前言

人体的足是由26块骨，33个关节和126根韧带、肌肉和神经如同网状一样分层构成的一个复杂结构。它的基本功能主要是支撑人体体重；缓冲、吸收冲击力；产生向前的推力以及帮助调节、维持人体的平衡。人体在静止站立或者动态行走时，在自身重力的作用下，足底在垂直方向上受到一个地面的反作用力，这个力就是足底压力。就人们日常生活而言，平均每人每天大概有4个小时在依靠其双脚行走8000至10000步。这就意味着一个人的足底每天都需要累计承受几百吨的压力，这是一个令人吃惊的数字。尤其在很多体育运动项目中，运动员的运动技术动作和足底对接触面的作用力及其分布有着更为密切的关系，如举重项目，跳水，射击和射箭，竞走、短跑、跳高和跳远等。如果我们能够清楚地了解这些运动项目的技术动作和足底—地面作用力及其分布的内在关联，那对这些项目的提高和发展一定是极其有利的，并能针对运动员的日常训练设计出更科学、合理的方案。目前国内对于体育运动领域的研究还处于初级阶段，只是偶有学者利用三维测力台在太极拳运动中作过类似研究。然而三维测力台等测力装置所得到的力的参数是在空间三个方向上的受力大小，并不能直接反映足底压力的分布情况和受力分布范围的大小情况。相反我们利用足底压力分布测量系统就能够很好地反应足底压力的分布及受力范围的相关情况。

足底压力分布测量系统是运用压力测量仪器对人体在静止或者动态过程中足底压力的力学、几何学以及时间参数进行测量，对不同状态下的足底压力参数进行分析研究，揭示不同的足底压力分布特征和模式，再依据各项数值进行相关对比研究。采用足底压力分布测试系统，我们可以研究运动员在走、跑、跳过程中足底各区峰值压强特点、压力-时间变化特点、压力中心移动特点以及分析走、跑、跳过程中足底各区压力分布规律，从而得出运动员在落地、缓冲和蹬伸过程中足底压力分布特征，来研究运动技术动作是否合理，为运动训练中预防足部运动损伤及运动鞋的设计等提供科学依据。

1. 发展简史及主流相关设备的对比

1.1 发展简史

根据足底压力测定的发展过程及使用技术可将其分为：脚印法（Pedography）、足底压力扫描器（Solebarograph）、测力板（Force Plate）及测力台（Force Platform）、压力鞋及压力鞋垫（In-shoe plantar）。

历史上第一次尝试是在1872年，Carlet设计了一个将冲气袋放置在鞋底，用扫描和记录气体压力的装置，可给出足跟着地、足平放、足跟离地和足尖离地时的足地接触压力的近似值。最早的足底压力分布测量研究是1882年由Beely完成的，但当时得到的只是足底的外型轮廓而非足底的压力模式。1930年，Morton利用胶体受压后会产生形变的弹性，通过测得形变而求得压力的办法得到了足底压力值。这一技术成为利用力—光转换原理进行测量的基础，其后许多相似技术在此基础上得以发展。而对作用于足上的动力学参数最早的精确测量由Elftmna设计的测力板来实现的。以此为基础，后来的设计者对测力板做了不断的改进和提高。特别是近20年，足底压力测量系统得到了很大发展，形成了一系列的现代生物力学测力板系统。1979年Leduc利用光弹性做为压力转换方式，利用钢珠和圆孔接触的应力条纹获取足底压力分布的数据，研制出Photoelastopodometry系统，但该系统转换过程很复杂。随后Cavanagh和Michiyoshi用类似技术，加以计算机处理得到了三维压力曲线，曲线上各点的纵向坐标值与足底该点处的压力成正比，直观的反映出了足底压力状况。1992年钱振明利用影象云纹法和力—位移传感器阵列，拍摄到了足底压力分布图象。随后Schwarts和Heath设计出一个具有12个压力传感碟片系统，压力传感器被附着在大拇指和一、三、五拓骨前端，以及跟骨的中部和后部，用导线与电流计连接，给出有12个通道的与时间相关的压力曲线。其后，陆续出现了各式压力鞋与鞋垫测试技术，传感器有直接贴于鞋底的，有直接贴于脚底的，有做成鞋垫置于鞋底的，也有做成鞋状的，主要放置于足底的相关解剖区。

