从鞋垫传感器接触力估算的两周累积腱负荷与跟腱病中跖屈肌功能相关

日常步行为何对脚后跟疼痛重要

许多跑步者和活跃成人会在脚踝后方出现顽固疼痛，称为跟腱病。医生知道跟腱在运动中所承受的负荷会影响康复成败，但在诊所外几乎难以测量。本研究随访了患有跟腱问题的人群两周时间，受试者在鞋内穿着特殊传感鞋垫，将足底受力与力量测试、运动表现和自我报告的症状联系起来。研究结果表明，智能可穿戴设备能够揭示现实生活中负荷与功能的关系，这一点是简单的疼痛评分和活动问卷无法做到的。

在日常生活中追踪腱应力

研究人员招募了十五名被诊断为跟腱病的成人。每位受试者在实验室完成了小腿力量、跳跃和抬跟表现的测量，并填写了关于疼痛、功能受限和通常活动水平的问卷。随后他们回家，在一只鞋内佩戴含有三个压力传感器的薄型鞋垫，最长佩戴两周。这些传感器全天记录跟、足中部和前足下的受力。研究组用基于物理的计算方法将这些接触力转换为对跟腱随时间所承受负荷的估算。

日常负荷与高负荷时刻的区别

为了理解连续力学数据，作者定义了两类累积腱负荷。“总体”负荷计算了所有高于很低基线（类似于轻度坐姿抬跟）的时间，代表一般的日常使用。“高水平”负荷仅统计腱力超过约三倍体重的时段，这个水平相当于步行时的峰值并主要在更具动态性的活动（如剧烈运动、体育活动或反复抬跟）中出现。对每位参与者，这些负荷在所有监测天数内累计，然后除以在配有鞋垫的鞋内腱实际承重的小时数，得到每小时的平均值。

高负荷对小腿功能的提示

当研究人员将基于鞋垫的负荷指标与实验室测试比较时，出现了明确的模式。反映站立和行走混合情况的总体负荷与小腿力量和运动测量之间仅呈弱到中等相关。相比之下，高水平负荷与小腿肌肉和跟腱在高要求任务中的表现高度一致。每小时积累更多高水平负荷的人在快速力量测试中往往能在踝关节产生更大的推力，并且能完成更高的双腿抬跟。自我报告的当前活动水平也与高水平负荷吻合较好，而年龄和症状评分的关联仅有限。换言之，某人在现实生活中多频繁让跟腱承受较强力，与其产生力与功率的能力相符，但不一定与其感到的疼痛程度直接相关。

到底需要多少数据？

佩戴仪器化鞋垫多日有时不便，研究团队因此测试了使用较少天数数据时估算值如何变化。对于总体负荷，即使只是一天的监测也能得到与完整两周图景相当接近的结果。高水平负荷则变异更大：一天的数据可能使个人典型的高负荷暴露被高估或低估超过60%。随着包含天数的增加，准确性稳步提高，大约六天的记录即可较好地逼近完整两周的模式。这表明短期监测能捕捉到日常步行的需求，但要可靠地表征类似运动的高冲击活动则需要更长时间的佩戴。

这对跟腱疼痛患者意味着什么

研究显示，鞋内传感器捕捉到的高强度腱负荷突发与小腿和跟腱的力量与功能密切相关，而简单的全部腱负荷总量和症状问卷只能提供部分信息。标准的抬跟测试和自我报告的活动水平在反映高负荷暴露方面表现尚可，但可能错过个体间的重要差异。通过提供对现实世界中跟腱受力的客观、连续视图，基于鞋垫的监测有望成为定制康复的有用工具——帮助临床医师确保患者既不会让薄弱的跟腱过载，也不会因负荷过低而无法恢复力量。

引用: Song, K., Kwon, M.P., Smith, A.K. et al. Two-week cumulative tendon load estimated from insole sensor contact forces is associated with plantar flexor function in Achilles tendinopathy. Sci Rep 16, 9495 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40438-1

关键词: 跟腱病, 可穿戴传感器, 腱负荷, 康复, 跖屈肌功能