中老年男性腳型規(guī)律與中老年皮鞋設(shè)計(jì)的研究

馮軍芳，鐘福添，張雙，陳磊，徐有強(qiáng)，辜正賢，潘洪平

（1.四川省皮革研究所，四川 成都 610081；2.國家輕工業(yè)鞋類皮革毛皮制品質(zhì)量監(jiān)督檢測成都站，四川 成都 610081）

引言

隨著年齡的增加，老年人足部骨關(guān)節(jié)逐漸變形，肌肉、韌帶、皮膚、血管等慢慢松弛、老化，導(dǎo)致老年人足部產(chǎn)生形變，繼而引起足部病變，產(chǎn)生痛癥，影響老年人的正常行走[1-3]。

目前，針對中老年人的鞋類品牌較少，老年人買鞋難已經(jīng)是公認(rèn)的事實(shí)，老年鞋類產(chǎn)品短缺，技術(shù)研發(fā)的力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，無法滿足廣大老年消費(fèi)者的需求[4]。我國現(xiàn)行的鞋楦標(biāo)準(zhǔn)是以中青年人群（20～40 歲）的腳型基本數(shù)據(jù)樣本為依據(jù)制定的，沒有專門針對老年人制定相關(guān)鞋楦標(biāo)準(zhǔn)，因此，老年鞋產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作偏離了中老年人的腳型，不符合老年人的腳型規(guī)律，穿著舒適性大打折扣[5]。

國內(nèi)的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道了一些有關(guān)老年人足型特征的研究[6-9]，但是大多只停留在對老年人腳型規(guī)律的研究，有關(guān)結(jié)合中老年人的腳部形態(tài)對中老年鞋楦和鞋款進(jìn)行設(shè)計(jì)的研究鮮有報(bào)道[10]。

研究中老年人群的腳型規(guī)律是中老年鞋楦和鞋款設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。針對中老年人進(jìn)行腳型規(guī)律的研究，并將其與鞋楦設(shè)計(jì)和鞋款設(shè)計(jì)相結(jié)合，從而設(shè)計(jì)符合我國中老年群體腳型的楦型和款型，對于改善我國中老年人的穿鞋舒適性和足部健康具有重要意義[5,11]。

1 試驗(yàn)部分

1.1 研究對象

腳型測量主要選取我國腳長為248～253 mm 的男性受試者，分為年齡為25～45 歲的青年組（共計(jì)108 名）和50～80 歲的中老年組（共計(jì)130名）兩組進(jìn)行腳型測量。足底壓力測量主要選取對象為55～75 歲、平常穿鞋鞋碼為255 碼的男性（共計(jì)10 名）。測試對象足部均健康，具有良好的認(rèn)知能力，能夠獨(dú)立完成行走活動，接受測量前2 個(gè)小時(shí)，無長時(shí)間行走記錄。

1.2 測量儀器

（1）DLO-3JX-3L 非接觸式三維掃描測量儀，德利歐公司。多掃描頭同時(shí)工作，全自動掃描，45s 內(nèi)完成對一個(gè)腳型的完整掃描，測量精度1mm。

（2）Pedar-X 鞋墊式足底壓力測量系統(tǒng)，德國Novel 公司。每只鞋墊表面分布99 個(gè)壓力傳感器，數(shù)據(jù)采集頻率為50 Hz。

1.3 數(shù)據(jù)采集方法

（1）三維腳型數(shù)據(jù)的采集

測量時(shí)，受試者赤足站立在掃描儀有機(jī)玻璃板上，站立時(shí)重心在兩腳中間，無晃動，45 s 內(nèi)完成三維足型掃描，獲取腳型特征部位尺寸數(shù)據(jù)。

（2）足底壓力數(shù)據(jù)的采集

將足底壓力測量系統(tǒng)相關(guān)器件系在受試者的腰部，測試鞋墊固定在腿上；確保連接無誤之后，啟動足底壓力測量系統(tǒng)，搜尋藍(lán)牙信號與鞋墊進(jìn)行配對；配對成功后，對左右鞋墊分別校對調(diào)零，準(zhǔn)備就緒后，受試者聽從實(shí)驗(yàn)人員的指令行走。數(shù)據(jù)采集過程中，受試人員要求以80～120 步/分鐘勻速直線前進(jìn)，待受試者運(yùn)動狀態(tài)穩(wěn)定后，開始采集數(shù)據(jù)，連續(xù)自然行走24 s 以上為一次測量完成，每次數(shù)據(jù)采集后命名保存。

