體育鍛煉對肥胖兒童足底壓力的影響

汪海濱，蔡瑞寶

(池州學院 體育系，安徽 池州 247000)

體育鍛煉對肥胖兒童足底壓力的影響

汪海濱，蔡瑞寶

(池州學院 體育系，安徽 池州 247000)

以南京市城區某所小學8-12歲小學生為研究對象，進行三個月的體育鍛煉，實驗前后對受試者身體成分、各項運動指標、足底壓力等各個指標進行監測，收集數據，使用spss13.0對實驗數據進行統計分析。結果表明：（1）兒童足弓具有一定的可塑性；（2）肥胖兒童在行走和跑步過程中足有外翻的傾向，跑步時大于行走；（3）經過三個月的健身鍛煉，肥胖兒童運動時的平衡能力增加，減少了發生運動損傷的可能性。

體育鍛煉; 肥胖兒童; 足底壓力

行走是人在日常生活中重復最多的一種動作，正常行走是人正常生活的最基本的保障，特別對于肥胖兒童來說，如何通過體育鍛煉減少身體脂肪和增強體質事關重大。然而在運動處方的設計中，所有的運動基本上都以下肢的活動為主，特別是與地面唯一接觸點的足，通過觀察足底壓力的變化能夠反應身體在運動中的平衡以及發現下肢運動潛在的危險性。通過足底壓力的研究還能反過來檢驗運動處方的效果，制定合理的個性化運動處方。故而對足底壓力的研究有助于了解運動中的足部和下肢功能狀態，為以后運動處方的調整提供理論指導。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

南京市城區某所小學8-12歲小學生，其中體重正常30人、超重和肥胖120人（超重及肥胖者符合2004年中國肥胖問題工作組界定的中國學齡兒童青少年超重及肥胖標準；正常體重者符合“2005年國民體質檢測工作手冊”標準；年齡在8-12歲之間，性別不限；順應性良好）[1]。

研究剔除因為各種原因而沒有參與實驗前或是實驗后測試的學生；排除因為系統自身原因而不能使用的數據（腳后跟和大拇指沒有踩到平板上的；系統出現出錯足底圖像顯示有誤的；因實驗原因沒能拿到全部孩子的實驗前后的數據），在保證減少人為丟失數據的基礎上，最后進行分組，每組20人進行配對T檢驗的統計分析。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法從中國知網、維普咨詢網和standford圖書館網上查詢1970年到2011年有關足底壓力和步態相關文獻，Rscan公司相關內部資料。

1.2.2 實驗法筆者對選取樣本進行為期3個月的有氧運動（每天放學后1h，每周4次），全程跟蹤。由筆者和同事在本校體育老師的幫助下在課外活動時間對受試者進行1h的指導鍛煉，從而對受試者走、跑速度進行控制。保證體內脂肪進行有氧分解。實驗過程中經常咨詢運動人體科學方面專家，營養監督中除了制定合理膳食的食譜外，還有定期專家講座，做到學生和老師之間的互動。實驗前后對受試者足底壓力各個指標進行監測，收集數據。

2 結果與分析

2.1 足弓調查結果

從表1中可以看出：在肥胖兒童左腳高足弓占20.0%，正常足是35.0%，平底足占45.0%；右腳高足弓占2.5%，正常足占60.0%，平底足占37.5%。

把運動作為一個因素提出來，通過配對T檢驗，可以發現B組和C組肥胖兒童足弓的變化與A組和D組肥胖兒童足弓的變化，走路時左右腳均無顯著性差異，跑步時：左腳P=0.017（P<0.05），右腳P=0.02（P<0.05），均有顯著性差異。可以看出下肢的運動對扁平足有一定的影響，參與體育鍛煉的肥胖兒童運動后扁平足發生率有顯著性增加，這是由于平時運動的過少，身體不能適應這種負荷的體育鍛煉，從而導致足弓發生一定的變化。這也同時說明了兒童足弓的可塑性，扁平足可以通過一定的康復體操來矯正，降低運動時的不適。

從這個實驗的結果中我們還可以看出，運動是通過下肢來進行的一種身體活動，在設計運動處方的過程中，一定要考慮到不同年齡層次人群其下肢骨骼和韌帶的發育情況，不能讓下肢有過度的負擔以及不同方向的剪切力對下肢形態的影響。監督運動處方的實施，及時調整運動處方，讓它能更好的服務于健身運動。

