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足底测压技术在体育中的应用
刘永明
前言
步行是人类最基本的运动之一。人体正常运动时，脚是唯一与外界直接接触的人体部位。脚部受力的大小和方向、脚底皮肤触觉信息的反馈，对人体运动及平衡控制产生巨大的影响 Cook TM ，F．K．，Carey IA，Gibbs JM，W iger GE．Effects of re—stricted knee flexion and walking speed on the vertical ground reac—tion force during gait[J]．J Orthop Sports Phys Ther，1997(25)：236，244．
。人体下肢骨关节的创伤、畸形、肿瘤、感染、神经系统疾病, 甚至精神状态都会不同程度地影响人体的足底压力。足底压力是足底和支撑面之间的一对作用力与反作用力。人体足底压力分布反映有关脚的结构、功能及整个身体姿势控制等情况。因此，对足底压力及其分布的测量及评估一直被人们所关注。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等中。测试和分析足底压力可以获取人体在各体态和运动下的生理、病理力学参数和机能参数，这对临床医学诊断、疾病程度测定、术后疗效评价、生物力学及康复研究均有重要意义 王军，徐新智．刘亚平．等．动态足底压应力测试分析及骨科临床应用．医用生物力学，1997，12(3)：170一l74
。在很多体育运动项目中, 如举重、跳水、射击、射箭、竞走、短跑、跳高、跳远、高尔夫等,运动员的技术动作和足底压力分布密切相关。足底压力测试与分析能够准确地揭示某一技术动作的特征和规律,为科学训练和避免运动损伤，以及设计个性化运动鞋等提供了理论依据。因此，如何测试足底压力分布并得出准确数据显得非常重要。
利用计算机检索中国期刊网、万方数据库中近30年来国内外有关足底测压技术的文献,以及从谷歌和百度中搜索与足底压力相关文章,无论中英文文献全部纳入，共收集相关论文312篇。进一步查阅全文,排除重复研究、年代久远文献和综述,共纳入127篇文章进行综述。
1 足底测压系统
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 陈雁西 俞光荣 F-scan足底压力步态分析仪临床应用现状 国外医学 骨科学分册2005年5月第26卷第3期
。常用的测量系统是测力台、测力板及测力鞋垫系统。
1．1 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。测量时，足底压力被转换为方便测量的电信号，根据定量标定和计算公式，输出为量化的力学指标。这种仪器优点是精确度高，数据可靠，能测量前后、左右及垂直方向上的三维受力。缺点是具有一定的电延迟性，不利于进行动态、实时测量和评价，不能精确测量足底压力分布。具有代表性的产品是Kistler (瑞士)和Amti(美国)两大系统。

kistler测力台 Amti测力台
1．2 测力板(Force Plate)
测力板是标准化电容式传感器测量技术。平板由上千个传感器构成，可测量的参数包括各点的压力(压强)、平均压力(压强)、接触面积以及压力(压强)中心轨迹等。不足之处在于只能测量一维数据，其测量的精确度和可靠性稍逊于测力台。两大测力板产品为德国的Novel-emed系统和比利时的RSscan系统。

Novel-emed测力板 RSscan测力板
1．3 测力鞋垫系统(Insole System)
为了记录实验对象的日常活动的足部载荷，设计了鞋内垫的压力测试装置。测力鞋垫系统除了可测量行进中的足底压力分布外，还可对足部与鞋的接触特性作出评价，对设计具有特殊功能的各类型鞋也有较高的实用价值。目前，较为著名的测力鞋垫系统主要有美国的F-scan系统、德国的Novel Pedar-x系统、比利时的RSscan系统,现在，新出现的还有最方便实用的英国Walkinsense系统。

美国Tekscan f-scan 德国 Novel Pedar-x 比利时 RSscan 英国 Walkinsense
表-1 四种足底测压系统性能比较

F-scan
Novel-pedal
RS-scan
Walkinsense
数据采集时间
无限
无限
8秒
无限
传感器密度
低
高
高
可任意安装传感器位置
定标方法
简单
复杂
简单
简单
鞋垫可重复使用
一次或几次
重复使用
重复使用
重复使用
实用范围
速度适中、时间适中
速度较慢、时间较长
速度较快、时间较短
