足底压强的评估

合集下载

足底压力

足底压力
• 3打开C盘, 找到C:\ProgramFiles\footscan 7目录,进入点击红色箭头所示,即可进去 主界面

主界面
• 在数据库中选 中一个受试者, 他的信息都将 显示在此界面 中。必填写的 项目为姓名和 出生日期
Database(数据库)界面
• 数据库可以说是 footscan®程序的核心,所 有功能都是通过其实现的,包括:记录受 试者的信息、采集数据、打印、输出结果 等等。
谢谢大家!
• 一侧足跟着地时存在一极大值,随着该侧 足部放平,受力逐渐减小,直至该侧足部 完全放平时,受力达到一极小值,然后该 侧足跟离地,至该侧足趾离地时又达到一 极大值,由此可以看出竖直方向上受力曲 线具有典型的双峰特征。
冲量
• 冲量是指作用于物体的外力与外力作用时 间的乘积,它表示了力在一定时间内对足 底各区域连续作用所产生的积累效应。冲 量是一个过程量。冲量的大小是疲劳积累 的直接原因。

弄虚作假要不得,踏实肯干第一名。20:28:4220:28:4220:2811/17/2020 8:28:42 PM

安全象只弓,不拉它就松,要想保安 全,常 把弓弦 绷。20.11.1720:28:4220:28Nov-2017-Nov-20

重于泰山,轻于鸿毛。20:28:4220:28:4220:28Tuesday, November 17, 2020

严格把控质量关,让生产更加有保障 。2020年11月 下午8时 28分20.11.1720:28November 17, 2020

重规矩,严要求,少危险。2020年11月17日 星期二8时28分 42秒20:28:4217 November 2020

足压分析报告

足压分析报告

足压分析报告1. 引言足压分析是一种无创的诊断方法,通过测量和分析人体脚部的足压分布来评估步行和姿势的质量。

足压分析可以提供有关足部力量、平衡和步态的详细信息。

本报告将介绍足压分析的步骤和结果解读。

2. 步骤2.1 数据收集足压分析的第一步是收集足压数据。

这可以通过使用足压分析仪器来实现。

患者被要求踩在一个带有传感器的平台上,然后平台会记录下脚部的压力分布情况。

通常,需要患者在静止和动态的条件下进行测试,例如站立、行走或跑步。

2.2 数据处理收集到的足压数据需要进行处理,以便更好地理解和分析。

数据处理的过程包括滤波、去噪和校准。

这些步骤可以确保得到准确的足压分布图。

2.3 足压分布图足压分布图是足压分析的重要结果之一。

它显示了脚部在不同区域的压力分布情况。

一般来说,足压分布图被分为前脚、中脚和后脚三个区域。

颜色的深浅表示压力的大小,较深的颜色表示较高的压力。

2.4 步态分析足压分析还可以用于评估步态的质量。

通过分析足压数据,我们可以了解每一步的力量和平衡情况。

步态分析可以帮助识别步态异常,例如过度内翻或过度外翻。

3. 结果解读根据足压分析的结果,我们可以得出以下结论:•前脚区域的压力较高,可能是由于较大的负重或步行姿势不正确导致的。

•中脚和后脚区域的压力分布均匀,符合正常步行的特征。

•步态分析显示步行姿势正常,没有明显异常。

4. 应用领域足压分析在许多领域都有广泛的应用。

以下是其中一些应用领域:4.1 运动医学足压分析可以帮助运动医学专家评估运动员的步行和跑步姿势。

通过检测步态异常,可以提供个性化的康复计划和技术指导,以减少运动损伤的风险。

4.2 矫形器设计足压分析是矫形器设计的重要工具。

通过分析足压分布,可以为患者定制合适的矫形器,以纠正步行异常和改善姿势。

4.3 运动鞋设计足压分析可以帮助运动鞋设计师优化鞋垫和鞋底的结构。

通过了解步行过程中的足部压力分布,可以设计出更符合人体工程学的运动鞋,提供更好的舒适性和支撑性。

足底测压的应用

足底测压的应用

足底测压的应用
足底测压是利用压力传感器来测量足底的压力值,其直接指标包括:压力、压强和接触面积。

可以从这些指标中进一步推算出:压力峰值,压强峰值,COP等,但并不是单纯对整个足底进行分析,要把足底分成很多分区来进行考虑,例如:第一趾骨、第2-5趾骨、第一跖骨、第2-5跖骨、足中部、足跟内侧和足跟外侧等,可以根据不同的研究需要对足部进行多分区的分析。

足底测压的分区至关重要。

动力学参数包括:地面反作用力、摩擦系数、矢量力的角度、加速度、速度、峰值力、动作时序、压力中心、压力中心变化轨迹及其加速度、压力阵列图谱动态显示、最大压力点、压力图谱分区、压力合力的频率分析、做功效率、步长、步频、步宽等,时间—压强的关联,多种积分等傅立叶变换函数。

足底测压标准配置
计算机系统1套台车1个
足底测压软件1套压力传感器2套专用测压鞋垫1付。

足底压力检测

足底压力检测

足底压力检测从医学和人体力学的角度:足底压力是指足底所受到地面的反作用力,可分静态和动态足底压力两种,它们分别表示人在静态站立和动态行走及跑、跳时足底所受到的地面反作用力。

足部疾病大多与足底正常压力改变有关,两者通常互相影响。

因此了解正常人足底压力的分布,不仅对于诊断和评价足疾病是一种有效工具,而且在恢复病足足底压力正常分布或接近于正常分布,恢复足的功能方面有重要的指导作用。

人体足底压力分布可直接反映人站立或跑跳时足底各部所受压力值的大小,还可间接反映脚的结构、功能及膝、髋、脊柱乃至整个身体姿势控制等情况。

测试和分析足底压力可以获取人体在各体态下正常和异常的足底所受压力信息,一般来说站立和步行是人类常见的运动,而站立和步行时足底与支撑面之间的压力分布反映了下肢乃至全身的生理、结构和功能等方面的信息,但直接的还是反映足的情况。

测量分析足底压力分布有助于临床医疗诊断、疗效评估、人工关节设计、假肢设计和体育训练等。

另外足底压力测定可以方便地指导各类功能鞋及运动鞋的设计。

目前将其应用于畸形足、各类型足疾病及糖尿病足溃疡的早期预测、诊断并指导其治疗;骨科和矫形外科对关节疾患程度和手术后疗效的量化评定;康复医学中指导患者术后的行走训练和设计智能化假肢等领域。

因此全面了解足底压力变化对正常足生物力学及功能的了解、临床医学诊断、疾病程度测定、术后疗效评价、康复研究及各类型矫形鞋、运动鞋的设计均有重要意义。

Memstec便携式足底压力检测仪,成为鞋企设计健康鞋的命脉之门1、不正常的压力分布可引起足部疼痛和足底筋膜炎。

-- 足底压力分布的平均值-- 定义三种足部类型(扁平足、正常足、高足弓)-- 峰值点-- 前脚掌/后脚掌压力比步态分析不正确的步态会引起身体姿势不平衡和慢性疼痛。

-- 回放步态行程的步骤-- 对压力变动的中心进行分析-- 分析步态时间和角度2、(Memstec便携式足底压力检测仪快速量测获取的中文报表)足部矫形的核心是均衡足底压力与阻止生物力学的代偿发生,透过静态足底压力的分析可以获知足部压力的异常分布以及相对于足部结构的异常排列,Memstec便携式足底压力分析仪可以对足部压力进行单独10分区分布数据采集,快速获知前足、中足、后足的受力状况,进而获悉前足后足内外翻的状况,中足足弓的塌陷程度,过度旋前或旋后的足部代偿机制。

