中國(guó)高校18～25歲青年人腳型特征研究

楊敬暖++宋祺鵬

摘 要：對(duì)中國(guó)高校18～25歲成年人的腳型特征進(jìn)行系統(tǒng)研究，并討論性別差異和地區(qū)差異對(duì)腳型特征造成的影響，繼而得到中國(guó)人腳型數(shù)據(jù)，用以指導(dǎo)制造適合國(guó)人腳型特征的運(yùn)動(dòng)鞋鞋楦。應(yīng)用三維視頻分析和人工測(cè)量的方法，對(duì)有著不同社會(huì)生活背景的18～25歲成年男性2 112名、女性1 013名進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試參數(shù)指標(biāo)共25個(gè)。數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，男、女性的腳型特征存在明顯的性別差異和地區(qū)差異。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，25個(gè)指數(shù)中有22個(gè)出現(xiàn)明顯的性別差異；女性與男性相比足部較窄，前腳掌長(zhǎng)度短，足弓高度低，第一趾骨和第一跖骨高度低，足跟高度較高，足各項(xiàng)圍度指標(biāo)小，足較為纖細(xì)；山東省與陜西、廣東、廣西等省區(qū)高校18～25歲成年人腳型存在差異，總體上看，山東省男女成年人在腳長(zhǎng)腳寬上都明顯大于后者。

關(guān)鍵詞：腳型；中國(guó)青年人；三維

中圖分類號(hào)：G804.49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-2076（2015）03-0052-05

Abstract：This paper did a systematic research on the foot-shape characteristics of the Chinese youths aged 18-25 years old， by discussing the effect of gender differences and regional differences in the foot shape characteristics， collecting the data of Chinese foot shapes in order to make our own sports shoes last. By using video analysis and artificial measurement， we tested a total of 25 test parameters index of 2112 male and 1013 female， aged 18-25 years old， from different social background. The results showed that gender and regional could make a significant difference. After the data standardization， 22 indexes from the 25 showed an obvious gender difference. Compared with male， the female's foot is narrower， forefoot length is shorter， the arch height is lower， the first phalanges and first metatarsal height is lower， the heel height is higher， and every surrounded degree index is smaller and relatively slimmer. There are certain differences between the Shandong college students， aged 18-25， when compared with the Shaanxi， Guangdong and Guangxi province's college students in foot shape. In a word， foot length and foot width of Shandong province， both the adult male and female， are significantly greater than the rest of subjects from other provinces.

Key words： foot shape； Chinese youths； three-dimensions

腳是人體的“第二心臟”，它是由26塊骨骼、33個(gè)關(guān)節(jié)、107根韌帶、19塊肌肉和神經(jīng)構(gòu)成，其基本功能是支撐人體體重和維持人體平衡[1]。不合腳的鞋不僅會(huì)對(duì)腳造成損傷，還會(huì)對(duì)人體的其他器官造成影響。研究表明，不符合腳型特征的鞋會(huì)引起足部病癥或足部畸形[2]。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，腳部畸形在我國(guó)大有蔓延之勢(shì)，扁平足和拇趾外翻的病例比以往高出近20%，這其中除20%為先天因素外，其余基本上都是由于鞋不合腳造成的[3]。

美國(guó)學(xué)者Fery等人[4]對(duì)男性與女性在腳型特征方面的研究引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。其研究表明，76%的女性患有不同程度的前足部畸形，而80%的女性在穿鞋的時(shí)候腳部存在較明顯的疼痛感，更有88%無(wú)足部疾病的女性所穿的鞋長(zhǎng)平均小于自己的腳長(zhǎng)12 mm。隨著物質(zhì)和精神生活的豐富，參與體育運(yùn)動(dòng)的女性數(shù)量及其運(yùn)動(dòng)時(shí)間也隨之增多，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度也在增強(qiáng)，伴隨的運(yùn)動(dòng)損傷也越來(lái)越多。

在現(xiàn)行的制鞋技術(shù)中，女性鞋楦的設(shè)計(jì)制造是按照男性鞋楦照搬而來(lái)的[5-7]。而研究表明，男女足部在形態(tài)和生物力學(xué)結(jié)構(gòu)上存在明顯差異。因此，男性與女性之間的腳型特征比較研究與女性鞋類的合腳性研究應(yīng)給予更多的關(guān)注。

