鞋的質(zhì)地對中老年人健步走時足底壓力的影響

周玫侯勃屹

（1.沈陽體育學(xué)院運動人體科學(xué)學(xué)院；2.沈陽體育學(xué)院研究生部 遼寧沈陽 110102）

鞋的質(zhì)地對中老年人健步走時足底壓力的影響

周玫1侯勃屹2

（1.沈陽體育學(xué)院運動人體科學(xué)學(xué)院；2.沈陽體育學(xué)院研究生部 遼寧沈陽 110102）

針對中老年人健步走過程中穿著不同質(zhì)地底的鞋對足底壓力的影響進行研究。采用Codamotion紅外動作捕捉系統(tǒng)、Footscan壓力平板、信號同步設(shè)備等儀器，采集相關(guān)數(shù)據(jù)進行力學(xué)參數(shù)分析，探討健步走過程中鞋對下肢的生物力學(xué)影響，為中老年人健身如何選擇一雙合理的鞋提供科學(xué)參考。

中老年人 健步走 足底壓力

根據(jù)世界衛(wèi)生組織對年齡階段的劃分，中年人為45～59歲，老年人為60～74歲。根據(jù)我國人口年齡的實際情況，目前女性工人退休年齡為50～60歲，男性的退休年齡為60歲。所以50-60歲這個年齡段的人群閑余時間比較多，50～60歲也是身體各項機能減退的關(guān)鍵時期。所以，這段時期是積極預(yù)防老年病、延緩衰老的重要階段。隨著年齡的增長，肌肉力量日趨減弱、心血管功能逐漸衰減、關(guān)節(jié)活動度也不如從前，選擇適宜的項目進行身體鍛煉至關(guān)重要。健步走是介于散步和慢跑之間的一種運動，動作簡單、對場地沒有特殊要求，平坦即可。更不需要特別的裝備，老少皆宜。隨時隨地都可以進行。是一項非常適合中老年人進行的低成本有氧運動。長期堅持有助于心肺功能的提高。走需要鞋，鞋的舒適由底的質(zhì)地左右著。該研究使用比利時研制的Footscan壓力平板、英國生產(chǎn)的Codamotion紅外動作捕捉系統(tǒng)測試20名中老年人穿著不同質(zhì)地底的鞋進行健步走時的步態(tài)特征以及足底壓力情況，給中老年人健步走提供科學(xué)的指導(dǎo)方案。

圖1　足底區(qū)域分布圖

圖2　膝關(guān)節(jié)角度示意圖

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

隨機選取參加健步走一年以上的健康中老年人（50～60歲）20名為受試者。查閱相關(guān)文獻可知，中老年人健步走適宜的速度一般為每小時5～6km，每分鐘120步左右。

表1　特征時刻膝關(guān)節(jié)角度［°，（±s）］

表1　特征時刻膝關(guān)節(jié)角度［°，（±s）］

平板鞋 　慢跑鞋腳跟著地 　169.65±3.67 　169.07±3.29全腳掌著地 　160.86±2.34 　159.69±2.53腳跟離地 　168.41±2.85 　167.86±3.66

表2　足底各區(qū)域平均壓力峰值分布情況：［N，（±s）］

表2　足底各區(qū)域平均壓力峰值分布情況：［N，（±s）］

注：板鞋與慢跑鞋走有差異△。

分區(qū) 　板鞋 　慢跑鞋Toe 1 　75.4±21.26 　64.3±19.31 Toe 2-5 　37.38±17.32 　31.65±18.72 Meta 1 　85.52±40.35△　116.2±40.31 Meta 2 　245.15±45.69△　196.65±50.62 Meta 3 　142.85±40.23 　133.3±49.54 Meta 4 　53.7±20.49△　78.8±19.54 Meta 5 　23.85±20.61 　31.5±30.45 Midfoot 　422.55±50.45 　443.65±60.14 Heel Medial 　219.8±43.65 　198.65±70.15 Heel Lateral 　227.9±50.63 　209.4±59.12