速度快、时间长
产地
美国
德国
比利时
英国
2 足底测压技术在体育运动及体育工业中的应用
目前，很多研究者通过各种足底测压系统对不同项目运动员在运动中的足底压力分布特征进行了研究。但仅仅局限于一些足底压力值的采集与简单分析，还未充分利用足底测压技术来控制运动强度、改进专项运动技术、以及提高运动成绩等做出研究，相信这将会成为未来体育领域研究的一大热点。
2.1足底测压在体育运动中的应用
分类是根据分类学原理，把名目繁多的项目按照一定的特征进行归类。对竞技体育项目的分类有利于发现和研究同类项目运动的规律，把感性知识上升为理性知识，把经验上升为理论，把来自于一项或几项的经验归纳成指导一类项目的理论，达到事半功倍、提高训练效果和工作效率的目的，同时可减少投入，降低训练成本；还有利于认识同类运动项目的本质属性和固有次序，充分利用迁移规律，促进各项目之间的运动技、战术和运动素质等的正迁移，减少负迁移，加速各项目之间训练方法的相互渗透与移植。进行分类是运动训练的理论需要，是建立训练学理论体系必不可少的条件，也是进行训练学科研究的基本要求。北京奥运会的比赛项目分成28大项：田径、赛艇、羽毛球、垒球、篮球、足球、拳击、皮划艇、自行车、击剑、体操、举重、手球、曲棍球、柔道、摔跤、水上项目、现代五项、棒球、马术、跆拳道、网球、乒乓球、射击、射箭、铁人三项、帆船帆板和排球。这里，为了研究方便，我们把这些项目重新分为：田赛项目、径赛项目、球类项目、武术项目、舞蹈项目、速滑项目、射击项目等还有一些别的项目。
2.1.1足底测压在田赛项目中的应用
河北体育学院李继东，耿海军，杨金田三人对河北体育学院7名三级跳远运动员的三跳进行了动力学分析，探讨了三级跳远中着地时的冲击负荷特征，特别是对地面反作用力、足底压力间的联系进行了分析研究。结果表明：三跳中最大的地面冲击力是在第二跳；两脚前脚掌的足底压力与三级跳的成绩呈高度相关，且最大压力峰值出现在脚后跟和前脚掌下面。通过对运动员制动阶段最大垂直力值和起跳阶段的最大水平力值的测试，可以预测三级跳远运动员的发展潜力。李继东，耿海军，杨金田 三级跳远运动员神经肌肉功能和负荷机制的研究 沈阳体育学院学报第29卷第2期
河北体育学院郭立涛、杨金田对8名河北省优秀男子三级跳远运动员进行了研究，发现三级跳远运动中最大的地面反作用力出现在跨步跳阶段，在制动阶段最大垂直力值和起跳阶段的最大水平力值是预测三级跳远最后成绩的最佳地面反作用力，两脚前脚掌的足底压力与三级跳的成绩呈高度相关, 而且最大压力峰值出现在脚后跟和前脚掌郭立涛，杨金田 河北省优势项目三级跳远运动员负荷机制的研究 第12届全国运动生物力学学术交流论文集
。河北师范大学硕士张佳等人对跳远助跑最后一步与起跳的足底压力研究发现，运动员起跳时足跟部受到的压力要比最后一步着地时受到的压力大，而且具有十分显著的差异。与一般的踏跳相比，前脚掌受到的外力更大，尤其是大脚趾和第一跖骨区域张佳，吴灿，刘建国 跳远助跑最后一步与起跳的足底压力分析 第13届全国运动生物力学学术交流大会论文集
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山东体育学院金丽颖，张琦，宋辉，杨杰对山东省五名优秀男子背越式跳高运动员起跳时足底压力分布特征进行分析研究发现，运动员在起跳时脚跟外侧先着地后快速传递到脚跟内侧，压强峰值最大值都在脚跟内侧区域。因此，在训练时，运动员应有意识增加制动脚对地面的压力，以便于增大制动的摩擦阻力，提高制动腿受到向上的支撑反作用力。 金丽颖，张琦，宋辉，杨杰 男子背越式跳高运动员起跳时足底压力分布特征研究浙江体育科学第31卷第4期
浙江体育科学研究所毛旭江，吴文慧 ，陆毅琛对我国3名优秀女子跳高运动员通过Novel Pedar系统进行了起跳过程的足底压力特征分析，结果显示：起跳过程足底总压强变化呈双峰型，单个传感器上最大压强出现在外侧足跟区的后外侧，对于单个传感器的压强最大值说明运动健将助跑着地点稳定性较好，一级运动员谢琳瑛的助跑稳定性有待提高 毛旭江，吴文慧，陆毅琛 我国女子优秀跳高运动员起跳过程足底压力特征分析 天津体育学院学报 2008年第23卷第6期
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山东体育学院研究生部冯遵鹏，李卫平，毛德伟对山东省田径队的6名优秀铅球运动员在背向滑步推铅球最后用力阶段时足底压力分布特征进行了测量，结果显示：动作中的右脚第一峰值(1.52倍体重)大于左脚第一峰值(1.26倍体重)，右脚第二峰值(1.04倍体重)很不明显， 且在最后用力阶段，身体旋转和蹬伸主要是以前脚掌为轴，前脚掌肌肉力量强弱，对运动员投掷铅球的技术动作连贯性、稳定性以及成绩有一定作用 冯遵鹏，李卫平，毛德伟 背向滑步推铅球最后用力阶段足底压力分布特征 山东体育科技2008年6月第30卷第2期