1.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用SPSS 軟件的“獨(dú)立樣本T 檢驗(yàn)”進(jìn)行足部指標(biāo)數(shù)據(jù)和足底壓力測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和處理。

高校基層行政人員的職業(yè)生涯基本都是單調(diào)無趣的。這就要求高校在工作之余，為他們搭建其他興趣交流平臺，讓他們在工作的同時(shí)學(xué)習(xí)到自身感興趣的知識和能力，只有這種氛圍持續(xù)存在，員工才會自我要求進(jìn)步，只有進(jìn)步才能推動工作的動力，提高工作效率。

2 結(jié)果與討論

2.1 青年和中老年腳型變化規(guī)律的研究

表1 為青年和中老年的主要腳型數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。當(dāng)“萊文方差等同性檢驗(yàn)”顯著性結(jié)果小于0.05 時(shí)，則說明這兩組數(shù)據(jù)存在顯著性差異。從“萊文方差等同性檢驗(yàn)”的顯著性數(shù)據(jù)來看，中老年和青年腳型的腳寬、趾圍、兜跟圍、腰圍、第一跖趾長度、第五跖趾長度、第五趾外凸點(diǎn)長度、拇指里段寬度、五指外段寬度存在顯著性差異。因此后續(xù)主要基于這9 個(gè)部位進(jìn)行腳型數(shù)據(jù)變化規(guī)律的探討與研究。

正常足弓負(fù)重后相應(yīng)降低，重力傳達(dá)至韌帶，韌帶達(dá)到適度緊張時(shí)，足內(nèi)外肌肉起作用，協(xié)助韌帶維持足弓。完整的足弓在行走或者跑跳時(shí)可以吸收震蕩，并保護(hù)腳部以上關(guān)節(jié)及防止內(nèi)臟損傷。隨著中老年人年齡的增長，中老年人腳部會發(fā)生退行性變化，腳部肌肉萎縮導(dǎo)致肌肉力量減退，韌帶慢慢退化，其維持足弓的能力下降，當(dāng)站立負(fù)重時(shí)，就出現(xiàn)足弓塌陷，包括橫弓和縱弓兩個(gè)方向的塌陷，進(jìn)而導(dǎo)致后天性平足的產(chǎn)生。

表1 的腳型數(shù)據(jù)顯示，與青年腳型數(shù)據(jù)相比，中老年在腳基本寬度和圍度方向有顯著性差異。由于足橫弓的塌陷，中老年的腳寬略有增大；中老年的趾圍較青年增大1.7 mm，因此中老年的腳形較青年人腳型偏肥一些。

從表1 可以看出，第一跖趾長度和第五跖趾長度主要表征足弓的長度，中老年人較青年人群的第一跖趾長度和第五跖趾長度均明顯增長（兩組數(shù)據(jù)均具有顯著性差異），因此中老年人較青年人群足弓長度增加，腳長變長。這主要是足縱弓塌陷導(dǎo)致的。

表1 青年和中老年的主要腳型數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果Tab.1 Data and statistical analysis of main foot types of young and the middle-aged and elderly

由表1 可知，中老年人比青年人群的拇指里段寬度稍窄，五指外段寬度數(shù)據(jù)顯示中老年比青年稍寬，因此基本可以判斷中老年腳型存在拇指外翻的傾向。其主要原因可能是由于足弓塌陷后引起的足外翻，而足外翻又會導(dǎo)致負(fù)重外移，足與地面接觸面積減少，從而導(dǎo)致第一跖趾關(guān)節(jié)部位壓力過大，引起疼痛。

2.2 中老年男性皮鞋鞋楦設(shè)計(jì)

