF)、L-FTI(T1、M2、HM、HL)L-PP(T1、M1 M2 HM HL)、L-PTI(M1、M2、HM、HL)、R-PF(T1)、R-FTI(t1)、R-PP(t1、M1、HL)、R-PTI(M1)升高(P<0.05),L-PF(HM)、L-FTI(MF),R-PF(M2、M3、MF)、L-PP(MF)、L-PTI(MF)。下降(P<0.05)。低足弓L-PF(T2、M4、M5)、L-FTI(M4、M5)、L-PP(M5)、L-PTI(M5)、R-PF(M1、M2、M3、HM)、R-FTI(M2、M3)、R-PP(M2、M3)下降(P<0.05),L-PF(MF、HM)、L-FTI(MF),L-PP(MF)、L-PTI(MF)、R-PF(MFF(MF)、R-FTI(MF)R-PP(M5、MF)升高(P<0.05)。3.足轴影响足底压力的分布随着足轴增大 L-PF(t1、Mf、HL)、L-FTI(Mf、HL)、R-PF(HM)、R-FTI(HM、HL)增大(P<O.05),L-PF(T2、M4、M5)、L-FTI(T2、M4、M5)、R-PF(T2)、R-FTI(T1、T2)下降(P<0.05)。随着足轴增大,L-PP(T1、M3、M4、HM)、L-PTI(HM、M3、M4)、R-PP(HM)增大(P<0.05),L-PP(M5)、R-PP(T1))、R-PTI(T2)下降(P<0.05)。4.糖尿病周围神经病变患者足底压与步态的变化。(1)与DC组相比,DPN组右足M1(90.47±55.74 vs 110.88±54.11,P<0.05)、M2(118.17±38.38 vs 127.35±37.13,P<0.05)、M3(99.72±33.78 vs 108.43±35.48,P<0.05)的 FP 降低;DPN 组左足 M3(11.96±3.94 vs 13.15±4.22,P<0.05)、M4(9.14±3.66 vs 10.21±4.22,P<0.05)的PP降低,右足M1(5.04±2.87 vs 6.02±2.79,P<0.05)、M2(9.18±2.77 vs 9.95±2.69,P<0.05)、M3(9.93±3.09 vs 10.90±3.23,P<0.05)的PP显著下降。组间的FTI和PTI未见显著性差异。(2)与DC组相比,DPN组右足的整足接触阶段[59.5(54.25～64.15)%vs 56.8(50.22～62.45),P<0.05]延长,离地阶段[29(24.95～33.65)vs 31.25(25.475～35.775),P<0.05]缩短,总时间[(900±127)vs(858±12),P<0.05]延长,步行速度[(2.28±0.66)vs(2.58±0.67),P<0.05]减慢。5.步速、整足接触阶段(P3)、离地阶段(P4)与峰值压力的相关关系.多个区域的PP与步速呈正相关(P<0.05)。左足T1、T2、M3、M4、M5、MF和右足的T1、T2、M1、M2、M3、M4区域的压力峰值与P3呈负相关(PP<0.05)。多数区域的压力峰值与P4呈正相关(P<0.05).6.BMI对足底压力的影响。(1)将总足底压力≥70N/cm2定义为高危足,则左足高危足占34%,右足为17.7%。除外右足过轻组,随着BMI增大高危足比例显著增加(过轻组、正常组、超重组、肥胖组各组的高危足比例分别为,左:14.3%、20.5%、40.5%、49.1%,P<0.05;右:14.3%、8.9%、19.2%、32.7%,P<0.05)。(2)除足趾外,超重组与肥胖组的多个区域的PF及FTI均比正常BMI组增加,但是肥胖组与超重组间的差异不明显。但是不同BMI组间PTI间的差异并不显著。7.多种因素与足底压力的多重线性回归分析多个足底压力参数的多重线性回归显示,足底压力的影响因素包括体重、身高、年龄、步速、足轴角度、足弓指数、糖尿病病程、糖化血红蛋白、神经病变。影响的较大的因素有体重(β,0.165～0.788,P<0.05);步速(β,-0.467～0.353,P<0.05),身高(β,-0.214～0.379,P<0.05),足轴角度(β,-253～-0.306,P<0.05),足弓指数(β,-329～0.465,P<0.05);神经病变只影响了左足的M4的PP(β,-0.172,P<0.05)。线性回归模型的R2的范围为0.028～0.587。结论1.糖尿病患者的足底压力与步态、步速显著相关。