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鞋底对老年人负重行走稳定性的影响_方晨玮.pdf

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资源描述

1、皮革科学与工程第 33 卷doi:10.19677/j.issn.1004-7964.2023.04.014鞋底对老年人负重行走稳定性的影响方晨玮,谢红*(上海工程技术大学纺织服装学院,上海 201620)摘要:研究不同硬度和厚度的乙烯-酯酸乙烯共聚物(EVA)鞋底对 60 周岁以上老年人正常行走以及负重情况下步态稳定性的影响。实验用鞋为定制,尺寸为中国码 38 码,鞋帮面材料为飞织面料,鞋底材料为 EVA,鞋底硬度分为48、53 和 58 邵尔 A 三档,厚度分为 2 cm 和 3 cm 二档,共六双,所有鞋子除鞋底的硬度和厚度不同其余均相同。负重等级分为无负重和体重的 15%。使用步态分析

2、仪和三维测力台测定与稳定性相关的步态时空参数和动力学参数。结果表明,在无负重和 15%体重负重情况下,均是硬度中等或比较硬(53 邵尔 A)且厚度较薄(2 cm)的鞋底的鞋子有利于保持老年人行走时的步态稳定性,而较软且较厚的鞋底不利于稳定性;15%体重的负重会降低行走稳定性,并且负重时不同硬度和厚度级别的鞋底之间的稳定性差距变大,老年人在负重状态下着鞋行走更应注重鞋底的选择,尽量选择鞋底硬度中等或较硬、厚度较薄的鞋子,以提升行走稳定性,降低跌倒风险。关键词:EVA 鞋底;硬度;厚度;负重;稳定性中图分类号:TS 943.1文献标志码:AInfluence of Shoe Sole on the

3、 Stability of the Elderly Walkingwith LoadFANG Chenwei,XIE Hong*(CollegeofTextileandGarment,ShanghaiUniversityofEngineeringandTechnology,Shanghai201620,China)Abstract:This paper studies the effect of different hardness and thickness of ethylene vingl acetate copolymer(EVA)soleson gait stability of t

4、he elderly over 60 years old when walking normally and carrying weight.The experimental shoes arecustomized in Chinese size 38.The hardness is divided into three grades including 48 Shore A,53 Shore A and 58 shorea,and the thickness is divided into two grades including 2 cm and 3 cm.There are six pa

5、irs in total and all shoes are thesame except for the hardness and thickness of the sole.The weight-bearing grade is divided into no-load and 15%ofbody weight.Gait spatio-temporal parameters and dynamic parameters related to stability were measured using a gaitanalyzer and a three-dimensional dynamo

6、meter.The results show that shoes with medium or relatively hard(53 Shore A)and thin(2 cm)soles are beneficial for maintaining the gait stability of the elderly when walking with or without load,while soft and thick soles are not conducive to stability.Weight bearing reduces walking stability,and th

7、e stability gapbetween soles of different hardness and thickness levels becomes larger when carrying weight.The elderly should paymore attention to the choice of soles when walking with shoes with loads,and try to choose shoes with medium or hardsoles and thin soles for improved walking stability an

8、d reduced risk of falls.Key words:EVA sole;hardness;thickness;weight bearing;stability收稿日期:2022-09-18基金项目:国家重点专项“运动健康随身连续监控技术及织造型产品研发”(2018YFC2000901)第一作者简介:方晨玮(1998-),女,硕士研究生,主要研究方向为功能性服装。E-mail:。*通信作者:谢红(1970-),女,硕导,博士,研究方向:功能性服装。E-mail:X。第 33 卷第 4 期2023 年 8 月皮革科学与工程LEATHER SCIENCE AND ENGINEERING

