腳趾區(qū)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的下肢運動生物力學(xué)分析.pdf

1、研究目的：人體足部，包含26塊骨骼、33個關(guān)節(jié)及相應(yīng)位點附著的肌肉、肌腱和韌帶的復(fù)合力學(xué)結(jié)構(gòu)，是人體靜態(tài)站立或動態(tài)走跑跳運動時作為人體內(nèi)部動力鏈(Kinetic chain)與外界運動環(huán)境相互接觸和作用的始端。前期研究表明，人類的腳趾具有抓握和運動的功能，然而長期穿著不合腳或具有過度保護功能的鞋具是該機能出現(xiàn)退化。本研究旨在探究在鞋底外側(cè)腳趾區(qū)添加不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，對人體慢跑時下肢運動學(xué)和足底負荷特點，假設(shè)腳趾區(qū)的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)能夠刺激大腳趾的抓

2、地機能。
　　研究方法：15名男性習(xí)慣著鞋跑步者參與測試，均無任何不穩(wěn)定鞋具穿著史，實驗前半年均無任何損傷或疾病，無任何足部畸形，且均未參與任何專業(yè)系統(tǒng)性的訓(xùn)練。實驗選取常見的平底布面膠鞋為參照鞋，通過在鞋底大腳趾區(qū)添加不穩(wěn)定半球及相關(guān)材料學(xué)性能，將實驗用鞋分為實驗鞋-A（硬度系數(shù)為67.92，刺激較強）和實驗鞋-B（硬度系數(shù)為8.44，刺激較弱）。運動學(xué)測試采用Vicon三維運動捕捉系統(tǒng)采集受試者穿著三雙鞋具進行慢跑測試的下肢運

3、動學(xué)數(shù)據(jù)，頻率為200Hz。足底壓力測試使用Novel Pedar鞋墊式足底壓力測量系統(tǒng)，采集頻率為50Hz。統(tǒng)計學(xué)數(shù)據(jù)分析采用SPSS17.0軟件，使用重復(fù)測量方差分析(Repeated Measures ANOVA)及事后檢驗(Bonferroni post hoc)分析參照鞋、實驗鞋-A及實驗鞋-B間的運動學(xué)及足底壓力測試指標間的差異顯著性，顯著性水平設(shè)定在0.05。
　　研究結(jié)果：穿著實驗鞋-A在慢跑步態(tài)支撐期內(nèi)蹬離時，踝

4、關(guān)節(jié)內(nèi)翻和內(nèi)旋角度均顯著大于參照鞋(p<0.05)和實驗鞋-B(p<0.05)；且，前足外側(cè)和其他腳趾區(qū)的最大壓力和壓力-時間積分分別顯著性高于參照鞋(p=0.016&0.018)和實驗鞋-B(p=0.015&0.015)。相反，實驗鞋-B慢跑蹬離時，踝關(guān)節(jié)外翻和外旋活動顯著，且前足內(nèi)側(cè)和中部足底壓力指標顯著減小(p=0.008,0.015&0.039,0.027)，而大腳趾區(qū)明顯增大(p=0.000,0.003&0.000,0.000

5、)。不穩(wěn)定刺激較弱的實驗鞋-B對足部和下肢運動有良性刺激；反之，實驗鞋-A由于強度較高，運動學(xué)變化及足底壓力異常，易出現(xiàn)足部及下肢潛在損傷風(fēng)險。
　　研究結(jié)論：研究發(fā)現(xiàn)，不穩(wěn)定強度較弱的實驗鞋-B對男性習(xí)慣著鞋跑步者有較好的即刻影響，與實驗假設(shè)相一致，即表現(xiàn)出踝關(guān)節(jié)蹬離期的外翻和外旋運動，刺激大腳趾蹬地作用，擴大了蹬離期的支撐面積，降低了前足負荷；相反硬度系數(shù)為67.92（不穩(wěn)定刺激強度較強）的實驗鞋-A對下肢髖膝踝關(guān)節(jié)運動學(xué)的影

6、響較大，表現(xiàn)為在慢跑步態(tài)支撐期內(nèi)髖關(guān)節(jié)的屈曲和外旋、膝關(guān)節(jié)的屈曲內(nèi)收和外旋、踝關(guān)節(jié)明顯的內(nèi)翻和內(nèi)旋動作；結(jié)合足底壓力測試結(jié)果分析，實驗鞋-A不穩(wěn)定刺激強度較大，增加前足外側(cè)和其他腳趾區(qū)的負荷，可總結(jié)為實驗鞋-A因刺激較大提升了下肢及足部潛在損傷的風(fēng)險；實驗鞋-B對腳趾的抓地作用刺激明顯，表現(xiàn)出顯著性降低的前足負荷，且髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)及踝關(guān)節(jié)運動特征出現(xiàn)對應(yīng)調(diào)整。針對于該不穩(wěn)定鞋具的刺激和訓(xùn)練療效，后期應(yīng)開展縱向追蹤研究，分析一定階段訓(xùn)練后