基于FSR压电薄膜传感器鞋垫的足底压力缓冲研究

利用Force Sensing Resistors(FSR)薄膜压力传感器,对6名无明显身体缺陷和足部疾病的青年志愿者站在橡胶鞋垫、经编间隔鞋垫、纯棉针织鞋垫、纯棉机织鞋垫4种情况下,对脚拇趾、第一跖骨、第五跖骨、足跟处的压力进行分析,通过比较4个测量部位压力值,得到不同类型的鞋垫对足底压力缓冲性能的影响。研究表明：第五跖骨与足跟区域的压力较大;经编间隔鞋垫对足底缓冲减压效果最好,相比站在橡胶鞋垫上足跟处压力减少了41%;纯棉针织鞋垫对脚拇趾的缓冲效果较为明显,足跟处压力缓冲效果较经编间隔鞋垫不明显。     

健康中老年和青年日常生活足底压力特征比较研究

采用足底压力分布测试系统对12名健康中老年人和20名健康大学生平地自然行走和上、下楼梯进行测试,包括足底各区域最大压力、冲量、峰值压强和有效负荷面积。结果表明:在行走时,中老年组的足跟内、外侧、第2-3跖骨和2-5足趾最大压力、峰值压力和冲量小于青年组。上楼梯时中老年组的足底足弓外侧、第2-3跖骨、2-5足趾等区域的最大压力、峰值压强和冲量普遍要小于青年组。下楼梯时中老年组的足底第1-3跖骨、2-5足趾、足弓外侧等区域的最大压力、峰值压强、有效负荷面积和冲量要小于青年组;但在第1足趾和足跟内、外侧有效负荷面积大于青年组。由此可得:中老年人因年龄增长,下肢控制能力降低,足前掌长时间磨损与地面接触面积增大、接触时间增长,这种人体自身的保护机制,增加了支撑的稳定性,从而预防跌倒损伤的发生。     

糖尿病患者足部异常状况和足底压力特征研究

对在成都中医药大学附属医院内分泌科住院的274例糖尿病患者进行足部异常状况信息的采集,对足部异常的患者进行脚型数据的测量;并使用比利时FootScan 0.5 m平板式足底压力测试仪对274例患者以及58例正常受试者进行足底压力测试,分析其足底压力分布特征。结果显示:糖尿病患者足部异常状况中,胼胝患者居多,主要集中在大脚趾、二三五跖骨和足跟区域;患者足部发生异常时,脚型变得较宽大和肥硕;且足部异常的产生与患者病程和穿鞋习惯显著相关。患者足底压强峰值分布由大到小依次是:M3M2M4HMHLM1M5T1MDT2-5;除了足跟内侧,患者足底其他区域的压强峰值均大于正常受试者,在第一二三跖骨区域的差异显著;患者前掌跖骨区域的胼胝与该区域压强的增大有关系。对糖尿病患者足部异常状况和足底压力特征进行研究,有助于针对糖尿病患者进行有效地足部护理和鞋垫设计。     

高跟鞋鞋跟结构变化对女性足底压力的影响

使用Novel鞋垫式足底压力测量系统测量14名女性穿着9种鞋跟结构的高跟鞋正常行走时足-鞋界面间峰值压强、压强时间积分、峰值压力、压力时间积分和接触面积等足底压力分布数据,探究跟高和跟型对职业女鞋舒适度的影响,实验鞋为定制,跟高分别为30 mm、50 mm、70 mm,跟型分别为细跟、粗跟和坡跟。足底分为8个区域:拇趾区域,2~5趾区域,跖趾内侧区,跖趾中部区,跖趾外侧区,足中区,足跟内侧区和足跟外侧区。研究结果表明:跟高对足-鞋界面间压力参数有显著影响,随着跟高的增加,跖趾内侧压力显著增加,足跟压力显著减小;50 mm粗跟高跟鞋为实验鞋中最舒适高跟鞋。     