表3　底各區(qū)域平均壓強峰值分布情況［N/cm2，（±s）］

表3　底各區(qū)域平均壓強峰值分布情況［N/cm2，（±s）］

注：板鞋與慢跑鞋走有差異△。

分區(qū) 　板鞋 　慢跑鞋Toe 1 　4.89±1.54 　5.65±2.31 Toe 2-5 　3.51±1.47 　3.42±2.11 Meta 1 　6.46±2.56 　6.15±2.54 Meta 2 　18.95±4.32 　11.55±6.54 Meta 3 　11.35±4.23 　11.35±3.79 Meta 4 　6.35±2.01 　6.12±0.56 Meta 5 　3.44±1.23 　3.47±1.78 Midfoot 　7.65±1.54 　9.84±2.01 Heel Medial 　14.93±7.44△　10.57±4.21 Heel Lateral 　13.27±6.43 　12.25±5.64

表4　足底各區(qū)域沖量分布情況［N.s，（±s）］

表4　足底各區(qū)域沖量分布情況［N.s，（±s）］

注：板鞋與慢跑鞋走有差異△。

分區(qū) 　板鞋 　慢跑鞋Toe 1 　15.80±11.48△　21.7±9.65 Toe 2-5 　5.65±2.65 　5.32±3.19 Meta 1 　52.60±22.56 　49.37±23.21 Meta 2 　57.75±24.12 　53.26±16.58 Meta 3 　41.50±8.65 　40.34±7.56 Meta 4 　20.57±4.21 　21.75±6.71 Meta 5 　14.16±6.72△　19.24±10.11 Midfoot 　45.24±7.41 　78.61±8.14 Heel Medial 　39.63±11.12 　38.15±13.78 Heel Lateral 　35.75±5.41 　34.31±7.33

1.2 測試儀器

（1）Codamotion紅外動作捕捉系統(tǒng)（英國），可以精確采集到受試者在行走過程中下肢標(biāo)記點的三維變化。標(biāo)記點為主動式紅外發(fā)光點，由驅(qū)動盒進行驅(qū)動，系統(tǒng)對每個標(biāo)記點保持一對一識別。最高采樣頻率為1000Hz。該實驗的采樣頻率為250Hz。

（2）Footscan足底壓力分布步態(tài)分析系統(tǒng)（比利時），平板長度2m，每平方厘米包含4個壓力感受器，采樣頻率為250Hz。

（3）信號同步設(shè)備（比利時），同步頻率250Hz。

（4）鞋。選擇兩種鞋型：平板鞋，鞋底橡膠質(zhì)地，底部整體較為平坦，足跟沒有填充，足弓處沒有支撐。慢跑鞋，TPU材質(zhì)底，底部回彈性能較好，緩沖效果較好，具有抗外翻功能的跟內(nèi)側(cè)墊片。兩種鞋型市場均有銷售。

1.3 測試過程

采用室內(nèi)測試。壓力平板放置在跑道中部。Codamotion紅外動作捕捉系統(tǒng)的采集裝置放置在平板中部左右3m處，高度調(diào)整1.8m。受試者按照1.6m/s的速度行走，分別穿著不同質(zhì)地底的鞋，測量3次，記錄有效數(shù)據(jù)。測試數(shù)據(jù)分別由各設(shè)備自帶系統(tǒng)進行分析整理。

如圖1所示，將足底分為十個區(qū)域。第1趾骨（T1）、第2～5趾骨（T2）、第1跖骨（M1）、第2跖骨（M2）、第3跖骨（M3）、第4跖骨（M4）、第5跖骨（M5）、足弓（MF）、足跟內(nèi)側(cè)（HM）和足跟外側(cè)（HL）。如圖2所示，膝關(guān)節(jié)在矢狀面的角度為α。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

數(shù)據(jù)處理采用SPSS19.0進行描述統(tǒng)計，研究中數(shù)據(jù)均采用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（-χ±s）表示。該文P＜0.01表示具有非常顯著性差異，P＜0.05表示具有顯著性差異，P＞0.05表示沒有顯著性差異。

2 測試結(jié)果

2.1 鞋對行走姿態(tài)的影響

由表1可以看出，著平板鞋組膝關(guān)節(jié)屈曲角度為8.79°，膝關(guān)節(jié)伸展了7.73°。著慢跑鞋組膝關(guān)節(jié)屈曲9.38°，膝關(guān)節(jié)伸展了8.17°，穿著不同的運動鞋行走姿態(tài)的雖然有差異，但不具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