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2.2.2足底测压在径赛项目中的应用
东北师范大学李吉如、王小虹、陈民盛对优秀短跑运动员足底压力的分布特点进行了研究表明，运动员跑步过程中的足底压力与其运动技术有着密切的联系，不同速度运动时足底压力的变化特征呈现一定规律，且随着速度的增加, 足的着地面积逐渐减小, 并由足后部向足前脚掌部位过渡 李吉如、王小虹、陈民盛 对优秀短跑运动员足底压力的分布特点的个性分析 2007广东省体育科学研究论文选
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天津美术学院社科部叶松对大学生慢跑时足底压力的动态分布特征进行研究发现，慢跑时足部最大压强部位在第2跖骨，压力中心在足前掌中部较为密集，足部最大冲量部位在第2跖骨，前掌第1、2、3 跖骨前端承担了大部分的冲量 叶松 大学生慢跑时足底压力的动态分布特征 中国组织工程研究与临床康复第713卷第46期20O9—11—12出版
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周华对14名中国优秀中长跑运动员途中跑的步态和足底压力分布特征进行了研究，并以8名普通大学生作为对照，结果表明：中长跑运动员在途中跑时,总体的压力负荷主要位于足外侧中前部,足跟区的负荷显著低于其他各区。
陕西科技大学汤运启进行了关于跑步速度对足底压力大小影响的研究，表明不同跑速下，赤足跑步时地面对人脚的冲击比穿鞋时大，并且随着速度的增加，赤足跑步带来的冲击力大幅度增加，在1、2、3、4m／s四种速度下峰值压力分别为体重的：6.48、10.01、10.11、10.86倍。人脚各部位所受压力也整体增大，同时人体重心前移，前掌部位受到的冲击力增大，后跟冲击力减少 汤运启 进行了关于跑步速度对足底压力大小影响 技术
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河北师范大学体育学院赵焕彬、霍洪峰对老年人健身背向走的足底压力与步态特征进行了研究，发现背向走较正向走可以使足底各部位压力分布均匀, 并能锻炼平衡控制能力及肌肉调节能力，从而为背向走这一健身方法提供了理论支持 赵焕彬、霍洪峰 老年人健身背向走的足底压力与步态特征 第13届全国运动生物力学学术交流大会论文集
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国家体育总局体育科学研究所博士苑廷刚等人对我国现役12名（男、女各6名，10名国际健将、2名国家健将）20 km竞走运动员通过Novelpedar鞋垫测量系统进行了足底压力分布特征研究。结果表明：运动员左、右脚足底最大压力存在发展不平衡现象，其左右脚足底最大压力存在着极为显著的差异，这说明运动员下肢力量存在发展不平衡性，需要在以后的训练中及时改正。左右均衡的足底压力有利于运动员长时间平衡运动，减少和预防运动伤病有很大的帮助 苑廷刚 李汀 李爱东 胡水清 米奕祥 李厚林 吴成亮 竞走项目最大速度能力和足底压力特征研究 中国体育科技2009年(第45卷)第4期
。大连理工大学博士副教授孟昭莉等人对7名（3男4女）辽宁省优秀竞走运动员（3名国家健将，4名一级）通过Footscan足底压力步态分析系统测试竞走支撑相足底压力分布。结果表明，竞走支撑足足底压力时间曲线具有双峰特征，足中部发力控制能力较强，在足中部支撑时移动速度较快，在鞋后跟着地阶段大多出现足跟内翻，在足中部支撑和蹬伸阶段左足偶有内翻现象出现。建议在训练中应增加左足外侧副韧带和足底肌腱韧带的专项力量练习，以提高竞走运动员的足平衡控制能力。而且竞走专项鞋的选择也是不可忽视的问题 孟昭莉 元文学 吕永新 刘海斌 基于足底压力的优秀竞走运动员支撑足力学特征研究 中国体育科技2008年(第44卷)第6期
。山东体育学院张翠等人对山东省11名（6名一级5名二级）优秀女子竞走运动员通过RSscan足底压力测试鞋垫进行了技术动作的足底压力特征分析，结果表明，运动员着地阶段足跟外侧压强峰值最大，压力中心由外侧过渡到前脚掌，离地阶段前脚掌压强峰值最大，但着地峰值与离地峰值相差太大，说明运动员大脚趾扒地力量太小，不利于充分蹬地，建议训练中多练习有利于大脚趾离地技术的专项练习或辅助练习 张翠 周华 李卫平 贾刚 张守正 康凯 刘振宇 优秀女子竞走运动员技术动作足底压力特征分析 山东体育学院学报第24卷第5期2008年5月