9、33(4):72-78Aug.2023第 4 期方晨玮,等:鞋底对老年人负重行走稳定性的影响前言行走不稳导致跌倒是老年群体中常见的重大问题。鞋履作为人行走时足与地面间的重要介质,对行走的稳定与否影响很大1。多项研究表明,鞋是影响老年人行走稳定性的重要外部因素2-4,通过影响人体下肢肌肉、骨骼及关节的功能及表现,进而影响人体的动态平衡性。相比普通成年人,老年人由于年龄增大,骨骼肌肉系统功能退化,行走时控制身体稳定性的能力减弱,鞋作为影响平衡的重要外因对其步态稳定性的影响则更为明显。老年人穿鞋行走时主要通过鞋底与地面发生接触,因此鞋底特性对行走时步态特征及稳定性有直接影响。鞋底影响稳定性的因素一般

10、为硬度和厚度。早期 Robbins 等人5通过测算老年人走平衡木的掉落频率研究穿着不同硬度和厚度鞋底的鞋子时步态稳定性的差异,得出软和厚的鞋底不利于老年人保持平衡,薄硬底的鞋子能提升步行稳定性。Menant 等人6探究鞋底硬度对老年人步行时空参数的影响,结合步态分析,发现老年人在穿着硬底鞋行走时的双支撑时长比穿标准鞋时大,表明硬底鞋对维持步态稳定更有利。冉美玲7研究不同中底硬度高跟鞋对女性行走时足底压力中心轨迹的影响,发现硬度过低的鞋底会导致人体不稳定。贾谊等人8研究不同厚度鞋底人体下肢生物力学影响,发现鞋底厚度增加会使行走过程中足蹬离地面时的踝关节角度增大,降低了足部趾屈动作的效率,从而导致

11、足部稳定性下降。雷烨1研究归纳鞋履因素对人体身体稳定性的影响,得出鞋底的硬度和厚度会影响稳定性,且两因素可以结合起来分析。另外,老年人在日常生活中不可避免地遇到手提重物行走的情况。负重是行走中常见的干扰因素,对人体的平衡稳定性有显著影响,其中负重的质量带来的影响非常明显。Katrina M 等人9通过研究 15名女性负重 0%、10%、20%、30%和 40%体重时的运动学和动力学参数,发现随负重质量的增加,人体横向稳定性降低。赵功赫等人10研究负重物重量分别为 0、20 和 40 kg 下人行走的步态特征,发现人体会通过调整步态方式、降低身体重心摆动度、增大下肢关节活动度及力矩来抵消负重质量

12、增加带来的不稳定性。蒋立铮等人11研究归纳了不同负重质量和负重方式对健康人步态的影响,发现负重质量的增长会使人行走步速降低、双支撑相变长、下肢关节屈曲度增大,这些现象表明人体稳定性下降。当前研究领域中,不少学者对单独的鞋底因素和负重因素对步态及其稳定性的影响都有过探究,但对负重下鞋底对步态稳定性的影响的研究尚为缺乏。两种因素对行走稳定性的影响或许存在某种关联。本文将鞋底和负重两种影响因素结合起来,通过测定分析与稳定性相关的生物力学参数,包括步态时空参数、动力学参数,研究无负重和 15%体重负重时老年人穿着不同硬度及厚度鞋底的鞋行走的稳定性,从而为老年人日常负重行走的鞋底选择及老年人鞋类的鞋底设

13、计提供理论支持及有效建议。1 实验部分1.1 受试对象实验对象为 10 名 60 周岁以上女性,且满足以下条件:BMI 指数正常(18.522.9),平衡能力正常,能够正常行走,下肢无疾病,脚码为 38 码。受试者基本信息如表 1。1.2 实验设备1.2.1 实验用鞋本实验使用的 6 双鞋为定制,尺码为中国鞋码 38 码,鞋底材质为发泡乙烯-酯酸乙烯共聚物(EVA),所有鞋除鞋底硬度和厚度不同外,其余部位均相同,避免因鞋子本身造成实验结果的误差。6双实验鞋的鞋底硬度和厚度信息如表 2。6 双实验鞋示意图如图 1 所示。实验结果表中编号 16 代表6 双实验鞋。1.2.2 实验仪器本实验采用 M

