裸足跑生物力學特征研究述評

羅炯+姬玉+郭啟貴

摘 要：對國內外關于裸足跑生物力學特征研究進行了綜述，概括了裸足跑與穿鞋跑在運動學、動力學、生理學等方面的生物力學特征差異。與穿鞋跑相比，裸足跑更多地采用前足著地、更短的步長、更快步頻的行進方式，這種模式能大大降低地面的碰撞沖擊峰、加載率；裸足跑能更多地利用好足部的本體感覺，從而可能增強足的力量及行進中的穩定性；裸足跑并不比穿鞋跑擁有更低的損傷率，當前沒有權威性的證據顯示行進中較高運動損傷率是由于巨大、反復的撞碰力所致，故影響裸足或穿鞋跑損傷率的方式和模式有待于進一步探討；裸足比穿鞋跑更經濟這已被實驗所證明，而幾乎每個長跑項目的世界紀錄保持者都是前足著地的跑步者，故建議將裸足跑作為一種交叉訓練方式納入我國長距離項目運動員和教練員的訓練計劃中，這對改進運動員的著地方式是有益的。

關 鍵 詞：運動生物力學；裸足跑；損傷；本體感覺；述評

中圖分類號：G804.6 文獻標志碼：A 文章編號：1006-7116（2017）01-0138-07

Abstract： The authors gave an overview of researches on barefoot running at home and abroad， and summarized the differences in biomechanical characteristics between barefoot running and shod running in terms of kinematics， dynamics and physiology etc. As compared with shod running， more likely barefoot running is carried out in a way of moving forward with forefoot landing， a shorter step length and a faster pace frequency， such a mode can greatly reduce ground impact shock peak and loading rate； barefoot running can better utilize foot proprioception， thus increase foot power and stability during moving forward； barefoot running does not have an injury rate lower than the one shod running has， currently there is no authoritative evidence showing that a higher sports injury rate during moving forward is caused by a tremendous repeating impact force， therefore the way and mode that affect barefoot or shod running injury rate need be further probed into； it has been proven by experiment that barefoot running is more economic than shod running， while almost every long distance run event world record holder is a forefoot landing runner， hence the authors recommended to include barefoot running as a way of cross training into long distance run event athlete and coach training plans， which is conducive to improving athletes way of landing.

Key words： sports biomechanics；barefoot running；injury；proprioception；review

1960年羅馬奧運會上，埃塞俄比亞運動員Abebe Bikila裸足跑出了2 h 15 min 16 s的馬拉松世界紀錄。英國選手Bruce Tulloh多次裸足參與國際田徑大賽并在1962歐錦賽5 000 m跑項目中獲得了金牌。南非運動員Zala Badd從小進行裸足跑訓練并于1983年世錦賽上以15 min 1.83 s創下女子5 000 m跑世界紀錄，兩年后，19歲的她再度以14 min 48.07 s成績裸足跑完5 000 m，第2次打破自己創下的世界紀錄。隨后，一系列專業裸足跑選手陸續續涌現，如Chris McDougall、Micah True、Jason Robillard、Michael Sandler、Ken Bob Saxton及Rick Roeber等選手都是這領域的杰出代表。2005年，五腳趾鞋問世（附：該鞋最初為海員（水手）設計，穿上后能讓水手們更好地用腳抓住滑溜溜的甲板），但這種鞋很快在體育界盛行，并被許多跑步者及戶外活動愛好者所接受。2009年，耐克等公司又開發出一種“最低限度的鞋”（又叫裸足鞋）——平底、很薄、很輕，隨即這種鞋受到運動訓練界的重視，并對后來的“裸足跑”起到了推波助瀾作用。

裸足跑現已逐漸滲透到普通居民的健身鍛煉中，面對這新興的健身與訓練模式，國際新聞界、運動醫學界，特別在體育界已引起了人們對裸足跑的濃厚興趣。主張裸足跑者認為它是最自然且有益于人類足健康的跑方式，并同時提出鞋會引起損傷[1-3]。反對裸足跑者認為它是一種必須避免的危險“時尚”運動，因為人體“足”需要緩沖墊的保護、支撐及運動控制[4-5]。辯證的學者認為：海灘上或草地上裸足跑應該是安全的，但在像瀝青路和水泥地上的硬表面上裸足跑是有危險的，并提出只有那些在生物力學上是幸運的人才可以不穿鞋跑[6]。自Lieberman[1]在英國《Nature》上刊發出第一篇有關裸足跑科學論文后，更加引起了學界的高度重視，人們提出了一些基本問題：裸足跑比穿鞋跑好嗎？裸足跑是最好的行走方式嗎？最低限度鞋的優點和缺點又是什么？裸足跑與穿鞋跑的生物力學差別是什么？裸足跑的表現、經濟性（能量節省化）如何？裸足跑與穿鞋跑與損傷有聯系嗎？裸足跑的訓練效果怎樣？等等。

