一种支撑功能鞋垫及用途的制作方法

本发明涉及一种应用于竞走项目的功能性鞋垫，具体是一种支撑功能鞋垫及用途。

背景技术

竞走运动，尤其是5公里和10公里项目，在近年来越来越流行，正在快速成为热门休闲健身运动项目。造成这种流行性趋势的原因可能是由于人们认为竞走是一项能够提供足够的健身效果，而且对人体伤害非常小的运动。然而研究者们却认为竞走是一项高损伤率的运动。francis等人做了682名竞走运动员参与的调查问卷，发现有近3/2的竞走运动员在职业生涯中发生过一次或者多次伤病。竞走运动员中90%的人在比赛中有疼痛感，剩余10%的人疼痛感贯穿整个比赛。有研究对31名竞走运动员做了统计，发现足跟、跖骨头处的水泡，跟腱损伤和膝关节中部的疼痛是竞走运动员的常发病。竞走是耐力性运动项目，其要求运动员要行走20至50公里。50公里竞走项目是最长的田径项目，比马拉松还要长约7.8公里。一名67公斤的人独立行走50公里每只脚要承担2016吨的重量。因此竞走运动员极易造成水泡、跖痛、应力性骨折和膝关节疼痛等下肢末端的损伤。竞走过程中运动员的足底要反复有力踏地1到4小时，在这段时间内跖骨头和足跟等分区要承受很高的压强和压力，易发生过度使用性损伤。足底反复的踏地动作会导致足跖骨头尤其是第二跖骨头和第三跖骨头的应力性骨折，竞走过程中踏地时足跟压力的增高会引起胫骨前肌肌群的拉伤，可能会促使一些部位产生常见的下肢损伤，竞走过程中地面反作用力的峰值要大于正常走路时地面反作用力的峰值，容易造成胫骨中部肌肉骨骼结构的扭伤；当肌肉骨骼系统过度负荷时，过度使用性损伤就会发生。

功能鞋垫现在被广泛运用于糖尿病的治疗，矫正鞋垫和减压鞋能够降糖尿病患者落地时足底的压力。类似的，竞走运动员过度使用性损伤发生的高几率也与足底压力有关。本发明使用支撑功能鞋垫来减小竞走过程中踏地时足底的压力。这种鞋垫增加了足弓位置的高度，并且加强了足跟位置的缓冲。足跟和跖骨头的压力被转移到足弓部位以减小足跟和跖骨头的压强峰值和地面反作用力，从而达到降低足跟和跖骨头部位过度使用性损伤的风险。且本发明通过测量竞走过程中足底压力的分布来确定功能鞋垫的减压效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种支撑功能鞋垫及用途，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种支撑功能鞋垫，包括鞋垫主体；鞋垫主体由上至下包括用于支撑跖骨的鞋垫跖骨头支撑部位，用于支撑足弓部的鞋垫足弓支撑部位，用于支撑足跟的鞋垫足跟支撑部位；所述鞋垫足弓支撑部位处设有起支撑作用的凸起。

作为本发明进一步的方案：所述鞋垫足弓支撑部位处设有能更好的与人体足弓相贴合的凸起，从而增加足弓位置的受力，达到降低跖骨头和足跟的压强和冲量的目的，降低竞走运动员长距离运动的足底应力性骨折风险。

作为本发明进一步的方案：鞋垫主体采用橡胶材质。

一种支撑功能鞋垫用于竞走运动中减小足底压力以及降低跖骨头和足跟过度使用性损伤概率。

一种支撑功能鞋垫的足底压力检测方法，包括以下步骤：

（1）实验方案：每名受试者按平时的训练方案进行热身活动；然后，每名受试者分别以两种实验条件穿竞走运动鞋进行竞走；实验条件一：双脚穿功能鞋垫；实验条件二：双脚不穿功能鞋垫；受试者进行两种测试的顺序是随机的；采集每名受试者每400米最后100米的连续10步的足底压力数据进行分析；

（2）数据收集：使用足底压力鞋垫收集足底压力数据；当2个以上传感器感应到超过5n的压力时，开始记录数据；

（3）数据整理：测试中计算10个足底压力分区的压强峰值和整只脚的地面反作用力；每个分区的压力由每个分区所有传感器测得的压力的和得出；每个分区的平均压强由每个分区的总压力除以每个分区的面积得出；每只脚的地面反作用力由每只鞋垫上所有传感器测得的压力的和得出；

（4）数据分析：使用双因素方差分析来确定每只脚10个不同分区和两个测试条件之间的差异；如果足底不同分区的压力与两个条件之间无显著的交互作用，但足的不同分区之间有显著差异性，使用独立t检验来确定足底不同分区之间压力的差异性；如果足底不同分区的压力与两个条件之间有显著的交互作用，使用重复性单因素方差分析来确定每只脚同一分区不同条件下的差异和每个条件下每只脚不同分区之间的差异；当p<0.05时，差异具有显著性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的支撑功能鞋垫能够通过减小跖骨头和足跟的压强峰值和冲量，降低这些部位发生过度使用性损伤的风险；功能鞋垫能够降低足跟落地时竖直方向的地面反作用力，从而降低足部和腿过度使用性损伤。

