糖尿病足溃疡是糖尿病最严重的并发症。除了糖尿病周围神经病变和下肢血管病变外,糖尿病患者足底压力异常是糖尿病足溃疡发生的独立危险因素。该文从足底压力的定义及测量方法出发,由浅入深地对糖尿病患者足底压力的异常变化、导致足底压力变化的可能机制及目前针对足底压力异常的治疗现状进行了综述。
引用本文: 查盼盼, RajuBista, 王椿. 足底压力与糖尿病. 华西医学, 2018, 33(5): 593-597. doi: 10.7507/1002-0179.201803146 复制
21 世纪以来,糖尿病已成为影响人类身体健康的第三大慢性非传染性流行病。随着经济的发展和人们生活方式的改变,肥胖和超重人口比例增加,中国糖尿病患者已超过 1 亿[1]。调查资料显示糖尿病人群中,糖尿病足溃疡的患病率为 4%~10%,且每年尚有 1.0%~4.1% 的患者新发糖尿病足溃疡,糖尿病患者一生中患糖尿病足的概率为 12%~25%[2]。糖尿病足溃疡截肢率是非糖尿病患者截肢率的 10~15 倍,占非外伤性截肢原因的 85%[3-4];研究显示,截肢患者 5 年病死率为 39%~80%,超过了恶性肿瘤的病死率[2],成为糖尿病最具威胁性的慢性并发症[3],并成为糖尿病患者的主要经济负担[5]。因此,如何早期采取有效的防治措施,预防糖尿病足溃疡的发生,降低糖尿病患者致残率和致死率,提高生活质量,对临床医生来说是一个极大的挑战。
糖尿病足溃疡的形成与很多因素有关,首先是糖尿病周围神经病变导致足部保护性感觉减退,其次是糖尿病周围血管病变导致组织缺血、缺氧,可能合并感染,形成难以愈合的足部溃疡。因此,早期控制血糖、筛查并防治糖尿病神经血管慢性并发症可预防糖尿病足溃疡的发生。此外,糖尿病患者足底压力改变导致行走时步态变化也是糖尿病足发生的一个独立危险因素[6]。自 1976 年 Stokes 等[7]首先发现糖尿病足底溃疡处峰值压力增加后,关于糖尿病患者足底压力的临床研究层出不穷。一项多中心临床研究显示测量足底峰值压力>6 kg/cm2对识别有足溃疡危险的患者具有最高的特异性[8]。本文将对足底压力测定在糖尿病足患者足底溃疡中的临床应用进行综述。
1 足底压力定义及影响因素
糖尿病足相关指南对足底压力的定义为单位面积的足底与地面之间的垂直作用力[9-11]。正常人双足压力基本对称,站立时以足跟为主,行走时足部压力增加且压力分布随之而改变。
糖尿病患者足底压力异常可能与以下因素有关:首先,周围神经病变引起足部小肌肉的萎缩,导致足部支撑面减少和骨突起增加,如锤状趾、拇外翻、夏科关节等,使得全足或者局部压力升高。下肢动脉病变导致患者在行走或者静息时出现缺血性疼痛,从而因此足底压力变化。孙皎等[12]研究发现下肢血管病变患者的足底压力异常的风险为正常的 10.167 倍。其次,超重或者肥胖导致前足外侧的足底压力增加,这与糖尿病性神经病变无关。Shen 等[13]通过比较 1 126 例门诊 2 型糖尿病患者的体质量指数(正常、超重和肥胖)和足底压力-时间积分数据,发现高体质量指数是 2 型糖尿病患者足底压力异常的危险因素。第三,关节活动受限可导致足底压力异常。足部关节僵硬或脱位削弱足底缓震减压功能,造成足底压力异常分布。Hastings 等[14]的研究表明,踝关节背屈受限可能是独立于神经病变,导致糖尿病足底压力升高的一个重要因素。
2 足底压力测定方法
自 1882 年英国人 Beely 率先研究压力分布测量技术以来[15],随着人们对足底压力认识的不断深入,20 世纪 50 年起足底压力测量技术才开始真正进行系统的动力学研究和临床研究,提供了测量足底动静态压力变化的方法,获取足底压力分布的数据。