目前國內關于裸足跑的相關研究文獻幾乎是空白，僅查閱相關學術論文2篇及北京體育大學金季春教授[7]在最新專著（2013，教授學術文庫）《體育與運動科學探索》第2章中對裸足跑與裸足鞋進行了介紹。針對上述疑問，筆者查閱了目前國外學者關于裸足跑的最新研究成果，對裸足跑的各項運動實效及相關機制進行了較全面的綜述，以全面評價裸足跑所能帶來的益處與風險，希冀能為我國將來在長距離項目中推廣這種跑方式、改善訓練方法、提高運動表現、減少運動損傷發生等提供重要參考。

1 對裸足跑的運動學研究

裸足跑運動學方面的研究主要集中在著地方式、步長、步頻及觸地時間特征等方面。Lieberman[1]對受試者采用3種跑速（健身跑、中快跑和快速跑）探討著地方式時發現，瀝青路面上，絕大多數著地是用前足，而草地上的著地則更多地表現為足跟著地。有學者綜合了先前的研究[8-9]，認為裸足跑的著地方式大致歸為4類：一是足跟早于跖骨頭著地，又稱之為跟觸地，簡稱RFS（跟-趾跑）；二為跖骨頭早于足跟著地是前足著地FFS（趾-跟-趾跑）；三為足跟和跖骨頭同時著地MFS（稱中足觸地跑）；四為跖骨頭先觸地而足跟始終不觸地是趾觸地。劉衛國等[10]對91名大學生自然速度裸足跑的足底壓力測試中發現：自然速度裸足跑單步支撐時間先短后長、負荷空間分布不均，集中作用于后足與前足，但時間與負荷分布均無性別差異。有學者提出用替代分類方法，該方法以足觸地指數為依據，用著地時壓力中心相對于最大鞋長百分比[9]。若比例小于33%的是RFS，在34%到66%之間的是MFS，大于67%的是FFS[4]。對裸足跑觸地方式還有學者報道：平坦的硬地上以中等速度穿鞋跑者采用RFS著地方式的約占75%，而裸足跑的人基本上是用FFS方式著地，并通常在MFS或FFS時采用第4或第5跖骨頭下面的籽骨著地[11]。

對裸足跑和穿鞋跑間步頻及步長特征的研究中發現：優秀的穿鞋跑步者典型地采用170～180步/min之間的步頻，即使跑速低于2.75 m/s，這種步頻基本不變[12]。裸足跑步者同樣傾向于使用較低的步頻，而在要求他們穿鞋并用同樣速度跑時則采用較大的步長[9，13]。那為什么在普通跑步者中，裸足跑者傾向于縮短步長呢？研究表明其原因有二：其一是裸足跑者通過更多屈膝關節的方法來縮短步長是避免以RFS著地及降低踝關節的有效質量，因為膝關節彎曲較大決定了足的跖表面方向更多地向著跖屈。故較短的步長將增加在裸足時的FFS傾向以及在穿一雙有抬高后跟的鞋時的MFS傾向；其二是采用FFS著地時，若膝關節伸得太直，加之步長較長，則需要更多的跖屈，而較大跖屈的FFS著地方式則增加了作用在踝關節矢狀面上外部的背屈力矩，它需要跖屈肌力矩去抵消。故采用較短步長的FFS跑步者，其踝關節剛度較小，加載速率較小以及加在小腿三頭肌和跟腱上的應變也較小[9，3，13，10]。