表1 足弓調查結果(n=20)

2.2 足底其他數據的分析壓力在足底各個區域的大小跟步態有很直接的關系，直接影響著人體在身體活動中的情況。從壓力的分布上還能看出足底各個部位的變化，能在一定程度上加強足部不適的預防，甚至是運動損傷的預防。故而，對足底進行分區分析更能說明問題，更全面的論證運動對肥胖兒童足底壓力的影響。

2.2.1 足跟的旋轉 圖1正值說明HM大于HL，表示足跟內側的壓力大于足跟外側的壓力，走步時，重心落在足內側，行走時足有外翻的傾向；負值說明身體重心在足的外側，表示足有外翻的傾向。兩者差值越大運動中產生損傷的可能性越大越危險。

圖1 足跟的旋轉圖

實驗前，肥胖兒童在行走時，足跟外側的受力大于足跟內側，而在跑步中，這個內側壓力明顯增大，特別是第一和第二跖骨的壓力；實驗結束后，隨著體重的降低，足底壓力的分布并沒有出現太多的變化，反而在跑步過程中，跖骨區的壓力有所增加，其中HM和HL的壓力跟實驗前無顯著性差異，這說明短時間的運動不會造成足底壓力分布的變化，但是卻不排除長時間運動帶來的危害。

2.2.2 蹬地離開時大腳趾的受力圖2表述大腳趾和第一跖骨之間壓力的關系，正值表示T1>M1，大腳趾在足的移動過程中用力較大，在蹬地離開時，大腳趾承受的壓力較大。反應了大腳趾在蹬地離開階段的受力情況，是否在最后的蹬離階段由大腳趾來推動身體向前移動。從本次實驗結果可以看出，不管是實驗前后，肥胖兒童M1的受力都大于T1；肥胖兒童在實驗前跑步時T1的受力幾乎為0，蹬地瞬間根本沒有大腳趾著地，緩沖能力和維持身體平衡的能力較差，而實驗結束后，可以從兩者的差值中發現T1的壓力隨著增高，這是由于運動姿勢的改變作用的結果。

圖2 蹬離地面時大腳趾的受力圖

2.2.3 足平衡 足底內側三塊區域的壓力之和與足底外側四塊區域的壓力之和之間的差值，可用來表述在日常運動過程中足內外側受力的分布。正值，M1+M2+HM+>M3+M4+M5+HL足內側的壓力大于外側壓力，足有外翻傾向，身體失去平衡。負值則表示外側的壓力之和大于內側的，人體在行走過程中壓力落在外側的比較多，在運動過程中內翻的趨勢。只有當兩者的差值接近“0”時，才表示身體平衡性好，在運動過程中比較穩定，可以一定程度上減少運動損傷的危害。

圖3 足平衡圖

實驗前的平衡性測量中可以發現，肥胖兒童在走步時的平衡性大于跑步時的平衡性，且在走步過程中足底外側的壓力之和大于內側的壓力之和，這說明在運動中肥胖兒童有足外翻的傾向，可以觀察到一般鞋子的外側磨損大于內側，但是在跑動過程中第一跖骨的壓力明顯增加，造成足底內側壓力之后增加，大于足底外側部位的壓力之和；而實驗結束后的測試中我們可以看出肥胖兒童依然是足外側的壓力大于足內側，兩者的差值減少，然而用T檢驗實驗前后的數據，沒有發現顯著性差異。這是由于運動時間太短的原因，但是在跑動過程中，第二跖骨的壓力值依然很大，跟實驗前相差無幾。

2.2.4 前足平衡 從足底壓力的分布來看，在行走和跑步過程中，第一和第五跖骨承受的壓力顯然比其他跖骨的高，特別是在跑步過程中，第一跖骨的壓力顯著增加。在實驗數據的分析中，不管是在走還是跑中，M1和M2之和一定是大于M3、M4和M5之和的，實驗前后未見顯著性差異。使用足底壓力平板測量儀分析足底由于受力不均而帶來的平衡上的影響，能夠從一定程度上反應肥胖兒童在日常生活中，身體協調能力的變化。

