老年女性正常行走与跨越不同高度障碍物足底压力特征比较研究

摘 要: 本文随机选取15名健康老年女性为研究对象。采用比利时RSscan 公司生产的Foots can 7.9压力分布测试系统采集与分析受试者正常行走、跨越15cm和25cm障碍物三种活动方 式的跨障碍前支撑脚(左脚)和跨越障碍后跨越脚(右脚)的足底压力变化数据。研究表明 老年女性跨越障碍物前后的支撑腿和跨越腿的足底压力中心轨迹与正常行走明显不同;在跨 越15cm和25cm障碍时,支撑腿和跨越腿足底压力的第一和第二峰值都比正常行走小(p

关键词:老年女性;跨越障碍物;足底压力;压力中心

中图分类号:G804.61 文献标识码:A 文章编 号:1007-3612(2010)09-0063-03

A Comparison of the Characteristics of Plantar Pressure of Senio r Women during Normal Walking and Striding across Obstacles at Different Heigh t

FENG Yurong1, ZHANG Cui2, FENG Zunpeng3

(1.Jilin Institute of P.E., Changchun 130022, JilinChina; 2.Shandong Sports Research Center,Jinan 250000, Shandong China;3.Zoucheng Gulukou Middle School, Zoucheng 273500, Shandong China)

Abstract: In the research, 15 healthy senior female were randomly selected and Footscan 7 .9 test system produced by RSscan of Belgium was used to analyze the characteri stics of plantar pressure of support limb (left) and trail limb (right) during n ormal walking, and striding across 15cm and 25cm obstacles. It found that the p lantar pressure of support and trail limb at striding across the obstacles was s ignificantly different with that in the normal walking. The first and second pe ak pressure of support and trail limb at striding across the obstacles was signi ficant lower than that during the normal walking (p

Key words: senior women, striding across the obstacles, plantar pressure , center of pressure

目前我国人口老龄化呈持续加剧之势,国家非常重视和关注老年人的生活和健康,更多 的研究人员对老年人的生理、心理及运动功能进行了深入研究。运用足底压力测量技术对老 年人的步态研究也较常见,有研究表明“老年人的下肢肌肉收缩能力下降,脚跟着地、踝跖 屈和屈膝等动作变缓慢,伸髋动作不充分,摆动腿抬高的程度降低,行走时拖拉”。[ 1]伍勰等人对健康老年人常速行走的步态分析表明“所有运动学与动力学指标,均反映了老 年人行走能力随年龄增长趋向降低的事实,这尤其在运动学各指标上反映明显”。[2 ]由 于随着年龄的增大,身体机能衰退,老年人足部的结构和功能会发生改变,使老年人的足底 压力分布和步态特征发生变化。另外,日常生活中老年人经常有如上下楼梯、跨越各种障碍 的动作方式,使老年人有可能摔倒的潜在风险。虽然目前己有一些对老年人正常行走步态特 征分析的研究,但对老年人跨越不同高度障碍物的足底压力分布特点的研究很少。该研究试 图对老年女性正常行走与跨越15 cm、25 cm障碍时足底压力分布特点进行比较,并分析随跨 越 高度增加足底压力变化情况,为研究老年人跨越障碍物的行为方式提供参考依据,降低老年 人跌倒受损伤的风险。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象 该研究选取15名健康老年女性为研究对象,年龄(62.9±1.8)岁,身高(157±3.8)cm,体 重(65.9±10.6)kg为研究对象,除了日常活动外,没有接受过专业的体育训练。近期内 无影响下肢活 动的损伤。每一位受试者均右脚起跨跨越障碍物。

1.2 研究方法 采用比利时RSscan公司生产的Footscan 7. 9 压力分布测试系统(测力板长2 m,平板分辨率4个/cm2)及其配套软件采集与分析受试者 正常行走、跨越15 cm和25 cm高的障碍物三种 活动方式的跨障碍前支撑脚(左脚)和跨越障碍后跨越脚(右脚)的足底压力分布数据, 每 种活动方式采集7次成功的足底压力数据,采集频率为126 Hz。为消除脚长、脚宽和体重的 影响,足底压力分布各项指标分别以受试者自身足长、足宽或体重进行标准化处理,并进行 了平滑。利用SPSS10.0统计软件进行统计学处理。

足底压力分区按照软件默认分区(图1),以左脚为例,从前向后,由内向外依次为 :大脚趾、第二至五趾、第一跖骨、第二跖骨、第三跖骨、第四跖骨、第五跖骨、脚掌中部 、内侧足跟和外侧足跟十个区。足底坐标设定是以足跟最后缘中部为坐标原点,以通过原点 和前足第二跖骨关节头位置的直线为纵轴,前方为 Y 轴正方向,以通过原点垂直于纵轴的 直线为X轴,足内侧方向为X正方向。

图1 左脚足底分区和压力分布

另外,要求受试者裸足,全身活动自由没有约束,尽量在精神放松自然的条件下完成测 试,并在每一位受试者进行正式测试之前进行3-4次适应性练习。

2 结果与分析

2.1 正常行走与跨越不同高度障碍物足底压力中心轨迹比较

2.1.1 支撑脚(左脚)压力中心轨迹比较 图2为支撑脚(左脚) 正常行走与跨越不同高度障碍物时压力中心轨迹。

由图2 a、b、c可见,老年女性在跨越障碍物时,支撑脚的步态与正常行走不同。正常 行走时支撑脚足底压力中心轨迹呈“弓形”,在跨越障碍物时,支撑脚足底压力中心轨迹呈 “海马形”。正常行走和跨越障碍时触地点都在脚的跟部,且位置相近。正常行走着地后, 压力中心从脚跟由后向前移动过渡到脚前掌内侧,即足底压力中心由脚的纵弓向横弓过渡, 然后由大脚趾离地。但跨越障碍时,压力中心从脚跟由后向前移动过渡到脚前掌内侧后,转 向脚外侧再过渡到大脚趾蹬离地面。这个转向的出现与抬腿跨越障碍物有关。跨越25 cm障 碍 的压力中心轨迹外移幅度比跨越15 cm大,可能是在跨越高度增加时老年人维持身体平衡能 力差,身体重心不稳造成的。