2 裸足跑的動力學研究

2.1 裸足跑地面垂直反作用力（GRF）的特征

Gluliani[12]對RFS和FFS著地時地面垂直反作用力（GRF）的研究中發現：采用腳跟著地方式（RFS）的裸足者，以4 m/s速度落在一個鋼性測力臺上，GRF碰撞峰值的加載速率約400～600倍體質量/s，其峰值大小約達1.5～2.5倍體質量；這種碰撞然后向上發送一個震動波到身體上，它在幾毫秒內可傳到脛骨上，約10 ms到達頭上[10]。有學者采用穿有抬高后跟的現代跑鞋且采用同樣（RFS）著地方式進行探索[14，1]，結果發現RFS引起的碰撞力峰值將衰減掉10%，加載速率降至約原來1/7（70～100倍體質量/s），故穿現代鞋的后跟在硬表面上的觸地是舒服的，但這種鞋并未消除地面反作用的碰撞峰值。也有研究證明：FFS和MFS落地模式所產生的碰撞峰值幾乎難以識別，即用FFS著地的跑步者表現出較輕巧的或者說紳士風度，這與跑步期間同樣不產生碰撞峰值的哺乳動物的落地方式是一樣的[10，15]。Nigg[16]研究指出：按FFS方式跑確實不需要來自鞋的任何緩沖來衰減碰撞的震蕩，即使是在測力臺這樣的硬表面上也不產生碰撞峰值，但鞋確實使FFS方式在粗糙表面上的跑步變得舒服，在這些表面上來自鵝卵石的擦傷和應力集中可能引起痛苦。Hasegawa[15]進一步研究表明：FFS著地方式的碰撞期間，足一開始是跖屈然后通過柔性的踝關節進行控制進入到背屈，但RFS著地方式中，足是保持背屈，以及在同一時間中踝關節是剛硬的，這就是FFS和MFS不產生顯著碰撞力的主要原因。

2.2 裸足跑地面垂直反作用力（GRF）對下肢柔順性（lower limb compliance）的影響

人體在行進期間所產生腿力非常類似于一個線性伸縮彈簧。這種行為來源于肌肉-肌腱單元在SSC收縮（離心-向心收縮）所做的正能量釋放，它可用單步支撐過程中，地面對支撐腿的反作用力（支反力）近似表達出來；另一方面，支撐過程中，地面反作用力對腳的作用點與腿質量中心（COM）的距離稱為腿長，地面支反力與腿長之比稱為下肢柔順性。下肢柔順性對GRF中的加載速率的影響非常關鍵，絕大多數研究集中在人體整個站立階段的柔順性。相關研究表明，當跑速接近4 m/s時，習慣性裸足跑者和習慣性穿鞋跑者，在穿鞋和不穿鞋條件下既用FFS著地又用RFS著地的情況下，RFS著地中的下肢柔順性要比FFS的高得多，其加載速率范圍在60～100BM/s（BM為身體質量）[1]。不過，在這個例子中沒有RFS著地是在30～40 BM/s以下的，而這是許多裸足跑者用FFS著地的典型值。此外，還有學者認為，有些FFS跑步者具有相對剛硬的下肢和大于大多數穿鞋跑的柔順落地的加載速率[17-18]。即一個跑步者可以用許多方法來改變下肢的柔順性，例如用較短的步長，更多的膝關節屈和較少的大步子。這一點可能解釋為什么某些裸足跑者有時用RFS著地的沒有顯著不舒服及為什么某些穿鞋跑者用RFS形式經受低碰撞力。

2.3 裸足跑地面垂直反作用力（GRF）對足部肌肉力量增長的影響

相關研究認為，與穿鞋跑絕大多數采用RFS著地方式不同，裸足跑常采用FFS和MFS著地，在站立階段的初期把一個離心載荷加在跖屈肌上，而離心載荷比向心載荷產生更多的肌肉肥大，故有理由推斷用FFS或MFS著地的跑步者或者轉換到FFS或MFS步態的跑步者具有較強的跖屈肌，因為習慣上裸足跑或者穿最低限度平底鞋跑步者在FFS的站立開始階段經受更多的跖屈，它們比穿有抬高后跟的鞋的RFS跑步者把更多的應力加在跖屈肌上并產生更多的肌肉生長[8，11，19]。有學者認為：足弓著地支撐期的緩沖階段拉長（塌陷）然后在支撐期的蹬伸階段恢復，起著一種彈簧的作用[20]；足弓在RFS中并不拉長直到跖骨頭著地時為止，足的縱弓是在三點上承載，在足觸地后立即彎曲，故一個FFS涉及的足弓的外部肌和內在肌與RFS不同。然而，一雙有足弓支撐的鞋限制了多大的足弓塌陷，減少了多少的足弓拉長以及這些肌肉做了多少負功（離心收縮），這些問題還沒有學者進行過測算。還有如果足的肌肉對加載的響應像身體上其它的肌肉一樣的話，那么，裸足跑或穿最低限度鞋跑是否會比穿有足弓支撐的鞋跑更能增強足弓的肌肉？目前查閱到的唯一文獻是[14]：穿最低限度鞋（耐克自由鞋）訓練5個月的跑步者的外部足肌肉顯著變大和變強了[14]。但該研究沒有經歷重復實驗，也沒探討鞋底的硬度變化是如何影響足肌做功的。

