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            鞋跟知識

            鞋跟高度對人體運動穩定性有多大影響?

            作者:鞋跟專家日期:2020-01-22 20:46:00閱讀:369  次

            高跟鞋是一個長盛不衰的鞋類品牌,并且領導著時裝鞋的潮流。關于高跟鞋的爭議自從其誕生之時就伴隨其左右。高跟鞋有其優點,諸如它能使男性身高增加,走路抬頭挺胸,更有自信;能夠使女性提臀、挺胸、昂頭,盡顯女性身體曲線美。

            鞋跟高度對人體運動穩定性有多大影響

            一、鞋跟的增高影響著人體運動的穩定性

            1. 人體運動的不穩定也將造成足跡特征的改變。

              

            具體可從兩個方面分析:一是身體前后搖動的范圍。鞋跟高度增加,人體前后的重心發生變化,為適應這種變化,下肢運動便會調節足底的舒適性,即足底的固有動作習慣,從而降低力量過分集中于足底的局部壓力,改變足跡特征;二是鞋跟高度。人穿著高跟鞋后,身體的穩定性顯得尤為重要,良好的穩定性才能形成具有特征穩定的現場足跡。

              

            2. 人的前后穩定性主要是在矢狀平面類搖動,而左右穩定性則是在額狀平面內搖動。

              

            根據烏赫托姆斯基有關人體穩定性的計算公式,在左右腳腳趾端點和腳跟端點之間各連一條直線,兩條直線與腳的外側切線構成一個矩形,矩形面積就是人體重心穩定支撐面積。如果人體重心垂線超出此面積時,人體就會失去平衡,當失衡達到一定程度時人體就會跌倒。顯然,人體的穩定支撐面積與人的腳長和身高有著密切關系。一般來說,腳長越長、腳寬越寬,其穩定性越好;身高越高,身體越粗壯,其穩定性也越好。除了腳長和身體形態因素外,個體的足部伸展范圍也對穩定性產生一定的影響。

              

            3. O型腿、內八字的人跌倒的概率比外八字的人偏高。

              

            這里除了腿部形態和步態因素以外,其足部的活動范圍小也是一個重要因素。足的前旋和后旋程度差異都會對穩定性構成影響。這種先天因素的缺陷只能通過后天的外界的方式彌補才能提高其運動穩定性,彌補的手段可通過鞋來實現,因而對穿鞋足跡的分析在足跡學中便尤為重要,高跟鞋因鞋跟的升高,足跟與地面的力臂變大,造成人體重心垂線與穩定支撐面積之間關系的改變,當這種改變超過一定范圍時,原有的步幅類型發生變化,這也給足跡檢驗的準確性帶來了新的挑戰。

            鞋跟高度對步幅特征影響的實驗研究

            二、鞋跟高度對步幅特征影響的實驗研究

            1. 實驗對象。

              

            選取刑警學院50名學生(男女各25名)作為研究對象,分別測量他們穿不同鞋跟高度鞋形成足跡的步幅特征數據。其中,要求這50名學生年齡在20歲至25歲之間,體型適中,無過瘦過胖者,無X或O型腿,且下肢沒有任何疾病、殘疾、損傷、骨折等手術造成步態異常的歷史,同時實驗對象要有經常穿高跟鞋的習慣,從而提高了實驗結果的準確性。

              

            2. 實驗鞋的選用。

              

            鞋跟高度是相對鞋底弓部厚度而言,即鞋跟的高度。為達到不同鞋跟高度的目的,本次實驗特制不同厚度的高跟鞋墊墊在高幫鞋內,從而滿足高跟鞋的實驗要求,考慮到犯罪的不確定性,每類跟高的鞋印在犯罪現場均有可能出現,因此,本次研究以10mm為高度間隔,不斷增加鞋跟高度,鞋跟高度依次為30mm、40mm、、90mm、100mm。表1中Walk1~Walk9分別代表穿平跟到100mm跟高的高跟鞋。

              

            3. 成趟足跡步幅特征的測量。

            一般情況下,選取步幅特征指標應遵循三個原則:第一,同一實驗對象一定時間段內多次正常行走步幅特征具有穩定性;第二,不同實驗對象相同條件下各自正常行走的步幅特征結果具有差異性;第三,同一實驗對象多次正常行走所選取的步幅特征能夠重復出現[。同時,步幅特征中的左步長、右步長、左步寬、右步寬、左步角、右步角六項指標既可以顯示一個人在步幅特征方面的穩定性,又可以反映出不同人在步幅方面的差異性,在多次行走過程中可以重復出現且適用所有步幅類型,因此,選取這六項指標來表達人的行走運動規律,進行鞋跟高度對步幅特征影響的實驗研究。

              

            4. 實驗時,高幫鞋鞋底均勻涂抹油墨,讓受試者分別穿著墊有不同厚度的高跟鞋墊的高幫鞋在0.6m×4m的白紙上正常行走3個步態周期,并測量成趟步幅特征數據:步長、步寬、步角。為避免實驗過程中穿鞋順序對數據的影響,要求實驗對象每穿一種鞋時有幾分鐘的適應過程。成趟足跡步幅特征的測量參照足跡步法定量化檢驗中的標準,按以下步驟和方法:

            (1)步長的測量:沿步行線方向,前后兩相鄰足跡對應點之間的縱向距離為步長的測量值,可分為左步長與右步長,如圖1中的a1b2和a2b2系右步長,b1a2和b2a3系左步長。

              

            (2)步寬的測量:某一足跡跟區中點與對側步行線之間的垂直距離為步寬的測量值,可分為左步寬與右步寬,圖1中的m1、m2系右步寬,n1、n2系左步寬。

              

