不同年龄段人群行走足底压力特征分析

目的获取不同年龄段人群正常行走时足底压力的动力学参数,为设计制作不同年龄段鞋垫和运动鞋提供理论依据,最大程度减小足部发生损伤的风险。方法使用Footscan测力平板对4个年龄段120名受试者(20～30、30～40、40～50、50～60岁男女各15名)足底压力峰值、压强峰值进行测试。结果足底压力峰值随着年龄增长不断变化,大部分呈上升趋势,只有在第1趾骨区域随着年龄的增长压力峰值逐渐减小,第1趾骨区域女性足底压力峰值在逐渐减小;大部分受试者第2、4拓骨头受力明显高于第1、5跖骨; 50～60岁年龄段男性第2跖骨压力峰值也明显大于20～50岁年龄段人群(P0. 05)。随着年龄增长,仅仅第1趾骨压力峰值逐渐减小,其余区域均呈现增长现象;压强峰值有显著变化,尤其以第2、3跖骨变化最大,呈上升趋势(P0. 05)。结论人体足底各分区的压力、压强随着年龄增长并非一成不变,找出每个年龄段人群足底压力特点,制定相应的运动鞋,才能更好发挥运动鞋的功能。     

不同矫形鞋垫对老年人足底的生物力学影响

目的 通过3款鞋垫了解老年人步行过程中的足底相关特性,为当前老年人鞋垫设计提供参考,并为厂家生产提供理论依据。方法 选取25名身心健康的老年人,穿戴Pedar-x足底压力测试相关设备在跑步机上进行步行测试(4 km/h),以获取足底压力、压强、冲量,并通过问卷调查获得被试者的主观反馈。结果 后脚部软硬喜欢程度和后脚部反弹性强度平均分上,鞋垫A、C之间具有非常显著差异(P<0.01);最大压力和平均压强指标上,鞋垫C在各足底分区均显著小于鞋垫A、B(P<0.01);冲量指标上,鞋垫C在M1(足跟)～M7区(第2～5趾骨)都低于鞋垫A、B,且在M1区具有显著差异(P<0.05),M2区(足弓外侧)鞋垫A、C具有显著差异(P<0.05),M5区(第2～4跖骨)鞋垫B、C具有非常显著差异(P<0.01)。结论 通过改变鞋垫设计可以干预老年人步行时足底压力,聚氨酯发泡材料适用于老年人鞋垫,在鞋垫前足与后跟增加类似GEL减震片可以有效降低老年人步行中出现的高压力,但是鞋垫前中后部位物理厚度不一,易造成老年人步行过程中的足部疲劳。     

平地自然行走护士的步态特征和足底压力分布◆

背景：繁忙的工作和快速行走的严格要求势必造成护士足部压力增高,甚至引起足部疾病。 目的：分析护士平地自然行走下的步态特征和足底压力分布。 方法：采用比利时RSscan INTERNATIONAL公司生产的足底压力分布测试系统对73名护士进行动态足底压力测试。 结果与结论：护士步态分析中足底压强、冲量、支撑时间数据分析一致：在自然步态下,护士足部最大压强部位在第2、3跖骨区;足部最大冲量部位在前足;支撑期时间所占比例最大的是前足离地阶段;加上护士步速较快,足底压力相应增高,前足压力也随其增大。提示护士前足压力较高,易疲劳而发生运动损伤。因此,护士要科学的选择护士鞋或鞋垫,调整足底压力分布和足底冲量,加强对前足、特别是前足第2~3跖骨区的保护,尽可能避免足部疲劳和损伤的发生。     

老年男性足底压力分布特征测试与分析

背景：研究认为造成老年人跌倒的相关危险因素包括肌肉无力、步态、平衡能力、视觉及认知功能障碍等。 目的：对比分析老年人自然步态下足底压力的特征。 方法：运用比利时Footscan足底压力分布测试系统分别对30名老年男性和30名青年男性进行自然行走步态测试,进行对比分析,认识老年人足底压力的变化特征。 结果与结论：老年组左、右足各区域峰力值小于青年组(P < 0.05);老年组左、右足足底各区域的负荷率均小于青年组(P < 0.05);老年组与青年组左足足底各区域的冲量统计学比较在第1趾骨、第2~5趾骨、第1跖骨、第2跖骨、第4跖骨、足跟内侧、足跟外侧7个区域差异有显著性意义(P < 0.05),右足足底各区域的冲量统计学比较在10个区域差异均有显著性意义(P < 0.05)。结果说明老年人足底压力分布特征与青年人有较大区别,这些区别可能是增加老年人跌倒风险的重要因素。     

