负跟鞋可以使人体重心后移，穿着负跟鞋行走时，有良好的稳定性，有利于身体姿势的矫正，对调整人体的姿势起着一定的积极作用。
不同鞋子静态平衡稳定性的生物力学研究
刘淑文
（南京体育学院 运动健康科学系，江苏 南京 210000 ）
摘 要： 目的 通过比较双足、单足睁眼与闭眼站立时平衡性的差异，探讨穿普通鞋、负跟鞋、光脚时静态平衡的特征。 方法 采用 Zebris 平板式足底压力测试系统对普通人进行穿着不同鞋（光脚、普通鞋、负跟鞋）静态平衡能力的测量，得出包络宽度、包络长度、包络角度、包络面积等九项平衡参数。 结果 双足睁眼站立时，包络宽度、压力中心全长、压力中心垂直摆动、左脚压力百分比（后）、右脚压力百分比（后），右脚压力百分比（全部），均 p ＜0.05 存在组间差异；单右足闭眼站立时，包络长度、包络面积、压力中心垂直摆动上，均 p ＜0.05 存在组间差异；双足闭眼与单右足睁眼站立时， 3 种鞋型之间不存在组间差异（ p ＞0.05 ）。 结论 不同鞋型会对人体的静态平衡稳定性产生一定的影响。
关键词： 普通人；鞋；静态平衡；生物力学
中图分类号： G 804.66 文献标识码： A 文章编号： 1003-983X （ 2019 ） 08-0715-04
Biomechanical Study on Static Equilibrium Stability of Different Shoes
LIU Shuwen
（ Department of Sports Health Sciences ， Nanjing Institute of Physical Education and Sports ， Nanjing Jiangsu ， 21000 ）Abstract ： Objective By comparing the balance between standing with eyes open and closed on one foot or both feet ， the characteris-tics of static balance in wearing ordinary shoes ， negative heels and barefoot were discussed. Methods The Zebris flat foot pressure testsystem was used to measure the static balance ability of different shoes （ light foot ， ordinary shoes ， negative heel shoes ）， and the envelope width ， envelope length ， envelope angle ， and package were obtained. Results The envelope width ， full length of the pressurecenter ， vertical swing of the pressure center ， percentage of left foot pressure （ post ）， right foot pressure percentage （ post ） and right foot pressure percentage （ all ） . showed a difference （ p ＜0.05 ） among groups. Standing with one right foot with closed eyes ， there were differences in envelope length ， envelope area and vertical swing of pressure center between groups （ p 0.05 ） . Conclusion Different shoe types have a certain impact on the static balance stability of human body.
