足底压力分布年龄差异分析

目的:通过对不同年龄段人群行走时足底压力分布的记录和分析,解释步态特征的年龄差异本质,为足迹年龄分析提供科学依据。方法:利用FOOTSCAN足底压力分析系统采集20、30、40、50四个年龄段人群的足底压力数据,并进行比较。结果:通过对数据的观察分析发现,足底各区压强作用时间和大小伴随年龄的推移发生规律性改变。结论:科学实验证明行走步态特征的年龄差异确实存在,并且变化规律能够为足迹年龄分析的方法提供依据。     

不同鞋跟高度对肥胖青年女性自然行走步态足底压力分布的影响

为确定肥胖青年女性穿不同鞋跟高度鞋自然行走时足底压力参数变化,运用实验法、文献资料等研究方法,通过Footscan足底压力解析系统对20名平均年龄在（20．1±1．02）岁的肥胖青年女性穿平底鞋和穿不同鞋跟高度鞋行走时的步态进行动力学测量与分析。结果表明：随着鞋跟高度的增加,肥胖青年女性在自然行走的过程中,足底第2跖骨和第3跖骨的峰值压力逐渐增大,足跟内侧和足跟外侧的峰值压力逐渐减小,压力中心轨迹在X轴方向上逐渐增加,在1,轴方向上逐渐减小。     

6～7岁肥胖儿童自然行走时的步态与足底压力分析

运用实验法、数理统计等研究方法,通过二维测力平板(Foot scan 7.0 USB2 gait system)和高速摄像机(Fastec Imaging)对东北师范大学附属小学32名6~7岁小学生平地自然行走时的足底压力与步态特征进行测量与分析,探究肥胖儿童与体质量正常儿童自然行走时的相关参数指标的差异情况。结果表明,肥胖儿童步态周期、双支撑时间、步宽明显大于体质量正常儿童,而体质量正常儿童摆动时间、足放平时间、单步长和相对步长明显大于肥胖儿童。肥胖儿童与体质量正常儿童足底各区域峰值压强、冲量值从大到小的顺序存在差异,压力中心轨迹在X轴方向上摆动范围较大,在Y轴方向上摆动范围较小,左右足的步向角大于体质量正常儿童,而足跟着地角小于体质量正常儿童,应引起社会各界的关注与重视。     

支持向量机在不同性别人群足底压力分析识别中的应用

研究不同性别人群足底压力分布对性别进行分析识别,利用足底压力步态分析系统对20名男性和20名女性正常行走的足底压力分布数据进行测量,提取足底各区压强峰值特征,使用支持向量机对不同性别人群的足底压强峰值进行训练并进行验证。结果表明:利用支持向量机对左足、右足及左右足的足底压强峰值特征建立的数学模型对性别具有较好的分析识别能力,识别正确率在80%以上,为利用犯罪嫌疑人足迹所反映的步态特征分析性别提供了实验依据。     

青年人自然行走过程中起落脚位置特征

为研究青年人自然行走过程中起落脚位置特征及其在步态分析中的作用,采集了57名18～24岁的青年男性穿着同种实验鞋10次自然行走的足底压力数据,计算步态运动过程中落脚与起脚相对位置描述参数以及压力中心轨迹线在冠状面上的变化幅度,并测量实验鞋穿用两个月后前后边缘磨损最重点的位置,最后对实验所得数据进行分析。结果表明,同一人多次行走过程中,起落脚相对位置无显著差异;且起落脚位置与鞋底前后边缘磨损最重点位置以及压力中心轨迹线在冠状面上的变化幅度之间均存在相关关系。可见,青年人自然行走状态下,落脚与起脚相对位置有较好的稳定性;鞋底前后边缘磨损最重点位置能够反映受试人员起落脚的位置;起落脚位置偏内的人步态运动过程相对更加平稳。     

帕金森患者行走能力评估系统（英文）

该系统可应用于柔性阵列压力传感器搭建的S型步态通道平台,采集帕金森患者动态足底压力分布数据,并通过以太网传输至PC机进行分析.对患者足底压力数据依次进行数据去噪、聚类分割、脚型识别、参数提取等处理,获取患者详细的步态时空参数,运用模糊分类方法对数据进行分类评估.实验结果表明:该分类方法具有较高的分类准确率(93%),该系统能够有效地实现帕金森患者行走能力的评估.     