2.高弓足的T1、前足和(或)足跟的足底压力参数增大,中足的则降低;低弓足的前足的压力参数降低而中足则增大。3.随着足轴角度增大,拇趾及足跟的PF、FTI增大,而中外侧跖骨(M4、M5)的PF、FTI降低;中部跖骨(M3、M4)及跟骨内侧(HM)PP、PTI增大。4.DPN患者的足底压力未见升高。超重及肥胖的患者高危足比例明显增加。BMI增加,多个区域的的PF、FTI有显著增大。第二部分小截肢糖尿病足患者的生物力学与足底软组织厚度分析方法纳入小截肢糖尿病足患者24人,无截肢糖尿病患者72人。收集小截肢糖尿病足患者及无截肢及溃疡史糖尿病患者的一般资料,双侧足底压力等数据及拇趾(A1)、第2跖骨(A2)、第3跖骨(A3)、第4跖骨(A4)、中足(A5)、足跟(A6)足底软组织厚度。无截肢组与小截肢组的健侧及患侧的足底压力及足底软组织厚度进行比较。足底软组织厚度与各种因素进行相关分析及线性回归分析。结果1.小截肢患者健侧与患侧各区域足底压力相关参数比较。与健侧对比,患侧M2的FTI增大(28.22±13.53 vs 20.91±9.82,P<0.05)。其余区域各个参数的组间差异均无统计学意义(P>0.05)。2.小截肢患者与无截肢患者的足底压力相关参数比较。与无截肢组相比,健侧的M3(6.74±2.54 vs 9.03±2.4,P<0.05)、M4(5.07±2.41 vs 7.65±2.08,P<0.05)及患侧的M3(6.74±2.54 vs 9.3±2.63,P<0.05)、M4(5.07±2.41 vs 6.1±2.53,P<0.05)PP增大。健侧的M3(2.57±1.01 vs 4.41±2.5,P<0.05)、M4(2.06±1.12 vs 4.2±2.81,P<0.05)、M5(1.24±0.88 vs 2.85±2.7,P<0.05)及患侧M3(2.57±1.01 vs 4.52±2.79,P<0.05)和M4(2.04±0.95 vs 3.25±2.51,P<0.05)的PTI增大。其他压力相关压力参数组间无显著性差异。3.小截肢患者健侧与患侧足底软组织厚度比较。小截肢患者健侧与患侧足底软组织厚度无显著性差异(P>0.05)。健侧A1～A6的足底软组织厚度分别为0.6(0.585～0.8)、0.9(0.645～1)、0.8(0.675～0.95)、0.9(0.45～1.05)、0.8(0.65～0.83)、1.4(0.975～1.5)。患侧的A1～A6的足底软组织厚度分别0.6(0.56～0.9)、0.7(0.68～1)、0.8(0.66～0.8)、0.8(0.7～0.89)、0.97(0.8～1.4)、1.3(0.94～1.4)。4.无截肢组与小截肢组的足底软组织厚度比较无截肢组与小截肢组的足底软组织厚度A1均表现为A6(足跟)最大,A1(拇趾)最小。与无截肢组相比,健侧A2(第二跖骨)[1(0.9～1.2)vs 0.7(0.68～0.7),P<0.05]、A6(足跟)[1.43(1.3～1.7)vs 1.3(0.94～1.4),P<0.05]及患侧 A2(第二跖骨)[1(0.9～1.2)vs 0.9(0.67～1),P<0.05]、A5(中足)[1.15(1～1.3)vs 0.8(0.68～0.82),P<0.05]的软组织厚度均降低。其余部位的软组织厚度的组间差异无统计学意义。5.足底软组织的影响因素。将足底软组织厚度与性别、年龄、身高、体重、病程、HbA1c、有无截肢、步速、足轴、足弓指数进行线性回归分析。纳入线性回归的因素有性别、年龄、身高、体重、有无截肢、足轴角度、足弓指数。不同部位的足底软组织厚度影响因素各有不同。截肢均影响A1～A6足底软组织的厚度(β-0.037～0.197)。线性回归方程的R2的范围为,0.331～0.562。结论1.截肢患者的健侧与患侧足底压力的差异不明显。2.与无截肢组相比,健患侧的中外跖骨的压力峰值及压力-时间积分增大;截肢患者的足底软组织厚度变小。3.足底软组织厚度的影响因素包括性别、年龄、身高、体重、截肢、足轴角度、足弓指数。全文总结1.2型糖尿病患者的BMI、步态、步速、足型、足轴角度显著影响足底压力分布。2.小截肢糖尿病足患者双侧足底压力差异不明显,但是小截肢患者的健侧或患侧的的中外侧跖骨的足底压力峰值及压力时间积分比无截肢患者增高,其足底软组织的厚度降低。3.足底软组织的影响因素包括性别、年龄、身高、体重、截肢、足轴角度、足弓指数。