足底测压在康复中的应用

足底测压在康复中的应用

足底测压在康复中的应用前言步行是人类最基本的运动方式, 人体的运动都是以运动链的形式进行的,因此下肢乃至全身的生理、结构和功能等方面的信息都可以从步态和足底压力中表现出来。

足底压力分析在临床治疗领域已得到了广泛的应用,且随着近些年康复事业的快速发展,足底压力测试在康复领域也开始发挥越来越重要的作用。

动态足底压力测量是重要的定量检查与分析手段,目前在国外此技术已应用于人工关节手术前后的功能和疗效评定、躯干和下肢疾病的检查和随访、为假肢和人工关节设计提供数据、康复训练及体育训练的分析和评价、糖尿病足的早期预测和治疗。

通过足底压力测试可以分析出病人走路时足部受力情况,哪部分受的压强比较大,严重到什么程度,还可测试出患者走路过程中足内、外翻的程度,整个脚的运动轨迹等。

过度的内翻、外翻会引起损伤。

足部的过渡旋转导致运动的不稳定性,使跟腱支点不稳定,引起跟腱张力不平均,增加跟腱撕裂的可能性。

足底压力测试还可非常准确的诊断出患者的平足状况,足弓塌陷程度。

通过动态的步态测试,进一步分析患者的具体病症,例如:行走步态沉重无弹性,吸收震荡力能力差;足内外翻情况,从而引起膝关节、髋关节及腰部的损伤。

足底压力测试技术是一项基于生物力学原理,探测人体下肢结构状况,评藉预估未来足部疾病,提供科学康复治疗方法的国际先进技术。

1.足底测压的发展1.1足底测压技术的发展早在1882年, 英国人Beely就开始了足底压力的测量。

随后, 世界各国出现了足印法、直接形象化技术、测力板、测力鞋、光学足压计、足底照相机等一系列静态足底压力分析方法。

随着近年来科学技术的发展, 足底压力的测量逐渐由静态转化为动静结合,由肉眼观察转化为计算机精确量化分析, 由平面图像转化为二维、三维仿真模拟。

目前, 计算机化的三维动态足底压力测试系统已成为定量研究的首选工具①。

常用的测量系统是测力台、测力板及测力鞋垫系统。

1.2足底测压系统的发展1.2.1 测力台(Force Platform )测力台是最早用来测量和评估足底压力的仪器之一,由压电式传感器和面板组成。

青年学生常速行走下足底压力分析

青年学生常速行走下足底压力分析
【{J问 最 I岛。 女 生 右 足 在 meta1处 钉 差 别 男 牛 平 均 最 人 5.58低 于 女 生 的 8.02,征 meta3和 meta4 处 生 足 、 均 最 大 压 强 为 l8.25币¨15.53明 显 高 于女 的 1 3.3和 8.42,在 meta5部 位 牛 为 6.07,
:0 09.. 0册 c;20


t . . .
一 : : : ·
作 者简 介 :王 更 全 (1989一) , 野, j可北 邢 台 人 , 研 究生 , 研 究 方 向 :体 育教育训练学。

图 2 男 女 右 足 平 均 负 荷 率
Occupati ̄a]Health J职业卫生与健康
如 罔 2所 示 看 出实 线 平【J 线 T( c11到 d t'oot 并 无 明 显 区 别 , 虚 线 d I、00t 化 之 速
图 1 男 女 右 足 平 均 最 大 压 强
2 结 果 与讨 论
2 1 男 女 右 足 平 均 最 大 压 强 耍¨ 1所示 看 出两 条 折线 呈 现 出波 浪 刑 两 头 高 ,
力的 分 布状 况 以及 男女 足 底 压 力的 分 布状 况 存 在 的 区 别进 行 分 析 , 结 果 发现 男女 生 右 足 平 均 最 大压 强 存 在 很 大 差异 . 男 生 右 足 平 均 最 大压 强 出现 最 高 , 男女 生 右 足 平 均 最 大压 强 最 低 处均 出现 在 Toe2-5部 位 : 男女 生 右 足 平
升 , 之 后 也 有 上 升 ; 实 线 在 Mid foot部 位 之 后 呈 斜 线 上 升 ,幅 度 远 低 于 虚 线 。 男 女 生 的 右 足 负 荷 率 在 Toe1到 Mid foot部 位 无 明显 差 别 , 女生 的 平 均 负 荷 率 在 Mid foot部 位 的 0.04之 后 迅 速 上 升 , 在 Heel Medial部 位 上 升 到 0.50上 升 速 度 下 降 ,仍 在 上 升 在 Heel Lateral部 位 达 平 均 负 荷 率 达 到 最 大 0.65;男 生 右 足 负 荷 率 在 Mid foot部 位 为 0.04之 后 呈 现 斜 线 上 升 在 Heel Medial处 为 0.26右 足 平 均 最 大 负 荷 率 出 现 在 Heel Lateral部 位 为 0.44。 男 女 生 右 足 平 均 负 荷 率 最 大 差 出现 在 Hee1 Media1 部 位 ,最 大 差 值 为 0.24,之 后 差 距 有 所 缩 小 。

足底压力测试实验报告

足底压力测试实验报告

足底压力测试实验报告简介足底压力测试是一种用于评估足部负荷分布的方法。

通过测量足底在行走或运动过程中受到的压力分布情况,可以帮助我们了解足部的功能状态、诊断足部疾病以及设计合适的鞋垫和鞋类。

实验目的本实验旨在探究足底在不同运动状态下的压力分布情况,分析足部负荷的变化规律,为相关研究和产品设计提供依据。

实验设备1.足底压力测试仪:用于测量足底受压情况的设备。

2.电脑:用于接收和处理足底压力测试仪的数据。

实验步骤1.准备实验对象:选择一组具有不同运动习惯和足部形态的实验对象。

2.安装测试仪器:将足底压力测试仪固定在实验对象的脚底,并确保仪器与电脑连接正常。

3.进行测试前准备:实验对象应进行适当的热身运动,以保证测试结果的准确性。

4.进行测试:实验对象按照指定的运动方式进行测试,测试仪器会实时记录足底的压力分布情况。

5.数据分析:将测试得到的数据导入电脑,使用相应的软件进行数据分析和可视化展示。

6.结果解读:根据数据分析结果,分析足底在不同运动状态下的压力分布情况,并提取相关结论。

实验结果根据我们的实验数据分析,我们得到了以下结论:不同运动状态下的足底压力分布差异1.行走时的足底压力分布:在行走状态下,足底的压力主要集中在脚跟和脚掌的前部,尤其是大趾球部位。

2.跑步时的足底压力分布:在跑步状态下,足底的压力相对均匀分布,脚掌的前部和后部均承受较大的压力。

3.跳跃时的足底压力分布:在跳跃状态下,足底的压力主要集中在脚跟和脚趾的前部,脚掌的中部承受较小的压力。

足部负荷的变化规律1.不同运动状态下的负荷变化:行走时,足底的负荷呈周期性变化,随着步伐的变化而变化;跑步时,足底的负荷变化相对平稳,但整体负荷较大;跳跃时,足底的负荷瞬间达到峰值,然后迅速恢复到较小的负荷。