3 裸足跑與運動損傷的研究

3.1 撞碰力與運動損傷

自20世紀80年代以來，人們普遍認為行進中的巨大而重復的撞碰力是造成與跑有關的運動器系損傷的原因[21-24]。然而，經歷了幾十年的減震努力，緩沖性能良好的運動鞋卻并未改善跑步者的損傷情況。研究發現，跑步者和非跑步者的骨關節炎和長期軟骨退化的發病率幾近相等[25-27]；與在軟表面上跑步者相比，在硬表面上跑步者所導致的與跑有關的損傷并沒有增加，穿著吸收震動的鞋沒有導致應力骨折的減少[28-29]。一項前瞻性研究顯示，跑損傷發生率與跑步者承受撞碰力峰值（高、中、低）之間也沒有顯著性差異，說明碰撞力不是損傷的主要原因[30]；而相較于較低加載速率的受試者，較高加載速率者所患與跑有關的損傷發生率呈下降趨勢，但是，當前沒有結論性的證據顯示行進運動期間的碰撞力是跑損傷的原因。

3.2 關節力矩與運動損傷

當外力作用到骨骼上時，對關節會產生外力矩，這些力矩必須要由肌肉、肌腱和韌帶產生的反方向的內力矩來對抗。如同骨一樣，快速的加載速率在結締組織中會引起較大的滯后作用，這會潛在地導致更多的組織損傷[31]。跑步時著地方式不同可能產生的關節力矩有差異，即FFS和RFS步態產生不同的力矩。在矢狀面力矩方面，FFS跑步者足著地時有較大的跖屈，因而在站立的第1階段中踝關節做較大的背屈，引起必須由跖屈肌來控制這種較大的外力矩[32-33]，作為對照，較低的地面反作用力與較少伸展下肢相結合在FFS形式跑中產生較小的膝關節矢狀面力矩[32]。裸足跑者已經顯示出比穿鞋跑者在膝關節和髖關節產生出較小的矢狀面力矩[13]，這種差別可以部分地通過鞋的設計來影響力矩作為解釋，例如，較寬的和抬高后跟的鞋能增加作用在踝關節、膝關節和髖關節上的力矩[33]。

3.3 足“過度旋前”與運動損傷

有學者對足觸地“過度旋前”與跑損傷的關系進行了探索，發現“足旋前”與任何一種損傷診斷（包括脛骨后肌綜合癥、跖筋膜炎、跟腱炎、膝痛、髕骨軟骨軟化）無關[21]。通過大樣本量跟蹤調查（180名運動員）發現，損傷并不是足過度旋前造成的，其中60%與跑期間錯誤的訓練有關，如跑距過長、強度過大、改變日常訓練慣例太急及上坡跑等[21，34]；另一個大樣本（143名跑步者）評估研究發現，隨著鞋外翻的增加，損傷率下降[34]。Wen[35]對304名參加馬拉松跑運動員的調查認為，足弓指數及足跟著地外翻與跑損傷無關；Hetsroni[36]對400名有長期足外翻的新戰士進行長期觀察發現，過度旋前和短期損傷無關。因此，同碰撞力一樣，當前沒有實驗證據證明“過度旋前”是導致與行進有關損傷的主要原因。

3.4 碰撞頻率與肌肉調諧

根據有關理論，足著地的碰撞頻率若與身體運動器系的自然頻率接近，會形成共振，增大損傷風險。RFS著地方式，碰撞震動的典型頻率在10～20 Hz之間，這個碰撞力作用于跑步者的足上，并產生震動波通過身體向上傳遞，這種震動波被運動器系的許多感受器感覺到，并把這種信息傳送到中樞神經系統。碰撞力的震動頻率與骨的自然頻率（80～100 Hz）相去甚遠，一般不會產生共振導致大的震動波。但是，軟組織膈室的自然振動頻率在10～50 Hz）之間，取決于所涉及肌肉的激活、長度和收縮速度[37]，故輸入的碰撞力頻率可以接近軟組織部分的自然頻率，從而可能引起軟組織部分出現共振，增加行進運動的損傷風險。而人體會通過肌肉活動來改變軟組織的自然頻率和阻尼特征以避免產生共振效果，這種改變就是肌肉的調諧作用。

