单侧负重对女大学生足底压力特征的影响研究
作者单位：内蒙古师范大学体育学院 北京体育大学运动医学与康复学院
会议名称：《第十二届全国体育科学大会》
会议日期：2022年
学科分类：0403[教育学-体育学] 040302[教育学-运动人体科学(可授教育学、理学、医学学位)] 04[教育学]
摘 要：研究目的:负重行走是人们日常生活中最常见的步行方式。不同的人群会因需求携带各种类型及重量的包。为了提升个人形象大多数女性选择单肩背包,这种额外的负重会使身体的重心位置发生偏移,破坏原有平衡。为了维持身体的平衡,人体会对步态做出相应的调整。有学者研究分析了行走时肌肉活动和包带长度以及不同类型的背包的相关关系,也有学者分析了负重背包对下肢各关节角度生物力学的影响。目前来看,对于背包负重的研究多集中于肌电与关节角度的变化,而关于负重对足底压力的研究少之又少。本研究旨在通过对比单侧负重对女性足底压力的影响,从而深刻的了解单侧负重对人体造成的生物力学改变,为选择合适负重方式、减少损伤风险提供科学依据。研究方法:研究对象为健康在校女大学生30名(年龄22±1岁;BMI21.3±2;脚码37.5±1)。纳入标准:(1)身体健康,无扁平足及异常步态。(2)受试者优势侧为右侧,且无常年背单肩包的习惯(3)无高低肩等明显解剖学不对称情况(4)实验前24h无剧烈运动,无肌肉疲劳现象。实验流程:实验均采用右侧负重,负重方式采用手提式,单肩式,斜挎式,负重重量根据受试者体重(BW)设置,包括5%BW,10%BW,15%BW。受试者负重前先进行无负重测试,因此共包含10种测试条件。本实验采用Medtrack足底压力测试板(400*500*15mm,100fps)采集足底压力数据,实验室在压力板处设置6m实验步道,步道起点与终点位于压力板两侧各3m处。测试前要求受试者光脚测试,听到口令后在自然状态下行走。测试时受试者从起点处出发,受试者以左脚或右脚完全踏在压力板上且无步伐调整为一次有效数据。每种负重下每侧脚采集3次有效数据。测试指标:按系统的要求,将足底根据人体解剖结构分为三个区,即足前中后区。进一步细分为11个区域:A1(第1趾),A2(第2-5趾),B1(第1跖骨),B2(第2跖骨),B3(第3跖骨),B4(第4跖骨),B5(第5跖骨),C1(足弓内侧),C2(足弓外侧),D1(足跟内侧),D2(足跟外侧)。测定参数包括测定区域峰值压力值,测定区域峰值压强值。统计分析:运用SPSS单因素方差分析对不同位置及重量下足底各区域的数据进行统计学分析,显著性水平p≤0.05。研究结果:(1)单侧负重时左右侧压力峰值呈明显不对称状态,随负重的增加足底各区压力峰值均有不同程度的增加。单肩背包时足底最大压力峰值主要体现在第二三跖骨与足跟内侧区。与无负重相比,负重5%时右脚第二跖骨表现出显著性差异(P0.05),负重10%时对右脚的第一趾与左脚的足弓内侧有显著性差异(P0.05),而负重15%时对左脚第三跖骨与右脚第一趾有显著性差异(P0.05)。纵向来看,左右脚的特征基本相同,负重10%到15%都是由足弓内侧转为足弓足跟的外侧。足弓峰值的显著性增高会导致足弓组织的弹性能力下降。手提背包负重达到5%时,左脚足跟内侧的压力峰值出现显著性差异(P0.05)。当负重量达到10%时,左脚第二三跖骨、足跟内测与右脚的第一跖骨也表现出显著性差异(P0.05)。而负重15%时对于双脚压力峰值的显著性影响主要集中于足底最大压力峰值区域。纵向来看,与无负重相比足底最大压力峰值区无变化。斜挎背包对人体足底压力的影响主要体现在跖骨与足跟处。负重5%时,左脚第二跖骨与足跟内测区的压力峰值表现出显著性差异(P0.05),当负重量15%时,双脚第二跖骨、足跟内侧与左脚的第三四跖骨的压力峰值都表现出明显的差异性(P0.05),跖骨压力峰值的增高提示可能会引起横足弓塌陷。负重10%时右脚足跟外侧较无负重相比有显著性差异(P0.05),说明斜挎背包时着地点主要在足跟外侧。(2)多数区域足底压强峰值随负重的增加而增加,在大负重时表现的尤为明显,说明足底压强峰值与重量有必然的联系。与无负重相比,单肩背包双脚压强峰值有不同程度的增加,最显著的区域是右脚足弓内侧与足跟外侧。单肩背包负重5%、10%时最大压力峰值集中在足前区,负重15%时主要集中在足前区与足中区,可以看出单肩背包时身体重心随着重量的改变而改变。与无负重相比,单肩背包负重10%对左右脚第一跖骨,右脚足跟有显著性差异(P0.05),负重15%对右脚第一跖骨有显著性差异(P0.05)。总体各区域左右脚的压强峰值特征与单肩背包相似,说明单肩与手提负重背包时足底压强峰值有共性特征。研究结论:(1)不同位置及负重状态下的背包方式对女性足底压力有显著性影响。(2)单侧负重时,对侧足底会表现出更大的压力峰值,同侧足底会表现出更大的压强峰值(3)足底多数区域压力压强峰值随着负重量增大而增大,主要集中在足前区中部与外侧,足中区内侧与足后跟。(4)建议女性背包负荷不应过大,尽量控制在10%BW以内,尽量选用双肩背包。