基于對中老年人足部各部位數(shù)據(jù)特征的考察，通過對腳型數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和腳型規(guī)律的研究，并結(jié)合鞋對中老年人腳的生理機(jī)能、病理產(chǎn)生影響作用的機(jī)理等，可以在現(xiàn)有青年鞋楦的基礎(chǔ)上對鞋楦關(guān)鍵部位進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以使設(shè)計(jì)出來的鞋楦更加符合中老人的腳型規(guī)律，讓中老年人穿上更為舒適的鞋。

由于中老年人的足弓長度增加，腳長略微變長，因此，可在原有青年鞋楦的基礎(chǔ)上將楦的長度方向進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。中老年人的第一跖趾長度和第五跖趾長度比青年人長，足弓有明顯的塌陷，因此在鞋楦的設(shè)計(jì)上應(yīng)該把第一跖趾關(guān)節(jié)部位和第五跖趾關(guān)節(jié)部位適當(dāng)往前移。

人腳第一跖趾和第五跖趾關(guān)節(jié)的骨骼較多，肌肉較少，壓縮性較差，因此基寬對舒適度的影響是非常重要的。在腳型寬度方面中老年比青年要寬，而且兩者存在顯著性差異，因此在鞋楦的設(shè)計(jì)上要適當(dāng)增加鞋楦的基本寬度，從而保證前腳掌不會感到擠腳。

中老年人比青年人群的拇指里段寬度稍窄、五指外段寬度較寬，存在拇指外翻的傾向。因此在鞋楦的設(shè)計(jì)上，應(yīng)該將五指外段寬度適當(dāng)加寬，確保不會壓迫小腳趾；而由于中老年人比青年人群的第一跖趾里段寬度略微增加，因此鞋楦設(shè)計(jì)時(shí)將第一跖趾里段寬度略微增大，即使中老年人群的拇指里段寬度稍窄，考慮到鞋楦的線條流暢性和舒適性，在設(shè)計(jì)鞋楦時(shí)需將拇指里段寬度進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訉捥幚怼?/p>

跖趾關(guān)節(jié)是腳走路時(shí)發(fā)生彎曲的部位，承受人體重量和活動的負(fù)荷。趾圍是確定一個(gè)鞋楦肥瘦的基礎(chǔ)，是鞋楦的一個(gè)重要參數(shù)。表1 中，中老年的趾圍比青年的趾圍大了約1.7 mm，即約1/4 型（1 型等于7 mm），并且具有顯著性差異。因此，鞋楦設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加趾圍尺寸，以符合腳型規(guī)律和腳的運(yùn)動規(guī)律。

設(shè)計(jì)中老年鞋楦的時(shí)候，除了考慮上述中老年足實(shí)際尺寸變化外，還應(yīng)考慮中老年足肌肉萎縮、皮下脂肪變薄，肌肉彈性降低等因素，在鞋楦圍度方面進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯筇幚怼?/p>

如表2 所示是我們以25 mm 跟高250（2.5）碼男素頭鞋楦國標(biāo)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)鞋楦，結(jié)合中老年人腳型規(guī)律，特別是具有顯著性影響的腳型部位，對國標(biāo)基礎(chǔ)鞋楦進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，設(shè)計(jì)出的適合中老年人的鞋楦關(guān)鍵部位尺寸。

表2 中老年鞋楦的設(shè)計(jì)Tab.2 Design of shoe last for the middle-aged and elderly

2.3 中老年男性皮鞋鞋款設(shè)計(jì)

中老年人腳底皮膚肌肉變軟，皮下脂肪變薄，走路時(shí)腳部骨骼直接受來自地面的沖擊，容易引起疼痛。中老年人的鞋款設(shè)計(jì)要充分考慮到足部的舒適性、穩(wěn)定性和安全性。圖1 為我們自主設(shè)計(jì)開發(fā)的中老年人皮鞋鞋款?？钍胶筒馁|(zhì)如圖所示。

圖1 中老年男性皮鞋鞋款設(shè)計(jì)圖Fig.1 Design draft of leather shoes for middle-aged and elderly men