Boyer[38]讓10個對象穿5種不同的鞋（鞋的中底從軟到硬分為5類），用4種不同速度進行RFS著地跑，利用測力臺、三軸加速度計及表面肌電儀分別測出地面反作用力，軟組織震動加速度及股直肌、股二頭肌、脛骨前肌和腓腸肌內測頭4塊肌肉電活動。結果表明，不同跑速、不同中底材質的跑鞋，改變了碰撞力的輸入頻率，從而引起股四頭肌軟組隔室及股四頭肌前激活顯著不同，跑速越快，加載速率增加，前激活的肌電圖活動也隨之增加。這意味著在快速跑時，輸入的碰撞頻率接近股四頭肌軟組織隔室的自然頻率，因此，肌肉的調諧作用增加。 3.5 重復應力與運動損傷

跑產生一組重復性的、復雜的及動態的力。若重復應力是損傷的最接近的力學因素，那么，引起重復力的加載速率和數量可能是損傷的關鍵因素，然而，眾多學者的研究結果卻并未證明這一認識。然而，重復應力損傷在耐力運動員中非常普遍[24，39-40]。在一個非常接近的水平上，絕大多數重復應力損傷是由組織中的微損傷累積所引起的，這些微損傷是由于產生應力的力反復作用引起應變的結果。微損傷的發生是源自于作用力的數量、大小、方向、頻率和速度之間的相互作用，以及遭受這些力的組織的大小、形狀和材料的性質。微損傷的一個主要原因是伴隨著高速率的高應變，它使骨變成更加脆弱和增加彈性滯后作用。反復的高水平的彈性滯后作用在骨中及在像韌帶與肌腱這樣的更粘滯的組織中都是潛在的損傷因素，因為在卸載期間丟失的某些能量被轉換成摩擦力，產生熱，但是其余的能量可以被轉換成結構的損傷。裸足跑者幾乎都用FFS著地，這種落地并不產生顯著的碰撞峰值[41]，FFS著地把較大的載荷加在跟腱和跖屈肌上，可能在損傷中引起一種折衷。

4 裸足跑與本體感覺

研究認為穿鞋行進運動限制了足的本體感覺，從而導致了運動損傷的增加[11，23，27，30，35]。因為在人類早期逐漸形成的足底跖表面感覺反饋是一種對地面硬度、粗糙度、不平以及像尖銳的石子這種潛在的危險特征的適應。足底感覺、壓覺和本體感受器激活反射并幫助中樞神經系統做出增加穩定性和避免損傷的決策。裸足時代的行進運動形式可能是反映了這種進化的本體感覺對保持身體平衡、避免疼痛撞擊以及調節腿的剛度的適應作用。但是，這些反饋機制在鞋中被削弱了，這樣就增加了與行進運動有關的損傷發生率。

穿鞋可能促使足變得虛弱、不柔軟、不靈活，特別是足正在生長中的兒童時期。肌肉骨骼系統需要對載荷做出響應，沒有載荷刺激，肌肉骨骼系統就會變虛弱。裸足與穿鞋的載荷是不一樣的，對肌肉骨骼系統的刺激也不一樣。有硬底的、足弓支撐物的以及控制足旋前和其他運動特征的鞋可能減少了裸足時受到的“正?！睉?，從而削弱了肌肉骨骼系統。如同加工過的食物導致降低咀嚼力和讓頜肌虛弱一樣，這會引起下頜不充分的生長和以前少見的錯位咬合及碰撞牙齒的高發生率。穿有高度支撐鞋的人同樣會使足和下肢肌肉骨骼虛弱，尤其是維持縱弓的肌肉，進而削弱了保持身體平衡和其他重要功能。有研究報道，不穿鞋的人群在足弓形狀上變化不大，扁平足的百分比低以及其他的足畸形也較少[42-43]。另有研究獲得相反的觀點，穿最低限度的鞋會增強足的肌肉肌骼系統，一個強有力的足是較為柔軟的，具有較好的控制過度旋前和其他運動能力[44-46]。因此，在發揮鞋對人足的保護功能時，如何減少鞋對人足運動的約束和因改變行進運動形式而帶來的損傷危險就成了研究課題和運動鞋改革的方向。