圖4 前足平衡圖

近年來對足橫弓的研究日漸增多，發現橫弓在支持運動中身體的平衡起著非常重要的作用。抽取足平衡這段圖像內的最大值和最小值之差，來做實驗前后的T檢驗，肥胖兒童的第一二跖骨的受力較大，橫弓有外翻的傾向，而且隨著實驗的進行，在實驗結束后的測試中發現這個差值越來越大，p<0.05，出現顯著性差異。保護肥胖兒童的橫弓能有效的減少運動損傷，增加減肥運動的可行性。

2.2.5 前足內側平衡 M1和M2受力的對比也是為了更進一步來說明橫弓在運動中的作用，實驗后發現在維持橫弓的作用中，M1受的壓力更大。在維持足橫弓中起著橋梁的作用，過大的壓力會導致橫弓塌陷，這在一些相關研究中都有發現[2-4]；在三個月的運動實驗結束后，第一跖骨的壓力并沒有隨著體重的下降而降低，反而有些增加，部分參與運動的肥胖兒童出現了輕度胼胝，特別是第一跖骨的受力區。長時間運動有可能降低運動能力，故而應給予特別的保護。

圖5 前足內側平衡圖

2.2.6 第二三跖骨的負荷 圖6表示第二、三跖骨和第一、四、五跖骨之間壓力的比較。正值是第二三跖骨壓力的和大于第一四五跖骨的壓力和；負值則相反。因為在走路時，正常身體重心的壓力都壓在第二三跖骨上，否則會出現運動不平衡的現象，大大提高運動損傷的發病率。

圖6 第二三跖骨的負荷圖

第二三跖骨在維持橫弓的高度中起著決定性的作用，實驗前后（m2+m3）-(m1+m4+m5)的差值為正值，其中參與運動的肥胖兒童在實驗后得出的差值要大于實驗前的，兩者有顯著性差異，這說明體重過大會加重第二三跖骨的負荷。

2.3 足軸的角度和距下關節的分析

2.3.1 足軸偏移角度足軸線是穿過足中間的一條線，它取決與人體運動時腳尖的方向：上面經過第2、3跖骨頭之間；下方在足跟內外側之間，把足分為左右兩個部分進行分析。足軸能描述足的運動情況。數據顯示正值表示足有外翻的傾向，而負值則表示有內翻的傾向，可以看出日常生活中或是運動中足的運動情況，利用外界手段及時的給予矯正，防止運動損傷。一般來說，足軸偏移的角度在3～12度之間，這個數值是比利時RSscan公司經過多年實驗研究得出的（詳見愛思康公司參考資料D3D Training Book）。

由表2可以看出，在實驗前的肥胖兒童在前走時，左腳發生足外翻的可能性人數為20，占25.0%，右腳發生足外翻的可能性人數為32，占40.0%；當前跑時，左腳發生足外翻的可能性人數為28，占35.0%，右腳發生足外翻的可能性人數為40，占50.0%。

實驗后參與運動的肥胖兒童后走時左腳發生足外翻的可能性人數為10，占25.0%，右腳發生足外翻的可能性人數為16，占40.0%；當后跑時，左腳發生足外翻的可能性人數為14，占35.0%，右腳發生足外翻的可能性人數為22，占55.0%。

非運動組的肥胖兒童后走時左腳發生足外翻的可能性人數為8，占20.0%，右腳發生足外翻的可能性人數為18，占45.0%；當后跑時，左腳發生足外翻的可能性人數為10，占25.0%，右腳發生足外翻的可能性人數為18，占42.5%。

將實驗前后的數據進行配對檢驗，在運動后的走步過程中參與運動的肥胖兒童與未參與運動的肥胖兒童沒有差異性，但是在跑動過程中，統計結果為P<0.05，有顯著性差異，參與運動的肥胖兒童足有外翻的情況，這與不當的運動方式對跑步姿勢的影響有關。

2.3.2 距下關節旋轉角度 距下關節在足的內外翻運動中起著重要作用。它被跗骨竇及跗骨管分成前后兩部分，跗骨竇口朝向前外，上為距骨頸下外面，下為跟骨前上面。在測量得出的數據中，最小值描述距下關節外翻的最大極限，一般值范圍在-13～8度，度數越小，發生足外翻的可能性越大；最大值描述距下關節內翻的極限，一般值范圍在12～18度，度數越大，運動中足內翻的可能性越大。