14、iniSun 公司的 IDEEA 3 便携式步态分析仪和 TrueImpulse 三维测力台分别采集步表 1 实验对象基本信息表Tab.1 Basic information of experimental objects性别 年龄/岁 身高/cm 体重/kg BMI 女 67.62.4 157.72.7 54.63.6 21.42.1 编号 鞋号 鞋底硬度/邵尔 A 鞋底厚度/cm 1 48 2 2 53 2 3 58 2 4 48 3 5 53 3 6 58 3 表 2 实验用鞋信息表Tab.2 Information of experimental shoes73皮革科学与工程第 33

15、卷行时与稳定性有关的步态时空参数和动力学参数。便携式步态分析仪传感器的佩戴位置为胸骨角下方、双侧大腿前侧中央、双侧踝关节侧方以及双侧足底第 4、5 跖骨之间。通过粘贴在双大腿、双足和胸骨上的三维加速度传感器采集步态数据,并即时无线传输至腰部的主机,佩戴方便,对行走无任何干扰12。同时利用三维测力台测量受试者行走时的地面反作用力,采样频率为 1000 Hz。1.3 实验方法受试者在了解实验流程并进行试走之后,进入正式实验。测试过程中受试者下身着实验专用紧身短裤,佩戴步态分析仪,穿着实验鞋,分别以空手和双手提等质量重物的方式在测力台上以自然步态和步速行走,同步记录各项数据。测试时达到以下标准视为有

16、效测试:(1)行走方式为足跟着地足尖离地;(2)着地时整只脚踩在测力台上,不能踩在两块测力台接缝处;(3)数据采集时步态分析仪的传感器不能移位。采集每位受试者穿每双鞋在 0 负重和 15%体重负重下的数据,每一项实验间隔 2min 以使受试者恢复体力,每一项实验需获得 4 次有效数据,每次有效数据的采集工作完成后,实验仪器的操作人员对该次实验数据进行命名和保存。行走时的足底压力中心(COP)位移量能够反映行走的步态稳定性13-14。本研究选用一个步态周期内 COP 在前后方向和内外方向的最大位移量作为一项反映稳定性的指标,定义:COPX=(LCOPX+RCOPX)/2(1)COPY=(LCOP

17、Y+RCOPY)/2(2)其中,COPX为内外方向压力中心位移量,COPY为前后方向压力中心位移量,LCOPX为一个步态周期中左脚 COP 在内外方向上的最大位移量,RCOPX为右脚 COP 在内外方向上的最大位移量,LCOPY为一个步态周期中左脚 COP 在前后方向上的最大位移量,RCOPy为右脚 COP 在前后方向上的最大位移量。COPX和 COPY越小,表明行走时足底压力中心的移动少,稳定性控制得好。行走时地面反作用力在内外侧和前后侧的分力大小 FX 和 FY 可以反映行走稳定性15-16。FX 和 FY 的数值越小,表明行走时左右侧和前后侧的摇晃程度小,稳定性越好。1.4 数据处理将步

18、态分析仪输出的时空参数和测力台获得的动力学参数原始数据在 Microsoft Excel 中进行整理,去除异常值,将测力台得到的 FX 和 FY 数据对受试者体重进行标准化,再导入 SPSS 26 统计分析软件,选用双因素方差分析方法,分析在不同负重下,鞋底硬度与厚度两个因素对稳定性指标的影响,并分析两因素之间的交互作用,若交互作用显著,采用简单效应分析法进行后续分析;若交互作用不显著,采用 LSD 多重比较法对各水平间的差异进行两两比较分析。各指标数据均采用左右足平均值,以减小实验误差。P0.05 时判定因素作用显著。数据均以平均数标准差表示。2 结果与讨论2.1 步态时空参数表 3 为受试

