足底壓力步態(tài)分析儀的未來講課稿

1、足底壓力步態(tài)分析儀的未來 1、1 研究內(nèi)容現(xiàn)狀 通過中國期刊網(wǎng)、以及百度、谷歌搜索與足底壓力、步態(tài)分析有關(guān)的文章，經(jīng)過篩選共保留了62篇文章。通過對這些文章的閱讀、分類歸納發(fā)現(xiàn)，其中有關(guān)運動訓(xùn)練和醫(yī)學(xué)方面的研究占絕大多數(shù)，研究運動訓(xùn)練的文章有26篇，研究醫(yī)學(xué)的文章有14篇，其他研究文章分別為研究鞋的舒適性和用于刑事技術(shù)的文章，以及對足底壓力測試系統(tǒng)的設(shè)計等的一些文章。在運動訓(xùn)練的研究文章中，通過足底壓力測試對很多運動項目進行了研究，如三級跳遠、鉛球、跳高、跑步、競走、拉丁舞、速滑、武術(shù)、輪滑、籃球、射擊、乒乓球等項目。對醫(yī)學(xué)的研究主要是在糖尿病和骨科臨床中的應(yīng)用。在工業(yè)方面主要是應(yīng)用于舒適鞋的

2、設(shè)計生產(chǎn)。別的還有用于刑事偵破技術(shù)中的步態(tài)分析研究，以及一些步態(tài)分析儀的研究設(shè)計等。通過文章的發(fā)表時間來看，利用步態(tài)分析儀進行研究逐年遞增。不言而喻，足底壓力步態(tài)分析儀的未來。1 1、研究現(xiàn)狀、研究現(xiàn)狀1、2 研究設(shè)備現(xiàn)狀1、2、1 國外設(shè)備 人類于20世紀初期開始對步態(tài)產(chǎn)生興趣，1938年第一塊測力板被用來探討貓的步態(tài)以來，足底壓力分布測試系統(tǒng)飛速發(fā)展。目前，具有世界先進水平的代表性的產(chǎn)品有：瑞士奇石樂(KISTLI、R)公司產(chǎn)的測力板；德國Novel公司產(chǎn)的Pedar鞋墊式足底壓力測試系統(tǒng)；德國ADAM測力板；德國Zebris測力板；鞋墊式足底壓力測試系統(tǒng)；比利時RSscan壓力鞋墊測試系

3、統(tǒng)；美國Tekscan公司產(chǎn)的測力板及FScan鞋墊式足底壓力測試系統(tǒng)；美國的AMTI生物力學(xué)測力板系統(tǒng)和英國的MUSGRAVE力板系統(tǒng)等。 還有我們公司銷售的Tomorrow options-Microelectronics,便攜式足底壓力測試系統(tǒng)。1、2、2 國內(nèi)設(shè)備 國內(nèi)也進行了相關(guān)研究，研制了幾套系統(tǒng)：1986年上海第九人民醫(yī)院研制的S91型微機化的步態(tài)測試系統(tǒng) ；1990年北京軍區(qū)總醫(yī)院研制的IGI一3型綜合步態(tài)測試系統(tǒng)；上海交通大學(xué)研制的測定人體重心軌跡和關(guān)節(jié)載荷譜的計算機評定系統(tǒng)；中國科學(xué)院成都分院研制的TK一2型三維測力系統(tǒng)；1997年王軍等研制的動態(tài)式足底壓應(yīng)力測試系統(tǒng)；20

4、00年韋啟航等研制的足底壓力測量系統(tǒng)；2002年袁剛等研制的足底壓力分布系統(tǒng)。目前，研究足底壓力的測試系統(tǒng)，根據(jù)其測量基本原理，可大致分為以下幾類：足印技術(shù)、直接形象化技術(shù)、力板測試技術(shù)、多負載單元測試技術(shù)和壓力鞋與鞋墊測試技術(shù)。1、3 研究技術(shù)現(xiàn)狀 對人體足底壓力步態(tài)分析的研究，已由過去的直接觀察、經(jīng)驗觀察和定性分析發(fā)展到運用機電一體化和圖像方法進行分布測量和定量分析。由過去的單一方法到當前的多種方法相配合，雖然原理近似，由于傳感器、計算機等相關(guān)技術(shù)的巨大進步，使得采樣速度越來越快，數(shù)據(jù)量越來越大，精度和準確度越來越高，數(shù)據(jù)處理及時，研究更方便，價值更實用。1 1、研究現(xiàn)狀、研究現(xiàn)狀2 2、

