步行過程中負(fù)跟鞋對(duì)足底參數(shù)的影響

辛東嶺 劉淑文

摘? 要：目的? 通過對(duì)比穿負(fù)跟鞋和運(yùn)動(dòng)鞋的下肢生物力學(xué)參數(shù)，評(píng)價(jià)負(fù)跟鞋對(duì)步態(tài)的影響，為不同鞋型參數(shù)對(duì)步態(tài)的影響提供數(shù)據(jù)支持。方法? 隨機(jī)選取在校大學(xué)生22名，分別穿負(fù)跟鞋和運(yùn)動(dòng)鞋，在跑臺(tái)上進(jìn)行4km/h的步行測(cè)試，利用“步資專家”足底機(jī)能鞋墊對(duì)信息進(jìn)行采集，包括足底對(duì)稱性、平均步幅、著地仰角、著地內(nèi)翻腳、著地外翻角、離地仰角等。結(jié)果? 在平均步幅、最大擺髖、最大步高、擺動(dòng)速度、著地內(nèi)翻角、外翻幅度、步偏角上，兩種鞋子無顯著性差異;穿負(fù)跟鞋的兩腳對(duì)稱性更高，拍地速度更加平緩;穿負(fù)跟鞋的著地仰角更大，離地仰角更小，著地外翻速度更大。結(jié)論? （1）負(fù)跟鞋能夠提高雙腳對(duì)稱性，減小雙腳差異帶來的運(yùn)動(dòng)損傷;（2）著地仰角增加和拍地速度的減小，能夠有效避免足下垂步態(tài)的產(chǎn)生及作為后期的康復(fù)治療。

關(guān)鍵詞：負(fù)跟鞋? 步態(tài)? 機(jī)能鞋墊

中圖分類號(hào)：G804.6 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）10（a）-0175-03

Abstract： Research purposes： By comparing the biomechanical parameters of lower limbs wearing negative heels and sports shoes， to evaluate the impact of negative heels on gait， and to provide data support for the impact of different shoe shape parameters on gait. Research methods： 22 college students were randomly selected， wearing negative heels and sports shoes respectively. The walking test was conducted on the treadmill for 4 km/h. The information was collected by using the foot insole of "gait expert"， including the symmetry of the sole， the average stride， the landing elevation， landing inversion， landing valgus and landing elevation. The results showed that there was no significant difference in average stride， maximum swing hip， maximum stride height， swing speed， landing inversion angle， valgus amplitude and foot deflection angle between the two kinds of shoes; the symmetry of the feet wearing negative heels was higher， and the landing speed tended to the standard value; the landing elevation angle of wearing negative heels was larger， the landing elevation angle was smaller， and the landing valgus speed was higher. Research conclusions： （1）Negative heel shoes can improve the symmetry of feet and reducing Sports Injuries Caused by Differences in Feet; （2）The increase of landing elevation Angle and the decrease of beating speed can effectively avoid the generation of foot sagging gait and serve as the later rehabilitation treatment.

Key Words： Negative heels; Gait; Functional insoles

步態(tài)是研究人體步行力學(xué)分析的最主要方式，常被用來評(píng)估個(gè)體走路能力的評(píng)估、計(jì)劃、和治療[1]，也常被用于生物力學(xué)分析來幫助運(yùn)動(dòng)員更有效的跑步，以及確定運(yùn)動(dòng)損傷是姿態(tài)問題還是動(dòng)作問題等。生活中與步態(tài)密切相關(guān)的外界因素就是我們穿的鞋子，不同類型的鞋子對(duì)步態(tài)的影響大不相同，如鞋底的硬度、鞋底的厚度、鞋面的材質(zhì)等都會(huì)影響人們的主觀感知，繼而影響步態(tài)[2-3]。負(fù)跟鞋是將鞋頭高度增加，從而在水平面上腳尖高度大于足跟高度，不同于市面上現(xiàn)有的鞋底水平或足跟偏高的鞋子。這種設(shè)計(jì)新穎的鞋子將對(duì)我們的步態(tài)產(chǎn)生一定程度上的影響。

1? 研究對(duì)象與方法

1.1 試驗(yàn)用鞋

負(fù)跟鞋為代理工廠特殊定制款，滿足鞋頭高度大于足跟高度，鞋底材質(zhì)與市場(chǎng)常規(guī)運(yùn)動(dòng)鞋相同。運(yùn)動(dòng)鞋選取阿迪達(dá)斯春季輕便運(yùn)動(dòng)鞋。

1.2 受試者

從南京體育學(xué)院中選取22名自愿參與試驗(yàn)的受試者，體型無較大差異，足踝無嚴(yán)重?fù)p傷經(jīng)歷，健康狀況良好。年齡（20.53±1.04）周歲，身高（168.87±8.42）cm，體重（59.50±6.99）kg，BMI（20.82±1.41）。

