糖尿病足是糖尿病的常见并发症,表现为足部皮肤或组织出现难以治愈的溃疡,而足底压力升高是糖尿病足的重要诱因,因此明确糖尿病患者足底压力分布规律,对糖尿病足预防及相应辅具开发具有重要意义。足部各组织间形成了复杂的力学环境,而现有常规手段无法实时测量内部软组织的力学状态,因此足内部力学状态在糖尿病患者足底压力升高过程中的作用尚不明确。针对以上问题,本研究基于足底压力实验并联合足部仿真,对糖尿病患者的足底压力分布规律和足底压力升高机理进行研究,并根据获得的规律和机理进行了缓冲减压鞋垫的设计及优化,对降低糖尿病患者的足底压力和组织溃疡风险具有重要意义。本研究以糖尿病患者（DM）、糖尿病神经病变患者（DPN）、健康对照组（NC）为受试者,进行足底压力实验采集步态周期内跟骨区（H）、足中区（MF）、跖骨区（MET）、足趾区（T）的峰值力、峰值压力、高压百分比,使用ANOVA单因素方差分析得到各数据的组间差异性。招募一名健康男性并拍摄其下肢CT和MRI,采集其步态周期内的地面反作用力和小腿-地面夹角,构建具有多组织层次的平足、中立、推离时刻足部有限元模型。基于足部全步态周期仿真,获得在不同足底筋膜硬度下的足底压力、足底筋膜应力、离地角。基于高压分布足区（MET和H）及高压区轮廓,设计了嵌有不同横向距离占比（85%、90%、95%）Poron缓冲垫的鞋垫方案,进行足底压力实验对比三种方案的减压效果,最终针对足底-鞋垫接触形状进行优化,并通过仿真验证了优化鞋垫方案对足底压力及足内部组织应力的影响。足底压力实验数据显示,DM和DPN两组较NC的MET峰值力分别增加14.1%和3.5%,H峰值力分别增加14.3%和降低6.2%,糖尿病人群足底载荷有向前侧足区转移的趋势;DM和DPN两组与NC相比,左、右足峰值力之差绝对值在足趾区外的足区均显著减小,表明糖尿病人群存在左、右足载荷均匀化现象。全步态周期仿真结果显示,足底筋膜在第一至第三跖趾关节的应力随足底筋膜硬度增大而增大,与MET和T两足区的峰值压力变化具有空间一致性;峰值压力与足底筋膜硬化程度呈正相关,并增大了MET和T足区的组织溃疡风险。减压鞋垫方案对比实验显示,缓冲垫为90%横向距离占比的S2方案减压效果最优。优化鞋垫方案的仿真对比结果表明,优化减压鞋垫较S2方案在MET和H的减压比例分别提升11.0%和8.6%,较基础垫和S2方案使足底筋膜峰值应力均增大1.9 MPa。