1.2 主流相关设备的分类及比较

目前用于测试足底压力分布的设备主要有几类：一、穿戴式的压力传感器鞋垫，二、压力分布测试平板，三、足底压力跑台。

穿戴式的压力传感器鞋垫目前大多数的系统都能够实现无线实时传输数据，使用上非常方便，不受硬件测试范围的约束，可以测试连续好几个步子的压力数据。但是这种测试方式往往受传感器数量过少的影响，精度一般不会很高，并且这种压力传感器比较容易随使用频率增加使用寿命会缩短。目前市面上主流的几款产品有：德国Novel公司的Pedar-x、美国Tekscan公司的F-Scan、比利时Rsscan公司的Footscan®insole、法国DYNAFOOT©insole。

压力分布测试平板相对于穿戴式的压力传感器鞋垫系统主要优势是其传感器密集程度高、测试精度高、使用寿命长，而其劣势也比较明显，因为大部分测试平板都有固定的规格，而其尺寸决定了其价格，一般高校或者医院往往会因为预算的缘故选择小尺寸的，所以测试的时候一次只能测试一只脚，而且有些时候由于受试者身体控制能力有限的缘故往往在测试的过程中很难自然地踩中测试平板的中间位置。这类产品市面上主流的产品有：比利时Rsscan公司的Footscan、德国Novel、德国Zebirs、美国Tekscan、中国埃力。

足底压力跑台集成了一套压力分布测量系统，能够测量和分析站立、跑步和步行时的动态压力的分布情况。并且能够调节跑台的角度，能够实现不同速度与不同坡度下步态的检测。唯一的不足是受试者可能受限于跑台的速度不能真实地反映受试者的步态，为尽量降低这种影响需要受试者提前做比较多的适应性训练。

表1.穿戴式压力传感器鞋垫对比表

品牌Pedar-XF-ScanFootScan公司德国Novel美国Tekscan比利时RSscan传感器类型电容式传感器压阻式传感器压阻式传感器传感器密度--4点/cm24点/cm2传感器个数99个960点324个（44码）分辨率2.5或5k pa----尺寸22~49（欧码）可自尺寸14号感测片，根据实际需求自行裁剪常规36/39/42/44码鞋垫厚度1.9mm0.15mm2mm量程0~200N/cm2150psi1~127N/cm2采集频率20000个传感器/秒所有传感器同时工作采集频率为100hz165hz100hz或500hz校准方式均匀的气压可使pedar系统内的每个传感器都得到校准；校准过程仅需几分钟，可以确保测试数据的准确性和重复性。以已知力量的应用，或控制力量实际量测进行校正。原厂校准—需返回比利时进行；三维测力台校准—需要使用三维测力台；简单校准—可使用鞋垫系统独立执行。系统功能可在线和离线测量；二维和三维显示；压力数值显示；动画显示足的接触过程；最大压力分布图；步态时间分析；步态选择；受力-时间曲线；文本输出；连接novel数据库；连接novel科研分析软件。实时动态记录&显示2D和3D量测数据；显示完整测量的压力图形&力量曲线；观测数据逐格显示；同时比对不同测试条件前后的压力差异；可计算力量-时间积分值（FTI）；逐格动画显示单/多重状态影像；能够独立分析足底局部区域；平均多重姿势数值；提供（输入&输出）客户测量影像档案；显示压力中心和其移动轨迹。能显示二维的压力分布图和三维的效果图；足底压力动态图显示；最大压力区域显示；压力分布变化的实时显示及数据保存；压力中心曲线显示；10个区域的压力-时间曲线、压强-时间曲线；10个区域压力、压强统计参数、如最大压力值，最大压力出现时间等；图像及曲线的打印输出；所有传感器受力数值的输出。

