中老年男性脚型规律与中老年皮鞋设计的研究

冯军芳，钟福添，张双，陈磊，徐有强，辜正贤，潘洪平

（1.四川省皮革研究所，四川 成都 610081；2.国家轻工业鞋类皮革毛皮制品质量监督检测成都站，四川 成都 610081）

引言

随着年龄的增加，老年人足部骨关节逐渐变形，肌肉、韧带、皮肤、血管等慢慢松弛、老化，导致老年人足部产生形变，继而引起足部病变，产生痛症，影响老年人的正常行走[1-3]。

目前，针对中老年人的鞋类品牌较少，老年人买鞋难已经是公认的事实，老年鞋类产品短缺，技术研发的力度远远不够，无法满足广大老年消费者的需求[4]。我国现行的鞋楦标准是以中青年人群（20～40 岁）的脚型基本数据样本为依据制定的，没有专门针对老年人制定相关鞋楦标准，因此，老年鞋产品的设计和制作偏离了中老年人的脚型，不符合老年人的脚型规律，穿着舒适性大打折扣[5]。

国内的相关文献报道了一些有关老年人足型特征的研究[6-9]，但是大多只停留在对老年人脚型规律的研究，有关结合中老年人的脚部形态对中老年鞋楦和鞋款进行设计的研究鲜有报道[10]。

研究中老年人群的脚型规律是中老年鞋楦和鞋款设计的基础。针对中老年人进行脚型规律的研究，并将其与鞋楦设计和鞋款设计相结合，从而设计符合我国中老年群体脚型的楦型和款型，对于改善我国中老年人的穿鞋舒适性和足部健康具有重要意义[5,11]。

1 试验部分

1.1 研究对象

脚型测量主要选取我国脚长为248～253 mm 的男性受试者，分为年龄为25～45 岁的青年组（共计108 名）和50～80 岁的中老年组（共计130名）两组进行脚型测量。足底压力测量主要选取对象为55～75 岁、平常穿鞋鞋码为255 码的男性（共计10 名）。测试对象足部均健康，具有良好的认知能力，能够独立完成行走活动，接受测量前2 个小时，无长时间行走记录。

1.2 测量仪器

（1）DLO-3JX-3L 非接触式三维扫描测量仪，德利欧公司。多扫描头同时工作，全自动扫描，45s 内完成对一个脚型的完整扫描，测量精度1mm。

（2）Pedar-X 鞋垫式足底压力测量系统，德国Novel 公司。每只鞋垫表面分布99 个压力传感器，数据采集频率为50 Hz。

1.3 数据采集方法

（1）三维脚型数据的采集

测量时，受试者赤足站立在扫描仪有机玻璃板上，站立时重心在两脚中间，无晃动，45 s 内完成三维足型扫描，获取脚型特征部位尺寸数据。

（2）足底压力数据的采集

将足底压力测量系统相关器件系在受试者的腰部，测试鞋垫固定在腿上；确保连接无误之后，启动足底压力测量系统，搜寻蓝牙信号与鞋垫进行配对；配对成功后，对左右鞋垫分别校对调零，准备就绪后，受试者听从实验人员的指令行走。数据采集过程中，受试人员要求以80～120 步/分钟匀速直线前进，待受试者运动状态稳定后，开始采集数据，连续自然行走24 s 以上为一次测量完成，每次数据采集后命名保存。

1.4 数据处理

运用SPSS 软件的“独立样本T 检验”进行足部指标数据和足底压力测试数据的统计分析和处理。

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2 结果与讨论

2.1 青年和中老年脚型变化规律的研究

表1 为青年和中老年的主要脚型数据和统计分析结果。当“莱文方差等同性检验”显著性结果小于0.05 时，则说明这两组数据存在显著性差异。从“莱文方差等同性检验”的显著性数据来看，中老年和青年脚型的脚宽、趾围、兜跟围、腰围、第一跖趾长度、第五跖趾长度、第五趾外凸点长度、拇指里段宽度、五指外段宽度存在显著性差异。因此后续主要基于这9 个部位进行脚型数据变化规律的探讨与研究。