5、足底壓力步態(tài)分析儀在實踐中的應(yīng)用足底壓力步態(tài)分析儀在實踐中的應(yīng)用3 3、足底壓力步態(tài)分析儀的未來、足底壓力步態(tài)分析儀的未來目錄目錄2 2、足底壓力步態(tài)分析儀在實踐中的應(yīng)用、足底壓力步態(tài)分析儀在實踐中的應(yīng)用2、1 體育訓(xùn)練的應(yīng)用 目前，在體育訓(xùn)練領(lǐng)域中，大多數(shù)研究者都是通過足底壓力測試儀對某些項目運動員在做技術(shù)動作時的足底壓力分布特征進行研究。Morlock&Nigg指出，運動員足部之足底壓力的建立有助于提高技巧，改善鞋襪也可降低足部損傷。Claire JeanneLouise Sneyers等指出扁平足和弓形足在足部的壓力分布情形，與正常足不同，在跑步時容易受到傷害；Claire等指出

6、弓形足、正常足和扁平足，若足部各區(qū)如足壓分布均勻，可以降低運動傷害，而足壓平均的定義為最大壓力和最小壓力的范圍越小越好；Mary指出足底壓力測量顯示，如在足部某一部位，承受過大壓力時，即易產(chǎn)生過渡使用傷害。 三級跳遠 李繼東等人對三級跳遠的研究表明：三級跳遠中最大的地面沖擊力是在第二跳；兩腳前腳掌的足底壓力與三級跳的成績呈高度相關(guān)，最大壓力峰值出現(xiàn)在腳后跟和前腳掌下面。通過對運動員制動階段最大垂直力值和起跳階段的最大水平力值的測試，可以預(yù)測三級跳遠運動員的發(fā)展?jié)摿Α?競走 張翠等人對山東省優(yōu)秀女子競走運動員技術(shù)動作的足底壓力特征分析，研究結(jié)果表明，運動員著地階段足跟外側(cè)壓強峰值最大，壓力中心由

7、外側(cè)過渡到前腳掌，離地階段前腳掌壓強峰值最大，90的受試者騰空時間都在模糊騰空時間以下，符合國際競走技術(shù)要求。但大腳趾扒地力量太小，不利于后擺腿充分蹬地。 跳高跳高 毛旭江等人對我國女子優(yōu)秀跳高運動員起跳過程足底壓力特征分析，研究結(jié)果顯示：起跳過程足底總壓強變化呈雙峰型；單個傳感器上最大壓強出現(xiàn)在外側(cè)足跟區(qū)的后外側(cè)；各區(qū)最大壓強大小排列順序：內(nèi)、外側(cè)足跟、中間跖骨壓強較大，內(nèi)側(cè)足弓、大拇趾區(qū)受到的壓強較??；中間跖骨區(qū)累計壓強最大，內(nèi)側(cè)足弓區(qū)累計壓強最小。 拉丁舞拉丁舞彭曉倩等人對拉丁舞運動中足底壓力分布特征的研究表明，左腳足底壓強曲線呈一個波峰, 右腳足底壓強曲線出現(xiàn)兩個峰值，足底壓強在出步瞬

8、間和最后延伸階段壓強最大，右腳足底壓強值高于左腳, 足內(nèi)側(cè)承受最大壓力, 足外側(cè)和足跟區(qū)承受較小的力, 應(yīng)加強前足內(nèi)側(cè)跖骨區(qū)的力量練習(xí), 防止受傷。 鉛球鉛球 馮遵鵬等人對優(yōu)秀鉛球運動員背向滑步推鉛球時腳底壓力分布特點進行了研究，實驗結(jié)果顯示：1)右腳第一峰值(152倍體重)大于左腳第一峰值(I26倍體重)，右腳第二峰值(104倍體重)很不明顯，提示右腳在著地時維持身體平衡、保持動作的順暢銜接中起著重要作用。2)最后用力階段，身體旋轉(zhuǎn)和蹬伸主要是以前腳掌為軸，前腳掌肌肉力量強弱，對運動員投擲鉛球的技術(shù)動作連貫性、穩(wěn)定性以及成績有一定作用。建議在運動訓(xùn)練中，有目的地提高身體平衡能力，加強足部小肌