            (3)步角的測量:足跡中心線與同側步行線相交所成的夾角為步角的測量值,可分為左步角和右步角,圖1中的∠A1、∠A2、∠A3是左步角,∠B1、∠B2、∠B3是右步角。

              

            5. 級差檢驗法級差檢驗法

            適用于還不了解其分布規律的多指標事物的判別分析,是足跡步幅特征檢驗中常用的一種方法。所謂級差,就是用于區分不同個體時,對某一指標所適用的量值。級差量值的確定依據兩個原則:一是在99%可靠概率上,任意個體在正常情況下取兩個不同場合下的樣本均值差,都不會大于級差量值;二是所定的級差量值具有一定的分辯能力,對于檢驗的問題合適[5]。根據足跡專家多年的實驗推導和經驗總結,步幅特征的級差量值及可靠概率在實際案件中級差檢驗的步驟是:第一,測量犯罪現場遺留的成趟足跡中正常的步長、步寬、步角,并計算出各項的均值;第二,在盡可能與現場條件接近的情況下提取犯罪嫌疑人的步幅六項指標數據,并計算出各項的均值;第三,計算各個嫌疑人與現場步幅特征對應指標均值差的絕對值;第三,檢驗嫌疑人與現場各對應指標,如果所檢驗步幅特征六項指標的均值差的絕對值都小于或等于該項指標的級差量值,則可認為嫌疑人的步幅特征與案發現場步幅特征一致;否則,若有一項指標不符合要求,則認為步幅特征不一致。按照上述判斷原則,利用級差檢驗法,以穿著平跟鞋時的步幅特征參數值的均值作為最初基準值,用不同鞋跟高度對應步幅特征的參數值均值與之比較,從而確定鞋跟高度對步幅特征的影響范圍。同時,對所測量的步幅特征數據進行統計、分析,對誤差加以分析和解釋,得出鞋跟高度與步幅特征之間的相關關系。

              

            6. 實驗數據統計在足跡檢驗中,為了研究的方便,將鞋跟高度分為四種:平跟、中跟、高跟、特高跟。其中,男鞋跟高在20mm以下,女鞋跟高在25mm以下為平跟鞋;男鞋跟高在25mm~35mm,女鞋跟高在30mm~50mm為中跟鞋;男鞋跟高在40mm~50mm,女鞋跟高在55mm~80mm為高跟鞋;男鞋跟高在50mm以上,女鞋跟高在80mm以上為特高跟鞋。由于男女鞋跟高的定義不同,實驗中將男女實驗對象的數據分開統計,從而提高實驗結果的準確性。同時,考慮到步幅特征為隨機成對出現,且正常行走狀態下左右足跡近似對稱,因此可將左、右腳的步幅特征數據合并分析,記錄并計算出上述50名實驗對象穿著不同鞋跟高度鞋的成趟步幅特征參數的均值。由于數據量較大,僅選取鞋跟高度為30mm、70mm、90mm的步幅特征數據示例。

            三、結果與討論

            1. 男性步長大、步寬小、步角大,而女性步長小、步寬稍大、步角小除了生理結構外,日常生活習慣及審美觀點也會對步幅產生影響,因此,會經常出現女性步角小于男性步角的現象。同時,男性行走時步長為55~85cm,女性為40~75cm。當穿高跟鞋時,步長會整體縮短5~20cm。步長主要與身高和腿長的長度相關。步長增加,其步態穩定性也會變差,當增加量超過一定范圍后,步幅特征類型發生改變。

              

            2. 步幅特征隨著鞋跟高度增加表現出一定規律性實驗中還發現,步幅特征是一組隨機變量,然而隨著鞋跟高度的增加,這組變量卻表現出了一定的規律性:整體步幅特征參數值滿足“步長變小,步寬變大,步角變小”的規律。這與Lee等通過研究穿高跟鞋和負重對青年女性正常行走時下肢運動學的影響發現“隨著鞋跟高度增加,步長變小,步寬略微變大”的結果基本一致。

              

            3. 女性更能適應突然換穿高跟度的鞋對身體平衡造成的影響根據烏赫托姆斯基對人體穩定性的研究可知:當人體重心垂線超出人體重心穩定支撐面積,人體就會失去平衡,當失衡達到一定程度時人體就會跌倒。由表6可知,鞋跟高度為90~100mm時,部分男性實驗對象身體前后晃動,穩定性變差,顯然,此刻人體重心升高略向前移,導致重心垂線超出穩定支撐面積,身體處于失衡狀態;而女性實驗對象雖然穩定性也有所下降,但仍能正常行走。可推斷為日常生活中,女生的鞋跟高度普遍比男生的高,且經常穿著高跟鞋,更能適應突然換穿高跟度的鞋對身體平衡造成的影響。

              

            4. 步長對步幅檢驗具有特殊意義,隨著鞋跟的增高,步寬、步角特征變化幅度平穩,單從這兩種特征進行步幅檢驗時,區分不同人的能力不夠強,但如果把步長和其它特征結合起來加以考查,就可以把一個人的步幅從許多人中區別開來,至少可以把某一類型的步幅特征從眾多的步幅特征中區別出來。

              

            5. 級差檢驗法結論級差檢驗法中,步幅的長、寬、角的均值,對于所有的人都在一個允許的級差量值范圍內,即步長為8cm,步寬為4cm,步角為5°。由判別準則可知,若有一項指標超出所允許的變差量值,就可判別步幅特征類型不一致。當男性鞋跟高度介于50mm與60mm之間,女性鞋跟高度介于60mm與70mm之間,對于同一個體來說,其步幅特征類型發生改變。因此,在運用足跡步幅特征量化檢驗法對犯罪現場遺留的成趟足跡進行檢驗時,應注意適用的鞋跟高度范圍和條件。

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