蹬痕形成和变化的生物力学基础研究

目的蹬痕是起足阶段的主体痕迹,全面了解和掌握其形成过程和机理以及特征变化规律是深入挖掘足迹信息的前提,也是准确进行足迹分析的重要保障。方法利用足底压力测量系统采集人体平地自然行走时足-地相互作用的时间、空间和力学参数,对足与地面接触的全过程进行量化分析,对蹬痕形态特征进行直观观察和比较研究。结果不同年龄人群由于生理机能和运动能力等差异,起足动作、蹬痕反映均有明显差异。结论通过综合分析蹬痕形成过程足-地相互作用的生物力学参数和足迹步态特征,有助于正确理解和应用蹬痕分析年龄等人体自然条件,为侦查提供更加准确的方向。     

一种步态触觉特征识别算法

鉴于不同人足底的尺寸和压力分布的不同,提出了一种基于压力中心点距离的步态触觉特征识别算法,通过对足底脚趾区、前脚掌区和后脚掌区的划分及其压力中心点的标记,计算不同区域压力中心点间的欧氏距离以获取相应足底压力的特征表示,从而实现人的身份识别.论文基于该特征结合支持向量机(support vector machine,SVM)分类器对真实数据进行了人的身份识别,实验结果验证了该算法的有效性.     

单侧负重对人体足底压力特征的影响研究

为探究人体不同单侧负重方式与负重重量行走时足底压力分布特征,分析单侧负重对不同性别人群带来的足底压力变化,选取30名男性与30名女性受试者分别在单肩、手提与斜挎背包3种负重方式下以自身体重的0％、5％、10％ 与15％ 等4种负重重量下行走,利用Medtrack足底压力板测量足底压力峰值和压强峰值.结果表明:单肩背包时...     

帕金森患者行走能力评估系统

该系统可应用于柔性阵列压力传感器搭建的S型步态通道平台,采集帕金森患者动态足底压力分布数据,并通过以太网传输至PC机进行分析。对患者足底压力数据依次进行数据去噪、聚类分割、脚型识别、参数提取等处理,获取患者详细的步态时空参数,运用模糊分类方法对数据进行分类评估。实验结果表明：该分类方法具有较高的分类准确率（93％）,该系统能够有效地实现帕金森患者行走能力的评估。     

25～27岁肥胖青年男性自然行走步态运动学分析

运用实验法、文献资料法和数理统计等研究方法，通过艾利尔录像解析系统对东北师范大学非体育专业25—27岁16名研究生进行自然行走时的步态测试，目的在于揭示肥胖青年和体重正常青年在自然行走过程中足底各分区着地时双支撑时期、单只撑时相、足放平的时间、步长、步宽以及不同着地时期髋、膝、踝关节角度等参数哪些存在差异部分，哪些存在着一致部分。探究运动学各项主要参数与脂肪、脂肪含量、身高、年龄等的相关性。结果表明，肥胖男青年双支撑时相、双支撑时相百分比、足放平的时间均比体质量正常男青年长，步宽比正常男青年宽，且与体质量、肥胖程度呈显著正相关，而步态周期、支撑时相与正常男青年基本一致。但肥胖青年的单只撑时相、步长均小于正常青年，且与体质量、肥胖程度呈显著负相关。足跟着地瞬间，踝关节的角度明显大于正常青年，膝关节角度明显小于正常青年，且与体质量、肥胖程度呈显著正相关。足趾离地时，肥胖青年髋关节角度大于正常青年。     

Performance Analysis of Cushioned Sport Soles with Plantar Pressure Test

Plantar pressure distribution of the designed cushioned soles was studied and compared with that of the commercially available sport shoes. A three-dimensional motion measurement system was used to obtain the peak plantar force, the peak plantar pressure, force-time integrals and pressure-time integrals, and one-way analysis of variance was used to analyze the performance of the designed cushioned shoes. The results revealed that in normal walking and jogging states, compared with the commercially available sport shoes, the peak plantar pressure in the heel region decreased by 13.65% and 6.05%, respectively. The peak plantar force decreased by 15.98% and 15.32%, respectively. The force-time integral decreased by 4.36% and 6.83%, respectively, and the pressure-time integral decreased by 10.58% and 11.00%, respectively. In conclusion, the cushioning performance of shoes is related to the exercise mode. For normal walking, the designed cushioned soles absorbed greater impact in the heel region, which was effectively cushioned, whereas in the jogging state, the designed cushioned soles exhibited a favorable cushioning effect in the forefoot region. The designed cushioned soles exhibited cushioning performance through the coupling design of material and structure, which effectively reduced impact force when landing and could optimize plantar pressure distribution.     