足底压力的测定包括静态和动态测定两种。静态足底压力测定技术包括足印法、足底压力扫描器、测力板、光学足压器、足底照相机、测力鞋等。
1954 年,Dr. Haris 通过被检测者在哈里斯足板上踩出的足印深浅目测足部压力分布和足弓形态,这是目前最简单便捷的足部压力检测方法。但这种直接复印技术通过主观判断仅可粗略评估足底压力的分布[16],而真正的足底压力分布测试是在 20 世纪 50 年代可视化技术出现后,特别是其后计算机图像技术发展以后才得以实现。
目前用于测量足底压力的设备主要包括足底压力测量平板和鞋内压力测量两大类。当赤脚踩在压力平板或者行走时,利用足印成像技术或计算机压力传感器系统,将静态或动态的足底压力数据传至计算机。该系统可动态显示足底与地面接触时的压力变化,评估足畸形,如扁平足、高弓足、足内外翻等。光学式动态足部压力检测仪可测量最小 2 mm 间距的压力分布,并可 3D 呈现足底压力分布,是目前临床应用较多的评估糖尿病患者足底压力的检测仪。
由于赤足测试,其足底平板压力并不能完全真实反映受试者的运动状态。因此,嵌入鞋或者鞋垫内的穿戴式压力测试装置成为目前研究的热点[17]。相对于足底压力测试平板,这种穿戴式压力测试装置不受空间测试限制,可真实地连续记录受试者在不同运动状态下的足底压力变化,为矫形鞋或减压鞋垫的个体化制作提供了可靠的依据。
3 足底压力测试分析
目前常用的足底压力分析,足底被分为多个区域。例如,RS-SCAN 足底压力测试系统将足底压力分为第 1 趾骨、第 2-5 趾骨、第 1-5 跖骨、足中部(足弓)、足跟内侧和足跟外侧共 10 个区域(图 1)。当然,研究者也可以自行进行区域划分。除临床常用的峰值压力外,其主要评估指标包括足部着地冲量、足底压强变化率和足部稳定性。
所谓压力是指在静态站立或者行走时足垂直作用于地面的力。压强是指单位面积的压力大小。足底峰值压力是反映足底压力分布的重要指标。正常人在行走过程中足跟着地和足跟离地足趾着地时压力最大,在与地面垂直方向上存在压力“双峰”。严励等[18]研究非糖尿病人群的足底压力,正常人足底压力分布由大到小依次为第 2 跖骨头>第 3 跖骨头>第 1 趾>足跟>第 4 跖骨头>第 1 跖骨头>第 5 跖骨头>第 2 趾>足弓>第 3-5 趾。双足的峰值足底压力和压力分布无明显差异。
冲量是外力作用与其作用时间的乘积。足底压力评估中,足部着地冲量代表在行走过程中压力对足底各区域在一定时间内产生的积累效应,也就是足底压力时间曲线。正常人在自然行走时,在第 2、第 3 跖骨和足跟部着地冲量最大。足底压强变化率又称为负荷率,是指足底各个区域压强的变化快慢。通常,足底变化率越快,足底局部接受的压力刺激就越大。此外,还可以通过足底压力测试判断足外翻和足内翻,通过足轴及压力判断内外八字等。

4 糖尿病患者足底压力分布的变化
由于糖尿病患者可能合并局部微循环障碍、周围神经病变及下肢动静脉病变,故其行走时足底压力及步态可能发生改变,异常足底压力即是足溃疡发生的高危部位。Amemiya 等[6]比较了 49 例糖尿病患者和 49 例非糖尿病患者的足底压力,发现糖尿病患者的前足及足跟足底峰值压力、足底压力-时间积分明显增加。虽然国内也报道了多个关于 2 型糖尿病患者足底压力的临床研究结果,但其结果并非完全一致。王峥等[19]采用 FootScan 足底压力测试系统对 312 例 2 型糖尿病足底压力进行测量,发现双足第 1 足趾压力最大,而正常人足底压力较小的第 5 跖骨亦明显增加。