使用注意事项：

（一）鞋垫号码的选择：

要求：

1.首先应决定好哪双鞋垫准备测试。这由你需要测试鞋的大小决定：举例来说，你可以用UK5码的鞋垫对鞋码是UK6的鞋子进行测试。

2.鞋垫的放置需要经过试验操作人员用手检查，确保鞋垫被完全平整的放置在鞋内，大致覆盖了鞋内底的空间，并且没有折损与弯曲。

3.鞋垫放入鞋中，不要用力弯折传感器部分。

分析：

在大量的测试任务时，操作者可能会忽略用手检查鞋内鞋垫放置这个步骤，由于压力鞋垫的大小和形状是固定的，但测试用鞋之间却有或多或少的差异，如同样号码的鞋，其宽度可能有差异。若未进行相应检查，就可能造成鞋垫的弯折。若鞋垫放置入鞋内已经有边缘弯折，因运动时鞋会有弯曲，会使得鞋垫更易弯折、损坏。

建议：

严格按照要求内容进行操作。一般标配尺寸的压力鞋垫适合于跑步训练鞋、篮球鞋的测试，通常情况下可将鞋内的鞋垫取出，与要使用的压力鞋垫作比较，要求压力鞋垫的外围小于鞋内置的鞋垫。

（二）避免鞋垫受潮时间过长：

要求：

鞋垫放置时要避免阳光和潮湿的环境。使用完鞋垫后应放置于阴凉通风处，自然干燥 1~2小时后，将其放置在有干燥剂的密封袋中，以使其尽快干燥，避免长时间受潮。

分析：

鞋垫中的传感器会受到阳光或潮湿的影响降低敏感度甚至损坏。若某一时间集中测试大量的人，由于人体排汗，压力鞋垫会一直处于长时间受潮的状态，这样就会影响传感器的寿命甚至遭到破坏。

建议：

若需测试大量的人，最好分成几批，且每批测试完毕后尽快放置在有干燥剂的密封袋中，避免鞋垫持续受潮的情况发生。

注：干燥剂可使用硅胶干燥剂。

表2.压力分布测试平板对比表

品牌FootScanEmedHRV公司比利时RScan德国novel美国Tekscan规格0.5m/1m/2m0.5m0.5m/1m/2m有效测试面积（mm2）1950.0*325.0395.0*240.01950.7*447.0传感器类型压阻式电容式半导体薄膜传感元件传感器密度（个/cm2）2.71或41.4或3.9采样频率（hz）最高500100（4个/cm2）400（1个/cm2）100（3.9个/cm2）400（1.4个/cm2）量程0~200N/cm21~120N/cm20~100N/cm2抗冲击能力强弱弱测试方式赤足、穿鞋；走、跑、跳等赤足走、慢跑赤足走、慢跑同步自带同步接口，可与高速摄像机、测力台等设备同步测试选配可与普通摄像同步测试精度差好--系统功能彩色图像化足底压力分布；二维和三维显示压力分布特点和数据随时间变化曲线；逐帧观看足底压力变化；压力中心轨迹动态描述及相关数据显示；足底10个细分区域各自压力/压强值随时间变化特点及数据大小；双足压力分布变化同步演示；足部轴角度测量；足弓类型评价；足底受力时间分段特点分析，如后跟着地时间、支撑期时间、主动蹬伸期时间、被动蹬伸时间等；足踝稳定性（内外翻）分析；步态分析。彩色图像化足底压力分布；二维和三维显示压力分布特点和数据随时间变化曲线；逐帧观看足底压力变化；压力中心轨迹动态描述及相关数据显示；简单的足底受力分区下的特征数据；足弓类型评价；足底受力时间分段特点分析、步态周期详情特点分析；简单的足翻转评价。彩色图像化足底压力分布；二维和三维显示压力分布特点和数据随时间变化曲线；逐帧观看足底压力变化；压力中心轨迹动态描述及相关数据显示；足底特定区域压力/压强值特点；受力时间分析（选配软件）；步态简单评价（选配软件）；压力分布图像对比；步态周期详情分析（选配软件）。

使用注意事项：

要求：

1.压力平板测试时，应注意以下重要几点：平板要放在完全结实的地面上，以免测试过程中平板弯折或损坏。平板测试时要主要系统的量程，千万不要超出测试量程，以免造成硬件传感器不必要的损坏。（Footscan平板可以承更大的负荷，曾经用它对马，牛，以及高跟鞋进行测试，但一定要完全放平，并且可用EVA材料的薄垫铺于平板上。）平板表面的保护也是非常重要的。