有无跌倒史老年人步态生物力学特征对比分析

目的 通过对有、无跌倒史老年人进行步态运动学和动力学同步测量,对比步态生物力学特征,为老年人跌倒预防提供理论及实践依据。 方法 在居民社区及老年公寓招募 284 名 60 岁以上老年人作为测试对象,严格按照纳入和排除标准,按照既往 12 个月跌倒史分为跌倒组(有跌倒史)和非跌倒组(无跌倒史)。 采用三维录像解析和动态足底压力测量获取受试者自然行走步态的运动学和动力学参数。 测试数据采用独立样本 t 检验进行组间各因素差异性对照分析。 结果 跌倒组老年人自然行走步态过程中左足第 1 跖骨峰值力、双足足跟外侧冲量、右足大拇趾冲量等动力学参数与非跌倒组相比,差异均有统计学意义(P<0. 05);跌倒组老年人自然行走步态过程中右足第 2 跖骨受力面积、左足缓冲期接触时间、右足前脚掌触地时间、右足横向压力中心(center of pressure, COP)轨迹、左足触地髋角、双足峰值压力点重心位移等运动学参数与非跌倒组相比,差异均有统计学意义(P<0. 05)。 结论 与无跌倒史老年人相比,有跌倒史老年人行走过程中第 2 跖骨受力面积减小,足底触地时间延长,过渡期支撑稳定性下降,COP 横向位移增大,行进方向 COM 位移减小,意味着老年人下肢肌力下降,足侧向摆动增大,步行推进力减小,可导致姿势控制策略发生代偿性改变,潜在跌倒风险增大。 在临床评估中,应重点关注有跌倒史老年人群步态足底压力及运动学特征。     

不同跌倒风险老年人跨越障碍前后足底压力特征

目的 探索不同跌倒风险老年人在跨越障碍前后的步态动力学特征。方法 采用坐-立行走计时测试和5次坐立测试对27名社区老年人进行跌倒风险分级,应用足底压力测量系统对老年人跨越障碍前后的足底压力参数进行测试分析。结果 高、低跌倒风险组老年人在跨越障碍前后整体足底压力双峰曲线特征值组间无显著差异(P>0.05)。高跌倒风险组在跨越障碍后X方向压力中心(center of pressure, COP)运行轨迹显著大于低跌倒风险组(P<0.05)。跨越障碍前,高跌倒风险组支撑足第3跖骨峰值压力大于低跌倒风险组(P<0.05)。在跨越障碍后,高跌倒风险组支撑足第1趾骨峰值压力明显小于低跌倒风险组(P<0.05),而高跌倒风险组足跟外侧冲量明显大于低跌倒风险组(P<0.05)。高、低跌倒风险组老年人在跨越障碍前后足底接触面积分布规律基本一致,各区域接触面积组间均无显著差异(P>0.05)。结论 高跌倒风险老人相对低跌倒风险老年人跨越障碍时支撑时间延长,跨越腿足底跖骨区域峰值压力增加,足底COP曲线表现出不对称性,且在冠状面横向变化范围增大。在临床评估中应重点关注跌倒...     

髌股关节疼痛患者足底压力评估模型构建

目的 构建髌股关节疼痛(patellofemoral pain, PFP)足底压力模型,为该病康复评定提供理论依据。方法 采用病例对照研究,共纳入126例PFP患者(PFP组),并根据年龄、性别1∶1匹配126例健康志愿者纳入对照组。以是否发生PFP为因变量,以受试者自选步速下平地行走时足底12个分区峰值压力和峰值压强为自变量,分别构建峰值压力、峰值压强与PFP的条件logistic回归方程,并绘制对应方程的受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线,计算曲线下面积以分析不同方程对PFP的评估效果。结果 构建受试者足底12个分区峰值压力与PFP的条件logistic回归方程,仅足跟外侧区峰值压力进入回归方程;而通过各个分区峰值压强构建的回归方程中则包括足跟内侧区、中足区、第1跖骨区、第2跖骨区4个区域的变量,同时压强方程ROC曲线下面积大于压力方程曲线下面积。结论 可使用平地行走中PFP患者足底不同分区峰值压力、压强对PFP进行评估,峰值压强评估效果相对较好。     

