空气鞋垫压力与步行时长对健康人群微循环的影响及其在糖尿病足溃疡预防中的优化研究

《Scientific Reports》：Exploring air insole pressure and walking durations effects on microcirculation in healthy individuals to optimize diabetic foot ulcers prevention

　　

糖尿病足溃疡(DFUs)作为糖尿病最严重的并发症之一，每年给全球医疗系统带来沉重负担。随着糖尿病患病率持续攀升，如何预防这一致残性并发症成为临床亟待解决的难题。传统预防策略多聚焦于机械性压力监测，却忽视了微循环障碍这一关键病理环节——这正是DFUs发生发展的"隐形推手"。

亚洲大学康复工程实验室的Gilang Titah Ramadhan团队在《Scientific Reports》发表创新研究，首次系统探讨了空气鞋垫压力与步行时长对足部微循环的协同影响。研究人员采用重复测量设计，通过精密控制的GS-701N邵氏硬度计校准三种压力(80/160/240 mmHg)的空气鞋垫，配合3.6 mph标准化步行方案，利用Moor-VMS-LDF2激光多普勒血流仪实时监测第一跖骨头(M1)的血流灌注单位(PU)。研究团队特别设计了20分钟洗脱期以消除残留效应，并通过Butterworth滤波器确保数据质量。

研究结果显示三个关键发现：首先，在10分钟步行条件下，80 mmHg压力组的微循环值(129.4±9.1 PU)显著低于240 mmHg组(163.1±12.6 PU，P=0.035)，证实较高鞋垫压力能更好维持血流灌注。其次，延长步行时间至20分钟可使所有压力组的微循环显著提升，其中80 mmHg组增幅达74.2 PU(效应量d=2.14)，呈现剂量依赖性改善。最后，240 mmHg压力配合20分钟步行产生最优血流值(219.1±11.8 PU)，但各高压组间差异无统计学意义。

在讨论环节，作者深入阐释了这些发现的临床价值：较低压力(80 mmHg)可能通过优化压力分布减少局部缺血风险，这与Jan等提出的"压力梯度理论"相符；而步行时长对微循环的促进作用则与eNOS(内皮型一氧化氮合酶)介导的血管舒张机制相关。研究特别指出，该方案对糖尿病患者的潜在保护作用可能更显著——因其基线微循环功能受损，任何改善都将放大临床收益。

这项研究为DFUs预防提供了双重革新策略：工程上推荐使用160-240 mmHg压力范围的空气鞋垫，临床上建议采用20分钟的中等时长步行方案。团队强调，这种"设备+行为"的联合干预模式，既能规避传统刚性鞋垫的舒适度问题，又避免了单纯运动疗法的不可控风险，为个性化预防开辟了新路径。未来研究可进一步在糖尿病患者中验证该方案的普适性，并探索压力-时长参数的最佳组合曲线。