19、老年人穿着不同鞋底的鞋子在无负重情况下行走的步态时空参数。图 2 中为无负重老年人穿 6 双鞋子行走时的步态周期(图中横轴“软、中、硬”分别代表鞋底硬度 48、53 和 58 邵尔 A 的鞋,2、3 分别表示鞋底厚 2 cm 和 3 cm)。从表 3 和图 2 中图 1 实验用鞋示意图Fig.1 Schematic Diagram of Experimental Shoes表 3 无负重时老年人着鞋行走的时空参数Tab.3 Time and space parameters of the elderly walking with shoes without load1)表示具有统计学意义(p0

20、.05)步态时空参数 鞋号 硬度 厚度 硬度厚度 1 2 3 4 5 6 p p p 步态周期/s 1.540.18 1.490.17 1.510.12 1.710.15 1.720.16 1.700.08 0.964 0.015?0.951 双支撑相占/%18.000.58 18.470.37 18.620.91 18.131.27 18.040.89 17.810.76 0.918 0.373 0.637 摆动相占比/%32.910.89 32.260.11 32.390.62 33.331.62 32.841.01 33.361.31 0.645 0.207 0.896 步长/身高 0.

21、2980.023 0.2820.007 0.2720.016 0.2960.025 0.2980.026 0.2910.022 0.583 0.348 0.664 74第 4 期可以看出,鞋底厚度对步态周期的影响显著,鞋底硬度与厚度对与其余稳定性相关的时空参数指标的影响均不显著。穿鞋底厚度 2 cm 的鞋时的步态周期较穿着 3 cm 时要小。穿着较硬鞋底时的步态周期离散程度小于较软鞋底,表明前者有利于控制稳定性。58邵尔 A 的硬底鞋步态周期的离散程度较低,表明此时行走稳定性较好。穿着厚度 2 cm 硬度 53 邵尔 A鞋底的鞋子的双支撑期占步态周期的比例较大且摆动期占比较小,表明中等硬度且较

22、薄的鞋底稳定性相对较好;相对的,较软且较厚的鞋底的双支撑相占比小且摆动相占比大,不利于步态稳定性。表 4 为受试老年人在 15%的体重负重状态下穿着不同鞋底的鞋子行走的步态时空参数。图 3 中A-C 分别为 15%体重负重下老年人穿 6 双鞋子行走时的步态周期、双支撑相占比和摆动相占比(图中横轴“软、中、硬”分别代表鞋底硬度 48、53 和 58 邵尔 A的鞋)。可以看出,硬度与厚度对以上指标的影响无交互作用,厚度对步态周期、双支撑相占比和摆动相占比影响显著(P=0.047)。穿鞋底厚度 2cm 的鞋时的步态周期较穿着 3cm 时要小。穿着较硬鞋底时的步态周期离散程度小于较软鞋底,表明前者有利

23、于控制稳定性。双支撑相占比在穿着 2 cm 鞋底鞋时高于穿着3 cm 鞋底鞋,硬度对其影响不显著,但穿 53 邵尔 A中等硬度鞋底鞋的双支撑相占比高于穿着其余两种硬度鞋底的鞋,48 邵尔 A 硬度鞋底的双支撑相占比较低。穿较薄鞋底鞋时的摆动相占比显著低于穿着较厚鞋底鞋,摆动相占比在不同硬度间的差异不显著,但该指标中等硬底鞋较另外两种硬度小。两因素对步长与身高之比无显著影响,但穿中等硬底鞋时的步长较另两种硬度稍大。以上说明 15%体重的负重时,2cm 厚度、53 邵尔 A 中等硬度鞋底的鞋比较有利于老年人维持行走的步态稳定性。2.2 足底压力中心(COP)位移表 5 为受试老年人穿着不同鞋底的鞋