踝关节不同应力位的动态足底压力特征

目的探究踝关节不同侧肢体和应力位的足底压力分布特点。方法 23名健康受试者通过简易定制走道和足底压力测试平板进行踝中立位、踝内翻、踝外翻的足底压力测试,测试指标为峰值压强、接触面积、接触时间百分比、足底内侧峰值压强之和与外侧峰值压强之和的比值(M/L)、足趾峰值压强之和与足跟峰值压强的比值(A/P)。结果优势腿在第1跖骨的峰值压强明显大于非优势侧,第5跖骨峰值压强明显小于非优势侧。优势侧M/L显著大于非优势侧。除中足、第1趾,其余区域3种应力位的峰值压强存在显著性差异。内翻时各区域的接触时间百分比均大于中立时,外翻时除第2趾其余区域的接触时间百分比大于中立时。内翻、中立、外翻M/L分别为1.24±0.46、1.06±0.26、0.88±0.25;内翻时优势侧M/L大于非优势侧;内、外翻时A/P均大于中立。结论优势侧踝关节稳定性优于非优势侧。踝关节内翻、外翻时稳定性有所下降。内翻时身体往前、内侧偏移,外翻时则往前、外侧偏移以维持稳定。     

老年肌肉减少症患者的足底压力变化

文题释义： 肌肉减少症：随着增龄和老年化过程，老年人的肌量逐渐减少，肌肉力量与肌肉强度也出现相应的下降，称为肌肉减少症。 足底压力：人体足底压力分布反映有关足的结构、功能及整个身体姿势控制等情况。 背景：肌肉减少症是老年化社会进程中不可避免的疾病，肌肉力量的下降、关节灵活性的降低、足部的结构和功能发生改变会不同程度地引起老年人步态特征的改变。因此通过对比老年肌肉减少症患者与未患肌肉减少症的老年人足底压力测试数据，有助于为临床预测老年肌肉减少症患者的跌倒风险提供精准评价指标。 目的：探讨老年肌肉减少症患者的足底压力变化，为临床预测老年肌肉减少症患者的跌倒发生风险提供精准评价指标。 方法：应用Footscan2.0足底压力检测系统采集老年肌肉减少症患者和未患肌肉减少症的老年人对照组足底压力数据，对比分析受试者步长、步速、触地时长、足底分区压力、足底压力中心移动轨迹。试验经中国科学技术大学附属第一医院伦理委员会批准。 结果与结论：肌肉减少症组步长、步速较对照组均降低；肌肉减少症组触地时长较对照组延长；肌肉减少症组左足第二至第五脚趾区、第三跖骨区、足中部区、第四跖骨区、第五跖骨区足底压力变化与对照组相较差异有显著性意义；肌肉减少症组右足第二至第五脚趾区、第三跖骨区、第四跖骨区、第五跖骨区足底压力变化与对照组相比较差异有显著性意义；肌肉减少症组足底压力中心轨迹总长度、左右足椭圆短轴长度、左右足椭圆长轴长度变化与对照组差异有显著性意义。提示老年肌肉减少症患者步行能力、平衡控制能力较对照组减低，步态对称性较未患对照组变差。 ORCID: 0000-0003-2320-8026(何媛媛)；0000-0002-3764-2192(丁呈彪) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程     

单、双肩书包负重行走儿童的足底压力测量

背景：在儿童时期,不同形式、质量的书包负重可能会引起步态变形。 目的：检测儿童书包负重行走时的动态足底压力分布。 方法：采用比利时Footscan USB2平板式足底压测试系统对24名健康学龄儿童进行动态足底压力测试。受试者分别以自然状态、单肩背书包、双肩背书包步行经过Footscan测力平板,观察步态、支撑期时相、压强及足轴角。 结果与结论：与自然行走时比较,双肩负重行走时,受试者整足着地阶段百分比增高,左、右足的足轴角增大,足部足跟、第2跖骨、第1跖骨处的压强值增大(P < 0.05);单肩负重行走时,步态上表现出双足支撑期各阶段的不平衡,负重侧足跟、第2跖骨、第3跖骨处的压强值急剧增大,同时负重侧足轴角显著大于自然及双肩负重行走时(P < 0.05)。说明书包负重增加了儿童行走的不稳定性,单肩负重儿童双足支撑期时相及压力均表现出不平衡的特征。     

老年男性和年轻男性行走时足底动力学特征差异

目的 比较老年男性和年轻男性在行走时足底动力学特征的差异,探讨增龄对足底动力学的影响.方法 应用鞋垫式压力测试系统比较13名老年男性和14名年轻男性在串联行走时左脚的受压时长、受压支撑百分比、开始受压支撑百分比、结束受压支撑百分比、最大压强、最大压强支撑百分比、平均最大压强、时间压强积分、最大压力、最大压力支撑百分比、...     