本研究的目的是通過(guò)建立中國(guó)高校18～25歲成年人的腳型數(shù)據(jù)庫(kù)，為以后特定鞋楦的制作提供數(shù)據(jù)支持，提高我國(guó)運(yùn)動(dòng)鞋制造業(yè)的核心技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力；通過(guò)比較成年人腳型參數(shù)的性別差異，分析成年男女腳型參數(shù)上的特征與差別，探討在設(shè)計(jì)成年人鞋楦時(shí)應(yīng)考慮的性別因素；比較國(guó)內(nèi)不同地區(qū)成年人的足部參數(shù)，分析不同地區(qū)成年人的足型參數(shù)差異，為鞋類制造業(yè)提供數(shù)據(jù)支持[8-13]。

山東體育學(xué)院學(xué)報(bào)第31卷第3期2015年6月

1.3.6 由同一專業(yè)人員用軟尺測(cè)量受試者右腳5個(gè)圍度，每個(gè)圍度測(cè)量?jī)纱巍?/p>

1.3.7 每次拍攝前先拍攝比例尺，拍攝完比例尺后攝像機(jī)位置將不能再做變動(dòng)。

1.3.8 受試者站立于場(chǎng)地薄板上，兩腿分開(kāi)與肩同寬，身體重心分布于兩腿中間，保持靜止?fàn)顟B(tài)，攝像4s。

1.3.9 測(cè)試結(jié)束，由工作人員幫助受試者清洗標(biāo)志點(diǎn)，更換衣物，離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。

1.4 數(shù)據(jù)的處理和分析

1.4.1 參數(shù)獲取

通過(guò)對(duì)22個(gè)標(biāo)志點(diǎn)的測(cè)量共得到20個(gè)腳型參數(shù)，其中包括5個(gè)長(zhǎng)度參數(shù)、3個(gè)寬度參數(shù)和12個(gè)高度參數(shù)。加之拍攝前實(shí)際測(cè)量的5個(gè)圍度參數(shù)，試驗(yàn)共實(shí)際獲得腳型參數(shù)25個(gè)。

1.4.2 精度檢驗(yàn)

拍攝受試者足部三維數(shù)據(jù)之前需要進(jìn)行測(cè)量方法的精度檢驗(yàn)。檢驗(yàn)使用預(yù)先準(zhǔn)備好的特殊鞋楦，鞋楦上標(biāo)有黑色標(biāo)志點(diǎn)5個(gè)。檢驗(yàn)方法如下：將鞋楦放置于拍攝位置并對(duì)其進(jìn)行三維拍攝，之后提取標(biāo)志點(diǎn)之間的長(zhǎng)度與高度數(shù)據(jù)并與真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以確保本次試驗(yàn)的測(cè)量精度誤差范圍在0.5 mm以內(nèi)。

1.4.3 信度檢驗(yàn)（ICC系數(shù)）

測(cè)量前隨機(jī)抽取10名受試者進(jìn)行測(cè)量的信度檢驗(yàn)。在每個(gè)測(cè)試周期內(nèi)對(duì)10名受試者的腳型參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）被用來(lái)標(biāo)定測(cè)量的重測(cè)信度。

1.4.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

所有的腳型參數(shù)都以平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的形式出現(xiàn)。獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)（Independent Sample T test）用來(lái)檢測(cè)同一年齡段不同性別成年人腳型的差異；單因素方差分析（One-Way ANOVA）用以比較不同省份間腳型特征差異；社會(huì)科學(xué)統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS用于所有數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析（SPSS， Inc.， Chicago， IL）。P<0.05時(shí)差異具有顯著性。

2 研究結(jié)果

2.1 精度、信度檢驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)精度檢驗(yàn)?zāi)軌虻玫叫?-5點(diǎn)長(zhǎng)度、2-4點(diǎn)長(zhǎng)度和3、5點(diǎn)的高度，每次精度檢驗(yàn)的結(jié)果均處于以下范圍內(nèi)：長(zhǎng)度1-5 ，25.80～25.85 cm；長(zhǎng)度2-4， 8.80～8.85 cm；高度3， 4.80～4.85 cm；高度5 ，2.05～2.08 cm。結(jié)果表明本次測(cè)驗(yàn)的精度誤差為±0.5 mm。重測(cè)信度檢驗(yàn)的結(jié)果顯示本次研究所進(jìn)行的測(cè)量信度很高，ICC系數(shù)的數(shù)值范圍為0.819到0.999[14]。