24、子在无负重情况下行走时一个步态周期内足底压力中心COP 在行走方向的内外侧和前后侧的位移量。图 4中 A 和 B 分别为无负重时老年人行走的 COP 位移量 COPX和 COPY(图中横轴“软、中、硬”分别代表鞋底硬度 48、53 和 58 邵尔 A 的鞋)。可以发现,鞋底的表 4 15%体重负重时老年人着鞋行走时空参数Tab.4 Time and space parameters of the elderly walking with shoes when carrying 15%weight图 2 无负重时老年人着鞋行走的步态时空参数Fig.2 Gait spatio-temporal p

25、arameters of the elderly walkingwith shoes without weight bearing软 2中 2硬 2软 3中 3硬 3步态周期/s2.01.91.81.71.61.51.41.31.21)表示具有统计学意义(p0.05)图 3 15%体重负重时老年人着鞋行走的步态时空参数Fig.3 Gait spatio-temporal parameters of the elderly walking with shoes when carrying 15%weight软 2中 2硬 2软 3中 3硬 3步态周期/s2.01.81.61.41.2软中硬双支撑

26、相占比/%201510502 cm3 cm软中硬摆动相占比/%4030201002 cm3 cmABC步态时空参数 鞋号 硬度 厚度 硬度厚度 1 2 3 4 5 6 p p p 步态周期/s 1.430.15 1.520.14 1.620.08 1.740.12 1.720.11 1.740.07 0.709 0.047?0.746 双支撑相占比/%18.961.47 19.470.78 18.980.53 17.281.18 17.631.52 17.651.61 0.835 0.018?0.937 摆动相占比/%32.011.51 30.081.66 31.760.83 34.041.6

27、0 33.021.89 33.471.70 0.483 0.02?0.959 步长/身高 0.2780.017 0.2880.010 0.2760.006 0.2930.015 0.2910.028 0.2910.025 0.838 0.245 0.942 方晨玮,等:鞋底对老年人负重行走稳定性的影响75皮革科学与工程第 33 卷表 5 无负重时老年人着鞋行走 COP 位移Tab.5 COPdisplacement of the elderly walking with shoes without load图 4 无负重时老年人着鞋行走 COP 位移Fig.4 COPdisplacement

28、of elderly people walking with shoes without load硬度对 COPY有显著影响,厚度对 COPX和 COPY均有显著影响,两者的交互作用无显著影响。其中,穿53 邵尔 A 的中等硬度鞋行走时的 COPY显著小于其他硬度鞋,并且穿着 48 邵尔 A 软底鞋时的 COPX和COPY最大,说明中等硬底鞋可以使行走时压力重心在两个方向上移动较少,有利于维持行走时的稳定性,而较软鞋底的鞋不利于稳定。穿 2 cm 厚度的鞋行走时 COPX和 COPY显著小于 3 cm 厚度,说明较薄的鞋底可以使 COP 偏移量减小,有利于行走时稳定性的维持。综上,鞋底硬度中等

29、且较薄的鞋有利于维持行走的稳定性。表 6 为受试老年人穿着不同鞋底的鞋子在 15%体重负重情况下行走时一个步态周期内足底压力中心 COP在前后和内外方向上的位移量。图 5 中 A 和 B 分别为无负重时老年人行走的 COP位移量 COPX和 COPY(图中横轴“软、中、硬”分别代表鞋底硬度 48、53 和 58 邵尔 A 的鞋)。可以看出,鞋底硬度对 COP 在内外和前后的偏移 COPX和 COPY影响均显著,厚度对 COPX和 COPY均有显著影响,两因素的交互作用对指标无显著影响。穿 2 cm 厚度的鞋时 COPX和 COPY显著小于穿着 3 cm 厚度的鞋,表明负重时薄的鞋底也比厚的鞋底