高原世居藏族与移居汉族健康青年足底压力分布特征对比

探讨高原世居藏族与移居汉族健康青年足底压力分布规律,比较两个民族青年人群足底压力特征差异。为构建高原人群步态数据库提供基础数据。运用意大利MPS足底压力测试系统对经过筛选的西藏大学在校世居与移居高原健康青年160人进行双足足底压力测试,对获取的数据进行统计学分析。结果表明：（1）站立时男性接触面积、女性峰值压强、平均压强、足弓指数在民族间存在差异（P<0.05）;行走时女性接触面积和足轴角在民族间存在差异（P<0.05）。（2）男性第1趾（T1）、第2～5趾（T2～5）、第5跖骨（M5）区域的接触面积）、T1、T2～5、第2跖骨（M2）区域的压力峰值、足中部（MF）区域的峰值压强以及T1、T2～5、第1跖骨（M1）、M2、第3跖骨（M3）、第4跖骨（M4）、M5区域的冲量在民族间存在差异（P<0.05）;女性T1、T2～5、M4、M5、足跟内侧（MH）、足跟外侧（LH）区域的接触面积,T1、T2～5、M2区域的压力峰值,T1、M1、M4区域的峰值压强,T1、T2～5、M4区域的平均压强,以及T1、T2～5、M1、M2、M5、MH区域的冲量在民族间存在差异（P<0...     

6~10岁儿童负重条件下足底压力及步态研究

通过对6~10岁儿童足底压力及步态的测试,分析了不同负重状态下足底第1脚趾、第2~5脚趾、第1跖趾、第2~3跖趾、第4~5跖趾、中足、后跟内侧、后跟外侧8个部位的压力分布及变化。结果表明:儿童背负不同质量的书包正常站立时,足底各部位的压强变化相当复杂,尤其从无负重到负重自身体重10%时,中足、后跟部分的压强变化较为显著;儿童在背负不同质量的书包行走时,跖趾部位的变化最为显著,当负重大于自身体重的15%时,第1脚趾和第1跖骨的压强会显著增大。该项研究成果可以为包括儿童书包在内的各类儿童服饰设计提供参考。     

足弓结构对足底压力分布的影响

为了探索不同足弓结构的足底压力分布特点,通过Footscan压力板测量31名高弓足和31名正常足受试者裸足行走时的足底压力参数,比较两者在足底十个分区的峰值压强、接触面积、接触时间、压强加载率和压强时间积分等参数。结果显示,与正常足相比,高弓足的接触面积除足弓外都有不同程度增大,接触时间在第1、2、3跖骨显著增加,压强加载率在第2、3跖骨以及后跟内侧显著增大,压强时间积分的增大区域主要集中在第1、2、3跖骨以及后跟内侧。表明高弓足相比正常足在第1、2、3跖骨以及后跟内侧更易出现疼痛。     

长期穿高跟鞋对女性足底构筑及压力的影响

着高跟鞋进行日常活动影响足部肌-骨系统的结构和功能。为探讨着高跟鞋站立、行走对足底软组织构筑及刚度、足底压力、足型等的远期影响,选取19名10年以上穿高跟鞋习惯的女性为实验组,20名无穿高跟鞋习惯的女性作对照。以超声诊断系统测试足底软组织厚度、横截面积、剪切波速度;SENSOR MEDICA压力测试系统测试足底压力;足印法采集足印。组间差异采用独立样本t检验。实验组拇展肌和拇短屈肌厚度、剪切波速度、横截面积明显小于对照组;趾短屈肌厚度、横截面积、前/内侧及后足压力、第1跖骨接触面积、拇外翻角、足跟角明显大于对照组。长期着高跟鞋站立、行走削弱拇趾外展和跖屈,加重前足旋前,增加内侧纵弓压力。使趾短屈肌肥大,增加后足压力。建议穿高跟鞋者着重训练拇趾外展、跖屈功能,同时加强趾屈肌向心收缩及足旋后锻炼。     