實驗前的肥胖兒童在前走時，左腳發生足外翻的可能性人數為15，占37.5%，右腳發生足外翻的可能性人數為17，占42.5%；當前跑時，左腳發生足外翻的可能性人數為16，占40.0%，右腳發生足外翻的可能性人數為17，占42.5%。

運動組的肥胖兒童后走時左腳發生足外翻的可能性人數為13，占32.5%，右腳發生足外翻的可能性人數為13，占32.5%；當后跑時，左腳發生足外翻的可能性人數為12，占30.0%，右腳發生足外翻的可能性人數為15，占37.5%。

實驗后非運動組的肥胖兒童后走時左腳發生足外翻的可能性人數為18，占45.0%，右腳發生足外翻的可能性人數為15，占37.5%；當后跑時，左腳發生足外翻的可能性人數為15，占37.5%，右腳發生足外翻的可能性人數為16，占40.0%。

2.3.3 距下關節的柔韌性距下關節的柔韌性表示關節的僵硬度，能充分的說明關節在運動中的內外翻情況。正常值的范圍一般是10～25°。數據顯示正值是說明在運動中足有外翻的傾向，負值表示內翻的傾向。

在實驗前的肥胖兒童在前走時，左腳發生足外翻的可能性人數為62，占77.5%，右腳發生足外翻的可能性人數為60，占75.0%。當前跑時，左腳發生足外翻的可能性人數為52，占65.0%，右腳發生足外翻的可能性人數為62，占77.5%。

運動組的肥胖兒童后走時左腳發生足外翻的可能性人數為10，占25.0%，右腳發生足外翻的可能性人數為22，占55%；當后跑時，左腳發生足外翻的可能性人數為30，占75.0%，右腳發生足外翻的可能性人數為30，占75.0%。

非運動組的肥胖兒童后走時左腳發生足外翻的可能性人數為14，占35.0%，右腳發生足外翻的可能性人數為14，占35.0%；當后跑時，左腳發生足外翻的可能性人數為28，占70.0%，右腳發生足外翻的可能性人數為30，占75.0%。

將實驗前后的數據進行配對檢驗，發現參與運動的40人與未參與運動的40名肥胖兒童在統計上沒有顯著性差異。這是由于運動時間過短對關節硬度的影響不大造成的。

表2 實驗前后數據對比情況

3 結論

（1）參與體育鍛煉的肥胖兒童運動后扁平足發生率有顯著性增加，這是由于平時運動的過少，身體不能適應這種負荷的體育鍛煉，從而導致足弓發生一定的變化。同時也說明了兒童足弓的可塑性，扁平足可以通過一定的康復體操來矯正，降低運動時的不適。

（2）肥胖兒童在行走和跑步過程中足有外翻的傾向，跑步時大于行走。由于運動時間過短對關節硬度的影響不大，因此，肥胖兒童足的外翻在實驗前后沒有顯著性差異。

（3）經過三個月的健身鍛煉，肥胖兒童運動時的平衡能力增加，減少了發生運動損傷的可能性。

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［3］張偉.足底壓力分析在足部疾病中的應用［J］.中國矯形外科雜志，1998（5）：257－258.

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Physical Exercise Inf l uence of Plantar Pressure of Obese Children

WANG Hai-Bin, CAI Rui-bao
（Sports Department of Chizhou College，Chizhou 247000, Anhui China）

Experimental approach to a primary school in Nanjing City 8-12 year-old pupils to study. To carry out a three-month physical exercise. The use of experimental data on spss13.0 for statistical analysis, and revealed the following findings:（ 1） The child has a certain plasticity arch（; 2）In obese children in the process of walking and running feet have a tendency to valgus, running at more than walking（; 3）After three months of fitness training, when obese children exercise to increase balance, reducing the possibility of injury in sports happen.

Physical exercise; Obese children; Plantar pressure

G804.55

A

1008-2808(2012)04-0113-05

G804.55

A

1008-2808(2012)04-0113-05

2012-04-06；

2012-04-19

汪海濱（1972－），男，講師，在讀碩士研究生，研究方向為體育理論。

編輯 郭霞