2.不同足部形态对负荷的影响:足弓较高的人在行走和跑步时足底的负荷分布较为均匀,而足弓较低的人则更容易在特定部位承受较大的压力。

结论通过足底压力测试实验,我们得出了以下结论:1.不同运动状态下,足底的压力分布存在差异,行走时足底的压力主要集中在脚跟和脚掌的前部,跑步时足底的压力相对均匀分布,跳跃时足底的压力主要集中在脚跟和脚趾的前部。

足底压力测量课件

足底压力测量课件
还可针对糖尿病脚部病变的不同表现提 供合理的治疗方案。
文档仅供参考人删除。
足底筋膜炎
对于足底筋膜炎,若能早期有效地治疗, 大部分人都能痊愈;拖得过久,转变成 慢性就棘手了。
足底压力测量系统对足底筋膜炎是一种 有效的辅助诊断方法。
文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。
扁平足
扁平足的病人由于足弓低平可引起不同程度的病证, 在长时间站立和行走过久后,感到足部疲乏,酸痛 不适,严重的病人疼痛减轻或无疼痛时,尚可胜任 短途行走,而跑、跳或长途跋涉,极为困难。
足底压力测试系统的测试可非常准确的诊断出患者 的平足状况,足弓塌陷程度。通过动态的步态测试, 进一步分析患者的具体病证。
拇外翻
大拇指向内位移,同时大拇指的跟部则被挤向 外侧,医学上称之为“拇外翻”现象。严重的 “拇外翻”会使患者感觉疼痛,甚至无法正常 行走。
通过足底压力测试系统的测试,可以分析出病 人走路时足部哪部分受的压强比较大,患者走 路过程中足内、外翻的程度,整个脚的运动轨 迹。
文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。
足底压力测量系统可以分析偏瘫患者患 肢足底峰值压力及其分布,与健肢比较 得出肌力减退程度,由此判断患者是否 并发神经肌肉障碍性疾病,制定适宜的 治疗计划, 提高行走功能具有重要意义 。
文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。
糖尿病足部病变
糖尿病足部病变的发病原因主要为糖尿 病患者周围神经病变和外周动脉疾病造 成足底溃疡的形成, 糖尿病患者的疼痛 感觉不敏感,足部小的病变几乎完全不 为病人察觉,病变逐渐扩大,若并发感 染且难以控制, 可发展为坏疽, 最终导致 截。我国有约20%的糖尿病病人最终截 肢。

正常中国成年人足底压力分析

正常中国成年人足底压力分析

正常中国成年人足底压力分析摘要】研究正常中国成年人足底压力分布。

[方法]使用F-scan足底压力分析系统收集100例志愿者站立、行走、慢跑、上、下楼梯的足底压力分布数据,分析5种生理状态的足底压力分布,以及性别、身高、体重、体重指数、步速等因素对足底压力分布的影响。

[结果]正常中国成年人5种生理状态的足底压力分布各有特点,静、动态差别显著;四种动态方式中,以水平行走的步态最为稳定,步速加快和上、下楼导致步态不稳;性别对足底压力分布的影响无显著性意义,步速的影响则有显著性意义,身高、体重、体重指数与足底压力分布呈弱相关。

[结论]中国正常人的足底压力分布具有独特性,本实验得出的数据可对临床足底压力分析工作提供参考。

【关键词】正常中国人F-scan足底压力影响因素Abstract [Objective]To research the plantar pressure distribution of the normal Chinese adult [Method]The F-scan plantar pressure analysis system was used to collect plantar pressure distribution data of 100 volunteers who stand, walk, jog, go upstairs and downstairs The plantar pressure distribution data of 5 kinds of physiological states, as well as influence of sex, height, body weight, body mass index and speed was analyzed [Result]There’s different characteristic between 5 kinds of states of the plantar pressure distribution in the Chinese normal adults There’s signifi cant difference between static and dynamic In four dynamic motions, the gait of walk was stalest, and it became unstable if speed up and go upstairs or downstairsAs for the influential factors of the plantar pressure distribution, there was non-significance of sex But the speed had the significance The height, the body weight, the BMI had weak correlation with the plantar pressure distribution [Conclusion]The plantar pressure distribution of normal Chinese adults has the distinctive quality The data obtained by this experiment, may provide the reference for the clinical plantar pressure analysis Key words:normal;Chinese;F-scan;plantar pressure;influential factor发达国家对正常人足底压力的分析起步早,国际著名的足底压力分析仪均在大样本调查的基础上建立了各自的数据库。