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2.2.3足底测压在球类项目中的应用
南开大学体育部齐春燕、王来东、李成梁以辽宁青年男篮和沈阳体育学院男篮为研究对象对篮球运动员跳投肌电及足底压力进行了同步研究，结果显示：不同的肌肉在跳投的不同阶段发挥着不同的作用；不同位置队员跳投时各肌肉被激活的顺序不同；跳投蹬地阶段足底压力中心基本在一条直线上移动，且变化比较均匀，波动比较小 齐春燕、王来东、李成梁 篮球运动员跳投肌电及足底压力的同步研究 天津体育学院学报2010第25卷第5期
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刘正军、施延昭对国家队个体运动员的运动损伤与足底压力的分布特征之间的关系进行了研究，并分析了导致损伤的因素及发生运动损伤的风险，进而有效的采取相应的措施，个性化矫形鞋垫的使用在一定程度上发挥了预防和缓解损伤的作用 刘正军、施延昭 对国家排球队运动员足底压力特征及矫正1例报道 第三届北京国际康复论坛论文集
。哈尔滨师范大学体育科学学院华立君、宋吉锐对排球运动员4号位上步扣球起跳动作的足底压力进行了研究，发现运动员在上步扣球起跳过程中足底压力随时间变化呈双峰形曲线，足底压力随时间变化的特点是影响起跳效果的重要因素，因此训练中要重视运动员快速起跳能力的训练 华立君、宋吉锐 排球扣球起跳及专项力量特征的综合研究 体育学刊第17卷第6期2010年6月
。华立君也对排球运动员扣球起跳动作的足底动力学特征进行了研究，结果表明，足底压力随时间变化的特点是影响排球运动员上步扣球起跳效果的主要因素, 足底压力中心的变化轨迹随着起跳时间的缩短呈前移趋势，且起跳过程中受力部位主要集中在第二、三跖骨。提示在运动训练中要有目的的训练运动员第二、三跖骨周围肌肉群的力量，以提高起跳能力、减少运动损伤 华立君 排球运动员扣球起跳动作的足底动力学特征研究 第12届全国运动生物力学学术交流论文集
。沈阳体育学院林森对我国男排运动员隋盛胜四号位扣球起跳技术的足底力学特征研究发现，隋盛胜的起跳技术从蹬伸到离地阶段, 左、右足均有内旋动作，左、右足的最大压力峰值和平均压力依次是足前区一足后区一足中区。右足最大压强峰值依次出现在H2区一M1区一H1区。左足最大压强峰值依次出现在T1区一M3区一M1区，右足后区着地后身体重心有前移现象。建议要对右腿进行有针对性的力量训练 林森 隋盛胜四号位扣球起跳技术的足底力学特征研究 第13届全国运动生物力学学术交流大会论文集
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北京体育大学曲峰、尹彦、周兴龙对乒乓球运动典型动作的足底压力分析表明，正手跨步的支撑脚左脚比移动脚右脚足底峰值压力低，反手跨步时正好相反；正手交叉步的足底峰值压力左脚均较右脚高；正手并步的足底峰值压力用力脚均比支撑脚高；反手并步、反手跨步的足底峰值压力用力脚均比支撑脚高；交叉步支撑脚与用力脚的足底峰值压力基本无差异。 曲峰、尹彦、周兴龙 乒乓球运动典型动作的足底压力分析 运动生物力学

河北师范大学体育学院王明波、赵焕彬、霍洪峰对河北省体工队参加2008年全国青年网球团体锦标赛男团8名职业网球队员的常用步法的足底压力特征进行分析，表明大力发球阶段左脚的最大应力值大于右脚且具有非常显著性差异, 建议大力发球时应加强左脚各部位的伤病预防。开放式站位正手击球时身体重心轨迹主要是从右到左移动, 以右脚为轴进行转动, 击打后送球和随挥时重心才移至左脚, 开放式反手击球相反，击球时身体重心轨迹主要是从左到右移动,以左脚为轴进行转动, 击打后送球和随挥时重心才移至右脚。脚后跟的极大应力值均具有非常显著性差异。建议比赛或训练时应注意后脚跟的伤病发生, 网球鞋具的研制应加强后跟的减震效果。开放式击球无论是正手还是反手, 前脚掌的极大应力值偏大, 这也是造成网球鞋前脚掌极易磨损的主要原因, 建议网球鞋具增强前脚掌的耐磨性 王明波、赵焕彬、霍洪峰 网球运动中常用步法的足底压力特征分析 第12届全国运动生物力学学术交流论文集