2.2 足長(zhǎng)寬指數(shù)的比較

山東省、陜西省、廣東省、吉林省、廣西壯族自治區(qū)、高校18～25歲男女性足長(zhǎng)寬指數(shù)的比較如圖3所示，山東省與吉林省高校18～25歲男女性足長(zhǎng)寬指數(shù)較其他省份都要高?？傮w來(lái)看，吉林省男女性足長(zhǎng)寬指數(shù)最大，說(shuō)明吉林省男女性腳型較寬大；山東省男女性足長(zhǎng)寬指數(shù)與吉林省接近，說(shuō)明山東省與吉林省男女性腳型較相似；陜西省男性足長(zhǎng)寬指數(shù)最低，其腳型較寬大，女性足長(zhǎng)寬指數(shù)較高，其腳型較修長(zhǎng)；廣西壯族自治區(qū)男女性足長(zhǎng)寬指數(shù)最低，較其他省份男女性腳型寬大；廣東省男女性足長(zhǎng)寬指數(shù)高于廣西省，說(shuō)明其腳型較為修長(zhǎng)。所有省（區(qū)）份按男女足長(zhǎng)寬指數(shù)相比較，女性指數(shù)偏高，腳型與男性腳型相比較修長(zhǎng)。

2.3 主要腳型特征部位與性別的關(guān)系

表2為通過(guò)獨(dú)立t檢驗(yàn)用來(lái)檢測(cè)男女性的性別差異。所示參數(shù)為第一跖骨頭到腳跟長(zhǎng)度（M1L）、第五跖骨頭到腳跟的長(zhǎng)度（M5L）、腳前掌長(zhǎng)度（ForeL）、腳寬（FB）、第五趾骨高度（P5H）、腳跟寬度（HB）、第一跖骨頭高度（M1H）、第五跖骨頭高度（M5H）、足弓高度（ArH）、第一楔骨與趾骨交界處高度（CBH）、距骨、脛骨交點(diǎn)高度（DH）、內(nèi)踝最突出點(diǎn)高度（MMH）、外踝最突出點(diǎn)高度（LMH）、外踝下緣最低點(diǎn)高度（SphfH）、內(nèi)踝下緣最低點(diǎn)高度（SphH）、腳跟后最突出點(diǎn)高度（CH）占腳長(zhǎng)的百分比。

由表2可以看出，女性和男性的主要腳型特征存在顯著差異。其中FB（腳寬）、M1H（第一跖骨頭高度）、CBH（第一楔骨與趾骨交界處高度）存在差異，而其余各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)存在顯著差異。

圖5所示參數(shù)為跖趾關(guān)節(jié)圍AB、跗骨CDB、跗跟圍GD、兜跟圍G2與腳長(zhǎng)的百分比數(shù)值。跖趾關(guān)節(jié)圍占腳長(zhǎng)的百分比，標(biāo)志著跖趾關(guān)節(jié)的相對(duì)圍度，從數(shù)值上看，男性跖趾關(guān)節(jié)圍占腳長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)為97.77%，女性的數(shù)值為95.31%，男性的數(shù)值比女性高出2.46%，男性跖趾關(guān)節(jié)相對(duì)圍度明顯高于女性跖趾關(guān)節(jié)相對(duì)圍度。[JP]

跗骨圍占腳長(zhǎng)的百分比，標(biāo)志著跗骨圍的相對(duì)圍度。男性跗骨圍占腳長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)值為97.85%，女性的數(shù)值為95.5%。從數(shù)值上看，男性的跗骨圍占腳長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)值比女性高出2.35%，男性跗骨圍相對(duì)圍度明顯高于女性跗骨圍相對(duì)圍度，跗骨圍存在明顯性別差異。

如圖5所示，跗跟圍占腳長(zhǎng)的百分比，標(biāo)志著相對(duì)跗跟圍度。男性跗跟圍占腳長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)值為141.72%，女性的數(shù)值為137.07%，男性的數(shù)值比女性數(shù)值高出4.65的百分點(diǎn)，男性相對(duì)跗跟圍度比女性跗跟圍度明顯大。

兜跟圍占腳長(zhǎng)的百分比，標(biāo)志著相對(duì)兜跟圍度。從數(shù)值上看，男性兜跟圍占腳長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)為130.23%，女性的數(shù)值為127.98%，男性的數(shù)值比女性高出2.25%，男性相對(duì)兜跟圍度明顯高于女性相對(duì)兜跟圍度。

圖6為足弓高度ARH、第一楔骨與趾骨交界處高度CBH、距骨、脛骨交點(diǎn)高度與腳長(zhǎng)百分比數(shù)值。足弓高度占腳長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)，標(biāo)志著足弓的相對(duì)高度。男性足弓高度占腳長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)值為9.03%，女性的數(shù)值為8.47%。男性的足弓高度占腳長(zhǎng)的百分比高于女性，說(shuō)明男性足弓相對(duì)高度高于女性。

第一楔骨與趾骨交界處高度（CBH）占腳長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)，這一參數(shù)標(biāo)志著足弓區(qū)骨骼的高度，它是足弓高度在骨骼上的體現(xiàn)。男性CBH占腳長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)值為14.98%，女性的數(shù)值為14.4%。男性第一楔骨與趾骨交界處高度占腳長(zhǎng)百分?jǐn)?shù)高于女性，說(shuō)明男性足弓高度在骨骼上的體現(xiàn)高于女性。