足底压力测试实验报告

足底压力测试实验报告

足底压力测试实验报告一、实验目的本次实验旨在通过足底压力测试,探究不同鞋垫对于足底压力的影响,并为人们选择合适的鞋垫提供参考。

二、实验原理足底压力测试是通过测量脚底受力情况,来评估鞋垫对于足部支撑和舒适性的影响。

测试仪器通常采用压力敏感电子传感器,将脚底受力转化为电信号进行测量。

三、实验步骤1. 实验前准备:确保测试仪器正常工作,选择合适的鞋垫。

2. 测试者脱去鞋袜,将裸露的脚放置在测试仪器上。

3. 让测试者在测试仪器上行走数步,以产生足底受力。

4. 记录测试结果,并更换不同种类的鞋垫重复以上步骤。

四、实验结果分析根据本次实验的结果可以看出,不同种类的鞋垫对于足底压力有着不同程度的影响。

例如,在普通平板地面上行走时,使用硅胶鞋垫可以有效减少脚跟和前脚掌的压力,而使用泡沫鞋垫则相对较为平均。

此外,在不同地形和行走方式下,鞋垫的效果也会有所不同。

五、实验结论通过本次实验可以得出以下结论:1. 不同种类的鞋垫对于足底压力有着不同程度的影响。

2. 选择合适的鞋垫可以有效减少足部疲劳和受伤风险。

3. 足底压力测试是评估鞋垫舒适性和支撑性的一种有效方法。

六、实验注意事项1. 测试者应该保持放松状态,避免用力踩踏测试仪器。

2. 测试环境应该保持平稳和安静,避免干扰测试结果。

3. 测试者应该根据自己的需求选择合适的鞋垫,并进行多次测试以获取更准确的结果。

七、实验应用足底压力测试在运动医学、运动训练等领域有着广泛的应用。

例如,在运动训练中,可以根据测试结果为运动员提供个性化的鞋垫选择建议;在医学领域中,足底压力测试可以用于评估和治疗足部疾病。

八、实验展望随着人们对于健康生活的追求,足底压力测试将会有更广泛的应用。

未来,我们可以通过更加先进的测试仪器和算法,为人们提供更加精准的鞋垫选择建议,并在医学领域中发挥更大的作用。

足压分析报告

足压分析报告

足压分析报告1. 引言足压分析是一种通过测量和分析个体脚部的压力分布来评估脚部健康状况和步态问题的常见方法。

本报告旨在分析一个人的足压数据,并提供相关的解释和建议。

通过对足压数据的分析,我们可以了解个体的步态、脚部负荷分布以及可能存在的问题。

2. 数据收集与处理足压数据的收集是通过足压测量仪器进行的。

测量仪器通常包括底座和传感器,个体站立在底座上,传感器会记录脚部在站立和行走过程中的压力分布情况。

经过收集的原始足压数据需要进行处理和分析,以获得更加有用和可理解的结果。

3. 足压参数分析3.1 接触面积接触面积是指脚底与地面接触的总面积。

通过足压数据分析,我们可以得出个体在不同时刻的接触面积变化情况。

接触面积的变化可以反映脚部负荷的分布情况,而异常的接触面积分布可能会导致步态问题和脚部健康状况的不良。

3.2 压力分布压力分布是指脚部负荷在脚底的分布情况。

通过足压数据分析,我们可以绘制出脚底不同区域的压力分布图,以及在行走过程中的压力变化。

通过分析压力分布图,我们可以判断个体的步态是否正常,并了解是否存在足部过度负荷的问题。

3.3 步态分析步态分析是指通过足压数据分析个体的步行姿势和行走方式。

通过分析足底接触时间、步长和步速等数据,我们可以评估个体的步态是否协调和正常。

步态分析对于康复训练和疾病诊断具有重要意义。

4. 结果解释与建议根据足压数据的分析结果,我们可以得出以下结论:1.接触面积异常:个体在站立时的接触面积较为集中在脚底的某个区域,可能存在足部负荷偏载的问题。

建议佩戴合适的鞋垫或矫正器,以平衡足部负荷分布。

2.压力分布不均匀:脚底某些区域的压力较高,表明该区域承受了过度的负荷。

建议进行足部按摩和放松训练,以减轻该区域的负荷。

3.步态异常:步态分析显示个体的步数、步速和步长均存在异常。

建议进行康复训练,改善步行姿势和行走方式。

根据以上分析结果,我们可以给出以下建议:•选择合适的鞋垫或矫正器,以平衡足部负荷分布。

慢跑鞋的足底压强分析与功能评价

慢跑鞋的足底压强分析与功能评价

2006年 12月第42卷 第6期北京师范大学学报(自然科学版)Journal of Beijing Normal University (Natural Science )Dec.2006Vol.42 No.6慢跑鞋的足底压强分析与功能评价3石宏杰1) 蔡宇辉2) 刘润生2) 王艳菊3)(1)首都体育学院研究生部,100088,北京;2)北京师范大学体育与运动学院,100875,北京;3)北京交通大学附属中学,100084,北京)摘要 采用德国Novel 公司的Pedar 鞋垫式(in 2sole )足底压力测量系统,对6款适合于健身长跑和中长跑运动员训练或公路比赛所穿的慢跑鞋和1款体操鞋(模拟赤足状态)进行3个速度下的足底压强测量.通过步态周期(T G C )、最大地面反作用力(F max )、最大足底压强(p max )、力量-时间积分值(∫F d t )以及压强-时间积分值(∫p d t )等参数的分析,对各款运动鞋的功能特性进行了初步评价,建立了初步的评价标准.关键词 慢跑鞋;评价指标;最大足底压强;步态周期;最大地面反作用力收稿日期:2006209227 随着运动的普及,健康的关注,参加跑步健身的人越来越多,距离越来越长,也就促使人们在跑步运动中越来越注重运动的效果和防止运动损伤.选择一双适宜的慢跑鞋,无疑是保障健康跑步运动的基础.足是肌肉-骨骼系统的一部分,当跑步运动时它接受和分配身体的负荷,2~3倍身体的重量分配到组织、鞋和地面,引起损伤的力量也由此而生.另外,地面对运动员足部的支撑时间很短,在这短暂的时间内,地面的反作用力形成力波,传递到地面、鞋、身体组织之间,因练习场地不定,就更增加了对跑鞋的要求[1].一双好的慢跑鞋应具备:1)极佳的避震功能,穿着时倍感舒适和安全;2)具备“回输”功能,能释放吸震时储备的能量使运动员感到省力和轻松;3)附着力强,运动员易于控制,以便保持正确姿势,避免滑倒.总之,一双理想的运动鞋应具有较佳的调整足底压力平均分布之功能,以提供适当的保护与支撑足部的作用,更甚可提高运动成绩.近年来我国生物力学学者对慢跑鞋的功能进行了有益的探索和研究,但与先进国家相比还较落后.本研究拟在国内外文献资料的基础上利用生物力学手段,结合测量学和计算机辅助技术,对慢跑鞋的功能评价系统进行初步开发,并对一些指标进行量化分析,尝试对评价慢跑鞋功能所需的参数和方法进行探讨和研究.1 研究方法与对象1.1 实验对象 21名二级以上中长跑运动员参加了本次实验(2名为健将,5名为国家一级),其中,男性12名,女性9名.受试者的各项参数见表1.所有受试者在测试前6个月内无重大下肢疾病.测试之前,先由施测者说明本研究的目的、研究方法及实验步骤,并告知运动员在自我感觉不能继续实验时要求施测人员终止实验;在受试者充分了解本研究的实验过程,并进行适应性实验后,测试正式进行.在测试过程中,安排了保护人员,防止意外发生时对运动员造成运动伤害.表1 受试者基本资料性别年龄/岁体质量/kg身高/cm男21.2±2.366.8±6.0179.1±3.8女20.0±1.353.9±3.7167.6±4.21.2 实验方法 在被测试的慢跑鞋中放置足底压强鞋垫,受试者穿戴好测试慢跑鞋和足底压强数据采集盒后,进行系统调零测试.在跑步机上完成3个速度(1.5,3.0,5.0m ・s -1)的测试,每个速度在受试者步幅稳定后采集10s 以上的数据.换上另一款慢跑鞋进行相同测试,直到所有被测试的样品全部测试完毕.1.3 实验仪器与设备 实验所用足底压强采集系统为德国Novel 公司的Emed 2pedar 鞋垫式足底压强测量系统.数据采集频率为100s -1,备有不同型号的鞋垫以符合受试者的足部大小.在美国Trackmaster 公司生产的TM500跑步机上进行实验,其速度控制误差在2%之内[2].测试速度v 定为1.5,3.0,5.0m ・s -13个速度,分别对国内外6个品牌的慢跑鞋编号(A ~F )以及体操鞋(模拟赤足状态)进行了测试.测试得到的数据用Excel 2003和SPSS12.0进行分析研究.1.4 数据处理 将每位受试者的数据从Pedar 系统中取出保存为ASC 格式的文件,在Excel 2003中选取右脚的步态资料,除非受试者右脚的步态呈现不稳定状态,则选用左脚的步态资料,去除头尾各2步的数据资料,再从中选取步态稳定且较一致的3步步态数据.若受试者的步态未达到足够的稳定度时(步频不稳或压强线过度分散),其数据即删除不用.对剩余受试者的步态资料进行计算、整理,得到每一位受试者每步的全足最大地面反作用力(F max )、最大足底压强(p max )、北京师范大学学报(自然科学版)第42卷 最大地面反作用力倍体重值(w TW )、力量-时间积分值(∫F d t )、压强-时间积分值(∫p d t )以及步态周期(T GC ).并对上述参数利用SPSS 12.0软件进行单因子方差分析(ANOVA ),以比较不同慢跑鞋在不同速度下的差异性.2 结果与分析2.1 T G C T GC 是指在行走时,当左(右)足跟着地至左(右)足跟再次着地之间的时间[3].Norkin 等[4]指出,T G C 包括站立期(stance p hase )和摆动期(swing p hase ).本研究主要是对运动鞋的功能进行检测和评价,故只对站立期进行研究.T GC 的时间长短能在一定程度上反映运动鞋所具有着地时的缓冲功能和蹬伸时的助力功能,以及运动鞋储能、释能作用.测量结果显示,在3种速度下各款运动鞋T GC 值分别为1.5m ・s -1时(1.01±0.03)s ,3.0m ・s -1时(0.7±0.02)s ,5.0m ・s -1时(0.63±0.03)s ,经ANOVA 分析,在相同速度下,各运动鞋之间的T GC 差异不显著,结果见表2. 不同速度下T G C 差异不显著的原因可能为:1)鞋垫本身的弹性和跑步机履带的松软削弱了穿着体操鞋与穿着运动鞋在T GC 方面的差异;2)人体足部自身结构(如肌腱,韧带等)的调节作用致使人体在运动过程中能自动调节和适应外部环境的变化.T GC 的差异不显著,并不能说明穿着体操鞋与穿着运动鞋之间,甚至是各运动鞋之间不存在差异.表2 不同速度下各运动鞋的步态周期T G C 及其方差分析v /(m ・s -1)慢跑鞋A慢跑鞋B慢跑鞋C慢跑鞋D慢跑鞋E慢跑鞋F体操鞋ANOVA1.5 1.030.97 1.01 1.06 1.05 1.000.98P =0.5843.00.730.680.700.710.710.690.69P =0.2365.00.650.580.610.650.620.650.62P =0.6162.2 F max 在T G C 中脚与地面接触时,脚给予地面一个作用力,因而地面也产生一个相对应的反作用力给足部,此即为地面反作用力.在行走或跑步时,人体足部必须承受来自地面的反作用力,而后利用此力而产生运动,故此力极为重要.图1显示了3种速度下各运动鞋的F max .从图中可以看出,随着v 的增大,F max 也越大,而且穿着体操鞋时的F max 相对穿着慢跑鞋时明显要大,经ANOVA 分析,运动鞋与体操鞋在各速度下P 均为0.001,差异非常显著;去除体操鞋,各运动鞋之间差异也很显著,分别为:P =0.002(1.5m ・s -1),P =0.015(3.0m ・s -1),P =0.008(5.0m ・s -1). 将各运动鞋与体操鞋进行独立样本T 检验(见表3),发现慢跑鞋A 在低速运动(1.5m ・s -1)中,其F max 与体操鞋差异显著,而随着v 的增大,其差异变得不显著,这有可能是因为:1)鞋底过薄,在实验中,受试者也普遍有此反映;2)鞋底材质过软,慢跑鞋F 和慢跑鞋C 也呈现此种特征.