Антропометрия стопы

А н т р о п о л о г и я — наука о происхождении и эволюции физической организации человека. А н т р о п о м е т р и я — один из методов исследования в антропологии, заключающийся в различных измерениях человеческого тела.

Методы обмера стоп. Если строение стоп в основном у всех людей одинаковое, то размеры их сильно различаются. Совершенно очевидно, что для массового производства обуви необходимо знать не только строение стопы, но и размеры стоп населения, для которого изготавливается обувь. Если бы ставилась цель удовлетворить каждого потребителя индивидуальной обувью, тона обувных предприятиях пришлось бы иметь огромное количество колодок и делать такое же количество заготовок верха обуви. В условиях массового производства это невыполнимо, да и не требуется. Предприятия в течение продолжительного времени выпускают обувь оптимальной формы, а число размеров удовлетворяет большинство потребителей.

Рис. 1.16 Основные опознавательные (анатомический) точки стопы

При массовом изучении стоп их группируют по форме и размерам. Число типоразмеров обуви должно быть ограничено, чтобы не затруднять организацию массового производства.

Рис. 1.17 Основные размерные признаки: (а) и плантограмма (б) стопы

В Советском Союзе и ряде других стран применяются различные приборы для обмера стоп и колодок. При обмере стопы на нее наносят опознавательные точки на четко выраженные анатомические участки (рис. 1.16): наиболее выступающую точку пятки 6, центры лодыжек 5 и 8, точку сгиба 4 стопы, середину пятки стопы 7, центры головок плюсневых костей 3 и 10, переднюю точку 1 стопы на первом или втором пальце, точку конца мизинца 2 и середину длины стопы 9.

Затем стопу измеряют стопомером для определения ее точек в системе координат. Стопа в стопомере Ю. П. Зыбина упирается наиболее выпуклой точкой пятки в заднюю плоскость системы, а внутренней стороной касается продольно-вертикальной плоскости. Измеряют расстояния по длине и высоте соответственно от задней и опорной плоскостей до отмеченных на стопе точек. Кроме того, измерительной лентой шириной 5—6 мм с миллиметровыми делениями измеряют обхваты стопы (рис. 1.17). Для более полного изучения стопы снимают гипсовый слепок и получают плантограмму.

Рис. 1.18 Стопомер

Основными размерными признаками стопы являются (см. рис. 1.16 и 1.17): L — длина стопы, т. е. расстояние от наиболее выступающей точки 6 пятки до наиболее удаленной точки 1 на первом (иногда втором) пальце; L_в.п — расстояние до центра 10 головки первой плюсневой кости (внутреннего пучка); L_н.п— расстояние до центра 3 головки пятой плюсневой кости (наружного пучка); L_с.г — расстояние до точки сгиба стопы 4; ширина стопы Ш_н.пи Ш_в.п,измеряемая по сечениям, проведенным перпендикулярно продольной оси через центры головок первой Ш_в.пи пятой Ш_н.п плюсневых костей; ширина пяткиШ_п -по сечению, проведенному через центр пятки; обхват через наиболее широкое место стопы О_н.п— периметр сечения, проходящего через головку пятой плюсневой кости; обхват Очерез середину 9 длины стопы; косой обхват О_сг— периметр сечения, проходящего через точку сгиба стопы 4 и наиболее выпуклую точку пятки 6; обхват по лодыжкамО_л -периметр сечения, проходящего через цент внутренней лодыжки 8; обхват над лодыжкамиО_г — периметр сечения, проходящего по наиболее узкому месту голени над лодыжками; обхват голени в месте наибольшего развития икроножной мышцы О_и(рисунке не обозначен).

Отпечаток плантарной (подошвенной) части стопы получают на плантографе. Одновременно зарисовывают ее горизонтально проекцию (габарит, контур, абрис) контурографом. Проекцию контура и совмещенный с ней отпечаток плантарной поверхности стопы называют плантограммой. Плантограмму получают при опоре на обе ноги. По ней определяют параметры стопы (длину и ширину),

Рис. 1.19 Кривая нормального распределения стоп по длине

положение большого пальца и пятки, состояние сводов стопы и др.

Продольный свод можно характеризовать коэффициентом К, получаемым отношением ширины отпечатка стопы в сечении 0,45 L к общей ширине подсводной части в этом же сечении: К=а'б /аб. Условная градация свода стоп: 0—0,25 — полая стопа; 0,26 – 0,45 — нормальный свод; 0,46—0,49 — уплощение I степени; 0,50—0,74 — уплощение II степени; 0,75—0,89 — уплощение III с пени; 0,90—1 — плоская стопа.

Отклонение большого пальца наружу определяется углом а, образованным касательными к внутреннему контуру стопы и к контуру большого пальца (из точки в сечении 0,73 Lчерез точку в сечении 0,9 L). Длянормальной стопы угол а составляет от 0^о(у детей) до 12° (у взрослых).

Для рационализации способа проектирования колодки и совершенствования системы обмера стопы предложены новая система обмера и стопомер, позволяющие использовать размеры стопы для проектирования колодки без дополнительных пересчетов (Ю. П. Зыбин, В. А. Фукин, В. К. Макаричева). В этой системе обмера и проектирования колодок ось А Б (рис. 1.18) является биссектрисой угла, образованного линиями, касательными к наружной и внутренней сторонам габарита стопы в плюснефаланговом сочленении (см. рис. 1.17,6).