2.1.2 跨越脚(右脚)压力中心轨迹比较 在正常行走时,跨越脚着地后足底压力中心轨迹也呈“弓形”(图3 a)。跨越15 cm和25cm障碍时,跨越脚着地后足底压力中心轨迹呈“镰刀形”(图3 b、c)。跨越障碍物 与正常行走的着地方式不同,正常行走脚跟首先接触地面,故其触地点坐标在脚跟部;跨越 15 cm和25 cm障碍时,右脚触地点纵坐标趋于增大,触地点明显靠前,说明右脚前脚掌外侧 首 先接触地面,并且迅速从前向后过渡至脚跟,然后又经脚外侧向前、向内移动至脚前掌内侧 ,实现了由脚的纵弓向横弓的过渡,最后由脚前掌过渡到大脚趾蹬离地面。跨越25 cm障碍 时,离地点纵坐标趋于减少,表明障碍物高度增加可能造成蹬地不充分。

图3 跨越脚(右脚)压力中心曲线轨迹

2.2 支撑腿(左)与跨越腿(右)足底压力比较 足底压力是指在人体运动时脚触地至离地期间连续作用于脚的地面反作用力的变化值。正常 行走、跨越15 cm和25 cm障碍时的左右腿足底压力都呈现双峰一谷(表1)。前蹬着地时出 现第一峰值,中间支撑缓冲时出现波谷,后蹬阶段又出现第二峰值。

(右)1.13±0.241.04±0.410.90±0.31在跨越15 cm和25 cm障碍时,支撑腿和跨越腿足底压力的第一和第二峰值都比正常行走小 (p

支撑腿在跨越障碍物时的足底压力波谷值比正常行走小(p

2.3 支撑腿(左)与跨越腿(右)足底各区压力比较 表2 正常行走与跨越不同高度障碍物积时,支撑脚(左脚)各区压力分布表。

从表2可见,正常行走左脚各区压力由大至小依次为足跟内侧、足跟外侧、第二、三跖骨、脚 掌中部、第一跖骨、大脚趾、第四跖骨、第五跖骨、第二至五趾;跨越15 cm障碍左脚各区 压力由大至小依次为足跟内侧、足跟外侧、第三、二跖骨、脚掌中部、第一跖骨、第四跖骨 、大脚趾、第五跖骨、第二至五趾;跨越25 cm障碍左脚各区压力由大至小依次为足跟内 侧、足跟外侧、第三跖骨和脚掌中部、第二、第一跖骨、第四跖骨、大脚趾、第五跖骨、第 二至五趾。可见,跨越障碍物时支撑脚足底的第三跖骨和脚掌中部压力增强。随着跨越高度 的增加支撑脚足跟内外侧、第二、三跖骨和脚掌中部的压力有减小的趋势。

表3为正常行走与跨越不同高度障碍物时,跨越脚(右脚)各区压力分布表。

足跟外侧0.41±0.120.28±0.130.25±0.13表3表明正常行走右脚各区压力由大至小依次为足跟内侧、足跟外侧、第二、三跖骨、 脚掌中部、第四跖骨、第一跖骨、大脚趾、第五跖骨和第二至五趾;跨越15 cm障碍右脚最 大 的两个区是足跟内侧、第二跖骨、其次是足跟外侧、第三跖骨;跨越25 cm障碍右脚最大的 两 个区是足跟内侧、第二跖骨,其次是足跟外侧、第一跖骨。由此可见随着跨越高度的增加足 底各区的压力分布发生了变化。随着跨越高度的增加跨越脚脚跟内外侧、第二、三、四跖骨 的压力有减小的趋势;第一跖骨有增大的趋势。尤其在跨越25 cm障碍物时变化较明显。

3 结 论

1) 动作方式是影响压力中心轨迹变化的主要原因。正常行走时支撑腿与跨越腿的足底压力 中心轨迹呈“弓形”,在跨越15 cm和25 cm障碍时,支撑腿呈“海马形”,跨越腿呈“镰刀 形”。

2) 正常行走时支撑腿与跨越腿都是由足跟先着地,逐渐过渡到脚弓、跖骨,最后是趾 骨着地,使全足着地,然后从足跟开始离地,直到脚尖离地为止;跨越障碍时,支撑腿足底 动作方式与正常行走相似,但跨越腿足底压力分布有了很大变化,先是右脚中部外侧着地, 迅速过渡到脚跟,然后再脚跟、脚尖依次离地。

3) 在跨越15 cm和25 cm障碍时,支撑脚和跨越脚足底压力的第一和第二峰值都比正常行走 小,表明跨越障碍物时老年女性的着地和蹬伸力有减小的趋势。

4) 随着跨越高度的增加,支撑脚足跟内外侧、第二、三跖骨和脚掌中部的压力有减小的趋 势;跨越脚足跟内外侧、第二、三、四跖骨的压力有减小的趋势,第一跖骨有增大的趋势。

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