有鞋帶跑鞋和松緊鞋舌跑鞋跑步主觀舒適度、足底壓力和后足運(yùn)動(dòng)參數(shù)比較

洪友廉 王琳 周繼和 李靜先

1 成都體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)系（成都 610041） 2 香港中文大學(xué)體育運(yùn)動(dòng)科學(xué)系3 School of Human Kinetics，University of Ottawa，Ottawa，Canada 4 天津體育學(xué)院健康與運(yùn)動(dòng)科學(xué)系

跑步是最普遍的運(yùn)動(dòng)之一［1］。跑鞋是跑步時(shí)的重要裝備。對(duì)跑鞋的生物力學(xué)研究指出，跑鞋的不同設(shè)計(jì)，例如鞋底后跟厚度、鞋墊材料、鞋幫高度等影響后足運(yùn)動(dòng)［2-5］、足底的壓力分布［6-9］以及鞋的舒適度［2，9-12］。這些參數(shù)已廣泛作為運(yùn)動(dòng)鞋的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

鞋帶裝置是運(yùn)動(dòng)鞋設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)并引起許多研發(fā)人員的注意。Frey認(rèn)為鞋帶可以使鞋更貼腳，可以使鞋對(duì)足面的作用力均勻分布。然而，至今并無(wú)證據(jù)支持這一說(shuō)法［13］。Hagen和Henning［14-16］令受試者穿同一跑鞋，但使用不同的鞋帶孔并憑自己的感覺(jué)將鞋帶系成松、一般和緊三種程度，觀察其對(duì)足底壓力分布、足底沖擊的減緩和后足控制的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同系鞋帶方式對(duì)鞋－腳配合有顯著影響，其中緊綁鞋帶使鞋的貼腳效果較好。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外眾多制鞋廠商試圖設(shè)計(jì)新型的不用鞋帶的運(yùn)動(dòng)鞋。此類(lèi)運(yùn)動(dòng)鞋采用中國(guó)傳統(tǒng)布鞋的緊鞋方式，即松緊鞋舌取代鞋帶。但該設(shè)計(jì)在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)上的合理性尚未得到論證。本研究通過(guò)比較松緊鞋舌式跑鞋與有鞋帶跑鞋在跑步時(shí)在主觀舒適度、足底壓力分布和后足運(yùn)動(dòng)參數(shù)等方面的區(qū)別，為運(yùn)動(dòng)者正確選擇跑鞋提供參考。本研究的無(wú)效假設(shè)是采用松緊鞋舌和采用一般鞋帶的跑鞋在主觀舒適性、足底壓力和后足內(nèi)外翻控制上無(wú)區(qū)別。

1 對(duì)象與方法

1.1 受試者

15位業(yè)余跑步愛(ài)好者應(yīng)邀參加本研究作為受試者。所有受試者跑步時(shí)均腳跟先落地，鞋碼為歐碼41；均無(wú)神經(jīng)肌肉、前庭和視覺(jué)系統(tǒng)疾病。受試者均為男性，以排除在跑步生物力學(xué)上的性別差異。測(cè)試前，通過(guò)踢球的方法判斷受試者的優(yōu)勢(shì)腳，所有受試者均為右利。本測(cè)試所有受試者均已知情并自愿參加本測(cè)試。

1.2 測(cè)試跑鞋

由專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)鞋廠制造兩款樣板跑鞋。兩款鞋僅在緊鞋方式上有區(qū)別：一款為普通鞋帶，另一款是松緊鞋舌。每位參加者均得到兩款鞋各一雙。正式實(shí)驗(yàn)時(shí)，受試者按自己的習(xí)慣掌握鞋帶的松緊度。松緊鞋舌式跑鞋的松緊度由受試者根據(jù)足背圍度自動(dòng)調(diào)整。測(cè)試過(guò)程中，隨機(jī)安排受試者穿著兩款跑鞋進(jìn)行測(cè)試，以避免跑鞋測(cè)試次序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。

1.3 測(cè)試程序

1.3.1 主觀舒適度測(cè)試

采用一份經(jīng)檢驗(yàn)證實(shí)可靠的問(wèn)卷（視覺(jué)評(píng)價(jià)量表）評(píng)價(jià)受試者穿著跑鞋的舒適感［5，12］。主觀舒適度量表引自加拿大科學(xué)家的研究，包括9個(gè)問(wèn)題：Q1總體舒適，Q2后跟緩沖，Q3前腳掌緩沖，Q4內(nèi)－外方向上的控制，Q5足弓高度，Q6后跟鞋幫的貼腳，Q7后跟的寬度，Q8鞋前腳的寬度，Q9鞋的長(zhǎng)度［12］。要求受試者根據(jù)自己的主觀感受，在一條10厘米長(zhǎng)的橫線上（“0”代表最不舒適；“10”代表最舒適）劃一條豎線表示自己對(duì)該項(xiàng)目的主觀舒適感覺(jué)程度。實(shí)驗(yàn)在田徑場(chǎng)跑道上進(jìn)行。在穿著每雙測(cè)試鞋跑步之前，受試者均穿著對(duì)比鞋完成相同的運(yùn)動(dòng)，保證測(cè)試前受試者足部主觀舒適度處于同樣水平。對(duì)比鞋是由實(shí)驗(yàn)室提供的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)跑鞋。受試者穿著每一雙測(cè)試鞋采用自感舒適的速度跑完450米后填寫(xiě)舒適性問(wèn)卷。