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上海体育学院傅维杰、魏勇对上海体育学院羽毛球队10名高水平运动员常用步法的足底压力特征研究，发现左前场蹬跨步和右前场蹬跨步两种步法的平均最大压力和压力分布均无显著性差异, 拥有共同的足底压力特征。相反, 一步蹬转起跳步法的足底压力各项特征, 无论是离地还是着地阶段均和左前场蹬跨步、右前场蹬跨步表现出非常显著的差异, 且相比前两者更加容易引起踝关节的损伤。在设计专业羽毛球运动鞋时, 应着重加强足前区的第1 远节跖骨点和足跟区中部及外侧对于足底耐磨性的要求, 并在不同的区域采取具有羽毛球运动特征的差异性设计, 延长运动鞋的寿命；同时，重点加强对于踝关节的保护, 并在运动员腾空的过程中, 尽量减少过度内翻情况的发生, 以此保护运动员的足部。所有运动员在做左前场蹬跨步和右前场蹬跨步时, 鞋底在着地阶段都会在木地板上经历一段滑行的距离。这表明羽毛球鞋所应具有的良好缓冲减压作用, 但同时也增加了其吸收和回传能量的时间, 这便与专项步法所存在的急停急转特性相矛盾。因此, 要求设计人员在两者之间找寻平衡点, 以期改善羽毛球鞋牵引制动的功能 傅维杰、魏勇 羽毛球常用步法的足底压力特征研究 运动生物力学综合研究
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上海中医药大学附属普陀医院骨科周军杰、俞光荣、曹成福、陈贤奇、庞金辉、石继祥探讨了足底压力分析在青少年足球运动员运动损伤领域的应用价值，结果表明足踝反复损伤青少年足球运动员足底压强变化不稳定，双足压强变化不对称，损伤足与正常对照差异显著，足部压力重心变化有向足前区转移的趋势，前足撑地时间延长，后足撑地时间减少。这可能是为了减少损伤侧足踝关节的载荷而采取的保护性机制。足底压力分析在预防青少年足球运动员足踝反复损伤方面具有临床价值 周军杰、俞光荣、曹成福、陈贤奇、庞金辉、石继祥 足踝部反复损伤青少年足球运动员FootScan 足底压力分析 中国运动医学杂志2010 年9 月第29 卷第5 期
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2.2.4足底测压在武术项目中的应用
山东体育学院杨春荣对16名太极拳练习者在太极拳运动和正常步行中足底压力和运动影像信息采集分析，并对两种运动方式的单脚支撑姿势持续时间指标进行对比，结果表明，在太极拳运动中，单次单脚支撑姿势的持续时间大于正常步行过程，单次单脚支撑姿势持续时间的延长，可通过强化第一脚趾反馈作用来锻炼肌肉，提高单脚平衡能力。相对于正常步行，太极拳运动更能增进平衡控制和肌肉力量。这也为发展平衡训练、防止摔倒、促进积极的体育生活方式提供有效信息。太极拳运动中地面反作用力小于其正常步行值，较小的足底冲力适合老年人进行锻炼与练习杨春荣 太极拳运动单脚支撑姿势持续时间与地面反作用力特征的分析 沈阳体育学院学报第26卷第4期2007年8月
。杨春荣也对太极拳练习者的5个典型太极动作的脚底9个区域的压力分布数据进行了采集和分析，发现太极拳运动相对于正常步行内前侧部位足底负荷更大，在足底内外侧方向和前后侧方向有更大的压力中心位移杨春荣 太极拳运动中的足底压力分布研究 北京体育大学学报第30卷第5期2007年5月
。河北师范大学体育学院魏永敬、赵焕彬、霍洪峰对河北体工队6名优秀竞技太极拳运动员在竞技太极拳比赛中出现频率较高的“腾空外摆莲360°接提膝独立”动作的足底压力分布特征进行了研究分析，表明双脚压力曲线为双峰一谷力值曲线，对起跳贡献较大的区域分别为：左脚的前脚掌部位，右脚的足跟内侧和2、3跖骨间关节，腾空时间男子为0.6194±0.1548s,女子为0.5283±0.2639s,动作落地瞬间, 足前区先着地, 然后经足中区过渡到足跟。落地阶段，受试者在垂直方向上受到的最大地面反作用力分别是男子1.36倍体重，女子1.21倍体重。提示在训练中加强人体下肢肌肉力量训练，重视左脚前脚掌、右脚足跟内侧和跖骨间关节部位的力量训练和加强脚踝关节稳定性的练习魏永敬,赵焕彬,霍洪峰 “腾空外摆莲360°接提膝独立”足底压力分布特征 第13届全国运动生物力学学术交流大会论文集
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东北师范大学硕士王洪宇对6名吉林体育运动学校武术专业男生武术套路中腾空飞脚动作踏跳时的足底动力学参数研究发现，在竞技武术中腾空飞脚踏跳动作是由足跟制动开始的，不同的运动员的制动方式也不尽相同。足跟两侧受力差异过大会导致重心不稳，甚至产生损伤。建议调整技术动作，使足跟两侧受力均衡为宜。在踏跳过程中承受最大负载的是足掌区域，最大峰值压强集中出现在足掌。建议加强该区域的力量练习，以增强抵御损伤的能力，提高动作质量。通过特定区域接触时间占整个步态阶段的百分比参数的对比，得出踏跳阶段第二趾骨到第五趾骨、第四跖骨与地面接触时间最长。这两个区域是踏跳时主要的施力部分。踏跳过程中，足尖的最大峰值压力越大、最大峰值冲量值集中出现在第二趾骨到第五趾骨、足弓区域，重心腾空高度较好，如最大峰值冲量出现在足掌踏跳腾空效果并不理想。踏跳时的足底最大合力并不是越大越好，从研究中也发现，踏跳时足底最大合力为体重的1.5—1.7 倍为宜王洪宇 吉林省二级武术运动员腾空飞脚踏跳足底压力现状分析 东北师范大学硕士论文