正常青年人行走步态的实验研究

以VICON步态分析系统对5名年龄身高体重均相近的正常青年人的常速行走步态进行了实验研究.得到了青年人常速行走步态的基本参数,给出了关节角度的统计曲线,并对单支撑期内各关节角度进行了分析.比较了左右两侧关节角度的差异.结果表明,正常行走左右两侧关节角度存在着差异,以左右侧关节角度差异度结合时相对称性指标可以更合理地评价步态的对称性.单支撑期内关节角度范围为假肢设计及正常人步态的模拟提供了参考.     

人体在向后滑倒时平衡调节能力的生物力学研究

通过分析从坐到站及行走过程中多次平衡干扰对滑倒的调节效果,从运动生物力学的角度,探究在有外部干扰及疲劳滑动状态下对人体平衡能力的影响以及差异性.利用动态滑轨在受试者完成坐起动作和正常向前行走时产生突然的向前运动,使受试者产生向后跌倒的趋势.运用Noraxon表面肌电测试系统、Kistler三维测力台、BTS三维红外动作捕捉系统,以及Ariel录像分析系统,同步记录受试者在正常坐起及向后滑倒过程中的运动学、动力学和肌电参数.运用Biodex多关节等速肌力测试系统实现下肢关节肌肉的疲劳.结果表明:有效的质心调节可以使人体在遇到突然的向后滑动时保持相对稳定状态,使身体不至于产生较大的波动,充分的下肢支撑以及有效的上肢关节的调节是避免滑倒的关键.在从坐到站及人体行走过程中,地面反作用力、压力中心移动范围的值相比无干扰状态下显著增加.在从坐到站过程中突然滑动测力台,腓肠肌内侧、股二头肌,胫骨前肌和股直肌的积分肌电值较无干扰状态有了显著的增加.人体在疲劳状态下,腓肠肌内侧和股直肌肌电值明显增加.在滑台上多次的滑动训练可以提高人体平衡能力.模拟跌倒的测试可以评估人体的跌倒风险,对于老年人跌倒风险的评估也有一定的意义.      

对不同年龄人群未参加体育活动情况的调查研究

根据抽样调查结果，按16～25岁、26～35岁、36-45岁、46～55岁和56岁以上分组统计，对不同年龄城乡居民未参加体育活动情况进行了分析，结果表明：我国城乡居民未参加体育活动者比例与1996年相比有所下降，不同年龄段人群未参加体育活动组内比呈两头低、中间高的形态；除“缺乏余暇时间”外，体育设施贫乏已日渐成为制约人们参与体育活动的主要因素；不同年龄段人群准备参加体育活动的比例以及希望解决的问题等均表现出不同程度的差异．     

大跨度连廊人致振动分析与减振设计

综合目前人行荷载和舒适度评价的研究成果,模拟不同工况下单人、多人有序和随机荷载,对某大跨度钢结构连廊进行振动特性和舒适度分析.根据结构的振动特性,借鉴MTMD相关研究,对大跨度钢结构连廊进行MTMD减振设计.结果表明,利用MTMD减振系统可以有效地控制结构的竖向振动,满足舒适度的要求.     

基于步行时足底压力信息的前交叉韧带断裂辅助诊断方法

为了辨识动态足底压力信息与前交叉韧带断裂的关系, 将步行时的足底压力数据转换成图像, 采用深度学习中的卷积神经网络模型, 在给定足量输入图像与分类结果的情况下, 不断更新神经网络的参数, 建立图像与前交叉韧带断裂的关系。将足底压力测试系统(FootScan^®)采集的数据分为训练集和测试集两个部分。训练集用于调整模型的参数, 帮助模型更好地分析并找到足底压力信息与前交叉韧带断裂的关系; 测试集用于模拟诊断, 对比真实情况, 评估准确性, 并评估其作为临床辅助诊断方法的性能。结果表明, 提出的投票法模型的诊断正确率超过90%, 并且从得到足底压力数据到产生诊断结果, 总耗时仅3秒左右。由此得出, 所提出的基于步行时足底压力信息的深度学习模型, 可以在很短时间内辅助诊断前交叉韧带断裂, 为临床辅助诊断及康复提供参考。     

山东高校教师体育健身现状的调查研究

采用问卷调查、数理统计等方法对山东高校教师体育健身现状进行调查研究,结果发现山东高校教师体育健身意识较好;体育人口略高于全国整体水平,中老年教师体育健身百分比高于青壮年教师;体育健身项目主要选择散步、登山、跑步和球类,活动场所主要在校园;影响高校教师参与体育健身的主要因素是没有时间和体育场地设施差。对调查结果进行了分析,并提出相应的对策与建议。