Имеются приборы для получения вертикальных и горизонтальных сечений стопы и колодки.

Закономерности в размерах стоп. Форма и размеры стоп определяются полом, возрастом, а также зависят от расы людей, климатических и географических условий их жизни. На основании обмера большого числа стоп однородной группы людей Ю. П. Зыбиным установлены основные закономерности в изменении размеров стоп.

П е р в а я з а к о н о м е р н о с т ь: распределение стоп по длине в однородном коллективе подчиняется закону нормального распределения. Как видно из рис. 1.19, данные обмера (в виде столбиков) полностью совпадают с кривой нормального распределения, построенной по уравнению, характеризующемуся показателем среднего размера стопы Ми показателем среднеквадратичного отклонения длины стопы от среднего — σ. Показатели среднеквадратичного отклонения характеризуют, в какой мере стопы различной длины приближаются к стопе средней длины М. Из статистики известно, что при нормальном распределении признака размеры обмеренных стоп находятся в интервале М±2 σ в95,5 %, а в интервале М±3 σа в 99,7 % случаев. Определив показатели Ми σ и пользуясь формулой, можно подсчитать число стоп, которые в данном коллективе будут иметь тот или иной размер.

Закону нормального распределения подчиняются и другие ее размерные признаки. Так, распределение длины и обхвата в плюснефаланговом сочленении стоп 12172 обследованных мужчин является типичным для распределения любых размерных признаков стоп у разных групп населения.

Из всего количества обмеренных стоп наибольшее их число располагается в центре решетки, т. е. падает на размер 260 и обхват 250 мм, а число малых и больших размеров снижается до нуля (табл. 1.2).

В т о р а я з а к о н о м е р н ос т ь: средние поперечные размеры стоп связаны с их длиной Lлинейной зависимостью вида у=kx+ b, а именно: обхват в пучках может быть определен по формуле O_ny_ч=0,6L+94; ширина в пучках Ш_пуч=0,25L+30 (усредненная для мужчин и женщин), Ш_пуч=0,28L+15 (для мальчиков и девочек школьного возраста). Эта закономерность используется при серийном размножении колодок и деталей обуви. По данным обмера стоп детей разных географических районов, величины kи bв уравнении также несколько колеблются. В связи с акселерацией эти значения еще больше изменились. Ширина, обхват и высота стопы увеличиваются не прямо пропорционально ее длине, а по линейной зависимости (рис. 1.20).

Т р е т ь я з а к о н о м е р н о с т ь: все размеры стопы по длине пропорциональны ее длине. Коэффициенты пропорциональности в зависимости от длины стопы Lсоставляют:

0,18 — расстояние от крайней точки пятки до центра опоры пятки;

0,20 — расстояние от крайней точки пятки до центра наружной лодыжки;

0,42 — расстояние от крайней точки пятки до точки сгиба стопы;

0,55 — расстояние от крайней точки пятки до подъема стопы;

0,62 — расстояние от крайней точки пятки до точки наружного плюснефалангового сочленения;

0,73 — расстояние от крайней точки пятки до точки внутреннего плюснефалангового сочленения;

0,80 — расстояние от крайней точки пятки до конца мизинца;

0,90 — расстояние от крайней точки пятки до центра отпечатка большого пальца.

Ч е т в е р т а я з а к о н о м е р н о с т ь: все поперечные размеры стопы связаны с ее шириной и обхватом пропорциональной зависимостью. Следует указать, что между размерами обхватов и шириной стопы нет такой четкой зависимости, как между шириной и широтными и высотными размерами. Ниже приведены коэффициенты пропорциональности для взрослого населения. За исходный параметр принята ширина стопы по сечению наружного плюснефалангового сочленения.

Ширина стопы	Коэффициент пропорциональности
По центру головки	0,95
Плюсневой кости в самом широком месте пятки	0,72
Обхват посередине стопы по плюснефаланговому сочленению	2,58 3,45

Таблица 1.2 - Распределение длины стопы и обхвата

в плюснефаланговом сочленении (по данным М. А. Петрова)

Обхват, мм	Длина стопы, мм	Число (сумма) обмеренных стоп, пар

	49	214	220	111	30	5	-	-
	108	811	1800	1656	694	130	11	0
	27	222	995	2005	1520	501	65	15
	1	11	64	242	358	221	52	7
	-	-	2 0	3	8	15	9	-
Число (сумма) обмеренных стоп

Примечание. В числителе показано число обмеренных стоп, в знаменателе – число стоп, имеющих данные размеры (подсчитано по уравнению кривой нормального распределения).

Рис. 1.20 Связь между длиной стопы L и ее обхватом в пучках О_пуч

Симметрия правой и левой стоп человека. Замечено, что правая и левая стопы людей имеют разную длину и обхваты. Это затрудняет подбор впорной обуви. Как показала обработка экспериментальных данных, разница между длиной правой и левой стоп подчиняется закону нормального распределения, т. е. у большинства людей разница между размерами правой и левой стоп незначительна. Аналогичные данные получены по обхвату и ширине стоп.