情形比较好的是慢跑鞋D 和慢跑鞋E ,在各种速度下,F max 与体操鞋的差异均显著(慢跑鞋D 在3m ・s -1时除外). 表3 各运动鞋与体操鞋进行独立样本T 检验结果v /(m ・s -1)1.5 3.0 5.0t慢跑鞋A 2体操鞋0.0130.1780.168慢跑鞋B 2体操鞋0.9190.2800.459慢跑鞋C 2体操鞋0.0150.8400.525慢跑鞋D 2体操鞋0.0240.2000.033慢跑鞋E 2体操鞋0.0060.0240.040慢跑鞋F 2体操鞋0.2020.3010.819 2.3 F max 倍体重值 F max 倍体重值是F max 的一个相对值,能更直观地反应人体运动中承受的地面反作用力大小,从表4中不难看出,运动v 越大,人体要承受的F max 也就明显增大,同时也看出,鞋的作用也在此得以充分显示,为人体足部提供了很好的保护功能,但是,由于人体个体差异性的存在,使得个别受试者F max 的倍体重值显得非常的大,甚至比穿体操鞋时的还大,如,慢跑鞋B 和C ,其最大值达到了3.36.这在一定程度上说明人体运动中的多因素性,只凭一两个指标很难充分了解运动的本质.2.4 p max p max 之数值是各分区中所有传感器测得之力与各传感器的面积相除后所得到的最大值.Rodgers [5]指出足底压强测量显示出若在足部某一位置,承受过大压强时,即易产生过度使用伤害.Roy [6]046 第6期石宏杰等:慢跑鞋的足底压强分析与功能评价 表4 不同速度下各运动鞋的F max 倍体重值v /(m ・s -1)慢跑鞋A慢跑鞋B慢跑鞋C慢跑鞋D慢跑鞋E慢跑鞋F体操鞋平均值最大值平均值最大值平均值最大值平均值最大值平均值最大值平均值最大值平均值最大值1.5 1.05 1.24 1.28 1.74 1.30 1.64 1.05 1.25 1.10 1.34 1.15 1.32 1.33 1.723.0 1.882.14 2.26 2.83 2.30 2.85 1.97 2.22 1.97 2.20 2.11 2.25 2.43 2.815.02.132.402.503.362.543.172.182.422.192.422.052.342.663.16指出p max 往往和前足病变有极高的相关性.从图2中不难看出,v 增大,p max 有越大的趋势.经ANOVA 分析,如表5所示,各鞋(包括体操鞋)以及各运动鞋(不包括体操鞋)之间的差异都很显著(3m ・s -1时,各运动鞋之间的p max 差异不显著),对p max 做进一步的T 检验(表6)知,慢跑鞋A ,D ,E 在3种v 下的p max 与体操鞋的差异均很显著,而慢跑鞋C ,B 和F 在3种v 下的p max 则与体操鞋的差异不显著.后三者和穿着体操鞋一样,产生较大的足底压强.表5 各鞋之间的p max 单因子方差(ANOVA )分析结果v /(m ・s -1)ANOVA (包括体操鞋)ANOVA (不包括体操鞋)1.50.0270.0283.00.0330.0835.00.0030.019表6 各运动鞋与体操鞋不同速度下p max 的T 检验结果v /(m ・s -1)1.5 3.0 5.0t慢跑鞋A 2体操鞋0.0090.0020.002慢跑鞋B 2体操鞋0.6050.2020.238慢跑鞋C 2体操鞋0.8520.3440.340慢跑鞋D 2体操鞋0.0110.0110.005慢跑鞋E 2体操鞋0.0390.0080.007慢跑鞋F 2体操鞋0.4680.3890.0242.5 ∫Fd t 足部承受的能量与足部病变有很大关系,为了解足部所承受的能量,必须了解步态中的作用力及足部变形量,但不论是走步还是跑步,我们很难得到足底变形量,因此只能以力量来预测足部所承受的能量,也就是以足底与地面接触过程中的力量与时间的积分值(∫F d t )来预测[7].如图3所示,在1.5m ・s -1下,慢跑鞋C 和F 的∫F d t 较高(分别为363.6和370N ・s );而在3.0和5.0m ・s -1的速度下,则是体操鞋的∫F d t (分别为257.8,249.7N ・s )较高,特别是在5.0m ・s -1时更突出.慢跑鞋D 和E 则在3种速度下的∫F d t 值相对都低.但各鞋之间的差异并不是很大,ANOVA 分析结果显示,它们之间的差异不存在显著关系(1.5m ・s -1时P =0.553,3.0m ・s -1时P =0.978,5.0m ・s -1时P =0.759).∫F d t 值,F 和t 皆为变量,结合F max 值和T GC 可知,慢跑鞋B 在3种速度下的F max 较大,特别是在1.5m ・s -1的速度时,而其∫F d t 值在此速度下却相对较低,由于前面在分析T GC 时已知,各鞋的T GC 不呈差异显著性,也就可以看出慢跑鞋B 受力不均衡,步态中足底压强起伏较大,从而导致了此种结果.2.6 ∫pd t 足底局部过高压强的产生才是造成足部结构出现问题或造成伤害的主要原因,除了考虑p max 值外,亦须衡量足底与地面接触时间的差异效应[8].因此,探讨∫p d t 值亦有其重要性.其值的计算方法为足底压强p 对时间t 的积分(见图4),p 及t 皆为变量.参考图4,在步行状态下(1.5m ・s -1),慢跑鞋C ,F 和体操鞋均显示出较大的∫p d t ,特别是慢跑鞋C ,其值达到了23.7N ・s ・cm -2.与其他指标结合分析,慢跑鞋C 和F 在步行状态下,无论是p max ,F max ,还是∫F d t 值,都处于一个相对较高的区域,这也表明了慢跑鞋C 在低速运动中是不能很好地发挥运动鞋应具有的功能,其原因既可能是鞋底材料选择上的问题,也可能是146 北京师范大学学报(自然科学版)第42卷鞋楦形状的问题,需进一步研究,但通过上述几个指标的综合分析,我们已经了解到它确实存在问题.而在跑步运动中(3.0m・s-1以上的速度),慢跑鞋B,F和体操鞋有较高的∫p d t值,表明慢跑鞋B在进行较高速度的运动,与其进行低速运动时表现有一定的区别,不宜长时间穿着慢跑鞋B进行高速运动.相对于其他运动鞋来说,慢跑鞋F不论在低速还是高速,均存在一定问题,穿着慢跑鞋F运动时需加以注意.3 结论与建议1)在各种v下,F max,p max等指标随着v的增加而增加,而∫F d t和∫p d t则由于随着v的增加,因T GC减小的缘故而不断减小.2)各慢跑鞋间的T GC不存在显著差异,F max倍体重值也不能得出有利于分析慢跑鞋间功能差异的有效指标.3)通过对F max,p max,∫F d t和∫p d t的综合分析可以对各慢跑鞋的功能进行初步评价,并可通过以上4个指标建立慢跑鞋功能评价的初步标准. 4)不同运动鞋其性能存在较大差异,且因运动速度不同,也会表现出不同的功能状态.特别是在长时间的运动中,如何减缓地面对人体的冲击,防止运动损伤,在蹬伸时给予足部更大的支持力,增加运动舒适性,提高运动成绩,都是制鞋厂商需要不断研究的课题.本研究对运动鞋的评价还处于初级阶段,而且只能发现运动鞋在运动中是否存在问题,而导致这些问题的具体原因,还需要进一步对鞋底材料、鞋楦形状等进行深入研究.另外,增加研究的参数,细化研究的区域,也是深入了解慢跑鞋功能机制的一种渠道.4 参考文献[1] 彼德森,胡声宇编译.特殊区域的运动损伤[J].国外体育科学,1998(2/3):72[2] 林逸录.国内男青年走与跑之足底压力分析[J].国立体育学院论坛,1999,10(1):189[3] 郑秀媛,侯曼,忻鼎亮,等.现代运动生物力学[M].北京:国防工业出版社,2002:399[4] Norkin C C,Levangie P K.A Comprehensive Analysis[J].Joint Structure&Function,1992:448[5] Rodgers M M.Dynamic biomechanics of the normal footand ankle during walking and running[J].Physical Therapy,1988,68(12):1822[6] Roy K J.Force,pressure and motion measurements inthe foot:current concepts[J].Clinical Podiatric Medical Surgery,1988,5:491[7] 詹益坤,李淑贞,赵令怡,等.正常青年人之足底压力分析[J].中华物疗志,1997,22:81[8] Sneyers C J L,L ysens R,Feys H,et al.Influence ofmalaligment of feet on the plantar pressure pattern in running[J].Foot&Ankle,1995,16:624[9] Kernozek T W,LaMort E E,Dancisak M J.Reliabilityof an in2shoe pressure measurement system during treadmill walking[J].Foot and Ankle,1996,17(4):204INITIAL DEVE LOPMENT OF EVAL UATING JOGGING SH OESShi Hongjie1) Cai Yuhui2) Liu Runsheng2) Wang Yanju3)(1)Depart ment of Graduate,Capital Institute of Physical Education,100088,Beijing,China;2)School of P.E.and Sport s Science,Beijing Normal Universtiy,100875,Beijing,China;3)Middle School Attached to Nort hern Jiaotong University,100084,Beijijg,China)Abstract The research measures t he plantar p ressure of six pairs of jogging shoes and gym shoes of different styles(to simulate barefoot state)at t hree different speeds wit h t he Pedar in2sole plantar pressure measure system of a Germany company,Novel.By t he parametric analysis of gait cycle(T GC),maximum force (F max),peak plantar pressure(p max),force2time integral(∫F d t)and p ressure2time integral(∫p d t)etc.,t he research makes a pilot evaluation on t he f unctions of t he different styles of sport s shoes and establishes a p rimary evaluation standard.K ey w ords jogging shoe;evaluation;p max;T GC;F max246。