李亚洁等[20]357 例 2 型糖尿病患者进行足底压力测量后发现,2 型糖尿病患者双足第 3 跖骨压力最大。亦有研究显示合并周围神经病变的 2 型糖尿病患者第 5 跖骨头足底压力显著性升高[21]。王爱红等[22]亦发现糖尿病合并神经病变患者的第 3、5 跖骨头和拇趾足底压力增高,峰值时间延长。Hastings 等[14]研究显示,合并周围神经病变的糖尿病患者行走时,足底内侧(第 1 足趾,第 1 跖骨,内侧楔骨,舟状和距骨)的压力负荷持续时间增加。谢翠华等[23]的研究表明,合并周围神经病变的糖尿病患者的足跟内侧、足跟外侧、第 1 趾、第 1-4 跖骨头区域的足底压力峰值异常升高,而足中部峰值压力未见明显差异。连晓芬等[24]研究显示,年龄<45 岁和>59 岁的患者中,无论是否合并糖尿病周围神经病变,糖尿病患者双足支撑时间、最大足底压力、平均足底压力均未见明显差异;年龄 45~59 岁患者,合并周围神经病变者的双足支撑时间延长,而左足平均足底压力升高。由此可知,糖尿病、特别是合并周围神经病变的糖尿病患者前足足底压力升高,尤其是第 1 足趾、第 3 和第 5 跖骨头区域,这也是成为糖尿病足溃疡的好发部位。因此,Lavery 等[25]研究显示足底压力异常升高是糖尿病足底溃疡发生的高风险预测因子。
Sacco 等[26]进一步对不同程度神经病变的糖尿病患者足底压力进行分析后发现,合并轻度神经病变的糖尿病患者出现前足足底压力-时间积分增加而足跟峰值压力较低,而合并中、重度神经病变糖尿病患者,前足和足跟足底压力-时间积分增加更为明显。重度神经病变组还可观测到前足外侧和拇指的压力较低,这可能是由于随着神经病变加重,足部肌肉萎缩,远端肌肉活动减少,关节僵硬有关。另外,系统回顾及 Meta 分析显示,踝关节背屈活动受限是独立于糖尿病周围神经病变、导致足底压力增加的重要因素[27]。因此,有必要检查糖尿病患者踝关节背屈活动范围。
5 糖尿病患者足底压力变化的机制
糖尿病足生物力学改变的主要原因之一是周围神经病变。长期血糖升高导致神经末梢微循环障碍,正常的本体感觉受损,出现糖尿病周围神经病变。正常人站立时,足部可根据感觉反馈对双足和身体姿势作细微的调整,避免足底压力长时间集中在一个区域,行走时亦对步态作出反馈性的调整,而周围神经病变不仅导致足底无法适应地面的反作用力,还使这种反馈性调节被大大削弱,造成足底压力的增高和异常分布。糖尿病运动神经受损,导致足内肌肉的去神经支配,足部肌肉萎缩[28],从而干扰了趾屈和趾伸肌之间的正常平衡,导致足畸形,如槌状趾等,可使足底压力异常升高,若未及时治疗,可能发展成足溃疡。
足跟面对冲击时具有减震能力,在行走时足部对凹凸不平地面的适应能力。其距下关节(允许 3 个平面的运动)起着至关重要的作用,而踝关节是控制腿部相对于足部的矢状面运动的主要部位。第 1 跖趾关节和较小跖趾关节的主要运动是在矢状面(背屈和跖屈)。长期高血糖造成细胞外基质糖基化,使关节囊、肌腱等足底软组织结构发生改变,使关节囊和肌腱的弹性和拉伸强度降低,进而导致关节半脱位和关节僵硬。另外,足底软组织的厚度也与足底压力密切相关,尤其是前足的压力分布。糖尿病患者足底脂肪垫组织非特异性纤维化大大削弱了脂肪垫的缓震减压功能。当足部正常解剖结构被破坏,足底部位出现骨突出,骨突出部位的压力升高导致皮肤破溃,形成慢性溃疡。跟腱的破坏挛缩还可能导致足部畸形,如槌状趾。包括骨突出在内的足部畸形已被证明可预测足底压力增加和足溃疡[29]。Sawacha 等[30]利用三维步态分析发现在糖尿病患者足和踝关节附近的许多关节活动性下降。上述足部结构和功能的异常改变最终导致步态异常,足底在负重时对地面对适应性大大降低,某些足底部位易受剪切力,足底压力增加,形成胼胝。