9、群和踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的練習(xí)。 速滑速滑 林嘉、陳小平對我國優(yōu)秀速滑運動員林嘉、陳小平對我國優(yōu)秀速滑運動員蹬冰單步周期足底壓力的研究發(fā)現(xiàn)，膝角蹬冰單步周期足底壓力的研究發(fā)現(xiàn)，膝角120120度位置處的爆發(fā)力為速滑的主要用力特度位置處的爆發(fā)力為速滑的主要用力特征，這為速滑的訓(xùn)練提供了參考依據(jù)。征，這為速滑的訓(xùn)練提供了參考依據(jù)。 武術(shù)武術(shù) 費蘭蘭等人對武術(shù)套路中平衡動作的足底壓力研究表明，足底平均壓強在足跟區(qū)最高，足中區(qū)壓強最低，腳底受力面積是決定運動員能否長時間保持平衡的因素之一。這也為教練員和運動員探討提高動作質(zhì)量提供有效參考依據(jù)，為武術(shù)套路向“高、難、美、新”方向發(fā)展提出建議。 輪滑 馬國東對速度

10、輪滑雙蹬技術(shù)足底壓力分布及傳遞特征研究表明，足底壓力隨時間變化是影響速度輪滑雙蹬效果的主要因素，不同的足底壓力傳遞特征體現(xiàn)了不同的技術(shù)動作，從而形成不同的運動效果，在快速滑行中雙蹬技術(shù)更有利于保持身體平衡。 射擊射擊 張秀麗等人對國家優(yōu)秀射擊運動員的平衡穩(wěn)張秀麗等人對國家優(yōu)秀射擊運動員的平衡穩(wěn)定性的研究發(fā)現(xiàn)，由足底壓力反映出的單位面積定性的研究發(fā)現(xiàn)，由足底壓力反映出的單位面積的軌跡長度，能更有效地反映運動員的平衡穩(wěn)定的軌跡長度，能更有效地反映運動員的平衡穩(wěn)定性。性。 籃球籃球 齊春燕等人對籃球運動員跳投足底壓力的研究表明，齊春燕等人對籃球運動員跳投足底壓力的研究表明，跳投蹬地階段足底壓力中心基

11、本在一條直線上移動，且變跳投蹬地階段足底壓力中心基本在一條直線上移動，且變化比較均勻，波動比較小。建立籃球運動員跳投過程中足化比較均勻，波動比較小。建立籃球運動員跳投過程中足底壓力曲線模型，可以指導(dǎo)運動員進行科學(xué)的跳投訓(xùn)練。底壓力曲線模型，可以指導(dǎo)運動員進行科學(xué)的跳投訓(xùn)練。 乒乓球乒乓球 曲峰等人對乒乓球運動典型動作的足底壓曲峰等人對乒乓球運動典型動作的足底壓力分析表明，隨著專項運動員和教練員對專項力分析表明，隨著專項運動員和教練員對專項運動鞋的防傷能力和功能表現(xiàn)力的要求越來越運動鞋的防傷能力和功能表現(xiàn)力的要求越來越高高, ,對不同專項動作中足踝部的生物力學(xué)特征對不同專項動作中足踝部的生物力學(xué)

12、特征研究就顯得尤為緊迫和重要。研究就顯得尤為緊迫和重要。 2、2 臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用Jarmo R、Perttunen等對嚴重脛骨骨折，伴有大面積軟組織損傷手術(shù)后步態(tài)對稱性進行了評估。SMeyring等對偏癱病人的足底壓力進行了測試，并與正常人對比，探討了評價偏癱病人步態(tài)的客觀、量化及可再現(xiàn)的標準。Alice等對帕金森病患者的步態(tài)中的足底壓力進行了對比測試，探討了足底壓力分布情形。Julie E等對糖尿病人的足底壓力和剪應(yīng)力進行了分析，指出糖尿病人的峰值足底壓力和剪應(yīng)力出現(xiàn)在同一區(qū)域，但并不是同時出現(xiàn)，二者有一時間差。GGravante等利用氣壓測力臺，對肥胖的年輕人和相應(yīng)正常人的足底壓力進行了對比