1.3.2 后足內(nèi)、外翻運(yùn)動(dòng)測(cè)試

在活動(dòng)跑臺(tái)正后方固定一臺(tái)攝像機(jī)（9800，JVC Inc.，Japan），以200 Hz之頻率拍攝跑步者后足的動(dòng)作。為便于實(shí)驗(yàn)后自動(dòng)解析錄像畫(huà)面，根據(jù)文獻(xiàn)以及美國(guó)測(cè)試與材料學(xué)會(huì)批準(zhǔn)的用于研究鞋對(duì)后足運(yùn)動(dòng)控制的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法［2，17，18］，在受試者的利側(cè)腿上固定4個(gè)反光球。第1個(gè)球位于跟腱上踝關(guān)節(jié)上方4 cm，第2個(gè)位于膝關(guān)節(jié)后側(cè)中點(diǎn)和第一個(gè)球連線的中點(diǎn)位置，第3個(gè)位于鞋后跟鞋幫中線上跟腱的附著點(diǎn)，第4個(gè)位于鞋后跟鞋幫的中線上鞋底的上部。第1和第2個(gè)球之連線與第3和第4個(gè)球之連線的夾角為足跟相對(duì)小腿的內(nèi)翻和外翻角度（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為后足角度）。為抵消受試者個(gè)體后足角度的解剖學(xué)差異，我們測(cè)量了所有受試者在標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)下的后足角度。標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)為正常站立，足跟分開(kāi)5 cm，兩腳外翻7°［17］。將每位受試者在標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)下的后足角度作為參考值以修訂正式跑步測(cè)試中得到的后足角度。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)下的后足角度后，受試者在活動(dòng)跑臺(tái)上跑3分鐘（速度3.8 m/s），拍攝最后30秒的優(yōu)勢(shì)腿的10個(gè)落地動(dòng)作。采用運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)（APAS，Ariel Dynamics Inc.，USA）處理錄像圖像以計(jì)算后足角度。修訂后的正值反映足跟相對(duì)于小腿的內(nèi)翻，負(fù)值反映足跟相對(duì)于小腿的外翻。采用后足落地角、后足最大外翻角、后足角變化范圍（即后足最大內(nèi)翻角減最大外翻角的絕對(duì)值）3個(gè)參數(shù)評(píng)價(jià)后足運(yùn)動(dòng)。

1.3.3 足底壓力測(cè)試

采用鞋墊測(cè)力系統(tǒng)（Novel Pedar System，Germany）測(cè)量受試者在跑步時(shí)利側(cè)腿的足底壓力。采樣頻率為100 Hz。受試者以3.3 m/s的速度在跑臺(tái)上跑2分鐘，分析優(yōu)勢(shì)腿10個(gè)成功步態(tài)的足底壓力。測(cè)試中，每個(gè)鞋墊均根據(jù)足的解剖特點(diǎn)劃分成9個(gè)區(qū)域，即M1足跟內(nèi)側(cè)，M2足跟外側(cè)，M3足弓內(nèi)側(cè)，M4足弓外側(cè)，M5第1跖趾關(guān)節(jié)，M6第2和第3跖趾關(guān)節(jié)，M7第4和第5跖趾關(guān)節(jié)，M8大拇趾，M9其他腳趾。此分法在許多已報(bào)道的研究中廣泛采用［19，20］。測(cè)試指標(biāo)包括每一區(qū)域的最大壓強(qiáng)和接觸面積。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有參數(shù)均表示為平均數(shù)（ ）和標(biāo)準(zhǔn)差（s）。采用SPSS 12.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，驗(yàn)證兩款鞋是否存在差異。顯著性差異水平為P < 0.05。

2 結(jié)果

2.1 主觀舒適度測(cè)試

表1顯示，在主觀舒適度測(cè)試中，有鞋帶跑鞋的前腳掌緩沖、后鞋跟幫貼腳、后跟寬度、鞋前腳寬度和鞋長(zhǎng)度等方面的舒適度得分明顯好于松緊鞋舌跑鞋，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 有鞋帶跑鞋和松緊鞋舌跑鞋主觀舒適度評(píng)價(jià)比較