篮球鞋对主动与被动落地时冲击力特征和肌肉活化的影响

目的探讨人体在主动和被动落地过程中,穿着篮球鞋对落地冲击力特征和下肢相关肌群活化程度的影响。方法选取具备强缓冲性能的篮球鞋作为测试用鞋,并辅以对照鞋。12名球类专项男运动员作为受试者,在翻板器上完成包括由低到高3种下落高度和2种下落方式(主动落地反跳和被动着地)在内的着地动作。利用测力台和肌电分析系统同步采集冲击力和下肢5块主要肌群的EMG信号。结果主动落地反跳时,穿着篮球鞋并没有对冲击力的振幅和频率以及下肢肌群的激活程度产生影响;但被动着地时,穿着篮球鞋却能够显著降低冲击力和负载率的峰值,减小冲击频率(P<0.05),同时显著降低下肢各主要肌群的后激活程度(P<0.05)。结论在主动控制完成动作的情况下,运动鞋影响冲击力和肌肉活化的效果并不明显;然而当人体未完全控制着地状态时,篮球鞋能够改变输入于下肢的冲击力信号,达到缓冲避震并适当减小肌肉活化的效果,为避免落地时运动损伤的发生及机能节省化起到了积极的作用。     

基于不同刚体模型对老年女性步态的仿真研究

目的比较不同的多刚体模型在模拟老年女性步行过程中的仿真精度,并在最优模型的基础上探索行走速度对膝关节负荷的影响。方法在人体运动仿真软件ADAMS/Life MOD中分别建立19个环节(M1)、16个环节(M2)和12个环节(M3)的个性化人体模型和地面,并依次进行步态的仿真研究。结果综合比较3种模型仿真得到的垂直地面反作用力、步行时间和下肢关节角度,M2模型最适用于重现步态的实际情况。当老年女性加快步行速度时,垂直地面反作用力峰值、膝关节力矩和功率峰值都得到明显提高。结论建议老年女性多加强股四头肌的力量锻炼,以改善其步行行为。同时,研究结果在临床上也可为膝骨关节炎患者的康复治疗提供参考依据。     

Multi-plug insole design to reduce peak plantar pressure on the diabetic foot during walking

There is evidence that appropriate footwear is an important factor in the prevention of foot pain in otherwise healthy people or foot ulcers in people with diabetes and peripheral neuropathy. A standard care for reducing forefoot plantar pressure is the utilization of orthotic devices such as total contact inserts (TCI) with therapeutic footwear. Most neuropathic ulcers occur under the metatarsal heads, and foot deformity combined with high localized plantar pressure, appear to be the most significant factors contributing to these ulcers. In this study, patient-specific finite element models of the second ray of the foot were developed to study the influence of TCI design on peak plantar pressure (PPP) under the metatarsal heads. A typical full contact insert was modified based on the results of finite element analyses, by inserting 4 mm diameter cylindrical plugs of softer material in the regions of high pressure. Validation of the numerical model was addressed by comparing the numerical results obtained by the finite element method with measured pressure distribution in the region of the metatarsal heads for a shoe and TCI condition. Two subjects, one with a history of forefoot pain and one with diabetes and peripheral neuropathy, were tested in the laboratory while wearing therapeutic shoes and customized inserts. The study showed that customized inserts with softer plugs distributed throughout the regions of high plantar pressure reduced the PPP over that of the TCI alone. This supports the outcome as predicted by the numerical model, without causing edge effects as reported by other investigators using different plug designs, and provides a greater degree of flexibility for customizing orthotic devices than current practice allows.     