6 糖尿病患者足底压力异常的治疗现状
如上所述,足底压力可预测糖尿病足底溃疡的发生。糖尿病患者可通过提高步态的意识和在行走中使用大幅度运动,以防止足底压力进一步升高。对足底压力分布异常的糖尿病患者,还可通过被动运动来增加踝关节活动范围和适当锻炼增加下肢肌肉力量[31]。糖尿病患者亦可穿戴矫形鞋或者减压鞋垫分散足底压力,从而预防糖尿病足溃疡的发生[32]。国际糖尿病联盟 2017 年发布的糖尿病足临床实践指南中指出,预防糖尿病足的首要和最重要的措施之一就是教育患者穿合适的鞋,使用合适的鞋垫[33]。虽然无统一标准,但是护足鞋或者鞋垫必须能够降低足底压力。通常建议糖尿病患者穿具有额外深度和前足宽度的特制鞋,从而增加前足和地面接触时间,降低峰值压强,从而预防糖尿病足底溃疡的发生。对已发生足溃疡的糖尿病患者,根据检测的足底压力正确穿着矫形鞋后,溃疡复发的风险降低 46%[34]。
目前关于手术减轻足底压力的证据还不够充分。van Schie 等[35]比较了从跖骨下分别注射液体硅树胶和生理盐水对减轻足底压力的效果,发现在 12 个月内注射液体硅树胶可显著降低足底峰值压力,但在 24 个月随访后却没有差别。Salsich 等[36]评估了对接受跟腱延长术加完全接触支具治疗和单独完全接触支具治疗的患者的足底峰值压力,发现接受跟腱延长术后 8 个月内前足压力显著减少,而这种前足压力的降低可能与足底跖屈力量的改变有关。另有多个研究表明,跟腱延长术和跖骨头切除术可以减少前足压力,但跖骨头切除术可能增加足底其他部位的压力[37-38]。此外,亦有研究显示,有规律的骨痂切除及去除胼胝有利于减少足底压力[39-40]。
7 结语
糖尿病患者,特别是合并糖尿病周围神经病变的患者存在足底压力分布异常,以前足压力异常升高为主,第 1 足趾和第 3、5 跖骨头区域压力升高明显,成为糖尿病足溃疡发生的高危部位。因此,有必要对合并周围神经病变的糖尿病患者进行早期足底压力筛查,并早期教育,预防糖尿病足溃疡的发生。
21 世纪以来,糖尿病已成为影响人类身体健康的第三大慢性非传染性流行病。随着经济的发展和人们生活方式的改变,肥胖和超重人口比例增加,中国糖尿病患者已超过 1 亿[1]。调查资料显示糖尿病人群中,糖尿病足溃疡的患病率为 4%~10%,且每年尚有 1.0%~4.1% 的患者新发糖尿病足溃疡,糖尿病患者一生中患糖尿病足的概率为 12%~25%[2]。糖尿病足溃疡截肢率是非糖尿病患者截肢率的 10~15 倍,占非外伤性截肢原因的 85%[3-4];研究显示,截肢患者 5 年病死率为 39%~80%,超过了恶性肿瘤的病死率[2],成为糖尿病最具威胁性的慢性并发症[3],并成为糖尿病患者的主要经济负担[5]。因此,如何早期采取有效的防治措施,预防糖尿病足溃疡的发生,降低糖尿病患者致残率和致死率,提高生活质量,对临床医生来说是一个极大的挑战。
糖尿病足溃疡的形成与很多因素有关,首先是糖尿病周围神经病变导致足部保护性感觉减退,其次是糖尿病周围血管病变导致组织缺血、缺氧,可能合并感染,形成难以愈合的足部溃疡。因此,早期控制血糖、筛查并防治糖尿病神经血管慢性并发症可预防糖尿病足溃疡的发生。此外,糖尿病患者足底压力改变导致行走时步态变化也是糖尿病足发生的一个独立危险因素[6]。自 1976 年 Stokes 等[7]首先发现糖尿病足底溃疡处峰值压力增加后,关于糖尿病患者足底压力的临床研究层出不穷。一项多中心临床研究显示测量足底峰值压力>6 kg/cm2对识别有足溃疡危险的患者具有最高的特异性[8]。本文将对足底压力测定在糖尿病足患者足底溃疡中的临床应用进行综述。