2.2 后足運(yùn)動(dòng)測(cè)試

圖1顯示，與有鞋帶跑鞋相比，松緊鞋舌跑鞋的后足最大外翻角較大（P < 0.05），后足落地角和后足角變化范圍無(wú)明顯差異。

2.3 足底壓力測(cè)試

圖2顯示，在足底壓力測(cè)試中，松緊鞋舌跑鞋足底分區(qū)中的第4和第5跖趾關(guān)節(jié)分區(qū)足底最大壓強(qiáng)較有鞋帶跑鞋增加（P < 0.05）。兩款跑鞋其它分區(qū)的足底最大壓強(qiáng)無(wú)明顯差異。兩種跑鞋足底各分區(qū)的觸地面積無(wú)明顯差異。

3 討論

Frey推測(cè)可通過(guò)調(diào)整鞋帶松緊使鞋適應(yīng)腳型，幫助跑步者獲得更好的舒適度［13］。本研究中，跑鞋舒適度問(wèn)卷結(jié)果顯示，有鞋帶跑鞋的一些主觀舒適度評(píng)分明顯好于松緊鞋舌跑鞋，此結(jié)果支持Frey的假設(shè)。在舒適度評(píng)分中，采用松緊鞋舌跑鞋在前腳掌緩沖上得分較低。有研究認(rèn)為，跑步中足底壓強(qiáng)分布影響跑步者主觀舒適度評(píng)價(jià)［11，21］。較高的足底壓強(qiáng)降低足底主觀舒適度［22］。一些研究將足底壓力測(cè)試系統(tǒng)用于研究不同跑鞋的足底緩沖［6，23，24］。本研究中，松緊鞋舌跑鞋在第4和第5跖趾關(guān)節(jié)分區(qū)足底壓強(qiáng)較有鞋帶跑鞋高，這會(huì)降低其在前腳掌緩沖上的主觀舒適度。與有鞋帶跑鞋相比，松緊鞋舌跑鞋在后鞋跟幫貼腳、后跟寬度、鞋前腳寬度和鞋長(zhǎng)度等方面的主觀舒適度評(píng)分較低。在整體主觀舒適度評(píng)價(jià)上，兩款鞋之間雖無(wú)顯著性差異，但有鞋帶跑鞋得分有高于松緊鞋舌跑鞋的趨勢(shì)（P = 0.074），表明穿著松緊鞋舌跑鞋降低了跑步者的主觀舒適度。

本研究中，松緊鞋舌跑鞋在第4和第5跖趾關(guān)節(jié)分區(qū)足底壓強(qiáng)高于有鞋帶跑鞋。Hagen和Henning［15］曾報(bào)道過(guò)類(lèi)似結(jié)果，在他們的研究中，受試者穿著鞋帶系成不同松緊程度（松、一般和緊）的跑鞋跑步，鞋帶較松跑鞋的足底壓強(qiáng)最高，鞋帶較緊跑鞋在足底中足外側(cè)區(qū)壓強(qiáng)較低。較高的足底壓強(qiáng)增加長(zhǎng)距離跑步運(yùn)動(dòng)中足部產(chǎn)生過(guò)勞性損傷的危險(xiǎn)性。此外，過(guò)度足外翻（Excessive pronation）也是造成下肢運(yùn)動(dòng)損傷的重要因素之一［25］。Sandrey等發(fā)現(xiàn)鞋帶的特殊綁法可有效控制足球運(yùn)動(dòng)員正常跑動(dòng)時(shí)的過(guò)度足外翻［26］。一些研究者猜想，穿著鞋帶較松的跑鞋跑步時(shí)，跑步者足外翻角度可能較大［15］。而相關(guān)研究未證實(shí)這一假設(shè)。本研究中，松緊鞋舌跑鞋足外翻角度大于有鞋帶跑鞋，可證實(shí)上述假設(shè)，鞋帶幫助足跟與鞋后跟部分貼合，更好控制后足運(yùn)動(dòng)。如果跑步者穿著松緊鞋舌式跑鞋跑步，可能增加損傷幾率。

合腳的運(yùn)動(dòng)鞋幫助防止運(yùn)動(dòng)損傷和增加跑步中的舒適度［27-29］。如Avramakis等研究發(fā)現(xiàn)，鞋筒和鞋底高度影響足和踝側(cè)向運(yùn)動(dòng)的能力，而鞋幫影響足外翻［30］。本研究中，松緊鞋舌式跑鞋較有鞋帶跑鞋有較低的主觀舒適度評(píng)分、較大的足外翻角度和較高的足底壓力，考慮跑步中運(yùn)動(dòng)損傷的相關(guān)因素，松緊鞋舌設(shè)計(jì)并不適合跑鞋。有鞋帶跑鞋較松緊鞋舌跑鞋能更好控制上述因素，可幫助防止運(yùn)動(dòng)損傷。

4 總結(jié)

鞋帶可幫助跑鞋獲得更好的合腳性，有利于跑步者的腳在鞋內(nèi)的固定，增加穿著運(yùn)動(dòng)鞋的主觀舒適度，防止跑步中的過(guò)度足外翻以及降低足底壓力。松緊鞋舌式設(shè)計(jì)并不適合于跑鞋。

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