2.连接平板的线缆，一定要小心地将它们连好，只要轻轻的将它连好，不需要过多的力气。

3.测试中自然的运动是非常重要的，从而保障数据的真实性。这样一来，有必要将压力平板放置在足够长的跑道上，允许测试者正常的运动。最佳的解决方法就是将平板放置在跑道中间，上面盖上一层EVA的薄垫。EVA的薄垫不会影响数据的准确性。由于看不到平板，测试者可以在上面自然的行走。

4.使用一段时间后需要进行重新标定。

如何保养设备：

1.持平板清洁避免阳光直射或雨雪浸淋，防止与酸、碱、油类、有机溶剂等物质接触，并距离发热装置一米以外。

2.平板除平时使用外，尽量避免有重物长时间放置于平板上。

3.尖锐物品撞击，以防损坏。

4.将平板放平与地面，以便测试及保养。

5.连接线避免随意放置，出现踩踏现象，造成连接线及接口接触不良等问题。

6.时温度宜保持在18~40度之间，相对湿度宜保持在50%~80%之间。

表三.足底压力跑台

品牌：Zebris

产地：德国

公司：德国Zebris公司

产品实物图及报告模板实物图：报告模板：技术参数产品特点跑台：速度：0.2-24 km/h，0.1km/h 递增跑台面积：150x50 cm动力：2.2 kw/2.68 hp重量：190 kg体积：200x92x150cm升高角度：-2%-15%，0.5%递增负载重量：150 kg颜色：银灰离地高度：18 cm传感器：测量范围：1-120 N/cm²采样频率：120 Hz 可选240Hz传感器面积：108.4x47.4 cm传感器数量：7168精度：5%（FS）接口：USB 且可与视频摄像机同步输入输出简单快捷的数 据采集彩色显示可与肌电、视频良好同步配套软件包括 数据库管理、报告生成以及文件导出等功能

2. 基本原理：

2.1 硬件技术原理：

测力台是用一块平板作支撑面，下面用压力传感器按一定方式排列，台面受压后，压力传感器因拉伸或缩短而引起电阻值变化，变化所引起的微弱电流信号输入动态电阻应变仪处理；在此应变仪与测力板的电阻应变片构成电桥电路，当电阻值发生变化时，原来设定的电桥平衡即遭破坏，而产生电流信号，经应变仪放大、滤波后输入到放大滤波器，最后得到三维的力矢量(足—地接触合力)。此类型测力台已相当成熟，典型产品为Kistler和AMTI。如果将测力台分成若干小的测量单元，每个单元都能独立测量作用其上的压力，则整个系统就能测量压力分布了。

不同类型的压力传感器由于其工作原理的不同，其相应系统产品也具有不同的特性。目前用于足底压力测量的压力传感器有：电容式传感器、压阻式传感器、压电式传感器。

1.应变式传感器是把力的变化转换成电阻值的变化来进行测量的，应变片是由金属导体或半导体制成的电阻体，其阻值随力所产生的应变而变化。应变效应是导体受机械变形时，其电阻值发生变化的现象。金属应变式压力传感器是一种历史较长的压力传感器，但由于它存在迟滞、蠕变及温度性能差等缺点，其应用场合受到了很大的限制。

2.压阻式传感器是指利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。单晶硅材料在受到力的作用后，电阻率发生变化，通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。它的灵敏度比金属丝式应变片的灵敏度高，其精度好，而且响应频率好，工作可靠。压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。优点：便宜，耐用，频率响应好。缺点：受温度影响较大，产品一致性差，信噪比不高，结构复杂。

3.压电式传感器的原理是基于某些晶体材料的压电效应，目前广泛使用的压电材料有石英和钛酸钡等，当这些晶体受压力作用发生机械变形时，在其相对的两个侧面上产生异性电荷，这种现象称为“压电效应”。压电式压力传感器不能用作静态测量，一般用于测量脉动压力，不能测量静压力；压电传感器产生的信号很弱而输出阻抗很高，必须根据压电传感器的输出要求，将微弱的信号经过电压放大或电荷放大（一般是电荷放大），同时把高输出阻抗变换成低输出阻抗，此信号才能被示波器或其他二次仪表接受。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。

