正常中国成年人足底压力分析
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服装学报Journal of Clothing Research Vol.4No.4 Aug.2019第4卷第4期2019年8月不同运动状态下人体足底压力分布及分析高敏9,张一帆*9,洪成雨0(9.东华大学纺织学院,上海201620;.上海大学土木工程系,上海200444)摘要:利用Flexi force传感器对人体在不同运动状态下的足底压力进行测量,主要利用Flexi force薄膜压力传感器测量脚拇指、第9跖骨、第5跖骨和足跟在静止站立、屈膝静止、步行和跑步状态下的足底压力。
结果表明,不同运动状态下足底的压力会发生明显变化,静止状态下的足底压力及分布会随着身体姿态的变化发生改变及转移,主要体现在足跟向前足掌转移,前足掌外侧向内侧转移;运动状态下足底与地面接触的瞬间压力达到峰值,足部与地面接触过程为前足掌先与地面接触,然后是足跟。
关键词:3D打印;Flexi force传感器;第9跖骨;第5跖骨;屈膝静止中图分类号:TS92文献标志码:A文章编号:2096-1928(2019)04-0309-04Distribution and Analysis of Human Foot Plantar PressureUnder Differeni Locomotor ActivitisuGAO Mia9,ZHANG Yifaa*9,HONG Chengyu2(1.Collexa of Textile,Doughra University,Shaaghai201620,China;2.Departmeat of Civil Engiaeering,ShanghaiUniversity,Shanghai220444,China)AbstrrcO:Flexl force season were used to measure the plantar pressure of the auman body undes differeni movemeai conditions,and the measuremeat mainly incOrea plaatac pressures of the feet,the first metatarsal bone,the fifth metatarsal bone and the heel underof a standing upright positioo,a kgee Oexioo,walking and running.The resalta showed thai the plantac pressure undec differeai movemeai conditions will change s innificantly.The plantac pressure undec static state will change with the change of body posture,and the disyibution of plantac pressure will shift,which is mainty1^0-cted in the metastasis of the heel and the forefoot.The ooter side is shiftea to the inside-the foot pressure at the momed of ccrntact with the hrouud reaches the peak exercise.The ccrntact betweea the foot and the hrouud is that the front fooh touches the hrouud firsa,and thea the heel touches the hrouud.Key words:3D printing,Flexl force86X8^,first metatarsal,fifth metatarsal,knee06X100对于医学诊断与康复治疗、生物力学、运动人体科学以及制鞋业等领域而言,人体步态的测量及分析是十分重要的理论基础[9]0监测足底压力分布可以为分析人体运动状态提供理论帮助,主要体现在医疗方面对足部疾病的诊疗和预防,及运动系统的鉴定、痊愈以及疗效评定等。
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]T o 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 signi fi 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 downstairs As 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。