1 足底压力定义及影响因素
糖尿病足相关指南对足底压力的定义为单位面积的足底与地面之间的垂直作用力[9-11]。正常人双足压力基本对称,站立时以足跟为主,行走时足部压力增加且压力分布随之而改变。
糖尿病患者足底压力异常可能与以下因素有关:首先,周围神经病变引起足部小肌肉的萎缩,导致足部支撑面减少和骨突起增加,如锤状趾、拇外翻、夏科关节等,使得全足或者局部压力升高。下肢动脉病变导致患者在行走或者静息时出现缺血性疼痛,从而因此足底压力变化。孙皎等[12]研究发现下肢血管病变患者的足底压力异常的风险为正常的 10.167 倍。其次,超重或者肥胖导致前足外侧的足底压力增加,这与糖尿病性神经病变无关。Shen 等[13]通过比较 1 126 例门诊 2 型糖尿病患者的体质量指数(正常、超重和肥胖)和足底压力-时间积分数据,发现高体质量指数是 2 型糖尿病患者足底压力异常的危险因素。第三,关节活动受限可导致足底压力异常。足部关节僵硬或脱位削弱足底缓震减压功能,造成足底压力异常分布。Hastings 等[14]的研究表明,踝关节背屈受限可能是独立于神经病变,导致糖尿病足底压力升高的一个重要因素。
2 足底压力测定方法
自 1882 年英国人 Beely 率先研究压力分布测量技术以来[15],随着人们对足底压力认识的不断深入,20 世纪 50 年起足底压力测量技术才开始真正进行系统的动力学研究和临床研究,提供了测量足底动静态压力变化的方法,获取足底压力分布的数据。
足底压力的测定包括静态和动态测定两种。静态足底压力测定技术包括足印法、足底压力扫描器、测力板、光学足压器、足底照相机、测力鞋等。
1954 年,Dr. Haris 通过被检测者在哈里斯足板上踩出的足印深浅目测足部压力分布和足弓形态,这是目前最简单便捷的足部压力检测方法。但这种直接复印技术通过主观判断仅可粗略评估足底压力的分布[16],而真正的足底压力分布测试是在 20 世纪 50 年代可视化技术出现后,特别是其后计算机图像技术发展以后才得以实现。
目前用于测量足底压力的设备主要包括足底压力测量平板和鞋内压力测量两大类。当赤脚踩在压力平板或者行走时,利用足印成像技术或计算机压力传感器系统,将静态或动态的足底压力数据传至计算机。该系统可动态显示足底与地面接触时的压力变化,评估足畸形,如扁平足、高弓足、足内外翻等。光学式动态足部压力检测仪可测量最小 2 mm 间距的压力分布,并可 3D 呈现足底压力分布,是目前临床应用较多的评估糖尿病患者足底压力的检测仪。
由于赤足测试,其足底平板压力并不能完全真实反映受试者的运动状态。因此,嵌入鞋或者鞋垫内的穿戴式压力测试装置成为目前研究的热点[17]。相对于足底压力测试平板,这种穿戴式压力测试装置不受空间测试限制,可真实地连续记录受试者在不同运动状态下的足底压力变化,为矫形鞋或减压鞋垫的个体化制作提供了可靠的依据。
3 足底压力测试分析
目前常用的足底压力分析,足底被分为多个区域。例如,RS-SCAN 足底压力测试系统将足底压力分为第 1 趾骨、第 2-5 趾骨、第 1-5 跖骨、足中部(足弓)、足跟内侧和足跟外侧共 10 个区域(图 1)。当然,研究者也可以自行进行区域划分。除临床常用的峰值压力外,其主要评估指标包括足部着地冲量、足底压强变化率和足部稳定性。
