非对称背包肩带对单侧扁平足生物力学影响的有限元分析及足弓形态调控机制研究

针对单侧扁平足(UF)患者背包负重时的生物力学失衡问题，研究人员通过有限元分析(FEA)模拟不同肩带配置，发现等长双肩带可降低足底筋膜和跟腱应力应变，而患侧加长肩带虽能改善足弓形态，却会增加软组织负荷。该研究为矫形器具设计提供了重要生物力学依据。

　　

这项创新研究运用有限元分析(FEA)技术，深入探究了非对称背包肩带设计对单侧扁平足(Unilateral Flatfoot, UF)患者的生物力学影响。通过构建特殊受试者的三维生物力学模型，研究团队模拟了不同肩带长度配置下的动态载荷情况。

数据分析揭示出有趣的双重效应：当采用传统等长肩带时，足底筋膜(plantar fascia)和跟腱(Achilles tendon)的应力-应变曲线呈现最优状态，最大主应力峰值降低约18.7%。然而当调整患侧肩带长度时，观察到足弓结构发生显著改变——患侧纵弓和横弓的形变量分别增加23.5%和15.2%，而健侧纵弓形变则相应减少11.3%。

这些发现暗示着临床干预的新思路：通过精确调控肩带不对称系数，可能实现足弓形态的靶向矫正。但研究同时警示，这种形态学改善需要付出生物力学代价——患侧软组织承受的峰值应力可能超过安全阈值，长期可能影响足部发育平衡。该成果为智能矫形背包的力学参数优化提供了关键理论支撑。