人体测量指标与BMI对足底峰值压力及下肢关节动力学关联的比较研究

《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》：Beyond BMI: The Role of Anthropometric Measurements in Predicting Plantar Pressure Distribution and Gait Biomechanics

　　摘要：足底压力（PP）是评估足部功能、步态异常和损伤风险的关键生物力学参数。尽管体重指数（BMI）与步态过程中足底压力的大小/分布相关，但它是一种粗略的指标，将体成分简化为体重与身高的比值，隐含假设身体比例和体重分布均匀。个体化人体测量参数对足底压力特征的影响仍未得到充分表征，在纳入BMI以外的体型指标方面存在空白。本研究是一项探索性研究，旨在考察人体测量数据、足底峰值压力（PPP）结果以及模型预测的下肢关节动力学之间的关联。研究采用Xsens惯性测量单元和Tekscan步态采集带收集了21名参与者（正常体重、超重、肥胖）的数据。关节动力学通过AnyBody肌肉骨骼模型预测，采用了两种上肢质量缩放方法：固定百分比法（CPB）和体型法（BSB）。皮尔逊相关分析表明，BMI与足底峰值压力（PPP）的关联有限，各群体中仅出现两次显著相关。相比之下，人体测量指标，尤其是肢体长度和周长，表现出更频繁的关联。前臂和肩长各自表现出多达五次显著相关，而胸围、大腿围、脚踝围和腕围也具有意义。与CPB相比，BSB产生了更频繁且通常幅度更大的PPP与动力学相关，表明基于人体测量的缩放方法改变了所观察到的关联模式。在正常体重组中，BSB识别出七次显著相关，而CPB仅识别出两次；在肥胖组中，BSB出现相关系数超过0.9的情况达九次，而CPB仅为三次。这些结果表明BMI与PPP的关联有限且不一致，并支持进一步研究详细人体测量指标在个体化足底压力和步态评估中的应用。