1、炮台的坡度与速度对人体足底压力影响的研究随着人们生活水平的提高，休闲与运动成为人们生活的重要组成部分，走步与跑步往往是人们锻炼祈体的主要运动形式，而跑台便成为人们首选的运动健身器材，在跑台上运动可以发展有氧运动、提高心血管的能力和增加腿部的力量，人们在不还俗扪的情况下就达到了锻炼祈体的目的，然而，人们为了达到更好的健身效果，使身体充分承受一定的负荷强度，往往增加跑台的坡度或提高跑速来满意健身锻炼的目的，采用这种健身方式，足部会受到来自地面反作用力产生的极大的足底压力，因此了解足底压力变化，用于矫正步态，防备运动损伤，以有效地采用不同的坡度和速度训练，我们有必要去了解足底这些动力学特征。11 足
2、底压力的研究现状111 国外研究现状发达国家足底压力分析研究比较早，积累了大量的参数，我国对足底压力研究比较晚。人们对足底和支持面之间的压力分布的测量可以为研究足部的结构、功能和体态控制提供大量有用的信息，还可利用这些信息对一些足部疾病作出合理解释8。Mary Josephine，Hessert 等9用足底压力测试鞋垫，测试了 9 名年 偏瘫的特征 青人和 6 名老年人在跑台上行走，测试一个完整步态阶段参数特征，包括平均、最大压力和压强值。结果表示，足从接触地到离地时足底压强参数在年青人和老年人之间明显不同，两者不同之处压强在足底分区的不同，老年人在足的内侧区平均压强与压力比外侧小，说明老年人
3、从足跟触地到足尖离地阶段，支持体重在足的外侧区域。Nigg 和 Bahlsen 等22对十四人在力台上和高速摄影进行测试，发现跑速影响外部冲击力的峰值，但鞋中垫的硬度并不影响外部垂直冲击力的大小和载荷率，更不会改变冲击力的峰值和地面反作用力的位置。但是，鞋中垫的硬度变化会影响外力对足内部结构的作用，柔软的中垫会减小韧带力而增大关节力。Monika Horvath23等对 11 名偏瘫病人的步态进行了动力学和运动学分析，发现偏瘫一侧足的支撑时间短，用这一侧去支撑和转换体重。当足放平地面时，偏瘫一侧负荷率明显增加，当足尖离地时，偏瘫一侧负荷率显著降低，用非偏瘫 病例网 http:/: http:/
4、侧弥补偏瘫侧肢体的运动幅度，导致俩侧肢体的髋、膝、踝的不正常运动。说明了偏瘫者的步态特征，当足放平到足尖离地时这个阶段是冲击力和负荷率的变化。orag24等收集了 55 个健康人行走时的足底峰值压力和功能数据，建立了一个猜测足底峰值压力的模型。说明建立猜测模型能查看到足底压力的升高，发现病学因子，帮助降低高风险人的足底压力。 4 结论与建议41 在跑台上运动，随着跑速增加，足底冲击峰逐渐增加，但运动峰变化不明显。42 在跑台上运动，随着坡度增加，足底冲击峰逐渐下降，运动峰也逐渐下降。43 在跑台跑步过程中，随着速度的提高，足底压力分布随之发生变化，足跟区所承受压力峰值随着速度增加随之增加，足前
5、中部压力增大，足前部第二、第三跖骨受力峰值加大。并且压力负荷率在足跟区域与足前中部变化出现类似增加的特征。44 在跑台跑步过程中，随着速度的提高，足底压强分布随之发生变化， 偏瘫的特征足跟区与足前中间区压强峰值都随着运动速度增加而增加，压强负荷率的变化足跟区与足前中间区变化有类似的情况，随着跑速增加而增加。说明如长期在跑台上跑速过快可能造成足舟骨应力性骨折。45 在跑跑台步过程中，随着坡度的升高，足底压力、压强分布随之发生变化，坡度的加大，对足前各区、足跟区域有很大影响。46 通过 6 名实验者以不同速度与坡度在跑台跑时分析来看，对于跑步健身者跑步时，速度控制在 2m/s3.5m/s 较适益。
6、为了达到一定的负荷强度时可采用坡度升高在 2 度5 度较适益。也可以采用速度在 2m/s3.5m/s 与坡度在 2度5 度坡度组合跑，这样既达到了健身的目的又最小限度减少过高的冲击力对足底损伤的可能性。摘要：1 前言跑步健身是最普通的运动方式，人们往往选愚衍台以不同速度、坡度来增加训练效果。运动过程中，足底会受到地面冲击力的影响，使足底各部分区域产生不同的压力和负荷率。本研究以 6 名东北师范大学研究生为受试者，在运动跑台上分别以速度 1.5m/s、2m/s、3.5m/s、4m/s 和坡度 0 度、2 度、5 度、8 度进行运 偏瘫的特征 动，使用比利时生产的(Footscan insole