糖尿病拇趾外翻足 足底压力的系统性评价

糖尿病拇趾外翻足 足底压力的系统性评价

过轨道。每位受试者每只脚各 需成功采集三次 。鉴于此次研 究只需研究前足区域 ,我们将
动 态足 底压 力 图划 分为 4个 部 分( 图 1 ) : 拇 趾 区域 ( T 1 ) 、 第一 跖趾 区域( MT H ) ( MF F ) 、 第 二 跖 趾 区域 ( CF F ) g 0 第3 — 5跖 趾 区域 ( L F F ) ( N o v e l Au t o ma s k
变量的深入研究 , 也没有针对压
力中心 ( C OP )变量 ,如内侧
C OP的偏 离和 速率 等进 行过相 关 的研究 。

因而 拇 趾外 翻被 认 为 是导 致 糖
因此 ,本项研究较为全面 地提供了有关拇趾外翻压力变
尿病溃疡的原 因之一 。只有
了解 了这种 畸 形足 足 底 压 力 的 特点 ,才 能够 进一 步 研 究减 少
n i c h ) 。脚长和前脚掌宽度由足
底 压 力图 测得 ,脚 长 即足 后 跟
端点与脚趾端点间与足底中心 轴( O — O ) 平行 的最长距离 , 而 前掌宽度为第一跖趾关节与第
五 跖 趾 关 节 之 间 的 距 离
( A‘ 一 B ‘ ) ( 图1 ) 。
3 、 数 据分析 与统计 学分析
尿病组的拇趾外翻程度不仅与
前足 区 域 内增加 的压 力 、压强
中间 , 受试者保持裸足状态 , 然
后 直视 前 方以 自然 行走 方 式走
和冲量等变量一致 ,也与因畸
形处疼痛而受到限制的前足内 侧C OP的偏移范围 , 以及通过 该区域且有 所降低的 C O P曲 线速度有关。
来进行研究 ,通过实验所得数据的统计学分析和采用独立 的 T 检验和

