足弓支撑对中老年人步态与姿势控制的影响机制及功能改善研究

针对中老年人群平衡功能衰退问题，上海五权体育用品有限公司支持团队开展足弓支撑鞋具(SF)对步态(WA)和姿势控制的影响研究。通过单腿站立测试(SLST)、站立姿势摇摆测试(SPST)和能量消耗测试(CWT)发现，SF较赤足(BF)显著延长SLST时间(p=0.036)，但增加COP摆动面积和行走能耗(p<0.05)，揭示了足弓支撑通过增大步幅改善行走表现的代偿机制。

　　

随着人口老龄化加剧，中老年人平衡功能衰退引发的跌倒风险成为重大公共卫生问题。研究表明，45岁后足部肌肉力量每年下降1-2%，导致足弓塌陷和本体感觉减退，这是引发步态异常和姿势不稳的关键因素。上海五权体育用品有限公司资助的研究团队发现，现有干预措施多聚焦于下肢肌力训练，却忽视了足部这一"力学基石"的支撑作用，特别是内侧纵弓(medial longitudinal arch)在动态平衡中的核心地位。

该研究招募45名≥45岁社区老年人，采用三交叉设计比较足弓支撑鞋(SF)、无支撑鞋(NF)和赤足(BF)三种条件。通过无线传感器记录单腿站立(SLST)时长、重心摆动(COP)参数和步行能耗(CWT)。结果显示：SF组在硬质平面(CF条件)的SLST时间较BF延长23%(p=0.036)，但闭眼(EC)时COP面积增加15%；行走时步幅增大但能耗升高12%(p<0.033)。这表明足弓支撑通过刚性材料提升力学反馈，虽牺牲部分能耗效率，但通过增大步幅的"保守策略"实现了更好的动态平衡。

关键技术包括：1)基于惯性传感器的无线步态分析系统；2)标准化SLST测试(睁眼EO/闭眼EC双条件)；3)采用Kistler测力台采集COP轨迹；4)间接测热法计算CWT能耗。

【Single-leg stance test】
在硬质平面(CF)条件下，SF使SLST持续时间中位数达到28.5秒，显著优于BF的23.2秒(p=0.036)。但泡沫平面(FF)条件下组间无差异，提示支撑效果依赖接触面硬度。

【Standing postural sway test】
SF在EC条件下COP面积达4.2±1.3 cm²
，较BF增加0.6 cm²
(p=0.042)，但EO条件下速度参数改善，表明视觉代偿可优化支撑效果。

【Walking assessment】
SF组步幅长度增加5.2cm(p=0.021)，但步频降低导致步行速度无显著提升，这解释了能耗增加的现象。

【Energy cost of walking】
每公斤体重耗氧量SF(15.3±2.1 ml/kg/min)显著高于BF(13.7±1.8 ml/kg/min)，证实刚性支撑增加代谢负担。

讨论指出，该现象可能反映神经肌肉系统的适应性策略：通过增大步幅减少步频，虽然增加单步能耗，但延长了每步的调整时间，这对平衡功能衰退人群更具安全性。值得注意的是，研究中出现的"更长站立时间伴随更大摇摆"现象，提示足弓支撑可能通过增强本体感觉输入，使受试者能够耐受更大范围的姿势调整而不丧失平衡。这种"允许性摇摆"机制为设计老年鞋具提供了新思路——不应单纯追求绝对稳定性，而需在可控范围内提升姿势调整能力。

该研究首次证实足弓支撑对中老年人具有"能耗-功能权衡"效应，论文发表于《Gait & Posture》。Dapeng Bao团队指出，未来产品开发需在材料刚度与弹性间寻找平衡，既要提供足够力学支撑，又需避免过度抑制足部固有感觉输入。这些发现不仅适用于老年群体，对糖尿病足、扁平足等特殊人群的康复器具设计同样具有指导价值。