足底壓力測(cè)量
本節(jié)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)部分,受試者、實(shí)驗(yàn)裝置與3.2節(jié)完全一致,受試者單足站立,分5種狀態(tài):踝內(nèi)翻20°,踝內(nèi)翻10°,水平,踝外翻10°,踝外翻20°。對(duì)其足底壓力分布進(jìn)行測(cè)量和分析。
足底壓力分區(qū)按Footscan7gait2nd generation分析軟件定義劃分為T1(第一足趾)、T25(第二至第五足趾)、M1~5(分別為第一至第五跖骨)、MF(midfoot,中足)、HM(heel medial,后足內(nèi)側(cè))和HL(heellateral,后足外側(cè)),分區(qū)圖示如圖3-12。在分析中將跖骨和足趾區(qū)域定義為FF(forefoot,前足),將HM和HL區(qū)域合并定義為RF(rearfoot,后足)。另一方面,將T1、M1、M2和HM區(qū)域合并定義為內(nèi)側(cè),而將其他區(qū)域定義為外側(cè)。取在測(cè)量時(shí)間段內(nèi)各區(qū)域足底壓力最大值,再計(jì)算各區(qū)域足底壓力最大值占所有區(qū)域最大值總和的百分比,定義為各區(qū)域和子區(qū)域的最大足底受力百分比。另外,分別計(jì)算各區(qū)域足底壓力最大值時(shí)的接觸面積。
有觀點(diǎn)認(rèn)為,足底壓力中心向后移動(dòng)是姿勢(shì)失穩(wěn)的表現(xiàn)。這可以通過向后仰翻比向前俯倒更難以控制來直觀地理解。在我們的研究中發(fā)現(xiàn),90%以上的足底受力分布在前足和后足。不足10%的受力分布在中足,而且足底壓力中心處于中足,所以中足受力對(duì)前后方向受力分配影響相對(duì)較小。我們將前足和后足的受力比值定義為前后受力比(A/PForce Ratio)來衡量足底壓力前后方向上分布情況,前后受力比越大,則足底壓力中心越靠前,瞬態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性越好,反之亦然。相應(yīng)地,足底壓力越接近外側(cè),越偏離重心在水平面上的投影,站立姿勢(shì)越不穩(wěn)定。我們將內(nèi)側(cè)足和外側(cè)足的受力比值定義為內(nèi)外受力比(M/LForce Ratio)來衡量足底壓力內(nèi)外方向上的分布情況,內(nèi)外受力比越大,則足底壓力中心越靠近內(nèi)側(cè),瞬態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性越好,反之亦然。
圖3-12 足底壓力分布分析中的足底分區(qū)
(T1:1sttoe,第一足趾;T25:2nd-5thtoes,第二至第五足趾;M15:1st—5thmetatarsal,第一至第五跖骨;MF:midfoot,中足;HM:Heelmedial,后足內(nèi)側(cè);HL:Heellateral,后足外側(cè);FF:Forefoot,前足;RF:Rearfoot,后足;Medial:內(nèi)側(cè);Lateral:外側(cè))
較大的足底接觸面積意味著更大的支撐面和相對(duì)較低的足底壓強(qiáng),這二者都意味這更加穩(wěn)定和安全的站立姿勢(shì)。在各個(gè)子區(qū)域中較大的接觸面積都有可能意味著更好的瞬態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性,但是整體的接觸面積具有更大的說服力。由于這種觀點(diǎn)更多地基于經(jīng)驗(yàn),并未在其他研究中被驗(yàn)證過,本研究將其作為一種輔助的評(píng)價(jià)指標(biāo)和前述評(píng)價(jià)指標(biāo)的解釋。
測(cè)量平板的傾斜會(huì)影響足底壓力的測(cè)量值。當(dāng)受試者站立在水平面上時(shí),測(cè)量平板在豎直方向上提供全部支撐,即受試者的體重G。當(dāng)支撐面傾斜一個(gè)角度α?xí)r,受試者的全部體重受來自測(cè)量平板的兩個(gè)力的合力支撐,一個(gè)分力方向?yàn)榇怪庇谄桨?,即平板所測(cè)量到的壓力的反力Gcosα,另一個(gè)力平行于平板向上,為足底與平板的摩擦力Gsinα,這個(gè)力是無法通過足底壓力測(cè)量平板測(cè)量到的。因此,對(duì)于足底壓力測(cè)量值在不同傾斜狀態(tài)下進(jìn)行直接比較在本研究中是錯(cuò)誤的。當(dāng)局部區(qū)域的壓力測(cè)量值除以整體測(cè)量值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后,比較才有意義。另一方面,平板的傾斜本身不會(huì)影響到足底壓力接觸面積的測(cè)量,所以接觸面積的測(cè)量值在任何情況下都可以直接比較。
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