高跟鞋足—鞋界面改良对行走的力学影响研究

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  中图分类号:G804 文献标识:A 文章编号:1009-9328(2015)05-000-01
  摘 要 为了减轻高跟鞋对人体的伤害,本研究根据足部解剖学结构及其运动学特点,在高跟鞋鞋底选择最佳部位放入柔软的EVA材料,从材料力学入手实现高跟鞋减震的探索性研究。实验结果表明:EVA垫的加入能够有效缓冲地面对足部的冲击力,能够在步行过程对足部的三个重要支撑点——跟骨、第二趾骨、第五趾骨进行保护。这种外源性生物力学手段能够一定程度上减轻鞋跟高度增加对足部的伤害,对中跟鞋和高跟鞋来说,鞋底材料的变化对高跟鞋的影响更显著。
  关键词 高跟鞋 EVA材料 减震
  Martina Cernekova[1]比较穿高跟鞋时,足前掌和足后掌的压力变化,发现鞋跟高度增加是人体重心前移和足前掌负荷加大的主要原因。
  高跟鞋的危害性是显而易见的,但从结构减震入手实现能量回归就显得很勉强,那么只有通过改变鞋底材料,即外源性生物力学手段[2]来满足人们所需的减震要求。
  本研究根据足部解剖学结构及其运动学特点,在高跟鞋鞋底选择最佳部位放入柔软的EVA材料,来验证鞋底材料的改变对高跟鞋足—鞋界面的影响。
  一、研究对象與方法
  (一)实验对象
  实验对象为8名青年女性,平均年龄为25±2岁,平均体重为53±4Kg,被试者体型匀称,身体健康,下肢无损伤史。
  (二)研究对象
  研究对象为0厘米(模拟平底)、4.5厘米(中跟)、8.5厘米(高跟)的普通高跟鞋及分别于前掌内侧、前掌外侧、后跟区加入0.5厘米EVA垫后的三种高度改良高跟鞋。三种高跟鞋外形基本一致、全部为新鞋。
  (三)实验设计
  采用德国Novel pedar-X足底压力测试系统,测量被试在正常步速下分别穿着三种普通高跟鞋和三种改良高跟鞋平地行走时的足底压力参数,行走路程为20米,约40步。
  (四)数据统计及处理
  选择右脚进行数据统计,详细足部分区见图1。
  图1 鞋垫分区详图
  数据处理时,选择最大地面反作用力(MF)作为减震性能测试评价指标;选择峰值压强(PP)作为舒适性能测试评价指标;选择冲量(FT)作为做功状况测试评价指标[3]。
  数据统计完成后选择SPSS17.0进行数据处理。
  二、结果与分析
  (一)EVA材料对平底鞋足—鞋界面的影响
  就足后跟区而言,在加入EVA前后,MF差异显著,PP差异不显著,FT差异显著,说明新材料的加入能够有效缓冲地面对足后跟的冲击,有效保护足部,但0.5CM厚度的EVA材料对峰值压强影响不大。足前掌内侧、足前掌外侧的数据分析与足后跟基本一致,MF差异显著,PP差异不显著,FT差异极显著。证明0.5CM的EVA材料对足后跟区还是有一定保护作用的。
  (二)EVA材料对4.5厘米高跟鞋足—鞋界面的影响
  在加入EVA后,足后跟区的MF值比未加时小了22.9(N/CM2),差异显著,而PP、FT差异均布显著,分析认为,这与穿着高跟鞋改变足部受力具有很大关系——鞋跟高度的增加能使足前掌受力明显加大,而足后跟受力明显减小。对比加入EVA前后足前掌内侧区的数据,MF、FT差异均具有显著性,PP差异具有极显著性。足前掌外侧区的数据显示,MF、PP差异具有显著性,FT差异不具有显著性。
  (三)EVA材料对8.5厘米高跟鞋足——鞋界面的影响
  对8.5CM高跟鞋来说,足后跟区的MF在加入EVA前后差异具有显著性,而PP、FT差异不显著。足前掌内侧区数据显示,MF、PP、FT在加EVA前后差异均具有极显著性。足前掌外侧区,在加EVA前后MF差异不具有显著性、PP差异具有极显著性、FT具有差异显著性,MF前后无差异与实验用鞋前端较尖加大了足前掌外侧受压有关。
  三、结论与讨论
  EVA垫的加入能够有效缓冲地面对足部的冲击力,能够在步行过程对足部的三个重要支撑点——跟骨、第二趾骨、第五趾骨进行保护。这种外源性生物力学手段能够一定程度上减轻鞋跟高度增加对足部的伤害,对中跟鞋和高跟鞋来说,鞋底材料的变化对高跟鞋的影响更显著。
  参考文献:
  [1] Martina Cernekova, Petr Hlavacek. The influence of heel height on plantar pressure[J].Clinical Biomechanics.2008:23.
  [2] 陆毅琛,李建设.不同外源性生物力学手段对原地纵跳时足底的力学影响[J].浙江体育科学.2003(6):55-57.
  [3] 刘静民,郑秀媛,蔡宇辉,刘卉.慢跑鞋功能测评方法的探讨性研究[J].北京体育大学学报.2007(3):344-347.
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