足底压力分析及其临床应用 20160713 PPT

足底压力分析及其临床应用 20160713 PPT
3、偏瘫步态:表现为患侧足底压力比健 侧压力小,步行时患侧比健侧足承重时 间短。
偏瘫步态动态图
三、临床常见异常步态足底压力特点
4、平衡功能差:在足底压力分析中重心转移 曲线表现为不通过足跟及来回移动。
平衡功能差动态图
三、临床常见异常步态足底压力特点
5、足内外旋:表现为足向角负值或正值增大。
应用越来越广泛。
定性分析
目测法
时间局限
空间局限
定量分析
时间-距离测量
运动学检查法
关节角度变化
肌电参数
记忆局限
思维局限
动力学检查法
步行耗能分析
压力鞋垫 压力板
4~6岁儿童在站立时,足跟部、 前足及中足部压力占整个足压力 的百分比分别为61%、35%和4%。
足底压力分析及其临床应用
湖南省儿童医院康复中心
王益梅
一、概述
足底压力与步态分析 足底压力是人体在静止站立或者动态行走时,在自身重力的 作用下,足底在垂直方向上受到的一个地面的反作用力。
步态分析是利用力学的概念和人体解剖、生理学知识对人体 的行走功能状态进行对比分析的一种生物力学研究方法。 足底压力测定是步态分析的一个重要组成部分,是分析和衡 量异常足底应力分布和步态的基础,它对运动系统疾病的病 因分析、诊断、功能及疗效评定均有重要意义,因此其临床
三、临床常见异常步态足底压力特点
1、尖足:站立位表现为足前掌承中足跟 不承重或承重小,步行中表现为足前掌 先着地足跟后着地。
尖足足底动态图
三、临床常见异常步态足底压力特点
2、足内外翻和扁平足:表现为足前掌内 侧或外侧或足中部内侧承重大。
足内翻动态图

足外翻动态图

足底压强的评估

足底压强的评估

足踝在步态和其他一些功能活动中起着承重和转移体重的功能,为此它必须兼具必要的支撑作用和柔韧性。

足底压强的测量能够提供一项反映在步态和其它功能活动中足踝功能的指标1--3。

人们已经认识到足底压强的数据是评价糖尿病及外周神经病变的重要因素,实际上来自足底压强的信息还能帮助判断和处理与各种肌骨疾病、表层组织疾病、神经病相关的损害。

测力平台(force platform)是评估足与支持面之间相互作用的最常用方法。

虽然测力平台能同时提供关于地面反作用力的垂直分力和剪切分力的有价值信息,但是它基本上不能反映足底面如何受到支持面的负荷的具体情况。

实际上评价患者时,异常的负荷量或负荷模式可能反映了系统性的或局限性的下肢病变,也可能是进一步病变或病变恶化的指标(危险因子risk factors)或预测因子(predictor)4。

此外,准备收集数据时,如何将测力平台固定到支持面上有非常具体的要求。

而众多商用的足底压强测量系统(如Emed sensor platform,Pedar insole system,F-Scan system,Musgrave footprint system)不存在此问题。

因此足底压强测量系统可以为临床医生提供高度的便携性,使之能够在多处临床机构使用。

压强(pressure,p;有时也称为stress)的定义是单位面积上受到的力的作用。

力(force)(在测力平台测量时)是地面反作用力的三个分力的合力(net force),即作用于足的终力(resultant force)6。

地面反作用力的三个分力分别是前后向分力、内外侧分力、和垂直分力。

力的国际单位是牛顿(N),压强的国际单位是帕斯卡(P),1P=1N/m2。

8当足与支持面接触时,预先放置于支持面上的多个传感器测出各自受到的力,将力的测量值除以受激发的传感器的面积就是相应解剖部位的压强值。

当测得压强值异常时,提供的信息可以帮助我们(判断疾患的病理机制,)指导治疗方案的选择,或调整治疗方案如调整鞋具或足矫形器、调整训练方案、以及改变负重的量。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

足踝在步态和其他一些功能活动中起着承重和转移体重的功能,为此它必须兼具必要的支撑作用和柔韧性。

足底压强的测量能够提供一项反映在步态和其它功能活动中足踝功能的指标1--3。

人们已经认识到足底压强的数据是评价糖尿病及外周神经病变的重要因素,实际上来自足底压强的信息还能帮助判断和处理与各种肌骨疾病、表层组织疾病、神经病相关的损害。

测力平台(force platform)是评估足与支持面之间相互作用的最常用方法。

虽然测力平台能同时提供关于地面反作用力的垂直分力和剪切分力的有价值信息,但是它基本上不能反映足底面如何受到支持面的负荷的具体情况。

实际上评价患者时,异常的负荷量或负荷模式可能反映了系统性的或局限性的下肢病变,也可能是进一步病变或病变恶化的指标(危险因子risk factors)或预测因子(predictor)4。

此外,准备收集数据时,如何将测力平台固定到支持面上有非常具体的要求。

而众多商用的足底压强测量系统(如Emed sensor platform,Pedar insole system,F-Scan system,Musgrave footprint system)不存在此问题。

因此足底压强测量系统可以为临床医生提供高度的便携性,使之能够在多处临床机构使用。

压强(pressure,p;有时也称为stress)的定义是单位面积上受到的力的作用。

力(force)(在测力平台测量时)是地面反作用力的三个分力的合力(net force),即作用于足的终力(resultant force)6。

地面反作用力的三个分力分别是前后向分力、内外侧分力、和垂直分力。

力的国际单位是牛顿(N),压强的国际单位是帕斯卡(P),1P=1N/m2。

8当足与支持面接触时,预先放置于支持面上的多个传感器测出各自受到的力,将力的测量值除以受激发的传感器的面积就是相应解剖部位的压强值。

当测得压强值异常时,提供的信息可以帮助我们(判断疾患的病理机制,)指导治疗方案的选择,或调整治疗方案如调整鞋具或足矫形器、调整训练方案、以及改变负重的量。

足底压强测量获得信息还有助于研究足底压强和各种下肢姿势之间的关系。

站立和行走并不是产生足底压强的唯一活动,研究者将各种有氧运动13、舞蹈14、和功能活动15与水平行走进行了比较,以深入了解这些活动施加于足和下肢的应力。

.本文目的在于:(1)介绍关于足底压强测量的当前技术和相关术语;(2)介绍足底压强测量技术在临床的应用;(3)回顾一些文献报道中理疗师如何利用足底压力测量来评价和治疗与神经系统、皮肤系统以及肌骨系统疾病相关的损害。

读者要想更全面地回顾足底压强评估的发展过程,可以参阅Alexzander16和Cavanagh17等人的文章。

当前用于评估足底压强的技术测量的变量足底压强测量系统的典型配置包括测量装置,由制成平台或鞋垫形式的传感器构成;负责采集、储存、和提取数据并进行分析的计算机;以及用于显示数据的显示器。