13、測量，指出雖然壓力中心并未因肥胖而改變，但肥胖病人的接觸面積和足底壓力大大升高。Antonella等使用FScanMat系統(tǒng)對嚴重的糖尿病人的足底壓力進行了對比測量，除足底壓力升高可以預(yù)測糖尿病人的足部神經(jīng)性潰瘍，還發(fā)現(xiàn)了足底壓力前后比例的升高可以預(yù)測腳的潰瘍。AM Dowling等通過青春期前期的13名肥胖兒童與13名正常兒童進行了對比研究，對肥胖對足結(jié)構(gòu)和足底壓力分布進行了探討。CGiacomozzi等對糖尿病人的足底壓力進行了測試，并通過體重進行了標準化處理，消除了體重對結(jié)果的影響。張偉等對拇外翻病人進行了靜、動態(tài)足底壓力測定，并對單側(cè)先天性髖關(guān)節(jié)脫位病人的動態(tài)足底壓力進行了測定和分析。

14、糖尿病糖尿病 影響糖尿病病人足底壓力增高的因素有神經(jīng)病變、關(guān)節(jié)活動度、足畸形、胼胝等。在了解糖尿病病人足底壓力參數(shù)及分布的基礎(chǔ)上正確地測量病人的足底壓力，并且針對影響足底壓力增高的因素采取措施是預(yù)防糖尿病足的關(guān)鍵。檢測糖尿病患者的足底壓力對糖尿病足的防治具有臨床意義。 肥胖肥胖 目前國內(nèi)外對正常人群和患者足底壓力的研究較多，而對肥胖人群的目前國內(nèi)外對正常人群和患者足底壓力的研究較多，而對肥胖人群的足底壓力特征研究較少，隨著肥胖已日漸成為一個影響人體健康的普遍問足底壓力特征研究較少，隨著肥胖已日漸成為一個影響人體健康的普遍問題，以及人們對應(yīng)用足底壓力分析步態(tài)重要性認識的逐步加深，探索肥胖題，以及

15、人們對應(yīng)用足底壓力分析步態(tài)重要性認識的逐步加深，探索肥胖人群足底其他參數(shù)的特征研究必將是今后步態(tài)分析的熱點之一。人群足底其他參數(shù)的特征研究必將是今后步態(tài)分析的熱點之一。 帕金森帕金森又名震顫麻痹，是一種常見的中老年神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，隨著人口的老齡又名震顫麻痹，是一種常見的中老年神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，隨著人口的老齡化，其發(fā)病率呈逐年上升趨勢。帕金森病可導(dǎo)致嚴重的平衡不穩(wěn)的強迫步化，其發(fā)病率呈逐年上升趨勢。帕金森病可導(dǎo)致嚴重的平衡不穩(wěn)的強迫步態(tài)?；颊咴诓叫袝r的重心放在足的前部，行走中無正常足跟步。態(tài)?；颊咴诓叫袝r的重心放在足的前部，行走中無正常足跟步。 腦性癱瘓腦性癱瘓 痙攣型腦性癱瘓兒童步行時，其動

16、態(tài)平衡能力較正常兒童下降，此能痙攣型腦性癱瘓兒童步行時，其動態(tài)平衡能力較正常兒童下降，此能有效地在足底壓力式步態(tài)分析評定中反映，并以客觀精確的數(shù)據(jù)和直觀的有效地在足底壓力式步態(tài)分析評定中反映，并以客觀精確的數(shù)據(jù)和直觀的圖表數(shù)據(jù)表達。圖表數(shù)據(jù)表達。2、3 工業(yè)方面應(yīng)用 GBrizuela等對足球鞋的鞋底生物力學(xué)設(shè)計進行了研究，指出鞋底有15和14凸起的，在提高成績和預(yù)防受傷方面，不如13凸起的效果好；MJMueller等對糖尿病和截肢患者穿著六種不同鞋子的效果進行了研究，指出了能夠降低峰值壓力的鞋具；Shorten將足底壓力分布數(shù)據(jù)應(yīng)用于運動鞋設(shè)計中去；Yamada初步對鞋和鞋墊材料降低糖尿病人