正常足弓负重后相应降低，重力传达至韧带，韧带达到适度紧张时，足内外肌肉起作用，协助韧带维持足弓。完整的足弓在行走或者跑跳时可以吸收震荡，并保护脚部以上关节及防止内脏损伤。随着中老年人年龄的增长，中老年人脚部会发生退行性变化，脚部肌肉萎缩导致肌肉力量减退，韧带慢慢退化，其维持足弓的能力下降，当站立负重时，就出现足弓塌陷，包括横弓和纵弓两个方向的塌陷，进而导致后天性平足的产生。

表1 的脚型数据显示，与青年脚型数据相比，中老年在脚基本宽度和围度方向有显著性差异。由于足横弓的塌陷，中老年的脚宽略有增大；中老年的趾围较青年增大1.7 mm，因此中老年的脚形较青年人脚型偏肥一些。

从表1 可以看出，第一跖趾长度和第五跖趾长度主要表征足弓的长度，中老年人较青年人群的第一跖趾长度和第五跖趾长度均明显增长（两组数据均具有显著性差异），因此中老年人较青年人群足弓长度增加，脚长变长。这主要是足纵弓塌陷导致的。

表1 青年和中老年的主要脚型数据和统计分析结果Tab.1 Data and statistical analysis of main foot types of young and the middle-aged and elderly

由表1 可知，中老年人比青年人群的拇指里段宽度稍窄，五指外段宽度数据显示中老年比青年稍宽，因此基本可以判断中老年脚型存在拇指外翻的倾向。其主要原因可能是由于足弓塌陷后引起的足外翻，而足外翻又会导致负重外移，足与地面接触面积减少，从而导致第一跖趾关节部位压力过大，引起疼痛。

2.2 中老年男性皮鞋鞋楦设计

基于对中老年人足部各部位数据特征的考察，通过对脚型数据的统计学分析和脚型规律的研究，并结合鞋对中老年人脚的生理机能、病理产生影响作用的机理等，可以在现有青年鞋楦的基础上对鞋楦关键部位进行适当的调整，以使设计出来的鞋楦更加符合中老人的脚型规律，让中老年人穿上更为舒适的鞋。

由于中老年人的足弓长度增加，脚长略微变长，因此，可在原有青年鞋楦的基础上将楦的长度方向进行适当调整。中老年人的第一跖趾长度和第五跖趾长度比青年人长，足弓有明显的塌陷，因此在鞋楦的设计上应该把第一跖趾关节部位和第五跖趾关节部位适当往前移。

人脚第一跖趾和第五跖趾关节的骨骼较多，肌肉较少，压缩性较差，因此基宽对舒适度的影响是非常重要的。在脚型宽度方面中老年比青年要宽，而且两者存在显著性差异，因此在鞋楦的设计上要适当增加鞋楦的基本宽度，从而保证前脚掌不会感到挤脚。

中老年人比青年人群的拇指里段宽度稍窄、五指外段宽度较宽，存在拇指外翻的倾向。因此在鞋楦的设计上，应该将五指外段宽度适当加宽，确保不会压迫小脚趾；而由于中老年人比青年人群的第一跖趾里段宽度略微增加，因此鞋楦设计时将第一跖趾里段宽度略微增大，即使中老年人群的拇指里段宽度稍窄，考虑到鞋楦的线条流畅性和舒适性，在设计鞋楦时需将拇指里段宽度进行适当的加宽处理。

跖趾关节是脚走路时发生弯曲的部位，承受人体重量和活动的负荷。趾围是确定一个鞋楦肥瘦的基础，是鞋楦的一个重要参数。表1 中，中老年的趾围比青年的趾围大了约1.7 mm，即约1/4 型（1 型等于7 mm），并且具有显著性差异。因此，鞋楦设计时，应适当增加趾围尺寸，以符合脚型规律和脚的运动规律。

设计中老年鞋楦的时候，除了考虑上述中老年足实际尺寸变化外，还应考虑中老年足肌肉萎缩、皮下脂肪变薄，肌肉弹性降低等因素，在鞋楦围度方面进行适当的放大处理。

如表2 所示是我们以25 mm 跟高250（2.5）码男素头鞋楦国标数据为基础鞋楦，结合中老年人脚型规律，特别是具有显著性影响的脚型部位，对国标基础鞋楦进行适当调整，设计出的适合中老年人的鞋楦关键部位尺寸。

