高跟鞋足—鞋界面改良對行走的力學影響研究

中圖分類號：G804 文獻標識：A 文章編號：1009-9328（2015）05-000-01

摘 要 為了減輕高跟鞋對人體的傷害，本研究根據(jù)足部解剖學結(jié)構(gòu)及其運動學特點，在高跟鞋鞋底選擇最佳部位放入柔軟的EVA材料，從材料力學入手實現(xiàn)高跟鞋減震的探索性研究。實驗結(jié)果表明：EVA墊的加入能夠有效緩沖地面對足部的沖擊力，能夠在步行過程對足部的三個重要支撐點——跟骨、第二趾骨、第五趾骨進行保護。這種外源性生物力學手段能夠一定程度上減輕鞋跟高度增加對足部的傷害，對中跟鞋和高跟鞋來說，鞋底材料的變化對高跟鞋的影響更顯著。

關鍵詞 高跟鞋 EVA材料 減震

Martina Cernekova[1]比較穿高跟鞋時，足前掌和足后掌的壓力變化，發(fā)現(xiàn)鞋跟高度增加是人體重心前移和足前掌負荷加大的主要原因。

高跟鞋的危害性是顯而易見的，但從結(jié)構(gòu)減震入手實現(xiàn)能量回歸就顯得很勉強，那么只有通過改變鞋底材料，即外源性生物力學手段[2]來滿足人們所需的減震要求。

本研究根據(jù)足部解剖學結(jié)構(gòu)及其運動學特點，在高跟鞋鞋底選擇最佳部位放入柔軟的EVA材料，來驗證鞋底材料的改變對高跟鞋足—鞋界面的影響。

一、研究對象與方法

（一）實驗對象

實驗對象為8名青年女性，平均年齡為25±2歲，平均體重為53±4Kg，被試者體型勻稱，身體健康，下肢無損傷史。

（二）研究對象

研究對象為0厘米（模擬平底）、4.5厘米（中跟）、8.5厘米（高跟）的普通高跟鞋及分別于前掌內(nèi)側(cè)、前掌外側(cè)、后跟區(qū)加入0.5厘米EVA墊后的三種高度改良高跟鞋。三種高跟鞋外形基本一致、全部為新鞋。

（三）實驗設計

采用德國Novel pedar-X足底壓力測試系統(tǒng)，測量被試在正常步速下分別穿著三種普通高跟鞋和三種改良高跟鞋平地行走時的足底壓力參數(shù)，行走路程為20米，約40步。

（四）數(shù)據(jù)統(tǒng)計及處理

選擇右腳進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，詳細足部分區(qū)見圖1。

圖1 鞋墊分區(qū)詳圖

數(shù)據(jù)處理時，選擇最大地面反作用力（MF）作為減震性能測試評價指標；選擇峰值壓強（PP）作為舒適性能測試評價指標；選擇沖量（FT）作為做功狀況測試評價指標[3]。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計完成后選擇SPSS17.0進行數(shù)據(jù)處理。

二、結(jié)果與分析

（一）EVA材料對平底鞋足—鞋界面的影響

就足后跟區(qū)而言，在加入EVA前后，MF差異顯著，PP差異不顯著，F(xiàn)T差異顯著，說明新材料的加入能夠有效緩沖地面對足后跟的沖擊，有效保護足部，但0.5CM厚度的EVA材料對峰值壓強影響不大。足前掌內(nèi)側(cè)、足前掌外側(cè)的數(shù)據(jù)分析與足后跟基本一致，MF差異顯著，PP差異不顯著，F(xiàn)T差異極顯著。證明0.5CM的EVA材料對足后跟區(qū)還是有一定保護作用的。

（二）EVA材料對4.5厘米高跟鞋足—鞋界面的影響

在加入EVA后，足后跟區(qū)的MF值比未加時小了22.9（N/CM2），差異顯著，而PP、FT差異均布顯著，分析認為，這與穿著高跟鞋改變足部受力具有很大關系——鞋跟高度的增加能使足前掌受力明顯加大，而足后跟受力明顯減小。對比加入EVA前后足前掌內(nèi)側(cè)區(qū)的數(shù)據(jù)，MF、FT差異均具有顯著性，PP差異具有極顯著性。足前掌外側(cè)區(qū)的數(shù)據(jù)顯示，MF、PP差異具有顯著性，F(xiàn)T差異不具有顯著性。

（三）EVA材料對8.5厘米高跟鞋足——鞋界面的影響

對8.5CM高跟鞋來說，足后跟區(qū)的MF在加入EVA前后差異具有顯著性，而PP、FT差異不顯著。足前掌內(nèi)側(cè)區(qū)數(shù)據(jù)顯示，MF、PP、FT在加EVA前后差異均具有極顯著性。足前掌外側(cè)區(qū)，在加EVA前后MF差異不具有顯著性、PP差異具有極顯著性、FT具有差異顯著性，MF前后無差異與實驗用鞋前端較尖加大了足前掌外側(cè)受壓有關。

三、結(jié)論與討論

EVA墊的加入能夠有效緩沖地面對足部的沖擊力，能夠在步行過程對足部的三個重要支撐點——跟骨、第二趾骨、第五趾骨進行保護。這種外源性生物力學手段能夠一定程度上減輕鞋跟高度增加對足部的傷害，對中跟鞋和高跟鞋來說，鞋底材料的變化對高跟鞋的影響更顯著。

參考文獻：

[1] Martina Cernekova， Petr Hlavacek. The influence of heel height on plantar pressure[J].Clinical Biomechanics.2008：23.

[2] 陸毅琛，李建設.不同外源性生物力學手段對原地縱跳時足底的力學影響[J].浙江體育科學.2003（6）：55-57.

[3] 劉靜民，鄭秀媛，蔡宇輝，劉卉.慢跑鞋功能測評方法的探討性研究[J].北京體育大學學報.2007（3）：344-347.