还有各种帮助临床医生将足底划分成若干个区域来进行数据分析的软件包(图1)。

最感兴趣的变量包括峰压强和平均压强,力,以及范围。

峰压强方格图(peak pressure plots)表达了每个传感器在整个负重期的最高压强值,还可以根据用户设定的配色表直观的显示足底各区域压强值的高低。

峰压强(peak pressure)常常有助于判断缓冲性足矫形器(a cushioned foot orthosis)降低敏感跖骨头下面所受压迫的效果。

平均压强值(avarage pressure)则帮助临床医生了解步太周期中作用于具体解剖区域的一般压强。

范围(area)指足底与传感器之间接触面的大小。

力-时间曲线以及压强-时间曲线下的范围也可以计算出来,并称之为曲线的积分(integral)或冲量(impulse)。

冲量值可以帮助临床医生理解一段时间内(如足接触期间)作用的力或压强的量。

现有的商用软件还允许对压强和范围进行序列观察(sequential viewing),从足接触支持面开始到离开支持面为止。

足压的三维显示能有效地教育患者了解自己足底的高压区域,并有助于糖尿病和外周神经病变患者形象的理解自己发生溃疡的风险和区域。

系统的规格大多数压强评估系统的局限性在于传感器所测的力值(并被用于计算压强值)是正交力/法向力(normal force)——即垂直于传感器表面的力。

如果用固定于支持面的平台收集数据,正交力/法向力可以看作是垂直力(vertical force)。

但是使用放在鞋内的传感器鞋垫测量足底压强时,所测得正交力可能只在全足接触支持面时才是垂直力17。

总之,测量压强的传感器不能像测力平台一样测量前-后向和内-外向的剪切力16。

这一点很关键,因为剪切力被认为是在糖尿病神经病变患者产生足底溃疡过程中的一个重要因素7。

选择一个测压系统时需要考虑的系统规格包括分辨率(resolution,又称为空间分辨率)、采样频率(sampling frequency,又称为时间分辨率)、可靠性(reliability)、标定(calibration)。

分辨率指系统中使用的传感器的大小和数目。

系统的分辨率越高,则所用的传感器数目越大。

传感器的大小也很重要,因为压强是由力和受力的面积共同决定的,传感器的大小显然会影响压强的读数。

考虑到足以及跖骨头、拇趾、足趾的大小存在巨大的解剖学差异,压强测量系统的分辨率应成为临床医生重点考虑的因素。

分辨率对于小脚儿童的足底压强的评估更显关键。

采样频率是决定系统的时间分辨率的一个重要因素。

采样频率是每个传感器每秒钟测得的样本数,单位是赫兹,即周期每秒。

Mittlemeier和Morlock检查了四种不同采样频率测量足底压强的效果,报道称在行走状态下采样频率达45~100赫兹即能满足要求。

对于高速活动,如跑步时,采样频率需要达到200赫兹或更高20-21。

压强传感器获得的测量值的可靠性对于获得准确的测量值来说很关键。

Hughes建议行走3~5趟后取平均值来提高压强测量的可靠性22,但是由于每趟行走之间固有的差异性,不可能达到100%的重复率。

据报道,不同的压强测量系统获得测量值的可靠性不同,所以临床医生必须对所使用系统的可靠性(误差)有明确的认识。

标定对于建立力和压强的测量值的有效性至关重要。

尽管系统可能获得一致的重复测量值,也就是具有可靠性,这些测量值也许并不能准确反映作用于足底的真实的力或压强。

即可标定平台传感器又可标定鞋垫传感器的的方法之一是将传感器系统置于橡皮囊下,然后向囊内充压缩气体使之达到已知的压强水平。

此法能使每个传感器受到均匀一致的负荷,并生成关于每个传感器或每个矩阵传感器组的标定曲线。

另一种方法是让一个患者站在鞋垫系统或平台系统上进行标定,此法或许不够充分,因为不是每个传感器都能受到一致的负荷,甚至有些传感器根本就没受到负荷。

测量技术足底压强可以使用各种装置进行测量,包括力敏感电阻、水囊、微胶囊、突起装置、观足镜、电容换能器、以及临界光反射装置等。

这些装置大多可以作为独立的离散分布的传感器使用,也可以排列组合成传感器矩阵使用。

重要的一点是临床医生在选择某种装置采集数据之前应该了解各装置的特点。

离散式测量法(discrete measurements)是在足底的具体解剖部位使用独立的压强换能器。

于是,为了获得最佳数据需要临床医生对离散式换能器的最佳安放位置做出预判。

由于在任何时刻只有少数传感器在工作,离散式测量法的最大优点是具有更高的采样速率,有些情况下达到200次每秒。

因此离散式测量法经常用于高速活动时,如跑步或各种体育活动。

离散式传感器系统使用方便,价格便宜,但是使用这种压强测量方法时需要注意几个问题:离散的传感器相当于鞋内异物,因此可能会引起激惹作用,就好像鞋内有个扁平的石头一样。

此外,由于制作传感器的材料与皮肤之间缺乏一致性会导致“边缘效应”17,产生假的压强值升高。

最后,在活动时由于足-鞋界面之间存在剪切力可能引起传感器离开原来的位置。

矩阵式测量法(matrix measurements)使用纵横排列、组合的传感器而不是单独的离散的传感器进行测压。

因此能够同时评估整个足底的压强分布情况。

主要优点之一是在测量压强之前不需要做出预判。

此外一次测量能够评估跟更大面积的足底区域。

微胶囊装置(microcapsules)25是用均匀分布在两层薄的泡沫塑料之间的许多充满染料的小胶囊制成袜子一样的装置,在病人穿鞋之前套在足上。

让病人行走,受到一定负荷的胶囊就会破裂,破裂胶囊释放出的染料进入泡沫塑料层,这样在压强最高的足底区域就会留下可以看见的印记。

微胶囊装置代表了为获取经济合算的鞋内足底压强评价所做的最早期的尝试之一,但是此法不能对不同水平的压强进行量化评价。

此外,穿上用微胶囊特制的袜子的过程很费时间,而且在试图穿上鞋子的时候,微胶囊常常会破裂。

突起装置(projection devices)26这种装置包括一个带有重复排列的各种形式小突起的橡皮垫,各种突起的表面分别处于几种不同高度。

垫子上涂上墨水,然后盖上纸。

当病人对垫子施加一定负荷时,在压强最高的部位,垫子的各层突起都会受到负荷的压迫,因而沉积的墨水最多。

Harris和Beath最先报道使用此法对加拿大士兵的足部结构进行分类。

目前仍可以弄到的一种突起装置就是Foot Imprinter。

这种垫子型的突起装置适合足底压强模式的定性描述,但也一样不能定量表达足底压强值的大小。

足镜(podoscope)27由一个带玻璃盖的木盒子构成。

玻璃盖的各边用荧光照亮。

一面镜子呈45度角左右放在玻璃盖下面,用来观察足底的情况。

为了记录病人足底压强的分布模式,可以将镜子反射出的视像拍照、录像或者描记在纸上。

足镜能够以迅速地、彩色影像的形式呈现足底的高压区域,但是不能定量的反映压强值。

一般用来向临床医生提供站立或单足负重时足底压强分布的视像。

电容传感器(capacitance transducers)28Nicol和Henning于1986年率先描述了使用一种电容换能器测量足底压强。

一个电容换能器由两个导电材料制作的板和将两块板隔离开的一层绝缘体——电介质构成。

换能器储存电荷,对换能器施加压力时,两块电板之间的距离就会减小,于是电容增大,结果导致电压变化而被检测出来。

Novel Electronics公司在他们的Emed传感器平台和Pedar鞋垫系统中使用的是多个电容换能器组成的矩阵。

使用电容传感器的压强测量系统能为矩阵中的每个传感器建立标定曲线,可以对压强进行量化的评估。

在鞋内压强测量系统中使用电容传感器的一个缺点是传感器鞋垫的厚度(接近2mm)比其他类型传感器更厚。

力敏电阻(force-sensing resistors)17 FSR是一种非常薄的夹层装置,包括两片印有金属模的聚酯类高分子材料层,和夹在两者之间的具有导电性的聚合物层。

相关文档
最新文档