2.2 鞋對足底各分區(qū)平均足底壓力峰值的影響

由表2可以看出，平板鞋與慢跑鞋行走過程中足底平均壓力峰值主要是跖骨區(qū)存在差異，平板鞋組第1、2、4跖骨壓力大顯著大于慢跑鞋組。跖骨區(qū)峰值壓力主要集中的部位在第二跖骨，穿慢跑鞋時跖骨區(qū)峰值相比穿著平板鞋時壓力較低，且足外側(cè)第4、5跖骨區(qū)壓力峰值大于平板鞋。

2.3 鞋對足底各分區(qū)平均足底壓強峰值的影響

由表3可以看出，兩組壓強最大值都出現(xiàn)在第2跖骨區(qū)。穿著慢跑鞋時第2跖骨、足跟內(nèi)側(cè)壓強顯著低于穿著平板鞋的壓強。

2.4 鞋對足底各分區(qū)平均足底沖量的影響

由表4可知，對足弓區(qū)、第5跖骨和第1趾骨區(qū)的沖量進行比較，平板鞋均小于慢跑鞋。穿著慢跑鞋時，足底沖量在足弓處沖量與穿著平板鞋存在非常顯著的差異。

3 分析與建議

鞋對于足的影響首先表現(xiàn)為舒適度，舒適度主要體現(xiàn)在穿著時腳的受力情況。足底壓力測量是重要的力學(xué)性能參量。兩種不同質(zhì)地底的鞋對行走姿態(tài)雖產(chǎn)生了一定的影響但不具有統(tǒng)計學(xué)意義。著慢跑鞋行走時，膝關(guān)節(jié)屈曲角度要大些，說明著慢跑鞋可以適當(dāng)?shù)鼐彌_長時間的行走對膝關(guān)節(jié)的沖擊。足底壓力峰值的大小可以反映出足部易受損的部位，著平板鞋，跖骨區(qū)受力明顯大于著慢跑鞋，特別是第二跖骨。足弓受力以慢跑鞋更為顯著，說明著慢跑鞋時足弓處可以分擔(dān)腳掌的受力，同時跖骨區(qū)的壓力比較平均。從足底壓強峰值也可以看出，著慢跑鞋時第二跖骨處壓強顯著低于著平板鞋時的壓強，著慢跑鞋可以有效地降低長期健步走對于跖骨區(qū)的損傷。對慢跑鞋與平板鞋的足地接觸面積進行比較可以發(fā)現(xiàn)慢跑鞋接觸面積較大，在相同的作用力下壓強會小，同時良好的包裹性對足起到保護的作用。沖量是表示力在一定時間內(nèi)對足底區(qū)域連續(xù)作用所產(chǎn)生的累積效應(yīng)，足的疲勞與沖量有直接關(guān)系。慢跑鞋的減震效果優(yōu)于平板鞋，足弓處沖量增加比較明顯。足弓是人體減緩震動，減輕壓力的主要部位，在運動中能夠避免過度的沖擊力傳遞到脊柱與頭部，造成慢性損傷。綜上所述，選擇一雙舒適度好的鞋，是對足最好的保護，也能增強人們對健身活動的興趣。慢跑鞋的底部減震效果要好于平板鞋，增加了足與地面的接觸時間，減小地面對足的沖擊，避免足的運動損傷，也減小了膝關(guān)節(jié)所受的作用力；慢跑鞋對足的包裹性要好于平板鞋，可降低踝關(guān)節(jié)的受傷幾率。建議以健步走為主要健身方式的中老年人選擇正確的鞋，走出健康，走出快樂。

［1］夏巖.健身走［M］.南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2008.

［2］郝光安.健身走與徒步運動［M］.北京：金盾出版社，2001.

［3］霍洪峰，吳艷霞，高峰，等.男性老年人健步走足底壓力分布與步態(tài)特征［J］.中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，2009（12）：1119-1121.

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G80-32

A

2095-2813（2016）10（a）-0137-03

10.16655/j.cnki.2095-2813.2016.28.137

①2015年遼寧省體育局科研課題立項：中老年人健身走的步態(tài)機理研究和應(yīng)用（項目編號：2015lntyyb-08）；沈陽體育學(xué)院

院管課題：基于步態(tài)分析的中老年人健步走科學(xué)指導(dǎo)方案的研究（項目編號：SK2015506 ）。

周玫（1965—），女，漢，遼寧沈陽人，本科，高級實驗師，研究方向：運動人體科學(xué)。