4.电容式传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极，当薄膜感受压力而变形时，薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化，通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器，可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。

2.2 测试机理

步态是人类行走的步行行为特征。步行是人类区别与其他动物的关键特征。正常的步行是一种十分复杂的潜意识运动，其中包括神经系统的命令，身体的平衡系统控制，和各个身体部位的协调控制，其中涉及到足、踝、膝、髋、躯干、颈、肩、臂的肌肉和一系列关节的协同运作。其中任何环节的失调都会影响步态。伴随着步态产生的则是足底压力。足底压力表现为人体行走时留下的足迹，足迹是指人体站立或行走时，由力的相互作用而在承重体上形成的痕迹。其主要包括两部分：第一从宏观上反映行走人体与地面之间的相互作用，其中包括支撑力，剪切力和足底摩擦力等，它反映了人体在行走过程中的踏痕、跟压痕、掌压痕、蹬痕以及伴生痕迹。第二从微观上反映足底压力的分布信息，它反映了足底各个局部的压力变化情况。

足底压力采集系统，则是通过力学传感器矩阵将第一趾骨、第二到第四趾骨、第一跖骨、第二跖骨、第三跖骨、第四跖骨、第五跖骨、足弓、足跟等足部受力位置的足底压力信号转换成电信号，然后通过信号处理模块的放大滤波之后，经由模数转换模块转变为数字信号，并通过串口通信将数据上传到系统软件中。系统软件将采集来的数据进行处理并保存为相应格式文件。同时，软件对数据进行提取、处理、以及生成曲线图、直方图的功能，直观地呈现出易于接受的图形化界面，便于进行分析。

2.3 基本参数分析

A.静态测试参数

1.X 轴的移动距离（Xd）：为压力中心在 X 轴上移动轨迹的最大绝对值，反映人体站立时压力中心横向移动的距离，数值越大，横向摆动幅度越大。

2.Y 轴的移动距离（Yd）：为压力中心在 Y 轴上移动轨迹的最大绝对值，反映人体站立时压力中心纵向移动的距离，数值越大，纵向摆动幅度越大。

3.压力中心移动轨迹总长度（YYW）：为测试开始至结束，压力中心移动轨迹的总长度， TTW较长，表明在测试过程中人体频繁移动或移动幅度较大，则反映人体站立时稳定性较差。

4.椭圆面积（EA）：椭圆面积指包络 95%压力中心轨迹在内区域的面积，椭圆面积越大，则说明站立时移动范围也越大。

B.动态测试参数

1.压强：是指分布在特定作用面上力量与该面积的比值。换句话说，压强是作用在与物体表面垂直方向上的每单位面积的力量大小。

2.压力：为垂直作用于足底表面上的力。压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越显著；受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越显著。

3.足底压力的峰力值：反映足底压力分布的重要指标，峰力值的大小和部位对足部损伤的发生具有重要影响。自然行走时，正常人足底峰值压力顺序为：第2跖骨、足跟、第3跖骨、第1跖骨、第1趾骨、足弓、第4跖骨、第5跖骨、第2~5趾骨。

4.冲量：是指作用于物体的外力与外力作用时间的乘积，它表示了力在一定时间内对足底各区域连续作用所产生的积累效应。冲量是一个过程量。冲量的大小是疲劳积累的直接原因。自然行走时，大到小依次为第2跖骨、第3跖骨、足跟、第1跖骨、第1趾骨、第4跖骨、第5跖骨、第2~5趾骨、足弓。