30、在内外方向上的稳定性好。穿 53 邵尔 A的中等硬度鞋行走时的 COPX和 COPY显著小于另外两种硬度,表明中等硬度的鞋底可减少行走时压力中心点在内外和前后方向的摆动,增加稳定性。综合以上可以看出老年人负重行走时穿着中等硬度的较薄鞋底的步态稳定性好。2.3 地面反作用力表 7 为无负重状态下老年人着鞋行走的切向地反力。图 6A 和 6B 分别为行走时的内外和前后侧地反力分力 FX 和 FY(图中横轴“软、中、硬”分别代表COP 位移/mm 鞋号 硬度 厚度 硬度厚度 1 2 3 4 5 6 p p p COP?31.738.77 25.749.07 28.078.88 36.68.84 29

31、.397.91 35.098.70 0.063 0.037?0.853 COP?184.3512.09 173.9810.67 181.5919.18 199.7213.44 185.7712.26 191.8712.64 0.012?0.001?0.818 1)表示具有统计学意义(p0.05)软中硬内外侧位移 COPX/mm504030201002 cm3 cm软中硬前后侧位移 COPY/mm2502001501005002 cm3 cmAB图 5 15%体重负重时老年人着鞋行走 COP 位移Fig.5 COP displacement of the elderly walking with

32、 shoes when carrying 15%weight表 6 15%体重负重时老年人着鞋行走 COP 位移Tab.6 COP displacement of the elderly walking with shoes at 15%weight1)表示具有统计学意义(p0.05)软中硬内外侧位移 COPX/mm504030201002 cm3 cm软中硬前后侧位移 COPY/mm2502001501005002 cm3 cmABCOP位移/mm 鞋号 硬度 厚度 硬度厚度 1 2 3 4 5 6 p p p COP?36.697.11 29.586.65 29.467.84 44.486

33、.34 30.367.69 42.256.94 0.001?0.002?0.103 COP?189.8312.06 179.1113.08 191.2612.83 200.9714.77 185.1015.70 201.0514.27 0.001?0.009?0.802 76第 4 期鞋底硬度 48、53 和 58 邵尔 A 的鞋)。可以看出,鞋底硬度和厚度对 FX 和 FY 均无显著影响,两因素对指标影响均无交互作用。中等硬度鞋底的鞋 FX 最小,硬底鞋其次,软底鞋最大,表明穿中硬底鞋行走时内外侧的摇晃度较小,平衡性较好,而软鞋底则不利于控制稳定性。穿高硬度鞋底鞋时的 FY 较小,说明鞋底硬

34、度高可以使前后方向的摇晃度减小,从而稳定性较好。鞋底厚度为 2 cm 时 FX 和 FY 小于厚度为 3 cm 时,表明较薄的鞋底可以降低行走时内外前后的摇晃,稳定性较好。表 8 为 15%体重负重状态下老年人着鞋行走的切向地反力。图 7A 和 7B 分别为行走时的内外和前后侧地反力分力 FX和 FY(图中横轴“软、中、硬”分别代表鞋底硬度 48、53 和 58 邵尔 A 的鞋)。可以看出,鞋底硬度对 FX 和 FY 的影响均显著,而厚度对 FX 和 FY 影响不显著,两因素对指标影响均无交互作用。穿 53 邵尔 A 中等硬度鞋时的 FX 最小,软底鞋最大,表明穿中等硬底鞋时内外侧的摇晃度较小

35、,平衡性较好,而软鞋底则不利于控制稳定性。穿高硬度鞋底鞋时的 FY 较小,说明鞋底硬度高可以使前后方向的摇晃度减小,从而稳定性较好。鞋底厚度为 2 cm 时的 FX 和 FY小于厚度为 3 cm 时,表明较薄的鞋底可以降低行走时内外和前后的摇晃度,稳定性较好。3 负重和鞋底对稳定性指标的影响在不同硬度水平和不同厚度水平下,分别计算无负重和 15%体重负重下各项指标平均值,比较无负重和 15%体重负重下因素不同层级对应的指标变化量,得到如下结果:(1)15%体重的负重量会使所测步态时空参数和动力学参数表现变差,说明此时老年人行走稳定性降低,与前人研究结果一致17-18;表 7 无负重时老年人穿不