距骨、脛骨交點(diǎn)，即腳、小腿交接點(diǎn)的高度（DH）與腳長(zhǎng)的百分比標(biāo)志著腳跟的高度。男性DH占腳長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)值為32.26%，女性的數(shù)值為31.19%。男性距骨、脛骨交點(diǎn)的相對(duì)高度高于女性，說(shuō)明男性腳跟高度高于女性。

綜上所述，高校18～25歲男性在17個(gè)主要腳型特征部位中，多個(gè)部位與女性參數(shù)值存在明顯差異。通過(guò)這些差異我們看出，男性和女性的鞋楦應(yīng)該分別設(shè)計(jì)，不區(qū)分性別的鞋楦設(shè)計(jì)必然會(huì)造成穿著者的不適，甚至對(duì)足部健康造成危害。

4 結(jié)論

4.1 山東省與廣西壯族自治區(qū)、陜西省、廣東省、吉林省高校18～25歲成年人腳型存在差異。總體上看北方男女成年人在腳長(zhǎng)腳寬上都明顯大于南方，鞋類生產(chǎn)廠商在生產(chǎn)時(shí)，可以根據(jù)地區(qū)差異制作適合不同地域人群腳型特征的鞋。

4.2 成年人腳型的性別差異確實(shí)存在。女性的前腳掌長(zhǎng)度高于男性；男性的內(nèi)外踝高度、腳跟寬度和高度均高于女性；男性在各項(xiàng)圍度上均大于女性，即女性腳型較男性相比更纖細(xì)。鞋類生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)女鞋時(shí)，不能再依靠縮小男性鞋楦來(lái)制造女性鞋楦。

4.3 高校男性在腳長(zhǎng)和腳寬兩項(xiàng)指標(biāo)上均大于女性，本次測(cè)試所得數(shù)據(jù)可為建立中國(guó)高校18～25歲青年人腳型數(shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]丘理.鞋楦設(shè)計(jì)與制作[M].北京：中國(guó)紡織工業(yè)出版社，2006.

[2] Cheng， F.-T.a.D.-B.， Perng.A systematic approach for developing a foot size information system for shoe last design[J].International Journal of Industrial Ergonomics， 1999，25： 171-85.

[3]弓太生， 費(fèi)銳， 賴軍， 梁高勇.淺析腳型與成鞋合腳性的研究[J]. 西部皮革， 2010（10）.

[4]Frey， C.， J.Smith， M. Sanders，and H. Horstman.American Orthopaedic Foot and Ankle Society[J].Womens Shoe Survey， 1993，F(xiàn)oot Ankle 14：78-81.

[5] Frey C. Foot health and shoewear for women[J]. Clinical Orthopaedics and Related Research， 2000， 372： 32 -44.

[6] Krauss I ，ValiantG ，Horstmann T，et al. Comparison of female footmorphology and last design in athletic footwear - are men 's lasts appropriate for women[J]. Research in Sports Medicine.

[7]Wunderlich RE ，Cavanagh PR.Gender differences in adult foot shape： implications for shoe design[J].Medicine and Science in Sports and Exercise， 2001， 33： 605 -611.

[8][JP2]Hawes MR， S.D.Quantitative morphology of the human foot in a North American population[J].Ergonomics，1994，37：1213-1226.[JP]

[9]Hawes MR， S.D.， Miyashita M， Kang SJ， Yoshihuku Y， Tanaka S.Ethnic differences in forefoot shape and the determination of shoe comfort[J].Ergonomics，1994，37：187-196.

[10] Kusumoto A， S.T.， Kumakura C， Ashizawa K.A comparative study of foot morphology between Filipino and Japanese women， with reference to the significance of a deformity like hallux valgus as a normal variation[J].Annals of Human Biology， 1996，33（5）：373-385.

[11]Jack C.Y Cheng，et al. Change of foot size with Weight bearing[J].Clin Orthop Relat Res.， 1997，Sep（342）：123-31.

[12]Ashizawa K， K.C.， Kusumoto A， Narasaki S.Relative foot size and shape to general body size in Javanese， Filipinas and Japanese with special Reference to habitual footwear types[J].Annals of Human Biology， 1997，24（2）：117-129.

[13]B. Nacher，S.A.， J.C. Gonzalez， E. Alcantara etal.A footwear fit classification model based on anthropometric data[J].DHM， 2006，2006-0102356.

[14]Portney LG， Watkins MP.Foundations of Clinical Research： Applications to Practice[M].3rd ed.Upper Saddle River， NJ：Pearson Prentice Hall，2009