所谓压力是指在静态站立或者行走时足垂直作用于地面的力。压强是指单位面积的压力大小。足底峰值压力是反映足底压力分布的重要指标。正常人在行走过程中足跟着地和足跟离地足趾着地时压力最大,在与地面垂直方向上存在压力“双峰”。严励等[18]研究非糖尿病人群的足底压力,正常人足底压力分布由大到小依次为第 2 跖骨头>第 3 跖骨头>第 1 趾>足跟>第 4 跖骨头>第 1 跖骨头>第 5 跖骨头>第 2 趾>足弓>第 3-5 趾。双足的峰值足底压力和压力分布无明显差异。
冲量是外力作用与其作用时间的乘积。足底压力评估中,足部着地冲量代表在行走过程中压力对足底各区域在一定时间内产生的积累效应,也就是足底压力时间曲线。正常人在自然行走时,在第 2、第 3 跖骨和足跟部着地冲量最大。足底压强变化率又称为负荷率,是指足底各个区域压强的变化快慢。通常,足底变化率越快,足底局部接受的压力刺激就越大。此外,还可以通过足底压力测试判断足外翻和足内翻,通过足轴及压力判断内外八字等。

4 糖尿病患者足底压力分布的变化
由于糖尿病患者可能合并局部微循环障碍、周围神经病变及下肢动静脉病变,故其行走时足底压力及步态可能发生改变,异常足底压力即是足溃疡发生的高危部位。Amemiya 等[6]比较了 49 例糖尿病患者和 49 例非糖尿病患者的足底压力,发现糖尿病患者的前足及足跟足底峰值压力、足底压力-时间积分明显增加。虽然国内也报道了多个关于 2 型糖尿病患者足底压力的临床研究结果,但其结果并非完全一致。王峥等[19]采用 FootScan 足底压力测试系统对 312 例 2 型糖尿病足底压力进行测量,发现双足第 1 足趾压力最大,而正常人足底压力较小的第 5 跖骨亦明显增加。李亚洁等[20]357 例 2 型糖尿病患者进行足底压力测量后发现,2 型糖尿病患者双足第 3 跖骨压力最大。亦有研究显示合并周围神经病变的 2 型糖尿病患者第 5 跖骨头足底压力显著性升高[21]。王爱红等[22]亦发现糖尿病合并神经病变患者的第 3、5 跖骨头和拇趾足底压力增高,峰值时间延长。Hastings 等[14]研究显示,合并周围神经病变的糖尿病患者行走时,足底内侧(第 1 足趾,第 1 跖骨,内侧楔骨,舟状和距骨)的压力负荷持续时间增加。谢翠华等[23]的研究表明,合并周围神经病变的糖尿病患者的足跟内侧、足跟外侧、第 1 趾、第 1-4 跖骨头区域的足底压力峰值异常升高,而足中部峰值压力未见明显差异。连晓芬等[24]研究显示,年龄<45 岁和>59 岁的患者中,无论是否合并糖尿病周围神经病变,糖尿病患者双足支撑时间、最大足底压力、平均足底压力均未见明显差异;年龄 45~59 岁患者,合并周围神经病变者的双足支撑时间延长,而左足平均足底压力升高。由此可知,糖尿病、特别是合并周围神经病变的糖尿病患者前足足底压力升高,尤其是第 1 足趾、第 3 和第 5 跖骨头区域,这也是成为糖尿病足溃疡的好发部位。因此,Lavery 等[25]研究显示足底压力异常升高是糖尿病足底溃疡发生的高风险预测因子。
Sacco 等[26]进一步对不同程度神经病变的糖尿病患者足底压力进行分析后发现,合并轻度神经病变的糖尿病患者出现前足足底压力-时间积分增加而足跟峰值压力较低,而合并中、重度神经病变糖尿病患者,前足和足跟足底压力-时间积分增加更为明显。重度神经病变组还可观测到前足外侧和拇指的压力较低,这可能是由于随着神经病变加重,足部肌肉萎缩,远端肌肉活动减少,关节僵硬有关。另外,系统回顾及 Meta 分析显示,踝关节背屈活动受限是独立于糖尿病周围神经病变、导致足底压力增加的重要因素[27]。因此,有必要检查糖尿病患者踝关节背屈活动范围。
5 糖尿病患者足底压力变化的机制