36、同鞋子行走的切向地反力 FX 和 FYTab.7 Tangential ground reaction force FX and FY of the elderly walking with different shoes without load图 6 无负重时老年人着鞋行走的切向地反力Fig.6 Tangential ground reaction force of the elderly walking with shoes without load表 8 15%体重负重时老年人穿不同鞋子行走的切向地反力 FX 和 FYTab.8 Tangential Ground Reaction F

37、orce FX and FY of the Elderly Walking with Different Shoes at 15%Weight图 7 15%体重负重时老年人着鞋行走的切向地反力Fig.7 Tangential Ground Reaction Force of the Elderly Walking with Shoes whenCarrying 15%Weight1)表示具有统计学意义(p0.05)软中硬内外侧分力 FX/(N/kg)0.100.050.002 cm3 cm软中硬前后侧分力 FY/(N/kg)0.40.30.20.10.02 cm3 cmAB软中硬内外侧分力 F

38、X/(N/kg)0.150.100.050.002 cm3 cm软中硬前后侧分力 FY/(N/kg)0.40.30.20.10.02 cm3 cmAB切向地反力/(N/Kg)鞋号 硬度 厚度 硬度厚度 1 2 3 4 5 6 p p p FX 0.1000.007 0.0930.007 0.1010.006 0.1040.005 0.0990.011 0.1030.007 0.061 0.134 0.770 FY 0.3200.014 0.3150.010 0.3090.013 0.3210.02 0.3220.016 0.3100.015 0.139 0.454 0.363 切向地反力/(N

39、/Kg)鞋号 硬度 厚度 硬度厚度 1 2 3 4 5 6 p p p FX 0.1070.005 0.1010.005 0.1050.011 0.1120.008 0.1030.006 0.1070.009 0.029?0.197 0.818 FY 0.3790.017 0.3680.013 0.3480.018 0.3770.020 0.3660.019 0.3620.023 0.005?0.529 0.405 方晨玮,等:鞋底对老年人负重行走稳定性的影响77皮革科学与工程第 33 卷(2)与无负重相比,在 15%体重负重条件下,不同硬度对应的指标值差异相对增大,不同硬度的鞋对稳定性的影响

40、效果更明显,其中中等硬度或偏硬底的鞋稳定性好,不同厚度间指标的差异也会增大,不同厚度的鞋对稳定性的影响效果更明显,其中薄鞋底的稳定性好。原因可能是在负重这一外界干扰条件下,由于老年人自身下肢功能性原本就较低,负重使其代谢成本加大,其下肢骨骼关节及肌肉的功能和表现进一步变差,控制平衡的能力减弱19,此时对行走介质鞋履的稳定性保持功能的依赖度更高,鞋的安全性能对稳定性的影响变得更明显。因此老年人在负重时更应该谨慎选择鞋子,尽量选择中等或较高硬度且较薄鞋底的鞋,以提高行走稳定性。4 结论通过对无负重和 15%体重负重下老年人穿不同鞋底的鞋行走的稳定性相关指标进行比较,发现两种状态下鞋底硬度和厚度均会

41、对老年人的行走稳定性产生影响,并且鞋底硬度为 53 邵尔 A、厚度为 2 cm,即硬度中等或较硬、厚度较薄的鞋底有利于保持老年人在正常行走和负重状态下行走的步态稳定性。老年人在较高负重状态下行走时更应谨慎选择鞋底,尽量选择中等硬度的薄底鞋,以提高行走的稳定性,降低跌倒风险。分析结果为老年人鞋类产品的鞋底设计以及负重行走的鞋底选择提供了理论依据。由于鞋底设计制作的局限性,本文只对老年人鞋类常见的三种硬度以及两种厚度对行走稳定性的影响进行研究,今后的研究中可以将硬度和厚度划分为更多层级来研究;还可引入更多诸如关节活动角度、关节力矩、表面肌电等稳定性相关的生物力学参数进行更全面的研究,深入探析不同特