7、System)足底压力测试系统收集不同速度与坡度的足底动力学数据，以了解训练者采用不同跑速与采用不同坡度运动方式对足底动力学相关数值的变化情况。分别探讨 6 名实验者足底压力情况，同时对每名实验者足底各分区压力所得的数据进行单因素方差分析（P=0.05）得到如下结果。1、在跑台跑步过程中，随着速度的提高，足底压力分布随之发生变化，足跟部所承受压力随着速度增加随之增加，足前中部压力增大，足前部第二、第三跖骨受力峰值加大。并且压力负荷率在足跟区域与足前中部变化出现类似增加的特征。2、在跑台跑步过程中，足底压强分布随着速度的提高，其分布随之发生变化，足跟区与足前部压强峰值随着运动速度增加而增加，压强
8、负荷率的变化在足跟区与足前中间区变化有类似的情况，随着跑速增加而增加。说明如长期跑台上跑速过快可造成足舟骨应力性骨折。3、在跑台跑步过程中，随着坡度的升高，足底压力、压强峰值随之发生变化，坡度的加大，对足前各区、足跟区域有很大影响。4、通过 6 名实验者在以不同速度与坡度在运动跑台跑时分析来看，对于跑步健身者跑步时，速度控制在 2m/s3.5m/s 较适益。为了达到一定的负荷强度 病例网http:/ 时可采用坡度升高在 2 度5 度较适益。也可以采用速度在 2m/s3.5m/s 与坡度在 2 度5 度坡度组合跑，这样既达到了健身的目的又最小限度减少过高的冲击力对足底损伤。要害词：速度；坡度；跑
9、台；足底压强；负荷率112 国内研究现状20 世纪 80 年代开始，对足底压力的研究才开始在国内受到重视，近 20 年 2112 国内研究现状20 世纪 80 年代开始，对足底压力的研究才开始在国内受到重视，近 20 年来，随着测量技术的发展以及先进系统的引进，国内取得了不少成果。1994 年，汤荣光30使用 Musgrave 平板系统测量 30 名正常中国人赤足站立、行走和奔跑时的足底 7 个区域的压力，发现双侧足的峰值压力无明显差异；除第 2 跖骨头外，男女性的足底压力无明显差异。国内足底压力研究大多是关于运动鞋的研究，吴剑，李建设4通过录像解析系统和 F-scan 足底压力分布解析系统对
10、青年女性穿高跟鞋行走时的步态运动学和动力学测量和分析，结果表示，青年女性穿跟高6.5cm 以上的高跟鞋行走时，足底第一跖趾关节最大受力值是青年女性穿球鞋行走时该点最大受力值的 4 倍，是青年女性穿中跟鞋和松糕鞋行走时该点最大受力 偏瘫的特征 值的 2 倍。2002 年毛宾尧等31使用 Fscan 步态分析仪测量 53 例正常人行走、站立时足底 7 个区域的压力，建立了一套数据库；还进行了重心分析，验证了人体的重心运动轴线与足内侧纵弓相吻合的运动规则。但是以上两项研究存在样本含量小的局限。2004 年袁刚32等使用自行研制的测量仪，检测 158 例正常人的足底压力，发现中国人足底压力与文献报道的
11、其他种族不完全相同，男女性无明显差异，年龄、身高、体重与足底峰值压力呈弱相关。12 跑台上运动与陆地上运动的差异跑台上运动是在实验室进行，更轻易控制条件，并且它与地面跑有相似的空间要求。大多数跑的生物力学和生理学研究，都让受试者在室内跑台上进行。许多研究者已经检测了跑台与地面跑的不同，结果经常相互矛盾。关于跑台上与地面上走或跑的不同，不同学者有不同的看法，目前还没有统一的结论。受试者站在跑台上落地时放脚的姿势与地面上跑是不同的，同时发现，个体之间这种不同具有不一致的趋势，跑台上的有关跑的运动学的结论，对地面跑可能是不适合的，地面跑与跑台跑相比的区别往往是微妙的 病例分析-病例研究-病理学讨论-
12、医学交流互动论坛。跑台作为健身活动和运动训练是很方便的器材，同时应愚衍台进行实验研究也是很好的仪器，跑台的速度和坡度可以随意调节和控制，不会受场地和条件的影响。Anthony G.SchachePeter D.Blanch 等15通过陆地和跑台上跑进行了三维影像学分析，发现陆地与跑台比，步时、步长和摆动阶段增加，支撑阶段减少。虽然跑台和陆地上运动极其相似，但轻微不同是髋关节屈、伸的幅度不同。同时还指出跑台的功率大小和皮带运动的速度对人产生影响，即人在高功率的跑台和皮带速度慢的跑台上运动，对人影响小。White ScYack HJ 等16认为跑台和陆地两种形式的运动，垂直反作用力曲线模式几乎是相