中国正常成人足底压力参数值范围、分布特点及其影响因素
的探讨
本文将探讨中国正常成人足底压力参数值的范围和分布特点,以及影响这些参数的因素。
通过对大量成年人的足底压力测量,我们发现中国成人足底压力范围为1.0-4.0 kg/cm,平均值为2.0 kg/cm。
男性的足底压力高于女性,而年龄对足底压力的影响不显著。
此外,身高、体重、BMI和足长等因素也对足底压力有一定的影响。
在日常生活中,穿着不合适的鞋子、长时间站立或行走、肥胖等因素都可能导致足底压力增加,进而引发足底疼痛和其他足部问题。
因此,通过了解足底压力的正常范围和影响因素,我们可以采取一些措施预防和治疗足底问题,如选择合适的鞋子、适量运动、控制体重等。
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足底压力区域划分摘要:1.足底压力区域划分概述2.足底压力分布的重要性3.足底压力区域的划分方法4.各压力区域的功能与应用5.针对不同足底压力区域的锻炼和保健建议6.总结正文:足底压力区域划分足底压力区域划分是指将足底分为不同的功能区域,以便更好地了解足部生物力学和人体运动过程中的压力分布。
足底压力分布对人体健康和运动表现具有重要影响,因此对足底压力区域的划分和认识至关重要。
1.足底压力分布的重要性足底压力分布能反映人体的站立、行走、跑步等运动过程中的身体平衡和力量分布。
正常的足底压力分布有助于预防运动损伤、改善关节稳定性和减轻腰部、膝关节等部位的压力。
然而,足底压力分布异常可能导致足部疼痛、关节炎等疾病。
2.足底压力区域的划分方法足底压力区域的划分方法有多种,一般根据足底的骨骼、肌肉、神经和血管等结构进行划分。
常见的划分方法包括:- 前后分区:分为前足和后足,前足主要负责支撑和运动,后足则负责承受体重和提供稳定性。
- 内外分区:分为内侧区和外侧区,内侧区主要负责支撑和稳定,外侧区则负责运动和协调。
- 足底神经血管分布区:根据足底神经和血管的分布,将足底划分为不同的神经血管区。
3.各压力区域的功能与应用(1)前足压力区域:负责足部的启动和加速,包括第一跖骨和第二跖骨的压力点。
锻炼方法:可以通过捡起小物品、踮脚尖等动作来增强前足肌肉力量。
(2)足跟压力区域:负责承受体重和提供稳定性,包括跟骨和跟腱。
锻炼方法:可以通过单脚站立、平衡训练等动作来增强足跟压力区域的稳定性。
(3)足弓压力区域:负责缓冲地面冲击力,包括足弓结构和周围肌肉。
锻炼方法:可以通过垫脚尖、足弓收缩等动作来增强足弓压力区域的功能。
(4)足底神经血管区:包括足底神经、血管和肌肉,负责足部的感觉和运动功能。
锻炼方法:可以通过按摩、热敷等方法促进血液循环,减轻足部疲劳。
4.针对不同足底压力区域的锻炼和保健建议(1)注意鞋子选择:穿着合适的鞋子,能有效减轻足部压力,预防足部损伤。
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。
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。
近20年来国内对此研究虽然也取得了不少成果,但总体上看,国内在此领域仍处于模仿国外研究对国人进行分析的探索阶段。
主要存在以下三个不足:某些学者使用的国产仪器难以得到广泛承认;数据缺乏较大的样本资料;研究的细致程度远不及国外[1]。
因此,本实验旨在使用国际广泛承认的足底压力分析仪对100例国人进行5种生理状态的足底压力分析。
现报道如下。
1材料与方法1 1一般资料100例健康志愿者,均无下肢病痛史。
考虑到年龄对足底压力分布的影响,选择20~30岁年龄段的健康成年人作为研究对象,因为他们是足病的少发人群。
如表1:表1实验对象的基本情况(x-±s)男性女性总和年龄(岁)24 69±1 5123 48±1 9024 13±1 79身高(cm)173 24±5 83162 44±4 90168 24±7 64体重(kg)68 83±6 8052 50±6 2661 27±10 48人数50501001 2F-scan足底压力分析系统本院的F-scan便携式系统版本为Clinical 5 2 6 5。
硬件包括平板式/鞋垫式传感器、压力转换器、数据接收器、线缆等;软件为基于Microsoft Windows(2000/XP)的压力显示和分析软件[2]。
传感器的厚度为0 18 mm,平板式传感器(432 mm×368 mm)有2288个传感单元,每只完整未修剪的鞋垫式传感器有960个传感单元,呈矩阵式排列。
1 3方法1 3 1实验前的准备向受试者说明需注意的问题后,对其步态训练,使其步态短期内达到实验要求。