Keywords ： ordinary people ； shoes ； static balance ； biomechanic
足为人体最复杂的解剖结构之一， 它在结构上是基于三
平面机制发挥功能的。 在正常行走时，足部负重了全部的身体
重量，在某种特定的运动形式下，如跑、跳跃等，足部需要承受
反复过度的应力， 运动过程中很容易因为足底压力异常而导
致一些足底损伤，如足踝部的应力骨折。 因此，鞋子的安全性
和舒适性显得尤为重要。
目前运动医学的研究重点在于预防和治疗足踝部的损伤，
因此通过鞋子来矫正身体姿势，预防足踝损伤得到越来越多的
关注。 国内外学者专家对此也做过一些研究，其中包括不同鞋
底结构、鞋袜结构对足底动态压力的影响 ［ 1-3 ］ ；高跟鞋、篮球鞋、
摇摆鞋和慢跑鞋等对足底压力的影响 ［ 4-7 ］ 等等。 近年来很多研
究都表明鞋子类型与足底压力分部之间存在密切的联系。鞋子
类型的众多参数，如硬度、高度的变化对足底压力的影响也逐
渐成为热点 ［ 8-10 ］ ，在我国，采用精密度较高的测试仪器对实验对
象进行平衡能力的定量研究较少，本研究选取 3 种不同类型的
鞋子，分别对其足底压力进行测量，来探索鞋子类型对足底压
力的影响，为消费者选购合适的鞋子提供相关的建议。
1 研究对象与方法
1. 1 研究对象
研究对象选取 2018 年江苏省南京体育学院工作人员 20
名，受试者年龄均在 35～40 岁之间，体重相当，身体状况良好，
无前庭觉、本体感觉的相关疾病病史，均不存在斜视或者弱视
等视觉疾病。 测试前让受试者填写知情同意书并向受试者详
细的介绍实验过程，以确保受试对象能够积极的配合测试，进
而保证测试的结果真实有效。
1. 2 实验法与数理统计法
1.2.1 足底压力测量
1 ）仪器设备
采用德国生产的 Zebris 平板式足底压力测试系统， 系统
有四个传感器，在测试前经过标定，利用其配套的软件分别对
受试者光脚、普通鞋、负跟鞋三种站立姿态进行测量，并记录
足底压力分布的各项参数， 本研究只选取九项平衡参数即包
络宽度、包络长度、包络角度、包络面积、压力重心全长、压力
重心水平摆动、压力重心垂直摆动、右脚的压力百分比、左脚
的压力百分比。
2 ）测量要求
双足站立时，受试者双足并拢，自然站立，双眼正视前方；
单足站立时，受试者在测力板上，另一只脚离开地面半屈曲置
于站立腿的膝关节处，双眼正视前方。 睁眼站立时，受试者站
在测力板上，双眼目视前方，保持注视墙上的固定物体，双手
自然放于身体两侧；闭眼时，受试者站在测力板上，双手自然
放于身体两侧，双眼闭合，面朝前方。
3 ）注意事项
受试者按指定要求站于 Zebris 足底压力测试平板上测
量：测量方式分为双足和单足两种方式，每种方式又分为有视
觉条件和无视觉条件两种状态，均要求受试者在无外力辅助、
穿着短裤短袖（男性暴露上身），依次穿负跟鞋、光脚、普通鞋
的情况下进行站立。 每种方式的测试时间为 10s ，及时记录实
验数据，并对测得的实验结果进行数据分析。
4 ）鞋子的类型
裸足：即光脚；普通鞋：平时所穿次数最多的鞋子，舒适性对个
人而言比较好；负跟鞋：指鞋跟的高度为负，也就是鞋底是前
高后低的，行走过程中使人体重心后移，矫正姿势，有助于减
轻腰椎受力，拉伸脊柱、改善步行姿势，降低损伤发生率，若使
用方式不当，会造成膝关节超伸。
1.2.2 实验法
根据研究对象脚的尺寸，发放适合的鞋码，使受试者平时
穿负跟鞋进行日常活动，为期 1 个月，之后对静态平衡参数进
行测量，与之前测得的静态平衡参数进行对比。
1.2.3 数理统计
运用 SPSS 23.0 统计分析软件进行统计学分析，所有测的
平衡参数均使用 x±s 表示，方差分析检验光脚、普通鞋、负跟
鞋三者之间的差异， p ＜0.05 为差异有显著意义。
2 结果与分析
通过对数据的整理、计算，得到光脚、普通鞋和负跟鞋 3
种状态下的静态姿势的平衡参数， 比较不同鞋型在不同站立
状态下的的平衡差异。
2. 1 双足睁眼站立的平衡参数
由表 1 可以看出，在双足睁眼站立时，包络长度、包络角
度、压力中心垂直摆动、左脚压力百分比（前）、左脚压力百分
比（全部）、右脚压力百分比（前）六项参数上，光脚、普通鞋、负