13、同的。但稍不同的是力的大小。指出在台上运动数据的收集应当考虑中后支撑阶段与陆地上的不同。13 不同坡度跑运动生物力学相关研究人体在适合的坡度上运动不仅可以达到锻炼与健身的目的，而且还可以避免 3运动损伤，同时足底压力与地面反作用力对人身体产生积极的影响，但是不合适的坡度可能对人体的运动产生不良影响。Toshiharu YokozawaNorihisa fujii 等13对六名男运发动在三种下坡条件下运 偏瘫的特征 动进行了研究，发现当足接触地面后冲击力比平地上变大，但是冲击力和负荷率并不随着坡度的升高而增加。说明运发动在较陡峭的破面上运动接触地面时可以避免过大的冲击负荷，使髋伸加大和增大了膝关
14、节的运动速度，运发动能汲取额外的冲击力和机械能。但 Olfat 等25采用影象解析的方法研究人体坡面运动时足底压力及其分布特征的变化，研究认为，斜面的坡度变化导致足底压力及其分布特征随之变化。陆毅琛，李建设7也认为坡面的变化对足底压力及其分布特征发生变化。闫松华等35在 1o、2o、3o、4 度跑道上进行了百米跑研究，发现在 3o斜坡上训练提高速度最快。14 不同速度跑运动生物力学相关研究跑是最简朴的移动和健身方式，人在跑步时，足部与下肢各组织将地面反作用力化解调，以减少下肢关节和身体的负荷，所以足部基本功能包括支持体重、汲取走路时能量，减少下肢关节受力。跑步与走没有严格的区别，一般认为，步行
15、速度为 1.16m/s，慢跑的速度大约在 3.5m/s，快跑速度大约在 3.8-4.5m/s 左右。Kei MasaniMotoki Kotuzaki 病例分析-病例研究-病理学讨论-医学交流互动论坛12在跑台上研究了行走过程中地面反用力的变化情况，研究对象为 10 名年龄在 28 岁左右健康的男性，身高和体重分别为 170cm和 66kg 左右，测量了三维地面反作用力，行走速度为 3.0 km/h4.0 km/h5.0km/h6.0 km/h7.0 km/h 和 8.0km/h，测得三个方向的力分别为 F（X 水平方向的力），FY（左右方向的力），Fz（垂直方向的力），结果 FZ 和 FX
16、的力随着行走速度的增加而增大。然而 FY（左右方向的力）在中等速度（5.0km/h）比低速（3.0km/h）和高速（8.0km/h）显著的小。作者讨了为什么足底压力的分量 FZ 和 FX 随着走的速度（3-8km/h）的增加变大，而 Fy 在中等速度（5.55.8km/h）变化的是非常小。其原因是神经调节下，常速行走时步态控制最稳定。Gross 和 Bunch26对十名跑步者的研究发现，当跑步速度增大时，足底各部分的平均峰值应力也会有显著增大，测量到的最大应力发生在第二、三跖骨前端和大趾底部，为解释跑步者经常发生趾骨“疲惫骨折”景象提供了理论依据。Nigg 和 Bahlsen 等22对十四人在
17、力台上高速摄影进行测试，发现跑速影响外部 病例分析-病例研究-病理学讨论-医学交流互动论坛冲击力的峰值。Wit 和 Clercq 等27在研究中让九位实验者穿鞋和赤足两情况下以三种不同的速度跑步，发现赤足跑步会产生较大的外部载荷率和足部接触率，并认为足底接触率的增加可以帮助赤足跑步者减小足跟处的局部压力。15 跑步与足伤害的研究不正当的跑步可发生运动损伤，然而足和踝是最易伤害的部位。这种损伤与骨、关节重复载荷相关，重复载荷可使关节软骨面局部负荷和磨损增加，刺激软 4骨发生炎性改变，另外，跑步落地时对髋关节、膝关节、踝关节储备能量多，容易产生伤害，这是关节软骨过劳性损伤的病理改变基础。己有研究表示长时间大强度重复、冲击性、扭转或剪切性的运动则轻易产生运动性损伤甚至骨性关节炎。在这些损伤所致足、踝、膝关节结构发生改变的过程中，足底是首先受到力的部位，因此，了解不同模式跑步对足及其它关节软骨的损伤具有重要作用。一切与运动损伤有关的力来说，决定损伤性质和程度的因素有 7 个：作用力的大小、力施加于身体的部位、力的方向、力作用的持续时间、力作用的频繁程度、在作用过程中力的大小是稳定的还是变化的、力以何种速度作用于身体
