杜 洁，孙立娟

(河北体育学院运动人体科学系，河北 石家庄 050041)

从日常的学校体育锻炼中我们不难发现，许多青年学生在步姿中表现出不同程度的“外八字”“内八字”“踢着走”“掂脚尖走”等。女青年如果得了这种下肢畸形，会影响参军、工作以致影响生活，有些人精神压抑，甚至悲观厌世。

足底压强是足底和支撑面之间的压力与接触面积的比值，是运动过程中人体足底直接所受到的地面或鞋底反作用力，它是足底压力、压强、剪切力共同作用结果。利用足底压强分布特征对女大学生不同步姿的足底压强特征及步态分析，探讨两种畸形步姿与正常步态的运动特征，开展人体运动功能评定方法、矫形运动鞋的设计、运动假肢设计方法等研究提供重要的基础依据。

1 研究对象及方法

1.1 研究对象

本研究遵循简单随机抽样原则，选取石家庄十所大学女学生450名为研究对象，足踝关节活动正常，平均年龄22岁(20－23岁)，平均体重54.1kg(46－59kg)。无足部畸形、步态异常、足部外伤史。研究对象基本情况见表1。

1.2 研究方法

文献资料法、测量法、数理统计法。

1.2.1 查阅文献资料

利用河北体育学院图书馆万方数据库和中国知网1997－2014－02期间发表的有关文章，检索词“步态分析”，检索到420篇，对资料进行精读，选取对自己有借鉴价值的的有关文章不仅通读全文，而且要求做记录。

1.2.2 测量法

表1 研究对象基本情况一览表(±S)

表1 研究对象基本情况一览表(±S)

样本量 年龄 身高(cm) 体重(kg) 体重指数(kg/m2)450 22.3 ±1.6 162.6 ±1.3 54.1 ±6.4 20.5 ±3.4

测量仪器设备:足底压力分布Footscan insole系统是比利时生产的进口系统，传感器厚度2.2毫米，测量频率100赫兹，引出厚度1.5毫米，传感器密度4个/厘米2。最小的分辨率是25克，一致性±25克。测量研究对象分别以正常步姿、内八字、外八字在正常行走、慢跑时的压强分布特征，并进行对比研究。

图1 足底压力分布测试系统Footscan insole平板系统

1.2.3 数理统计

数据统计处理使用配套软件footscan SOFTW ARE7.0，用描述性统计，分析结果的描述用(¯x±S)表示，采用组间单因素方差分析方法。数据分析按足底10个区进行分区:趾骨1、趾骨2－5、跖骨2、跖骨3、跖骨4、跖骨5、足中部、足跟内侧、足跟外侧［1］，计算3次每个区域平均峰力值、接触面积。

图2 足底分区

2 足底压强特征分析

2.1 三步姿行走时足底10分区压强最大值

表2 三步姿行走时足底10分区压强最大值(N/cm2)

续表2

图3 三步姿行走时足底10分区压强

表2可以看出，单因素方差分析表中，组间和组内差异均显示有显著性。组间平均值的差异，说明内八字、外八字和正常步态有显著性影响。研究对象在以正常姿势行走时，在跖骨2处足部压强最大，各部位最大压强从小到大依次跖骨5处、趾骨2－5处、足弓处、跖骨4处、趾骨1处、跖骨1处、跖骨3处、足跟处，双足分布规律基本一致;研究对象在以外八字行走时，最大压强在足部跖骨1处，各部位最大压强从小到大依次为足弓处、趾骨2－5处、跖骨5处、跖骨4处、趾骨1处、跖骨3处、足跟处、跖骨2处，双足分布基本一致;内八字姿态行走时，最大压强部位在足部跖骨3处，各部位最大压强从小到大为跖骨5处、趾骨5处、足弓处、跖骨4处、趾骨1处、跖骨1处、足跟处、跖骨2处，双足分布基本一致。受试者以外八字姿态行走时，足跟和前掌1跖骨压强大于在以正常步姿时，差异具有统计学意义;受试者以内八字姿势行走时，前掌第3跖骨处的压强大于在以正常步态行走时，差异具有显著性。

反映足底压力分布规律的重要指标是足底压强峰值，其大小和部位对足部疲劳积累和损伤的发生具有重要影响［2－3］。一般是以足大趾、1、2、3、4、5 跖骨、足弓内侧、足弓外侧和足跟内侧、外侧10个点最大压强来反映足底整体最大压强分布［4］。从表中看出，最大压强发生在前足中部即2、3跖骨区，这一部位过度疲劳是导致前足横弓塌陷重要原因。前足内部位、外侧部位、足趾区部位和足弓区是主要动力负荷承受区，这三个部位作用力主要提供身体前进动力。关于足大趾区，根据毛德伟等关于太极的足底受力研究结果，这个部位对于维持身体平衡姿势有重要意义。在最大压强的分布图上，这一部位都占据比较大的比例。足趾区冲量分布有一重要特点是标准差很大，反映了不同研究对象在这一部位用力特征有很大差距。