足外翻对健康儿童行走状态下足底负荷模式的影响

通过探究足外翻对健康儿童动态足底负荷特征的影响，为日常穿着的外翻足矫正鞋设计提供科学的理论支持。利用FootscanR足底压力系统采集347名年龄在7～8岁的健康儿童裸足行走时的足底负荷，根据足外翻程度、足弓指数、身体质量指数，排除肥胖与扁平足儿童，筛选出60名（男童26名，女童34名）外翻足儿童以及60名身高、体重相似的正常足儿童，对其足底峰值压力、峰值压强、压力-时间积分、足底相对接触面积进行同性别的对比分析。结果表明：足外翻加重了儿童足底负荷的不均匀分布。对于男童，外翻足在趾骨、前掌内侧的峰值压力显著增加；前足、中足的峰值压强具有上升趋势；第1趾骨与足跟外侧的压强-时间积分显著增加，在男童日常穿着的外翻足矫正鞋设计中要着重减少趾骨、足内侧的负荷。对于女童，外翻足在趾骨、前掌内侧的峰值压力呈上升趋势，足跟的峰值压强显著降低，前掌、中足的压强-时间积分均显著增加，女童矫正鞋设计应着重减少前掌内侧区域压力。     

基于薄膜压力传感技术的不同接触面足底压力分布的差异分析

研究利用薄膜压力传感器(Force Sensing Resistors,FSR)对无明显身体缺陷和足部疾病的女性进行足底压力测试,主要研究被测对象站立在平板与细砂介质上,改变倾斜角度0。、5°、10°、15°4种情况下,脚拇趾处、第一跖骨处、足弓和足跟的压力变化。研究结果表明:随着平板角度增加,足跟和脚拇趾压力增加明显;相比站在不同角度的平板上,站在角度增加的细砂上足底压力值相对减缓,压力变化较快,在15°平板和细砂上的足跟压力增大了75%和86%,倾斜的地面会进一步导致足跟压力分布集中度,说明人体在爬坡或软硬地面时要加强对足跟的保护。     

可动假足装置在鞋压力舒适性研究中的应用

介绍了一种可动假足装置,用于鞋压力舒适性的研究。通过穿着不同类型的鞋分别进行试验,采集分析了人体试验与假足试验过程中的足底峰值压强、压强时间积分与接触面积,假足试验表现出了与人脚试验的一致性。进一步对比分析了人体试验数据与假足试验数据,假足试验相对于人体试验误差率的绝对值都小于10%,验证了可动假足检测装置的有效性,重复性与规范性,为鞋压力舒适性研究提供了一种技术支撑。     

生物力学在运动鞋设计及性能评价中的应用

查阅了国内外运动鞋生物力学相关研究文献;采用人体测试与材料测试相结合对5双具有弓结构设计的知名品牌运动鞋进行舒适性评价,并应用Novel足底压力测试系统以及减震冲击测试仪器对穿着过程中受试者足底压力及试验用鞋的减震性能进行测试;结果表明:(1)b3运动鞋的舒适性最佳;(2)鞋底重量客观测试与主观感受一致,表明随着重量降低,有助于人体主观舒适性提高;(3)足底压力测试结果表明,穿着b3运动鞋的足底最大压强及平均压强均较小;(4)有些物性指标可能测试结果不佳,但是主观感受却比较好,例如前掌易弯折,表明易弯折舒适性不仅与弯折力值有关,也可能与其他因素有关,其中包括前掌帮面材质、前掌减震性能等因素,需要进行综合考虑。     

表面肌电与足底压力同步测量技术的应用——改善鞋靴穿着舒适性方面

简述了鞋靴舒适性设计的重要性,重点对提高鞋靴穿着舒适性的主要研究方法 -足底压力测量技术进行了简述并指出此研究的不足。表面肌电(s EMG)是研究运动过程中肌肉电信号变化的有效手段,近年来也逐步应用于鞋靴性能检测。建立s EMG与足底压力测量技术的同步模型能够将两种技术的优势相结合,可为提高鞋靴穿着舒适性的研究提供客观、准确的数据支持。     

鞋垫腰窝高度对足底压力舒适性的影响研究

主要围绕足部压力舒适性进行研究讨论,提出了足部压力舒适性主要由鞋楦、鞋类的制作工艺及鞋垫所决定,其中鞋垫又是最紧密接触人体足底的鞋类部件。以鞋垫的三维结构对足底的舒适性所产生的影响为研究重点,提出通过调节鞋垫的腰窝部位高度,有效分散和改变足底压力分布,从而改善鞋穿着舒适性的具体方法。     