跟鞋呈直线上升趋势；而在压力中心水平摆动、左脚压力百分
比（后）、右脚压力百分比（后）、右脚压力百分比（全部）四项参
数上呈直线下降趋势。
通过单因素方差分析得出，包络宽度、压力中心全长、压
力中心垂直摆动、 左脚压力百分比 （后）、 右脚压力百分比
（后），均 p ＜0.05 存在组间差异，右脚压力百分比（全部）， p ＜
0.05 组间存在显著差异；光脚与负跟鞋相比，右脚压力百分比
（前） p ＜0.05 ，差异有统计学意义。 在双足睁眼站立状态下，光
脚、普通鞋、负跟鞋三者之间存在差异。 光脚与负跟鞋之间，右
脚压力百分比（前）差异显著。 由于负跟鞋的鞋型设计，使得单
足站立时，为维持身体的平衡，右脚前侧压力百分比大于光脚
时的压力百分比。 穿负跟鞋，会使身体前倾，肌肉激活程度低
于后倾，但是平衡能力最好 ［ 11 ］ 。
2. 2 双足闭眼站立的平衡参数
由表 2 得出，当双足闭眼站立时，光脚、普通鞋、负跟鞋 3
种不同鞋型左脚压力百分比（前）、左脚压力百分比（全部）、右
脚压力百分比（前）三项参数上呈直线上升，包络宽度、包络长
度、包络面积、压力中心全长、压力中心水平摆动、压力中心垂
直摆动呈近似“ V ”型的趋势；在左脚压力百分比（后）、右脚压
力百分比（后）、右脚在压力百分比（全部）上呈直线下降，包络
角度上呈倒“ V ”型的趋势。
经过统计分析，各项平衡参数 p ＞0.05 ，不存在组间差异。
说明双足闭眼站立时，维持身体前后平衡的肌群（如小腿三头
肌、脊柱伸肌等）与维持身体左右平衡的肌群（如胫骨前肌、腓
骨长肌等）共同协调，也可以说自然站立时肌肉发力较小主要
是由骨性支撑 ［ 12 ］ 。 使得此状态下身体的平衡性较好，但是与双
足睁眼站立相比，各项平衡参数出现不同程度的变化，表明本
体感觉对人体的平衡有一定程度的影响。
2. 3 单右足睁眼站立的平衡参数
在表 3 中，穿着不同鞋型时，除了右脚压力百分比（后）呈
“ V ”型上升、右脚压力百分比（全部）呈“一”水平，其余各项参
数均呈现倒“ V ”趋势。
统计分析得出，各项平衡参数 p ＞0.05 ，不存在组间差异。
本研究结果说明单右足睁眼站立时， 3 种鞋型之间的差异不明
显。 当单足站立时，足前部支撑百分比较大，此时趾跖关节屈
曲跖曲肌收缩。 穿负跟鞋时，因为前倾站立时踝关节后侧跟腱
提供一个向上的力来维持足平衡 ［ 13 ］ ，所以 3 种鞋型之间的差
异不明显。
2. 4 单右足闭眼站立的平衡参数
表 4 中，包络宽度、压力中心水平摆动在 3 种状态下呈上
升趋势；而在包络角度、包络面积、右脚压力百分比（全部）上，
光脚和普通鞋之间呈直线上升，而普通鞋与负跟鞋近乎水平；
右脚压力百分比（前）上，负跟鞋明显低于光脚与普通鞋。
数理分析得出，光脚与普通鞋相比，在包络长度、包络面
积、压力中心垂直摆动上， p ＜0.05 ，差异有统计学意义；包络面
积是反映人体压力中心轨迹的重要指标，其数值越小，平衡能
力越好 ［ 11 ］ ，由表可以看出光脚的平衡能力比普通鞋好；普通鞋
与负跟鞋相比，右脚压力百分比（后）， p ＜0.05 ，差异有统计学
意义，普通鞋站立时，足后部主要支撑，稳定性低于负跟鞋站
立。 说明光脚与普通鞋、普通鞋与负跟鞋之间在单右足闭眼站
立时，平衡有所差异，单右足闭眼站立时，视觉无法很好控制
肌肉的本体感觉，使得平衡能力低于单足睁眼站立状态。
3 结论与建议
3. 1 结论
视觉在静态平衡中起重要的作用， 也有前人研究得出核
心力量对于人体平衡也有一定的影响 ［ 14 ］ ；负跟鞋可以使人体
重心后移，穿着负跟鞋行走时，有良好的稳定性，有利于身体
姿势的矫正，对调整人体的姿势起着一定的积极作用；研究结
果与预期结果一样，但是由于样本量较少，以至于具体研究结
果存在一定的误差。
3. 2 建议
负跟鞋在一定程度上可以调整身体姿势， 为身体姿势的
矫正提供参考依据，在使用过程中注意方式方法；穿着负跟鞋
进行室外运动时，要注意身体平衡重心点的改变，以防导致运
动损伤。
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标签：功效,原理