1.3 試驗(yàn)儀器設(shè)備

該實(shí)驗(yàn)是在按南京體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與康復(fù)實(shí)驗(yàn)室完成，采用“步姿專家”足底機(jī)能鞋墊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)采集，該實(shí)驗(yàn)儀器由步姿芯片、足底機(jī)能鞋墊和手機(jī)客戶端組成，足底機(jī)能鞋墊有特殊的卡槽，將步姿芯片裝入卡槽內(nèi)，再將鞋墊放在需要測(cè)試的鞋子里，即可進(jìn)行測(cè)試。機(jī)能鞋墊為9雙不同尺碼的鞋墊，可以滿足大多數(shù)鞋子尺碼。完整實(shí)驗(yàn)只需1min即可完成。

1.4 操作過程

測(cè)試前，受試者選擇合適尺碼的足底機(jī)能鞋墊，再將步態(tài)芯片裝入機(jī)能鞋墊的卡槽中，裝置好的機(jī)能鞋墊放入待測(cè)鞋子中，然后打開手機(jī)上的“步態(tài)專家”客戶端進(jìn)行藍(lán)牙連接即可測(cè)試。受試者要依次完成負(fù)跟鞋和運(yùn)動(dòng)鞋的測(cè)試。

測(cè)試包括負(fù)跟鞋和運(yùn)動(dòng)鞋跑臺(tái)步行各1min。受試者站上跑臺(tái)后先保持靜止，待“步態(tài)專家”客戶端鏈接穩(wěn)定后，打開跑臺(tái)，速度調(diào)整為4km/h，待受試者步態(tài)穩(wěn)定后，再進(jìn)行記錄，完整記錄1min后即可結(jié)束。

2? 數(shù)據(jù)處理

該實(shí)驗(yàn)在同一時(shí)間段對(duì)負(fù)跟鞋和運(yùn)動(dòng)鞋進(jìn)行交替測(cè)試，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，所有數(shù)據(jù)運(yùn)用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。

3? 結(jié)果與分析

3.1 不同鞋型的步態(tài)參數(shù)比較

由表1統(tǒng)計(jì)分析得出穿運(yùn)動(dòng)鞋與負(fù)跟鞋，對(duì)稱性、拍地速度P<0.001，差異非常顯著;平均步幅、最大擺髖、最大步高、擺動(dòng)速度、著地內(nèi)翻角、外翻幅度、步偏角P>0.05，無顯著差異;著地仰角、離地仰角、著地外翻速度P<0.05，有顯著差異。

3.2 穿負(fù)跟鞋對(duì)雙腳對(duì)稱性的影響

在22名測(cè)試者雙腳對(duì)稱性的數(shù)據(jù)看，負(fù)跟鞋的對(duì)稱性改善明顯，根據(jù)方差分析可知，負(fù)跟鞋和運(yùn)動(dòng)鞋存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。在穿著負(fù)跟鞋步行過程中，足背屈的角度增加，穿過踝關(guān)節(jié)的肌肉如脛骨前肌、趾長(zhǎng)伸肌、踇長(zhǎng)伸肌、小腿三頭肌、趾長(zhǎng)屈肌、踇長(zhǎng)屈肌、脛骨后肌和腓骨長(zhǎng)短肌。在矢狀面上的肌肉由于鞋底高度的改變而被迫收縮或預(yù)先拉長(zhǎng)啟動(dòng)。小腿前群的脛骨前肌、趾長(zhǎng)伸肌和踇長(zhǎng)伸肌在步行過程中，由于足背屈的增加，因此需要進(jìn)一步增加收縮強(qiáng)度，來增加足背屈角度，著地仰角的角度也會(huì)隨之增加。小腿后側(cè)的小腿三頭肌、趾長(zhǎng)屈肌、踇長(zhǎng)屈肌和脛骨后肌在步行過程中足底離地階段，由于足背屈加大的原因被進(jìn)一步拉長(zhǎng)，預(yù)先被啟動(dòng)激活，發(fā)力更充分。

3.3 穿負(fù)跟鞋對(duì)拍地速度的影響

負(fù)跟鞋和運(yùn)動(dòng)鞋的拍地速度有著明顯差異，且負(fù)跟鞋的拍地速度明顯低于運(yùn)動(dòng)鞋，存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。拍地速度的大小和脛骨前側(cè)肌群的離心收縮有關(guān)系，負(fù)跟鞋增加了足背屈角度，拍地時(shí)肌肉的控制發(fā)生改變，跖屈的空間位置也發(fā)生了變化，脛骨前側(cè)肌群的離心收縮更有力，前腳掌能夠有效得到控制落地，因此拍地速度減小。