附图说明

图1为支撑功能鞋垫及用途的主视图。

图2为支撑功能鞋垫及用途的侧视图。

图3为10个足底压力分区示意图。＊：穿功能鞋垫与不穿功能鞋垫存在显著性差异。

图4为两种不同条件下足底不同分区的压强比较示意图。＊：穿功能鞋垫与不穿功能鞋垫存在显著性差异。

图5为两种不同条件下足底不同分区的冲量比较示意图。＊：穿功能鞋垫与不穿功能鞋垫存在显著性差异。

图6为两种不同条件下地面反作用力的比较示意图。＊：穿功能鞋垫与不穿功能鞋垫存在显著性差异。

其中：1-鞋垫主体；2-鞋垫跖骨头支撑部位；3-鞋垫足弓支撑部位；4-鞋垫足跟支撑部位。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-2，一种支撑功能鞋垫，包括鞋垫主体1；鞋垫主体1由上至下包括用于支撑跖骨的鞋垫跖骨头支撑部位2，用于支撑足弓部的鞋垫足弓支撑部位3，用于支撑足跟的鞋垫足跟支撑部位4；所述鞋垫足弓支撑部位3处设有能更好的与人体足弓相贴合、起支撑作用的凸起。优选的，鞋垫主体1采用橡胶材质。

本发明通过实验研究结果：竞走过程中使用该支撑功能鞋垫能够通过减小跖骨头和足跟的压强峰值和冲量，降低这些部位发生过度使用性损伤的风险。地面反作用力第一峰值的减小，表明功能鞋垫能够降低足跟落地时竖直方向的地面反作用力，从而降低足部和腿过度使用性损伤。具体的实验研究过程如下：

研究对象：山东省竞走运动队男性运动员20名，年龄20.19±2.66岁；身高178.85±14.07厘米。竞走训练史5年以上（包括5年）。运动员在测试前6个月到测试开始时无任何腿部疼痛或疾病。所有受试者测试前均签署了实验告知书。

实验方案：每名受试者按平时的训练方案进行30分钟的热身活动。然后，每名受试者分别以两种实验条件穿他们自己的竞走运动鞋以最快竞走速度的80%进行400米竞走。实验条件一：双脚穿功能鞋垫；实验条件二：双脚不穿功能鞋垫。受试者进行两种测试的顺序是随机的。采集每名受试者每400米最后100米的连续10步的足底压力数据进行分析。

数据收集：使用足底压力鞋垫(rs-scaninternational,olen,belgium)来收集足底压力数据，每只压力鞋垫有99个电阻式传感器，每平方厘米2个传感器。传感器的精度为0.5n，每个传感器的最大测力为127n。当2个以上传感器感应到超过5n的压力时，开始记录数据。使用8bita/d转换板将模拟信号转换为计算机能够识别的数字信号。压力数据的采样频率为126hz。

数据整理：测试中计算10个足底压力分区的压强峰值和整只脚的地面反作用力。10个足底压力分区分别为（图3）：足跟内侧(hm)，足跟外侧(hi)，足弓内侧(vm)，足弓外侧(vl)，1-5跖骨头(m1,m2,m3,m4,m5)和大拇趾(t1)。每个分区的压力由每个分区所有传感器测得的压力的和得出。每个分区的平均压强由每个分区的总压力除以每个分区的面积得出。每只脚的地面反作用力由每只鞋垫上所有传感器测得的压力的和得出。地面反作用力和每只脚的分区受力都以受试者的自身体重做标准化。

数据分析：使用双因素方差分析(twowayanova)来确定每只脚10个不同分区和两个测试条件之间的差异。测试条件为重复变量，每只脚的不同分区为独立变量。如果足底不同分区的压力与两个条件之间无显著的交互作用，但足的不同分区之间有显著差异性，使用独立t检验(independentt-tests)来确定足底不同分区之间压力的差异性。如果足底不同分区的压力与两个条件之间有显著的交互作用，使用重复性单因素方差分析(one-wayanovawithrepeatedmeasures)来确定每只脚同一分区不同条件下的差异和每个条件下每只脚不同分区之间的差异。当p<0.05时，差异具有显著性。

结果：通过数据分析，足的不同分区的压强和测试条件之间无显著交互作用。穿正常鞋垫时足底的最高压强出现在跖骨头和足跟分区。使用功能鞋垫能够显著降低这些分区的压强，并增加足弓内侧的压强。与正常鞋垫相比功能鞋垫能够降低t1(p=0.012)，hm(p=0.000n/cm²)，hl(p=0.000n/cm²)，m1-4(p=0.005n/cm²,0.000n/cm²,0.002n/cm²,0.031n/cm²)的压强(图4)，增加vm(p=0.000n/cm²)的压强，不改变m5(p=0.159n/cm²)和vl(p=0.173n/cm²)的压强。

功能鞋垫同样能够影响足底冲量（压强-时间积分）。与正常鞋垫相比，功能鞋垫能够减低t1(p=0.000n*s/cm²)，m1-4(p=0.001n*s/cm²,0.000n*s/cm²,0.012n*s/cm²,0.013n*s/cm²)，vl(p=0.006)，hm(p=0.000n*s/cm²)，hl(p=0.000n*s/cm²)的冲量(图5)，增加vm(p=0.034n*s/cm²)的冲量，不改变m5(p=0.159n*s/cm²)的冲量。

竞走时地面反作用力显示为正常的双峰曲线。使用功能鞋垫能够使第一峰值下降(p=0.034)但对第二峰值无影响(p=0.078)(图6)。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。