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2.2.5足底测压在体育舞蹈中的应用
东北师范大学硕士李新对健美操腾起类难度动作科萨克跳(Cossack Jump )起跳过程的足底动力学研究发现，科萨克跳起跳阶段左右脚起跳时出现最大压力峰值(Fmax)的部位不同，分别是左脚出现在第7区（第一跖趾关节处）、右脚出现在第2区（足跟区内侧）。因此应加强两个部位的力量训练，以提高动作质量。同时发现，科萨克跳双脚同时起跳时，足后区内侧（2区）压力变化率最大，而左脚压力变化率最大值出现在足跟区（1区），说明科萨克跳双脚同时起跳时，其左右脚的压力变化率最大值出现在不同区域差异。从运动生理及医学角度分析，运动中压力变化率越大，运动中越易受到损伤，因此应加大对相应关节及肌肉在运动训练及比赛中的防护李新 科萨克跳(Cossack Jump )起跳阶段足底压力分布的参数特征研究 东北师范大学硕士学位论文
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浙江师范大学体育与健康科学学院彭晓倩，潘慧炬对6位专业拉丁舞女运动员在拉丁舞不同舞种运动中足底压力分布特征研究发现，伦巴、恰恰和桑巴运动中的足底压力中心轨迹由内侧往足中部经一拐点后往外上方移动, 成一个“v”字，这和几个舞种要求大脚趾钉住地面、足外旋以及先脚尖再脚掌的着地顺序有关。拉丁舞运动中左脚足底压强曲线呈一个波峰, 右脚足底压强曲线出现两个峰值。拉丁舞足底压强在出步瞬间和最后延伸阶段压强最大。拉丁舞运动中右脚足底压强值高于左脚, 足内侧承受最大压力, 足外侧和足跟区承受较小的力, 应加强前足内侧跖骨区的力量练习, 防止受伤。研究也发现不同舞种压强峰值出现的时间不同, 桑巴舞和牛仔舞T1分区的压强峰值出现最早,M1-5随后。伦巴和恰恰两个舞种T1分区的压强峰值出现在最早或最晚 彭晓倩，潘慧炬 拉丁舞不同舞种运动中足底压力分布特征研究 北京体育大学学报第34卷第1期2011年1月
。宁波大学体育学院荣明，李建设，顾耀东对6名专业拉丁舞女性运动员在visk舞步中的足底特定区域压力数据采集和分析。结果表明，女性拉丁舞运动中，身体重心向前倾移，足底压力集中至前掌；特征性旋转动作致使外侧跖骨压力显著增大，且一个周期中出现两处波峰，说明跖趾关节处肌腱承受较大拉力；拉丁舞鞋亦存在一定不合理设计，有待进一步改进，建议女性穿适度后跟，柔软前掌的舞鞋 荣明，李建设，顾耀东 拉丁舞运动中的足底压力分布研究 浙江体育科学第30卷第4期2008年7月
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2.2.6足底测压在速滑项目中的应用
吉林体育学院王犇对6名二级以上速度滑冰男运动员的滑蹬辅训手段与速度滑冰直道技术的足底压强分布特征比较分析，发现滑蹬和滑冰足底不同区域一个单步指标特征基本一致。滑蹬和滑冰足底不同区域指标, 最小值出现区域均为足前区。滑冰足底不同区域LR指标最大值有细微差别, 基本出现在足跟区（H1、H2）。建议在滑蹬训练中, 指导运动员将最大力用在足跟区, 形成与滑冰相一致的动作结构和用力感觉, 提高滑蹬辅助训练手段的有效性 王犇 滑蹬辅训手段与速度滑冰直道技术的足底压强分布特征比较分析 第11届冬运会论文汇编
。清华大学体育教研部林嘉，陈小平对15名国家速度滑冰队员进行了蹬冰单步周期肌电与足底压力同步测量，研究建立了速滑蹬冰单周期模型，提出膝角120°位置处的爆发力为速滑的主要用力特征，将速滑蹬冰单周期细分为6个阶段 林嘉，陈小平 肌电与足底压力同步测量在对我国优秀速滑运动员蹬冰单步周期研究中的应用 天津体育学院学报2006年第21卷第3期
。吉林体育学院冯玉蓉、马国东对长春市短跑道速度滑冰队优秀女运动员弯道滑冰足底压力分布特征研究发现，在身体向圆弧内极度倾斜的状况下，左右足蹬冰时间基本均衡差异不大，身体内倾不造成左右足蹬冰时间差别，且最大压力出现在左足外侧区 冯玉蓉、马国东 优秀女子短道速度滑冰弯道足底压力分布特征研究 吉林体育学院学报2010年第26卷第3期