5.负荷率：表示压强的变化快慢，可解释为足底各解剖区域的负荷变化速率，变化越快，局部接受压力刺激越大。

6.内外翻：可根据足跟内外压力的大小判断。

1. 案例设备介绍及操作步骤：
2. 通过对运动员的足底作用压力的分析，可以得出运动员在落地、缓冲和蹬伸过程中足底压力分布特征，来研究运动员技术动作是否合理， 在实践和理论上都有着重要意义。下面将以德国Novel Pedar-X压力鞋垫为例介绍其操作步骤。
3. 3.1 Pedar-X压力鞋垫：
4. 1.产品简介：
5. 德国 novel 公司由控制论专家Peter Seitz 创建于1978年，位于德国的慕尼黑，专门从事动态压力分布测量(DPDM)技术的研究与开发。novel公司是世界上开发出商业应用步像系统的第一人。novel公司拥有超过25年的经验，一直领导着精确、可靠动态压力分布测量系统的生产。novel公司卓越的、科学的医学和工业数据分析软件，有助于用户始终走在同行的前面。在国际空间站项目中，novel公司为宇航员开发了评价身体负载的系统。在医疗、生物力学和工业等领域，novel公司都是全球动态压力分布测量系统生产的领导者。
6. 2.产品功能：
7. pedar系统是非常准确和可靠的足底动态压力分布测量系统，高质量的鞋垫式设计尤其适合监测足部负荷。
8. 3.特点：
9. 通过蓝牙技术进行数据传输；
10. 具备电容式传感器的校准功能，且鞋垫标定过程简单、数据真实可信；
11. 可调节分辨率1或4个传感器/cm²；
12. 采样频率最高可达400Hz；
13. 可与其它系统同步，如运动分析、测力台、表面肌电等。
14. 3.2 操作步骤：
15. 1.进行Novel Pedar足底压力分布测量系统的硬件连接（按说明书要求连接即可）

Pedar-X 压力鞋垫硬件图

2.对受试者在测试中所穿着的压力鞋垫进行标定

将空气压缩机与Novel Pedar校准系统硬件连接，Novel Pedar测量系统硬件的一副鞋垫插入Novel Pedar校准系统内；利用Novel Pedar标定模块，逐项操作进行标定。

Pedar-X 压力鞋垫连接完毕图

3.检验压力感应鞋垫的标定结果并进行相关实验测量

应用Novel Pedar在线测量模块检验压力感应鞋垫的标定结果。让受试者穿着Novel Pedar压力感应鞋垫，并携带Novel Pedar mobile box测试数据采集器，穿着不同型号的鞋，分别做跳跃动作。测出不同类型的鞋承受人体力及单位面积压力在鞋底分布情况指标。

检测标定合格后，受试者按实验要求动作进行数据采集。

Pedar-X 压力鞋垫穿着完毕图

4.数据处理

将采集的数据存储在计算机里，根据所要分析的情况利用Novel Pedar不同的软件进行文件转换，分析实验测试过程，还可以与其它软件进行数据交换和处理。

某实验测试结果图

4. 应用领域

4.1 体育应用

在运动过程中，运动员的技术动作和足底对地面的压力分布有着密切的关系，通过对运动员足底压力随时问变化的分析，可以得出运动员技术动作是否合理，进而从更深层次对动作结构合理性进行评价。

技术动作中的足底压力中心变化规律研究足底压力中心随着足底支撑部位和支撑时间的变化而纵向的往复移动，只要有支撑期都会形成一条足底压力中心。通过对压力中心的研究，可以找出不同运动状态下足底压力中心的变化规律和特征，从而分析足底压力在不同运动状态下受力位置的变化和压力分布情况。从足底压力曲线的形状还可以看出运动中的左右足发力是否对称以及发力的集中部位，结合人体解剖学，可看出受力部位主要集中在哪个足部骨关节。在运动训练中，有目的的训练运动员关键发力部位的肌肉力量与柔韧、减少在运动过程中的损伤。

技术动作中的足底压力分布与传递特征分析足底压力压力峰值可以反映出绝对蹬地力的大小。在运动训练中，利用压力峰值指标可以寻找个体化力量训练负荷中最佳负荷范围，增加训练负荷的有效性和合理性，该指标是起跳专项力量训练负荷强度的科学参考依据。在技术动作中足底压力最大峰值压力区也是压力变化率最大区域，运动中压力变化率越大越易受到损伤，运动训练中应加强防护。

随着科学技术的发展，足底压力测量技术越来越精细的反应出足部运动的规律，已在多项领域中得到应用，并发挥其特有的作用，在体育领域中可以很好的揭示运动动作的合理性等运动规律。运动员的技术动作和足底对地面的压力分布有着密切的关系，通过对运动员足底压力随时间变化的分析，可以得出运动员技术动作是否合理，进而对动作结构合理性进行评价。通过对压力中心的研究，可分析足底压力在不同运动状态下受力位置的变化和压力分布情况。利用压力峰值指标可以寻找个体化力量训练负荷中最佳负荷范围，为专项力量训练负荷强度提供参考依据。