3.4 穿負(fù)跟鞋對(duì)著地仰角、離地仰角的影響

負(fù)跟鞋和運(yùn)動(dòng)鞋在著地仰角、離地仰角的數(shù)據(jù)上存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。在穿著負(fù)跟鞋的過程中，一直處于足背屈角度增加的狀態(tài)，步行過程中需要進(jìn)一步加大足背屈角度，因此在穿負(fù)跟鞋的過程中著地仰角會(huì)明顯增加。相對(duì)于運(yùn)動(dòng)鞋，負(fù)跟鞋的離地仰角減小。離地仰角和跖屈相關(guān)，由于負(fù)跟鞋特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，鞋頭高度增加，則在離地過程中無需原本的跖屈角度就可完成離地過程，因此負(fù)跟鞋的離地仰角明顯小于運(yùn)動(dòng)鞋。

3.5 穿負(fù)跟鞋對(duì)著地外翻速度的影響

負(fù)跟鞋的著地外翻速度明顯大于運(yùn)動(dòng)鞋，在數(shù)據(jù)分析上有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。足部的著地外翻速度和兩個(gè)因素有關(guān)，一是支持期的時(shí)長(zhǎng)，二是外翻角度的大小。從數(shù)據(jù)上看，外翻角度的變化兩種鞋子的差異性并不是特別明顯，因此平足期的時(shí)長(zhǎng)存在較大差異，且負(fù)跟鞋的步態(tài)平足期被明顯縮短，平足期縮短意味著足底筋膜過度緊張、小腿三頭肌緊張、重心過度前移等。因此負(fù)跟鞋容易使步態(tài)中著地外翻速度增加，縮短平足期而使足底筋膜發(fā)生緊張、小腿三頭肌緊張和重心偏移等問題。

4? 討論

步態(tài)是一個(gè)十分復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)，其變化受多方面的影響，任何相關(guān)因素的變化都會(huì)對(duì)步態(tài)產(chǎn)生影響，因此關(guān)于步態(tài)的分析需要細(xì)致的分析和全面的考慮[4]。該文是用運(yùn)動(dòng)鞋作為參照數(shù)據(jù)，比對(duì)步態(tài)過程中負(fù)跟鞋的足底參數(shù)變化。

在穿著負(fù)跟鞋的過程中，著地仰角明顯大于普通運(yùn)動(dòng)鞋角度，此時(shí)脛骨前側(cè)使足背屈的肌肉就會(huì)處于一種被迫收縮的狀態(tài)，從而起到強(qiáng)化脛骨前肌、趾長(zhǎng)伸肌和拇長(zhǎng)伸肌[5]的效果，同時(shí)負(fù)跟鞋可以有效降低拍地速度，也就意味著脛骨前側(cè)肌群的離心控制能力得到了提高，這種強(qiáng)化的效果能夠有效避免足下垂步態(tài)的產(chǎn)生，也可以用于足下垂步態(tài)后期的康復(fù)治療[6]。負(fù)跟鞋有效地增加了脛骨前側(cè)肌群的收縮力量，但在長(zhǎng)距離的行走過程中，此類肌肉會(huì)提前出現(xiàn)疲勞狀態(tài)。在雙腳對(duì)稱性上，負(fù)跟鞋可以起到一定的優(yōu)化效果，對(duì)稱性在步態(tài)過程中是一個(gè)綜合體現(xiàn)，很大程度上體現(xiàn)了一個(gè)人的行走能力[7]，提高雙腳對(duì)稱性可以有效減少長(zhǎng)時(shí)間足底單側(cè)受力而引起的運(yùn)動(dòng)疲勞以及運(yùn)動(dòng)損傷。穿著負(fù)跟鞋會(huì)使足底著地外翻速度明顯增加，主要是步行過程中支持期縮短導(dǎo)致的，行走過程中分為支撐相預(yù)支持期、支持期、離地期、擺動(dòng)相擺動(dòng)期和預(yù)著地期5個(gè)時(shí)期[8]。而一般出現(xiàn)支持期過短是因?yàn)樽愕捉钅み^緊、小腿三頭肌緊張等造成的，但是離地仰角的減小也會(huì)使支撐期縮短，穿著負(fù)跟鞋時(shí)離地仰角變小，因此負(fù)跟鞋是否會(huì)導(dǎo)致足底筋膜過緊和小腿三頭肌緊張，有待進(jìn)一步考證。負(fù)跟鞋改變了矢狀面的運(yùn)動(dòng)模式，相關(guān)數(shù)據(jù)有差異，而在冠狀面和水平面上的變化則變化不大。

5? 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

（1）負(fù)跟鞋能夠提高雙腳對(duì)稱性，減小雙腳差異帶來的運(yùn)動(dòng)損傷。

（2）著地仰角增加和拍地速度的減小，能夠有效避免足下垂步態(tài)的產(chǎn)生及作為后期的康復(fù)治療。

5.2 建議

負(fù)跟鞋在改善步態(tài)的同時(shí)也存在著一定的弊端，如長(zhǎng)距離行走易產(chǎn)生疲勞，因此負(fù)跟鞋可用于康復(fù)訓(xùn)練，不適合生活中長(zhǎng)距離行走。

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