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吉林体育学院马国东对速度轮滑双蹬技术足底压力分布及传递特征研究表明，足底压力随时间变化是影响速度轮滑蹬动效果的主要因素。速度轮滑双蹬技术一个单步时相，足底压力随时间变化呈双峰曲线，第2峰的峰值压力及峰值压力变化率高于第1峰，提示双蹬技术中以第2蹬为主。曲线波峰增加的越快，峰值越大，蹬动效果越好；波峰峰值越大，同时波峰斜率越大，蹬动的爆发性越好，获得的加速度越大。不同的足底压力传递特征体现不同的技术动作，从而形成不同运动效果。足底压力分布特征与技术动作具有一致性，对于技术动作可以进行某些细微变化，从而改变足底发力特征。在一个单步中，首先足跟着地，之后过渡到足前区；前脚掌外侧首先离地，之后足跟与第一跖趾关节区离地；最大峰值压力主要出现在足跟区或第一跖趾关节区，运动中压力变化率越大越易受到损伤，运动训练中加强防护。在一个单步滑行中，随着滑行速度的增加，足底压力中心变化轨迹在X、Y轴的位移变化幅度减小，足底压力中心表现出前移，提示在快速滑行中双蹬技术更有利于保持身体平衡 马国东 速度轮滑双蹬技术足底压力分布及传递特征 体育学刊第14卷第5期2007年8月
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沈阳体育学院娄彦涛、闫红光、吴松林对我国女子自由式滑雪空中技巧队三周台腾空高度与落地冲击力的关系研究表明，通过平台、一周台和二周台动作落地冲击力曲线，算出女子运动员三周台落地时测力鞋垫所受冲击力大约是人体体重的7.06-8.13倍, 测力平台所受的冲击力为5.22-6.02倍。当足底压力鞋垫和测力平台同步测量时, 足底压力鞋垫数据为测力平台数据的1.35倍。女子自由式滑雪空中技巧在以合理的技术完成三周台动作落地人体下肢是安全的。 建议女子自由式滑雪空中技巧运动员在以后的训练中, 只要以合理的出台技术和空中动作去完成三周台动作, 其落地时是不会造成损伤的，教练员和运动员在以后的训练中可以克服这种恐惧心理 娄彦涛、闫红光、吴松林 我国女子自由式滑雪空中技巧队三周台腾空高度与落地冲击力的关系 沈阳体育学院学报第29卷第2期2010年4月
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2.2.7足底测压在射击项目中的应用
华南师范大学体育科学学院张秀丽、王向东、刘学贞对国家高水平手枪、步枪射击运动员进行了平衡稳定性的的测试，发现所有射击运动员中男子手枪运动员身体姿态的平衡稳定性及调节能力较差，且一般平衡稳定性指标(身体重心前后、左右晃动幅度、轨迹长度、晃动面积)不能准确地反映高水平射击运动员平衡稳定性的特点，而派生指标——单位面积的轨迹长度(轨迹总长度与晃动面积的比值)既显示平衡稳定性，又能体现姿态调节能力，在晃动面积一定的情况下，其值越大，表明调节能力越强，晃动的频率越快，身体平衡稳定性越好，在实射时对枪支的影响越小，可作为射击运动员的评价和选材指标 张秀丽、王向东、刘学贞 国家优秀射击运动员平衡稳定性特点及评价指标 体育学刊第14卷第2期2007年3月
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北京体育大学刘学贞对2006-2008年参加国家集训队的射箭运动员27名和参加“好运北京”国际射箭邀请赛的29名运动员进行了研究，发现单足闭眼足底压力中心指标与射箭运动员成绩的绝对实力相关，与身体在前后、左右的晃动幅度及晃动面积负相关, 与单位面积轨迹长正相关。且在实射时运动员足底压力中心前后晃动的幅度较左右大。分析其主要原因之一是没有专用的运动鞋 刘学贞 射箭动作实时反馈及射箭技术优化的综合研究 第13届全国运动生物力学学术交流大会论文集
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2.2.8足底测压在别的项目中的应用
北京中医药大学基础医学院李峰、李珩、文静、张蓉对30名健康北京击剑队运动员进行足底压力检测, 分析击剑运动员的步态特征并对其异常步态可能导致膝损伤的机理探讨，结果表明，弓步出剑时足底压力平衡曲线上的外翻峰值(97.62°±6.58°)与翻内谷值(- 53.71°±6.31°)与正常值(外翻值<25°, 内翻值>-10°)相比有显著增高( P<0.01), 且峰值与谷值多集中出现在足跟部位。这说明，在弓步出剑时, 足跟落地缓冲阶段的极短时间内足部出现过度内翻、外翻的转换, 由此产生的扭力可能为击剑运动员慢性膝损伤的原因之一 李峰、李珩、文静、张蓉 基于步态分析的击剑运动员膝损伤原因探讨 中国康复医学杂志2008 年第23 卷第3 期