安全和穩(wěn)定是中老年人需要格外關(guān)注的因素。提高底部結(jié)構(gòu)的防滑性能，能夠避免造成滑到摔傷。爆米花發(fā)泡底，特點(diǎn)輕便，防滑，彈性十足，溫度適應(yīng)性強(qiáng)，成型加工容易，設(shè)計(jì)空間廣泛，因此可選用爆米花發(fā)泡底作為中老年皮鞋的鞋底材料。

幫面所用材料選擇衛(wèi)生性能較好并且輕便的材料，這樣穿著才有較好的舒適性能。天然頭層牛皮面料具有透氣不汗腳的特點(diǎn)，舒適性更好。同時(shí)，在受力彎折較多部位的跖趾部位，幫面材料的選擇、粘膠劑的使用等都應(yīng)盡量的軟，易于曲折，提高中老年鞋的舒適性。可采用不涂飾的羊皮革、豬皮革內(nèi)里，吸汗透氣。中老年鞋的后幫應(yīng)有一定的硬度，以支撐保護(hù)中老年衰退的足踝關(guān)節(jié)，這樣踝關(guān)節(jié)才不累。

口門可采用單層皮松緊織帶包邊工藝，更加貼腳，口門不磨腳；圓松緊鞋繩加彈簧鎖扣，穿腳方便。

鞋墊方面應(yīng)該適當(dāng)柔軟，分散第一跖趾關(guān)節(jié)部位的壓力。在鞋墊足弓處設(shè)置記憶海綿，起到保護(hù)足弓增強(qiáng)足在行走運(yùn)動中的穩(wěn)定性；根據(jù)前掌壓強(qiáng)大的特點(diǎn)，在腳掌處加入彈性體，緩沖和分散腳掌的壓力分布。

2.4 老人鞋足底壓力研究

將自主設(shè)計(jì)開發(fā)的中老年男性皮鞋與市售男性老人鞋分別進(jìn)行足底壓力測試，研究老人鞋的舒適性。表3 為不同足底部位的市售和自主開發(fā)老人鞋的最大壓強(qiáng)平均值。顯著性＜0.1，表明具有顯著性。如表所示，與市售老人鞋相比，穿著自主開發(fā)老人鞋時(shí)前掌和整足部位的最大壓強(qiáng)平均值均顯著降低，因此舒適性有顯著的提升。

表3 市售和自主開發(fā)老人鞋的最大壓強(qiáng)平均值Tab.3 Average maximum pressure of commercial and the developed shoes for the elderly

足底壓強(qiáng)時(shí)間積分計(jì)算方法為足底壓強(qiáng)對時(shí)間的積分值，反映了足底壓力與累積時(shí)間的變化關(guān)系，可以更好地衡量人在穿著不同鞋時(shí)所做的功。壓強(qiáng)時(shí)間積越小，穿鞋越不易疲勞，足部舒適性也就越高。表4 為不同足底部位的市售和自主開發(fā)老人鞋的壓強(qiáng)時(shí)間積分平均值。如表所示，與市售老人鞋相比，穿著自主開發(fā)老人鞋時(shí)前掌和整足部位的壓強(qiáng)時(shí)間積分平均值均顯著降低，因此穿鞋舒適性明顯提升。因此，我們自主開發(fā)的中老年人鞋較市售老人鞋的穿鞋舒適性有較大的提升。

表4 市售和自主開發(fā)老人鞋的壓強(qiáng)時(shí)間積分平均值Tab.4 Average pressure time integral of commercial and the developed shoes for the elderly

3 結(jié)論

本研究通過研究中老年男性的腳型規(guī)律，結(jié)合中老年男性的腳型規(guī)律對中老年男性皮鞋的鞋楦和鞋款進(jìn)行設(shè)計(jì)。與青年腳型數(shù)據(jù)相比，中老年的腳寬略有增大；足弓長度增加，腳長變長；拇指里段寬度稍窄，五指外段寬度稍寬，中老年腳型存在拇指外翻的傾向。結(jié)合中老年男性的腳型規(guī)律對中老年男性皮鞋的鞋楦和鞋款進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠獲得舒適性較好的中老年皮鞋。該研究對于改善我國中老年人的穿鞋舒適性和足部健康具有重要意義。