5 裸足跑與能量節省

絕大多數優秀跑運動員喜愛穿鞋，鞋除了對足有保護作用外，穿鞋跑運動員碰到粗糙表面時不用擔心足著地的位置。但Abebe Bikila和Zola Budd等裸足跑運動員已經在馬拉松和長距離項目上創造了世界紀錄。而幾乎每個長跑項目的世界紀錄保持者都是FFS方式跑步者，他們都穿平底跑鞋或各種最低限度的鞋進行比賽或日常訓練。從經濟性視角對裸足或穿最低限度鞋跑進行了研究發現，鞋的重量每增重100 g幾乎要增加1%的跑的代價，而穿最低限度鞋跑要比穿一雙標準跑鞋的經濟性大2.4%～3.3%，這種差異對長跑的成績顯然有實質性的影響[2-3，10，47-48]。到目前為止，還沒有證據表明裸足跑對運動成績有明顯的負作用[11]。穿鞋要增加能量消耗不僅只表現在鞋的質量上，也表現在其他方面，如為了改變鞋底的形狀和為了對地面轉動鞋底要做的功，以及在中底吸收的能量和在跖趾關節處彎曲鞋要做的功等方面都得消耗能量。

6 問題與展望

（1）絕大多數的裸足跑研究文獻都是在實驗室中要求平時穿鞋跑的人脫掉鞋跑來完成的，雖然這樣的研究有許多優點，但是，僅僅利用平時穿鞋跑的人來研究裸足跑從而獲得運動學、動力學等參數是值得思考的，因為不能期望這樣的對象具有像習慣于裸足跑的人已經發展的肌肉骨骼的適應性和運動學特征，故未來研究應更多地探討自然環境下的習慣性裸足跑選手所表現出的真實參數。

（2）目前沒有證據證明穿鞋和跑損傷之間的明確關系。要揭示導致跑步者發生損傷的真正原因，可能更多的研究應從跑步者的著地方式去找尋答案，跑損傷是多因素綜合，鞋對運動控制的做法對減少損傷率沒有作用，僅僅通過修補鞋的設計來減少損傷的努力是無用的。裸足未必適合所有的跑步愛好者，那些小腿和足肌力量較弱者若采用裸足跑（FFS著地），或者他們穿鞋用RFS著地、長步長、低步頻去跑都會面臨較高的損傷率。

（3）幾乎每個長跑項目的世界紀錄保持者都是FFS方式跑步者，他們都穿平底跑鞋或其它各種最低限度的鞋比賽或日常訓練。這似乎暗示裸足跑者可能獲得較多的本體感覺反饋，故往往采用FFS著地及縮短步長和增加步頻，避免RFS和在硬表面上的碰撞峰值，保持低的關節力矩和有強壯的足，這可能正是人類進化過程中，人類祖先為了避免損傷而采用的一種適應。

（4）裸足比穿最低限度鞋跑更經濟，這種差異對長跑成績的影響是顯著的。未來迫切需要解決的是最低限度鞋對足部本體感覺的約束到底對跑步形式的影響有多大，對一個轉換到裸足跑或穿最低限度鞋跑的運動員來說其跑步方法如何調整。裸足跑或穿最低限度鞋跑會影響足的力量及足弓形狀，這種影響是否與受試者年齡、跑速、身體素質和其它環境變量有關。穿鞋對足的力量和柔順性的影響有多大，這些影響是否與運動損傷存在某種關聯。

（5）習慣于穿鞋跑者當過渡到裸足跑或直接采用裸足跑姿態的運動員會導致小腿三頭肌扭傷或跟腱炎癥，這是因為FFS跑需要較強的小腿三頭肌力量和足的控制，反映了在FFS步態期間增加了作用在踝關節上的跖屈力矩。盡管FFS著地并不產生大的碰撞力，但是轉換成FFS的跑步者可能沒有足夠強大的伸肌群或跖骨來對抗在前足中的彎曲力矩，它可能導致增加跖骨痛或跖骨應力骨折的危險。未來研究需要確立哪些跑步者是從轉換中獲利及另一些從轉換中受損，從而為避免損傷找到不同的轉換策略。

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