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同济大学体育部黄勇、吴江波等对上海11名专业蹦床运动员在做基本动作时的足底压力进行了测试研究，发现在不同动作之间的双足压力无显著差异，以不同动作触网时压强和X、Y轴的压力中心距离是一致的。在触网过程中，第5趾和足跟部压力峰值达到最大，X轴的压力中心距离比较稳定。在蹦起阶段，压力中心距离显著变化，因为两腿力量不平衡 Yong Huang、Jiangbo WU、Lejun WangMingxin Gong、Zhiyong Chen Technology Characteristics of Trampoline Athletes’ Plantar Pressure in doing basic movement on Bed 2010 International Conference on Computer Science and Sports Engineering (CSSE)
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2.2足底测压在体育工业中的应用
上海体育学院宋雅伟通过对不同硬度鞋底对人体步行能力的影响的研究，发现（1）穿软底鞋的步态周期比其它鞋的步态周期增加，小腿角度前摆最小，后摆最大；踝关节角度最小，全掌着地期与脚跟离地期踝关节角度均降低，时间-鞋交互影响对软底鞋最明显；内踝与足背高度有明显降低；脚跟相比较其它鞋受力较小，足弓内外侧，跖骨三个区域，在行走过程中脚尖部分受力较为明显。软底鞋足底接触面积最大，外侧力偏大，足弓较早塌陷容易引起内翻。（2）穿中等硬底鞋大腿角度前摆最小、后摆最大；膝角度伸膝最大，屈膝最小；踝关节角度最大；穿中等硬度的鞋进入工作状态的时间短，摄氧量、呼吸频率、通气量、心率、能耗都较其它两组低。（3）穿硬底鞋的大腿角度前摆最大、后摆最小；穿硬底鞋的步行时相脚跟离地—脚尖离地的时间减少，摆动期时间相对稳定。穿硬底鞋脚尖高度在加速摆动期升高，摆动末期降低，脚尖高度的时间-鞋交互影响在脚尖离地期与脚跟离地期均降低。穿硬底鞋在加速摆动期，踝角跖屈延迟。穿硬度鞋足底受力最大，脚跟外侧区域，跖骨内侧区域受力明显。足弓外侧，全脚掌外侧区域受力均明显，尤以跖骨区受力尤为明显。硬底鞋足底接触面积最小，对足弓有保护作用。稳定状态时，穿硬底鞋的摄氧量较低，耗能较少。（4）随着鞋底硬度的增加，足底的压力中心从内侧的第一跖骨向外依次移动。足底压力中心轨迹长度与裸足行走时相比，穿中等硬底鞋和硬底鞋行走的轨迹长度都变长，而穿软底鞋行走时的轨迹长度缩短。（5）硬底鞋对步行的影响最大，软底鞋次之，中等硬底鞋最小。建议：（1）生产厂家应考虑不同鞋的功能特性选择不同硬度的鞋底来进行鞋的生产加工，必要时在鞋的功能介绍上加上鞋硬度的量化指标。（2）软底主要运用在休闲鞋（一般性散步）的制作上，中等硬底主要运用在竞走鞋的制作上，硬底主要运用在田径鞋的制作上。（3）依据健身目的不同应该有针对性地选择合适的鞋，如果需要减肥的应该选择软底鞋、蹬山运动选择中等硬度鞋防止脚崴伤，竞技比赛类的选择硬底鞋。（4）由于对鞋底的软、中、硬细化还不够，所以还需要进行深入研究 宋雅伟 不同硬度鞋底对人体步行能力的影响 上海体育学院2008年博士学位论文
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北京体育大学包蕾、郑志艺、刘卉对不同运动鞋对篮球急停变向动作中足底压力的影响研究，表明不同运动鞋都在不同程度上减轻了足底压力, 优化了足底压力的分布, 避免了局部压力过大, 发挥了足弓减震的功能，减低了损伤发生的可能。但运动员在运动的过程中还是要选择适合于运动项目、适合于自己的运动鞋, 才能充分良好的发挥运动鞋的作用, 提高运动质量, 避免运动损伤 包蕾、郑志艺、刘卉 不同运动鞋对篮球急停变向动作中足底压力的影响 第12届全国运动生物力学学术交流论文集
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浙江工贸职业技术学院李文燕研究了赤足自然行走的足底压强模式对鞋的舒适性的影响，河北师范大学体育学院霍洪峰、赵焕彬、黄翠、王海涛研究过穿不同慢跑鞋运动时足底压力、足部控制及鞋的减震性能。泉州师范学院美术与设计学院崔丽娜研究了基于足底压力测量的篮球鞋鞋底功能的需求。北京建筑工程学院代浩然 ，蔡宇辉研究了几种慢跑鞋对足底压强的影响及进行了舒适性能比较。吉林体育学院单子罡对青年超重女性穿着不同高度鞋常速行走时的足底压力进行了研究。湖南大学体育学院李晓东、王善坤、侯少华、董晓冰、李伟对青少年赤足与穿鞋运动的生物力学进行了分析。宁波大学体育学院运动生物力学实验室陆毅