糖尿病足生物力学改变的主要原因之一是周围神经病变。长期血糖升高导致神经末梢微循环障碍,正常的本体感觉受损,出现糖尿病周围神经病变。正常人站立时,足部可根据感觉反馈对双足和身体姿势作细微的调整,避免足底压力长时间集中在一个区域,行走时亦对步态作出反馈性的调整,而周围神经病变不仅导致足底无法适应地面的反作用力,还使这种反馈性调节被大大削弱,造成足底压力的增高和异常分布。糖尿病运动神经受损,导致足内肌肉的去神经支配,足部肌肉萎缩[28],从而干扰了趾屈和趾伸肌之间的正常平衡,导致足畸形,如槌状趾等,可使足底压力异常升高,若未及时治疗,可能发展成足溃疡。
足跟面对冲击时具有减震能力,在行走时足部对凹凸不平地面的适应能力。其距下关节(允许 3 个平面的运动)起着至关重要的作用,而踝关节是控制腿部相对于足部的矢状面运动的主要部位。第 1 跖趾关节和较小跖趾关节的主要运动是在矢状面(背屈和跖屈)。长期高血糖造成细胞外基质糖基化,使关节囊、肌腱等足底软组织结构发生改变,使关节囊和肌腱的弹性和拉伸强度降低,进而导致关节半脱位和关节僵硬。另外,足底软组织的厚度也与足底压力密切相关,尤其是前足的压力分布。糖尿病患者足底脂肪垫组织非特异性纤维化大大削弱了脂肪垫的缓震减压功能。当足部正常解剖结构被破坏,足底部位出现骨突出,骨突出部位的压力升高导致皮肤破溃,形成慢性溃疡。跟腱的破坏挛缩还可能导致足部畸形,如槌状趾。包括骨突出在内的足部畸形已被证明可预测足底压力增加和足溃疡[29]。Sawacha 等[30]利用三维步态分析发现在糖尿病患者足和踝关节附近的许多关节活动性下降。上述足部结构和功能的异常改变最终导致步态异常,足底在负重时对地面对适应性大大降低,某些足底部位易受剪切力,足底压力增加,形成胼胝。
6 糖尿病患者足底压力异常的治疗现状
如上所述,足底压力可预测糖尿病足底溃疡的发生。糖尿病患者可通过提高步态的意识和在行走中使用大幅度运动,以防止足底压力进一步升高。对足底压力分布异常的糖尿病患者,还可通过被动运动来增加踝关节活动范围和适当锻炼增加下肢肌肉力量[31]。糖尿病患者亦可穿戴矫形鞋或者减压鞋垫分散足底压力,从而预防糖尿病足溃疡的发生[32]。国际糖尿病联盟 2017 年发布的糖尿病足临床实践指南中指出,预防糖尿病足的首要和最重要的措施之一就是教育患者穿合适的鞋,使用合适的鞋垫[33]。虽然无统一标准,但是护足鞋或者鞋垫必须能够降低足底压力。通常建议糖尿病患者穿具有额外深度和前足宽度的特制鞋,从而增加前足和地面接触时间,降低峰值压强,从而预防糖尿病足底溃疡的发生。对已发生足溃疡的糖尿病患者,根据检测的足底压力正确穿着矫形鞋后,溃疡复发的风险降低 46%[34]。
目前关于手术减轻足底压力的证据还不够充分。van Schie 等[35]比较了从跖骨下分别注射液体硅树胶和生理盐水对减轻足底压力的效果,发现在 12 个月内注射液体硅树胶可显著降低足底峰值压力,但在 24 个月随访后却没有差别。Salsich 等[36]评估了对接受跟腱延长术加完全接触支具治疗和单独完全接触支具治疗的患者的足底峰值压力,发现接受跟腱延长术后 8 个月内前足压力显著减少,而这种前足压力的降低可能与足底跖屈力量的改变有关。另有多个研究表明,跟腱延长术和跖骨头切除术可以减少前足压力,但跖骨头切除术可能增加足底其他部位的压力[37-38]。此外,亦有研究显示,有规律的骨痂切除及去除胼胝有利于减少足底压力[39-40]。
7 结语
糖尿病患者,特别是合并糖尿病周围神经病变的患者存在足底压力分布异常,以前足压力异常升高为主,第 1 足趾和第 3、5 跖骨头区域压力升高明显,成为糖尿病足溃疡发生的高危部位。因此,有必要对合并周围神经病变的糖尿病患者进行早期足底压力筛查,并早期教育,预防糖尿病足溃疡的发生。