穿不同鞋与裸足对羽毛球蹬地动作下肢及跖趾关节运动协调特征的影响

目的探讨穿着不同鞋和裸足对羽毛球典型蹬跨步动作蹬地时腿下肢和跖趾关节运动协调的影响,为羽毛球运动的科学训练和专用鞋的选择及研发提供理论基础。方法选取优秀男子羽毛球运动员作为研究对象,穿着某品牌羽毛球成品鞋、某款羽毛球样品鞋和裸足作为不同鞋条件,并以羽毛球典型蹬跨步作为测试动作。利用Vicon运动捕捉系统和高速摄像仪同步采集下肢蹬地过程中髋、膝、踝和跖趾关节的运动学及协调特征。结果(1)在蹬地阶段,穿着两款羽毛球专项鞋时下肢各关节的运动学表现并无显著性差异,但相比裸足,两款鞋均在一定程度上增加踝、跖趾关节的角速度,并显著减低各关节角速度到达峰值的时间;(2)下肢运动协调特征方面,3种足鞋条件均表现为在相近时间内下肢髋、膝、踝和跖趾关节由近及远依次加速蹬伸。结论穿着运动鞋具备更好的蹬伸动力来源,能增加蹬伸的速度和效果,有利于提高运动表现;羽毛球蹬伸动作协调性的表现形式倾向于顺序性与同步性的合理组合,建议应针对性地加强踝、跖趾等末端关节的速度和力量训练。     

不同体质量指数成年女性穿高跟鞋行走步态特征分析

BACKGROUND: Women who wear high heels often feel discomfort that will become a potential killer; therefore, it is impending to figure out how the heel height affecting walking gait features and the biomechanics mechanism. OBJECTIVE: To investigate the walking gait features of adult women with different body mass indexes wearing different height heels. METHODS: Based on the body mass index, 20 adult women were divided into two groups: overweight and criterion groups. The walking gait features when they in flat shoes or in different height high heels were detected using three-dimensional video analysis system and plantar pressure test system, and kinematics and kinetic parameters were collected. RESULTS AND CONCLUSION: (1) Walking gait characteristics were normal when overweight subjects (24 kg/m2 ≤ body mass index < 28 kg/m2) in high heels with height lower than 5.3 cm; for criterion subjects (18.5 kg/m2 ≤ body mass index < 24 kg/m2, the heels height should be lower than 6.5 cm. The obviously abnormal walking gait features were visible in 8.5 cm high heels in the two groups. (2) The peak pressure intensity of the first, second and third metatarsal bones increased with heel height increasing, while the fifth metatarsal bone peak pressure showed a negative correlation with the height.       

Effect of footwear on the external knee adduction moment - A systematic review

ContextFootwear modifications have been investigated as conservative interventions to decrease peak external knee adduction moment (EKAM) and pain associated with knee osteoarthritis (OA).ObjectiveTo evaluate the literature on the effect of different footwear and orthotics on the peak EKAM during walking and/or running.MethodsA systematic search of databases resulted in 348 articles of which 33 studies were included.ResultsSeventeen studies included healthy individuals and 19 studies included subjects with medial knee OA. Quality assessment (modified Downs and Black quality index) showed an (average ± SD) of 73.1 ± 10.1%. The most commonly used orthotic was the lateral wedge, with three studies on the medial wedge. Lateral wedging was associated with decreased peak EKAM in healthy participants and participants with medial knee OA while there is evidence for increased peak EKAM with the use of medial wedges. Modern footwear (subjects' own shoe, “stability” and “mobility” shoes, clogs) were likely to increase the EKAM compared to barefoot walking in individuals with medial knee OA. Walking in innovative shoes (“variable stiffness”) decreased the EKAM compared to control shoes. Similarly, shoes with higher heels, sneakers and dress shoes increased EKAM in healthy individuals compared to barefoot walking.ConclusionsFurther development may be needed toward optimal footwear for patients with medial knee OA with the aim of obtaining similar knee moments to barefoot walking.     

不同运动鞋舒适性差异及对篮球典型动作足部受力特征影响

目的探讨穿着不同篮球专项鞋在不同篮球典型步法中足部受力特征和专项鞋舒适性之间的关系。方法利用Kistler三维测力台和Medilogic鞋垫式足底压力测试系统采集并比较12名篮球专项运动员分别穿着两款篮球鞋(L、N鞋)在完成3种篮球典型步法(侧滑步、90°变向跑、3步上篮)的受力特征,包括冲击力峰值、最大负载率、足底压力峰值等;并采用主观舒适度量表对完成3种步法时两款鞋舒适性进行评分。结果 3种典型步法中两款鞋在冲击力方面无显著性差异,L鞋足部压力在侧滑步和3步上篮中比N鞋更小;在舒适性方面,N鞋显著优于L鞋,主要表现在鞋舒适性喜好程度(后跟稳定性、后跟响应、前掌缓冲、后跟缓冲和总体印象)和强度(前掌缓冲和后跟缓冲)方面存在显著性差异。结论两款篮球鞋仅在足底压力和舒适性评价上存在较大差异,但并没有一款鞋在两种评价中都表现更优异,提示在全面设计和评价专项鞋时应兼顾鞋本身的生物力学特性和运动员的主观评价。