2.2 三步姿慢跑时足底10分区压强最大值

表3 三步姿慢跑时足底10分区压强最大值(N/cm2)

图4 三步姿慢跑时足底10分区压强

方差分析是数理统计中分析试验数据的根本，试验数据方差的来源，一般是条件误差和随机误差。从观察数据中分离这两种因素造成的方差，通过比较，寻找出对观察数据其主要影响的因素。从表3可以看出，受试者以正常姿势行走时，足部最大压强在2跖骨处，其他各部位最大压强从小到大依次为足弓处、跖骨5处、趾骨2－5处、跖骨4处、趾骨1处、足跟处、跖骨1处、跖骨3处，双足分布规律基本一致;在以外八字姿势慢跑时，足部最大压强部位在跖骨2处，各部位最大压强由小到大依次为足弓处、趾骨2－5处、跖骨5处、跖骨4处、趾骨1处、足跟处、跖骨1处、跖骨3处，双足分布规律基本保持一致;以内八字姿势慢跑时，最大压强在足部足跟处，各部位最大压强由小到大依次为足弓处、跖骨5处、趾骨2－5处、跖骨4处、跖骨1处、趾骨1处、跖骨3处、跖骨2处，双足分布规律基本一致。研究对象以内八字姿势慢跑时，足跟处的压强大于在以正常步姿时，差异具有显著性。

压强是表示压力作用效果的指标，足部结构和功能的异常均可导致足底产生异常的高压强峰值，足底的压强峰值是反映足底压力分布的重要指标［5］，大量关于神经性足疾、糖尿病足和矫形足的临床研究都常以压强峰值作为重要的诊断指标［6］［7］。王玉珍［8］等曾经发表于2005年中华糖尿病杂志第13卷第6期的糖尿病足治疗鞋减轻了足底压力一文中，就使用了足底压强峰值特征作为诊断指标，得出了治疗鞋和鞋垫较布鞋能够减轻足前部和足跟的压力、压强的结论;张立山［9］等曾经发表于2009年中华手外科杂志第25卷第5期的不同术式拇手指再造术后供足的步态分析一文中，使用了足底压强峰值作为评价不同术式拇手指再造术后的对比评价指标，得出了改良游离甲皮瓣移植较传统甲皮瓣移植对供足功能影响较小;陈占法［10］等曾经发表于2009年中华物理医学与康复杂志第31卷第6期的采用Footscan系统指导跟骨骨折患者术后康复训练的疗效观察一文中，使用了足底压力、压强峰值作为观察和评价指标，得到了利用这些指标可以提高术后康复疗效以及对术后康复进行客观评价。本文中，外八字姿势慢跑时，受试者的压强峰值主要在第二、三跖骨头，与正常姿势相似，但压强峰值较正常姿势大，显示这几个部位为主要的冲击性负荷的承受部位。建议针对畸形步态患者的足底压力分布设计个性化鞋垫，用于调整足底压力的分布，使之更加接近正常步态的足底压力。

3 结论

步姿不同，足底压强最大的部位就不同，外八字姿势行走时足跟及前掌第1跖骨处的压强大;内八字姿势行走时，前掌第3跖骨处的压强大，慢跑时，足跟处的压强大，这也是畸形步姿下最容易损伤的部位。

［1］霍洪峰，吴艳霞，付丽敏，等.女青年异常步态行走时的足底压力特征［J］.中国康复医学杂志，2009(9):841－843.

［2］霍洪峰，付均，赵焕彬，等.孕期妇女足底压力及步态特征变化的纵向追踪［J］.中国组织工程研究与临床康复，2010(9):7012－7016.

［3］赵焕彬，霍洪峰，张静，等.老年人健身背向走的足底压力与步态特征［J］.中国康复医学杂志，2010(5):435－438.

［4］梁玉，霍洪峰，杨静怡，等.老年人行走时足底压力及步态特征的增龄化变化［J］，中国老年学杂志，2013(7):3038－3040.

［5］叶松.大学生慢跑时足底压力的动态分布特征［J］.中国组织工程研究与临床康复，2009(11):9109－9112.

［6］Arnel Arguinaldo.Impact loading in running shoes with cushioning column systems［J］.J of applied biomechanics，2003(19):353 －360..

［7］C.Roger lames.Classification and Comparison of Biomechanical Response Strategies for Accommodating Landing Impact［J］.Journal of applied biomechanjcs，2003(19):106 －118.

［8］王玉珍，王爱红，等.糖尿病足治疗鞋减轻了足底压力［J］.中华糖尿病杂志，2005(16):406－408.

［9］张立山，潘勇卫，田光磊，等.不同术式拇手指再造术后供足的步态分析［J］.中华手外科杂志，2009(10):321－316.

［10］陈占法，马利杰，郭明珂，等.中华物理医学与康复杂志［J］.2009(6):405 －408.