穿不同高度鞋跟对青年女性行走步态、足底压力与表面肌电生物力学分析
研究目的： 通过对女性穿不同高度鞋跟行走研究,采用运动学和动力学,以及表面肌电测试方法,综合探讨鞋跟高度的增高,对女性行走步态特征和下肢关节、肌肉的危害和损伤.指导青年女性和艺术表演女性合理选择适宜高度的鞋类,为鞋子生产厂商科学设计适合人体功能结构功能的高跟鞋,提出理论和实验测试数据. 研究方法： 12名艺术系服装表演专业学生为实验对象，所穿不同高度的测试鞋为：平底、3cm、6cm、13cm、18cm，并对实验对象的左、右下肢共计8块肌肉s EMG信号进行测试。采用德国的SIMI录像解析系统、芬兰MEGA表面肌电系统，以及比利时F-Scan鞋垫系统，采集全部测试数据，并用SPSS17.0软件进行统计处理。 研究结果： 1.地行走中，裸足、穿平底鞋行走的步长最长，其次为3～6cm高度鞋跟，而在13～18cm之间高度鞋跟时，行走的步长最短，同时步长周期也随着鞋跟高度增高而减少。裸足、穿平底鞋行走时，人体重心起伏变化最小H=0.047；H=0.05。随着鞋跟高度的增高，身体重心起伏凸起变化明显。在3～6cm高度时为H=0.052；H=0.053；在13～18cm高度时为H=0.055；H=0.056。在裸足和穿平底鞋行走中，髋关节角度变化特征不明显。而在穿3～18cm高跟鞋行走时膝关节、踝关节特征变化明显，并有显著性差异（P<0.05），随鞋跟高度增高，差异特征明显，特别是在13～18cm高度时，膝、踝关节屈伸角度出现异常。 2.脚前掌区T1，T2-5、脚前掌内区M1，M2、脚前掌外区M3，M4，M5、足中区LM，MM、足后跟区HL，LM测试数据结果显示，穿平底鞋行走时，足部受力主要在足跟区域（HL，LM），该部位的受力也最大。其次为脚前掌区（T1，T2-5）和跖骨区，及脚前掌外区（M3，M4，M5），趾骨区受力最小。足部承受力较大的关节部位在：M2、、M3、M4、LM、HM、HL部位，其他部位也承担部分力量，但主要受力部位在脚前掌和脚后跟区域，足部压力分布比较分散。在穿3cm的鞋跟行走时，受力的范围主要集中在：M1、M2、M3、M4和脚中部外侧LM区，以及足后跟的HM、HL区域，足底受力部位主要集中在足前脚掌区、足外侧和后跟区域。压力分布集中足关节的在M1、M2、M3部位，而足中部位受力有所下降，足后跟承担的压力与平底鞋的压力比较则有所增加。穿13cm时，受力范围主要集中在：M1、M2、M3区域，脚的足外侧、足后跟区域也受到较小的压力，脚后跟的受力的幅度更明显降低，受力的面积范围主要在脚前掌区域内。 3.在平地穿不同高度鞋跟行走中，下肢8块肌肉肌电测试数据可见，在肌电频域指标参数中，活动频率最为活跃的肌肉为腓肠肌、比目鱼肌，而股四头肌、股二头肌活跃相对较低。左、右下肢的时域指标参数，股二头肌的AEMG信号活动幅度最大，同时随着鞋跟高度增高，股二头肌做功强度在不断增强。其次为比目鱼肌，其AEMG信号做功强度与股二头肌几乎相同，但略小于股二头肌。左、右下肢肌电AEMG信号之间存在大小差异，统计检验显示差异明显，其中下肢中腓肠肌与比目鱼肌左、右下肢差异显著（P<O.05），股四头肌和股二头肌左、右下肢差异不显著（P>O.05）。 研究结论： 女性选择穿平底鞋行走，其步长、步速、步频最快，足底压力受力分散均，重心起伏变化最小，重心稳定性最高，其次为3～6cm高度鞋跟。超过6cm以上高度鞋跟时，运动学和动力学、肌电测试参数出现严重异常，建议女性尽量选择穿6cm以下的高度鞋跟行走。并建议鞋厂商，应加厚脚前掌鞋跟厚度，降低或改善踝关节屈伸角度。
行走步态特征 鞋跟高度 运动学 动力学 表面肌电测试
于亚光 王琳
山东体育学院 250102
国内会议
杭州
中文
3801-3802
2015-11-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）