表2 中老年鞋楦的设计Tab.2 Design of shoe last for the middle-aged and elderly

2.3 中老年男性皮鞋鞋款设计

中老年人脚底皮肤肌肉变软，皮下脂肪变薄，走路时脚部骨骼直接受来自地面的冲击，容易引起疼痛。中老年人的鞋款设计要充分考虑到足部的舒适性、稳定性和安全性。图1 为我们自主设计开发的中老年人皮鞋鞋款。款式和材质如图所示。

图1 中老年男性皮鞋鞋款设计图Fig.1 Design draft of leather shoes for middle-aged and elderly men

安全和稳定是中老年人需要格外关注的因素。提高底部结构的防滑性能，能够避免造成滑到摔伤。爆米花发泡底，特点轻便，防滑，弹性十足，温度适应性强，成型加工容易，设计空间广泛，因此可选用爆米花发泡底作为中老年皮鞋的鞋底材料。

帮面所用材料选择卫生性能较好并且轻便的材料，这样穿着才有较好的舒适性能。天然头层牛皮面料具有透气不汗脚的特点，舒适性更好。同时，在受力弯折较多部位的跖趾部位，帮面材料的选择、粘胶剂的使用等都应尽量的软，易于曲折，提高中老年鞋的舒适性。可采用不涂饰的羊皮革、猪皮革内里，吸汗透气。中老年鞋的后帮应有一定的硬度，以支撑保护中老年衰退的足踝关节，这样踝关节才不累。

口门可采用单层皮松紧织带包边工艺，更加贴脚，口门不磨脚；圆松紧鞋绳加弹簧锁扣，穿脚方便。

鞋垫方面应该适当柔软，分散第一跖趾关节部位的压力。在鞋垫足弓处设置记忆海绵，起到保护足弓增强足在行走运动中的稳定性；根据前掌压强大的特点，在脚掌处加入弹性体，缓冲和分散脚掌的压力分布。

2.4 老人鞋足底压力研究

将自主设计开发的中老年男性皮鞋与市售男性老人鞋分别进行足底压力测试，研究老人鞋的舒适性。表3 为不同足底部位的市售和自主开发老人鞋的最大压强平均值。显著性＜0.1，表明具有显著性。如表所示，与市售老人鞋相比，穿着自主开发老人鞋时前掌和整足部位的最大压强平均值均显著降低，因此舒适性有显著的提升。

表3 市售和自主开发老人鞋的最大压强平均值Tab.3 Average maximum pressure of commercial and the developed shoes for the elderly

足底压强时间积分计算方法为足底压强对时间的积分值，反映了足底压力与累积时间的变化关系，可以更好地衡量人在穿着不同鞋时所做的功。压强时间积越小，穿鞋越不易疲劳，足部舒适性也就越高。表4 为不同足底部位的市售和自主开发老人鞋的压强时间积分平均值。如表所示，与市售老人鞋相比，穿着自主开发老人鞋时前掌和整足部位的压强时间积分平均值均显著降低，因此穿鞋舒适性明显提升。因此，我们自主开发的中老年人鞋较市售老人鞋的穿鞋舒适性有较大的提升。

表4 市售和自主开发老人鞋的压强时间积分平均值Tab.4 Average pressure time integral of commercial and the developed shoes for the elderly

3 结论

本研究通过研究中老年男性的脚型规律，结合中老年男性的脚型规律对中老年男性皮鞋的鞋楦和鞋款进行设计。与青年脚型数据相比，中老年的脚宽略有增大；足弓长度增加，脚长变长；拇指里段宽度稍窄，五指外段宽度稍宽，中老年脚型存在拇指外翻的倾向。结合中老年男性的脚型规律对中老年男性皮鞋的鞋楦和鞋款进行设计，能够获得舒适性较好的中老年皮鞋。该研究对于改善我国中老年人的穿鞋舒适性和足部健康具有重要意义。