17、足底壓力的有效性進行了研究；Nyska對鞋對足底壓力的效果進行了研究；McPoil則對行走時鞋墊材料足底受力和壓力的影響效果進行了研究。 足底壓力測量是當今運動鞋設(shè)計領(lǐng)域的支撐技術(shù),因為對于各種功能鞋和運動鞋的消費者來說,他們往往要求這些鞋具有特殊功能、并穿著舒適且具有保護作用。3、足底壓力步態(tài)分析儀的未來、足底壓力步態(tài)分析儀的未來 人體足底壓力分布反映了有關(guān)腳的結(jié)構(gòu)、功能、以及整個身體姿勢控制等情況。一般在進行足底壓力測試時，將足底粗分為足跟、足弓、前足、總足趾4個區(qū)域；再細分為l0個區(qū)域：第1趾，第2趾，第35趾，第1、2、3、4、5跖骨頭，足弓，足跟。足底的不同分區(qū)具有不同的功能，每一分

18、區(qū)的壓力-時間積分即沖量，沖量表示力在一定時間內(nèi)對足底各區(qū)域連續(xù)作用所產(chǎn)生的積累效應(yīng)，足底各區(qū)域沖量的大小受每個區(qū)域的壓力值和接觸時間兩個因素的影響，對足底各區(qū)域所受沖量的研究非常有價值。測試、分析足底壓力,可以獲取人體在各體態(tài)和運動下的生理、病理力學(xué)參數(shù)和機能參數(shù),這對臨床醫(yī)學(xué)診斷、疾患程度測定、術(shù)后療效評價、生物力學(xué)及康復(fù)救治、體育訓(xùn)練研究、制鞋設(shè)計等方面研究均具有重要意義。 3、1 醫(yī)學(xué)與康復(fù)領(lǐng)域的未來 目前國外已經(jīng)將足底壓力分析技術(shù)應(yīng)用于人工關(guān)節(jié)手術(shù)前后的功能和療效評定、軀干和下肢疾病的檢查、為假肢和人工關(guān)節(jié)提供數(shù)據(jù)、康復(fù)訓(xùn)練的分析和評價、糖尿病的早期預(yù)測和治療等項目中。足底壓力測量作

19、為當今先進的技術(shù)，對研究足部的結(jié)構(gòu)、功能以及足部疾病預(yù)防提供重要參考依據(jù)。隨著科技進步，足底壓力步態(tài)分析儀也將在醫(yī)學(xué)與康復(fù)領(lǐng)域大展宏圖。 3、2 制鞋工業(yè)的未來 每個人的足部情況都是不同的，最簡單的就是腳的形狀、大小都不同，足型有高足弓、正常足、低足弓之分，每個人在運動時的步態(tài)更是截然不同，腳的運動情況會對身體產(chǎn)生嚴重的影響。尤其是需要腳來長時間支撐的項目，在運動過程中，足會發(fā)生不同程度的旋轉(zhuǎn)，正常范圍內(nèi)不會對身體產(chǎn)生危害，而足的過度翻轉(zhuǎn)會通過下肢運動鏈傳導(dǎo)引起踝關(guān)節(jié)、脛骨、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、腰的損傷。據(jù)研究報道,足部健康對人體健康的影響極大,很多疾病的產(chǎn)生都與不合理的足部運動狀態(tài)有關(guān),而不合適的鞋又是造成足部運動狀態(tài)畸變的直接原因,因此鞋的舒適性成為制鞋的焦點;另外,在競技體育中,鞋對運動成績的影響已經(jīng)得到廣泛關(guān)注,從而研制專業(yè)的運動鞋變得尤其重要。對于運動員來說，通過足底壓力分析設(shè)計并制作一雙適合自己的個性化鞋，不僅可以在運動中使自己保持良好的狀態(tài)，減緩疲勞狀況的出現(xiàn)，更為重要的是可以有效地防止運動過程中損傷的出現(xiàn)，使運動員在比賽中發(fā)揮出