42、征的鞋底对老年人步态稳定程度影响情况及机制;另外,可将负重的方式纳入鞋底影响老年人步态稳定性研究中,探究在更多负重因素干扰下鞋底对稳定性的影响,以为老年人鞋类生产者和穿着者提供更可靠更全面的鞋底制作和选择建议。参考文献:1雷烨,田苗,李俊.鞋履对人体平衡稳定性的影响研究进展J.皮革科学与工程,2020,30(2):30-37.2Menant J C,Steele J R,Menz H B,et al.Effects of footwearfeatures on balance and stepping in older people.J.Geron-tology:International J

43、ournal of Experimental and ClinicalGerontology,2008,54(1):18-23.3Hatton A L,Rome K,Dixon J,et al.Footwear interventions:a re-view of their sensorimotor and mechanical effects on balanceperformanceandgaitinolderadultsJ.JournaloftheAmericanPodiatricMedicalAssociation,2013,103(6):516-533.4Jellema A H,H

44、uysmans T.Shoe design for older adults:Evi-dence from a systematic review on the elements of optimalfootwearJ.Maturitas,2019,127(September 2019):64-81.5Robbins S,Gouw G J,Mcclaran J.Shoe Sole Thickness andHardness Influence Balance in Older Men J.Journal of theAmerican Geriatrics Society,1992,40(11)

45、:1089-1094.6MenantJC,SteeleJR,MenzHB,etal.Effectsofwalkingsurfacesand footwear on temporo-spatial gait parameters in young andolderpeopleJ.GaitandPosture,2009,29(3):392-397.7冉美玲,刘子煜,杨璐铭,等.中底硬度与步态周期对足底压力中心轨迹的影响 J.皮革科学与工程,2018,28(4):23-26+31.8贾谊,李智,曹电康.运动鞋不同鞋底厚度对人体下肢相关生物力学参数的影响J.西安体育学院学报,2018,35(6):73

46、1-741.9Simpson K M,Munro B J,Steele J R.Effects of prolongedload carriage on ground reaction forces,lower limb kinemat-ics and spatiotemporal parameters in female recreationalhikersJ.Ergonomics,2012,55(3):316-326.10 赵功赫,曲峰,杨辰,等.躯干负重对步态的影响及相应补偿策略的试验研究J.天津体育学院学报报,2016,31(6):524-529.11 蒋立峥,马玉宝.不同负重条件对健

47、康人步态影响的研究进展J.中国老年保健医学,2020,18(4):108-111,114.12 刘艳成,夏群,胡永成,等.便携步态分析量化评价脊髓型颈椎病患者的步态特征 J.中国组织工程研究,2014,18(11):1774-177913 梁雷超,黄灵燕,伍勰,等.膝骨关节炎对女性老年人步行动态稳定性的影响J.体育科学,2016,36(3):61-66.14 蒋杰.人体负重行走时终止步态的生物力学研究D.天津科技大学,2015.15 张潇,卢世璧,解英俊.运用三维测力台系统对正常人步态的分析J.医用生物力学,1996(4):212-215.16 李爱萍,胡军,刘合荣.基于三维测力台系统的人体步

48、态分析J.微计算机信息,2010,26(13):226-228.17 赵功赫,曲峰,杨辰,等躯干负重对步态的影响及相应补偿策略的试验研究 J.天津体育学院学报,2016,31(6):524-52918 Birrell S A,Haslam R A.The effect of military load carriageon 3D lower limb kinematics and 8patiotempoml parametersJ.Ergonomics,2009,52(10):1298-1304.19 Dames K D,Smith J D.Effects of load carriage and footwearon spatiotemporal parameters,kinematics,and metabolic costof walkingJ.Gait&Posture,2015,42(2):122-126.78

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