再对F-scan系统进行调试和校准:(1)收集时间定为8秒,收集频率为50帧/秒(慢跑为127帧/秒);(2)使用国际通用单位:长度为cm,重量为kg,压力为kPa;(3)根据病人的体重进行校准。
1 3 2足底压力分区取 母趾(H)、第2~3趾(T2、3)、第4~5趾(T4、5)、第1跖骨头(M1)、第2跖骨头(M2)、第3~4跖骨头(M3、4)、第5跖骨头(M5)、中足(M)、足跟(C)九个部位分析,如图1。
1 3 3分析过程分别使用平板式/鞋垫式传感器进行静态(赤足立正姿势站立)/动态(穿统一的鞋袜行走,慢跑,上、下楼梯)足底压力测量,每个受试对象测量3次。
行走和慢跑的空间为20 m长的直通道,分别以80~120和180~240步/ min的速度水平匀速直线行走和慢跑;上、下楼的楼道,每阶的宽度足够以便足底与地面完全接触,以60~100步/ min 匀速进行。
1 4实验测试指标静态分析,测量九个部位的瞬间压力(pressure, P) 和接触面积(area,A),及峰值压力(peak pressure,PP);动态分析,测量平均峰值压力(averaging peak, AVG)和压力中心(center of pressure, COF)运动轨迹,指标的意义如表2。
由于使用的仪器不同,实验方法、测试人群的选择等存在差别,国内外许多学者[3~10]报道的数据差别较大,因此收集足底压力数据后计算其百分比。
表2测试指标描述指标名称指标描述单位瞬间压力(P)8秒钟的收集时间内,取第一帧的足底压力kPa接触面积(A)第一帧瞬间双足底面与平板的接触面积cm2峰值压力(PP)8秒钟,各部位的最大压力kPa平均峰值压力(AVG) *8秒钟,每个相的峰值压力的总和/相的数目kPa压力中心运动轨迹(COF)作用于传感器上的压力的中心,在一个步态周期内的动态变化* AVG为F-scan系统特有,是峰值压力的优化表现形式。
系统通常将8秒钟分为6个相,可将AVG理解为6个站立相的峰值压力的平均值。
1 5 统计学分析用SPSS 13 0软件包完成。
数值变量取3次数据的平均值分析,分类变量(如COF)取最稳定的一次数据分析。
正态分布数据以x-±s表示;非正态分布数据取自然对数,正态化后进行分析。
两组间比较采用配对t检验(如双足间比较)或成组t检验(如性别的影响),多组间比较采用单因素方差分析;两因素间相关性分析采用Pearson相关分析(如身高、体重的影响)。
P值显著性水准均为0 05。
2结果由于数据量较大,限于篇幅本文仅以表格列出最后的实验结果,符号说明如下:P值<0 05记为*,P值<0 01为#。
尽量配以统计图描述。
2 1静态分析100例志愿者的瞬间/峰值压力和百分比及接触面积结果如表3和图2。
2 2动态分析2 2 1动态足各部位AVG和AVG%如表4和图3。
对4种运动方式及静态足底峰值压力进行LSD方差分析,结果见表4数据后的括号内标示符号,其中静态与4种动态的9个部位差别均有非常显著性意义(P值<0 01)。
2 2 2压力中心运动轨迹(COF)如表5和图4。
2 3影响因素关于四种动态方式,由于行走最具有代表性,故只选择行走与各影响因素作为分析指标。
2 3 1性别对男、女性的足底压力数据作成组t检验(双侧,α=0 05),结果如表6。
表3静态足瞬间/峰值压力和百分比及接触面积表5动态足COF组别COF行走足跟→中足→第1-2跖骨间、第2跖骨或第2-3跖骨间→ 母趾或第1-2趾骨间慢跑足跟→中足→第1-2跖骨间、第2跖骨或第2-3跖骨间→第1-2趾骨间上楼足跟→中足→第1-2跖骨间、第2跖骨→ 母趾或第1-2趾骨间或第2趾骨下楼足跟→中足→第1-2跖骨间→第1-2趾骨间表6各因素对足底压力的影响组别部位(P值)性别站立2 3 2身高、体重、体重指数将足底压力与身高、体重、体重指数作Pearson相关分析,结果如表6。
即使是正常人,由于体形不同,身高和体重的比例并不都在标准范围。
为解决这一问题,引入体重指数(body mass index, BMI),BMI=体重/身高2(kg/m2)。
2 3 3步速结果如表5行走和慢跑的比较。
3讨论3 1静态分析(1) 双侧足作配对t检验,仅第3~4跖骨头峰值压力差别有显著性意义(P 值<0 05)。
(2)瞬间/峰值压力分布结果为:足跟>第2跖骨头>第3~4跖骨头>第1跖骨头>第5跖骨头> 母趾>中足>第2~3趾>第4~5趾。
传统观点认为,由于足纵弓和横弓的存在,足由足跟、第1和第5跖骨头三点负重,但本实验显示第2~4跖骨头足底压力百分比均比第5跖骨头大。
经典的三点负重理论更多的考虑骨性结构,即使是静态站立,足底压力分布不仅仅是由骨性结构决定,还取决于软组织的功能。
(3)比较前、中、后足的负重百分比,由于足纵弓的生物力学作用,中足几乎不负重,前足(足趾和跖骨头)、后足分担了足的负重功能,其中前足负重更大。