4.2 步态评定

足底压力分布测试系统可细致研究行走、跑步、纵跳等动作的足着地缓冲、全脚支撑、前足蹬伸、足趾离地等各个阶段的时间特点、受力特点、压力中心移动特点等，是精确研究步态表现的理想工具，可广泛用于科研、临床等领域的步态规律特征。（如下图所示——足底压力界面图，图1、图2、图3、图4分别显示的是足运动过程中相对应的压力分布图象）在此基础上分析各种伤残、病理、偏瘫、足患患者的异常参数和曲线，为矫形外科及康复评定提供重要的参考。

4.3 足病诊断与治疗：

Kressig等对糖尿病患者和健康人的足底压力对比研究后发现，糖尿病患者步行时足底着地加压时间显著大于正常人，且步态周期延长。Dragannich等对类风湿性关节跖痛患者与正常人的足底压力测量分析后指出，在静态站立时，足的最大压力分布无明显差别，但在行走时，正常足在趾离地前的最大压力多集中在前足中部，而病足在趾离地前的最大压力多集中在前足外侧。Willems等认为不同时期的足底压力测定可用于监测腰脊膜膨出和麻风病畸形。Fock等认为糖尿病合并神经损伤时，前支撑足的压力峰值增大，当足溃疡时，前支撑足压力分布异常增大。国内学者对“临床足疾”也进行了广泛的研究。段文江对足底压力和足表面点测定方法证明：缠足之所以易在踝关节、距舟关节、跟骨后侧面和跟距关节后发生骨关节炎，是因为这些部位的应力较为集中。张伟等对脱位、肢短患者足底压力进行研究发现，患肢使用足跟的压力及时间较健肢减少，使用前足的压力及时间较健肢增加，且这种规律随脱位、肢短程度的加重差异也在逐渐增大。

总之，随着足底压力测量技术对足部疾病的诊断和治疗的更深入研究，马蹄足、高弓足、扁平足等足部畸形的足底压力分布规律亦将彻底揭开，这将大大促进相关足疾治疗，并对鉴定假肢的安装质量和帮助肢残人步行等方面提供大量的支持。

4.4 鞋类设计

鞋是人类生活中不可或缺的日常用品，它与人的健康息息相关。早在几百年前的欧洲，制鞋业者就被誉为“膝盖以下的外科医生”。足底压力测量可以为揭开“足-鞋”之间的作用力分布特征提供帮助，进而可探索足病的成因和机制，指导人们健康穿鞋及为制鞋工业的健康设计带来了技术支持。足底压力检测在“足-鞋”领域的研究，有助于揭示足部疾病的成因，指导人们健康穿鞋，给鞋类设计和制鞋工业带来了技术支持。

DeCock等通过对18～30岁穿不同高跟鞋的女性正常行走步态的足底压力进行研认为：女性穿高跟鞋行走时，支撑期足前掌的负重时间延长，但这种变化似乎与鞋跟高度没有直接联系。Viitasalo等及Joanne等通过对不同高度鞋跟进行对比研究发现，增加鞋后跟的高度，将导致步幅减小等一系列力学指标的变化，并推断鞋跟高度及粗细对足底压力分布具有重要影响。中国学者张伟等提出，站立和行走时，作用于拇趾矢状面方向的力可能与拇外翻的形成有关，当作用于拇趾矢状面方向力一定时，使拇趾外翻的力随拇趾轴线与矢状面的夹角的大而增大，使第1跖骨头内移的力随矢状面与拇趾轴线夹角、拇趾外翻角的增大而增大。

总之，“足-鞋界面”的足底压力及分布和“鞋-地界面”的鞋底压力及分布特征的研究表明，鞋跟设计是鞋设计中不容忽视的重要因素，而这恰恰容易被鞋设计者所忽略。因此，揭示鞋底硬度、鞋跟高度、鞋体结构等因素将对足的健康产生具大影响。当今世界著名的运动鞋品牌，如耐克、亚瑟士、阿迪达斯等都有专门的生物力学研究机构进行相关运动学、动力学和形态学的测试。