有限元建模技术在预测鞋底减震性能中的应用研究

通过建立足部-鞋底-地面有限元仿真模型,模拟着鞋状态下的足部在落地过程中的受力情况,从而对鞋底的减震性能进行预测。第一部分是有限元模型的建立,在有限元软件中建立了足部-鞋底-地面有限元仿真模型,模拟并预测鞋底的减震性能。第二部分是验证实验,即验证有限元模型的有效性,让12名男性受试者分别穿着减震性能不同的运动鞋,从20、40、60 cm高度完成主动落地运动,使用三维测力台和鞋垫式足底压力测试系统同步采集分析落地冲击过程中的鞋底压力峰值和足底压力峰值。通过对比仿真模拟数据和实验数据,穿着不同运动鞋从不同高度下进行落地运动,模拟数据相对于实验数据的误差率也不同,但是所有误差率的绝对值都小于5%,因此验证了该足部-鞋底-地面有限元模型的有效性。本文建立了足部-鞋底-地面三维有限元仿真模型,用于鞋底减震性能测试的仿真模拟,在该模型中,可以任意改变鞋底的材料和结构,并对鞋底和足底的受力情况进行预测,从而指导运动鞋的设计和生产。     

基于LABVIEW系统对鞋底压力的研究

以LABVIEW虚拟测试仪器为手段,对高跟鞋不同的跟高(5～9 cm)所产生的足底特征部位的压力值进行测试、采集、存储。通过对数据的分析,得到对鞋底对足底压力影响的清晰认识,为人们选购高跟鞋提供理性的科学依据,并为高跟鞋生产企业在做鞋设计时,提供确凿的参考依据,让其明确在满足美观性的同时,如何设计鞋底更有利于足底压力的舒适性,以达到美观性和舒适性的统一。     

基于足底压力分区优化的鞋垫功能区域设计

采用美国F-scan足底压力测试系统对35名男性受试者进行裸足压力测试,运用SPSS聚类分析峰值压力和均值压力。结果表明最佳聚类结果为均值聚三类:第二、三跖骨及足跟高压区域、第二至四足趾及足弓低压区域、第一足趾及56骨压力适中区域。将对应足底的鞋垫位置合理进行功能性区域设计,分为减压区、分压区和稳定区,以此提出了对应改善足底压力分布的优化建议,分散足底压力,保护人体足部健康。     

中底硬度对职业女鞋舒适度的影响

将四种不同硬度的材料应用于职业高跟女鞋中底前掌的制作,对36名21~35岁之间的成年女性进行试穿后主观评价调查,并利用FootscanR平板式足底压力测量系统测量每个受试者鞋-地界面间的足底压力分布情况。综合分析中底硬度对职业女鞋舒适度的影响,其结果表明:1、肖氏硬度为18的较柔软中底鞋(SRS)和肖氏硬度为12的柔软中底鞋(SRVS)比肖氏硬度为22的较硬中底鞋(SRF)和现用泡棉中底鞋(PM)舒适;2、SRS鞋前掌部位足底压力较小,减小的足底压力向后跟转移,导致后跟部位足底压力增大。     

鞋垫对足底压力舒适性影响研究进展

对近几年来国内外有关足底压力舒适性的文献进行对比,总结了足底压力主要影响因素是鞋垫结构和鞋垫材料。概述了鞋垫腰窝部位不同高度对足底压力分布产生的影响,以及材料的硬度、厚度对足底压力的影响机理。比较了足底压力舒适性研究的试验方法和评价方法,为今后相关的研究提供参考。同时指出了在改善舒适性方面的研究方向。     

中国当代青年女性脚型结构特点及足底压力分布研究

利用三维足部扫描系统和足底压力测试系统对35名18-27岁之间的中国当代青年女性进行足部三维扫描和足底压力测试,分析中国当代青年女性的脚型特点以及足底压力分布特征。研究结果表明:1、当代青年女性脚型结构与全国成年人脚型规律间存在着一定的差异;2、实验得到的当代青年女性的跖趾围长与脚长间的回归方程为"跖趾围长=98.264+0.525脚长",即脚长每增加10 mm,跖趾围长增加5.25 mm;3、脚底后跟部位和前脚掌第二跖趾、第三跖趾部位是行走过程中的主要受力区域;4、行走过程中左右脚足底压力分布存在显著性差异。