基于F-Scan三维动态足底压力分析系统的动静态足底压力分析

背景：有研究表明足的部分解剖区域支撑着人体大部分质量,并调节着人体的平衡,测量这些区域的压强峰值及分布即可获取足、下肢乃至全身的生理、结构及功能等方面的大量信息。 目的：观察健康青少年足球运动员自然行走时左右足峰力值、负荷冲量等的动态足底压力分布。 方法：采用三维动态足底压力步态分析系统对16~19岁适龄青少年足球运动员进行动态足底压力测试。 结果与结论：受试者足底应力-时间曲线呈明显的双峰型,足底10个分析区域峰力均值在足跟外侧最大(P < 0.01),右足习惯者第1 趾、第1,2 跖骨、足跟内外侧区域平均峰力值右足大于左足(P < 0.05),而第5跖骨、足弓2个区域平均峰力值左足大于右足(P < 0.05)。受试者行走时整足接触阶段、离地阶段负荷中心在第1、2跖骨、足跟内外侧区域,足部最大负荷部位在第1、2跖骨、足跟内外侧区域,男女左右足分布规律基本一致。结果证实,健康青少年足球运动员左右足动态与静态足底压力分布规律存在一致性特征。     

人体坐姿上肢扭力操作下足底压力分布研究

目的通过测试人体坐姿条件下上肢受不同扭力负荷过程中足底压力分布特征,研究年龄、性别因素对足底压力的影响。方法 40名受试者按照性别和年龄分为4组,分别为青年、中年男性和女性组,每组10人。以受试者坐姿、不同负荷扭力操作(即对应不同百分比最大收缩力(MVC))条件下,记录其足底压力分布信号,分析在30%、50%、80%和100%MVC的扭力负荷下,不同年龄和性别足底压力分布的变化规律。结果青年组男性足底压力值明显大于青年女性组(P0.05);所有受试者均表现出左右足底受力不均一现象,青年组男性和女性右脚足底压力均明显大于左脚(P0.05);在30%～80%扭力负荷范围内,中年男性组左(右)脚和女性组左脚的足底压力变化不大,但是在100%MVC扭力负荷下足底压力最小(P0.05)。结论本试验研究证实年龄和性别因素对于不同扭力负荷下的人体足底压力分布存在影响。     

具备力传感监测的上肢外骨骼康复系统的设计与实现

目的 近年来,外骨骼机器人正逐渐走入临床康复实践,自由度、运动模式和力反馈评价是影响外骨骼机器人康复效果的重要因素,实验设计并实现了多抗阻训练模式的上肢外骨骼康复系统,该系统具备6个自由度并可全程跟踪用户与外骨骼间的接触力。方法 通过人体上肢运动学分析,对上肢外骨骼康复系统的关节和自由度进行设计,主要由配重箱体、升降台、横梁、外骨骼机械臂组成;考虑不同体型患者要求,配置可调节长度导轨;硬件系统采用主控板、节点板的分层控制方法;软件系统使用模块化设计。在上肢外骨骼康复系统与人体接触处设置多个三维力传感器。使用角度和力传感器对上肢外骨骼康复系统的运动角度空间、疲劳测试下控制稳定度及主、被动模式下的接触力分布进行分析。最终征募17例受试者进行肩关节的伸展运动,采集不同阻抗等级下的力传感器数据,并进行主观体验问卷调查。结果 上肢外骨骼康复系统工作空间角度幅值与设计要求相同,误差小于5%;连续工作4 h情况下,运动角速度变化率不超过1%。主动运动模式下,17例受试者人机接触力男性测量值（23.63±5.26） N,女性（21.54±5.16） N;人机接触力较小,其中15例受试者给出了舒适度较高...     

人体坐姿上肢不同拉力负荷时足底的压力分布

背景：足底压力测量技术已广泛应用于生物力学的步态研究,但多数研究都集中在正常行走或穿各种鞋时的步态时间特征和足底压力分布方面。 目的：探讨人体坐姿条件下上肢在不同拉力负荷过程中足底压力分布的特征。 方法：应用Seat 16/53 mFLEX足底压力测试系统记录40名健康受试者以坐姿在不同拉力负荷条件下的足底压力分布信号,分析在30%,50%,80%,100%最大随意肌力的拉力负荷下,不同年龄及不同性别受试者足底压力的分布。 结果与结论：在不同的拉力负荷下,青年组男性受试者的足底压力值明显大于女性(P < 0.05),而中年组男性和女性的足底压力值间差异无显著性意义(P> 0.05)。同时,所有受试者均表现出左右足底受力不均一的现象。其中,青年组男性右脚足底压力明显小于左脚,而青年组女性均显示出右脚足底压力大于左脚的情况(P< 0.05)。中年组男性和女性左脚的足底压力在30%~80%最大随意肌力拉力负荷下变化不大,但在100%最大随意肌力拉力负荷下明显减小(P < 0.05)。说明年龄和性别对不同拉力负荷下人体足底压力均有影响。     

牙科正畸钢丝矫治力的三维力学研究

本文采用三维力学传感器对正畸钢丝的矫治力进行了初步研究。结果表明 :本实验系统可以对简单变形钢丝的回复力进行三维 6轴 (即正交力系X、Y、Z各轴的力 ,以及绕各轴的转矩Mx、My、Mz)力学测量。实验结果显示 :钢丝在弯曲变形的状态下产生的主要回复力有 :弯矩Mx(不锈钢丝弯曲约 6 0°时达到最大值 )、垂直于固定端轴线的力Fy和固定点摩擦力Fz;钢丝在绕轴线纯扭转变形的状态下产生的主要回复力有 :转矩Mz和两固定点间的推力Fz。 (在两固定点间距离为 5 0mm的条件下 ,不锈钢丝平均每扭转 1°产生的转矩约为 0 .0 2 7N·cm ,推力约为 0 .0 19N)     

石家庄市部分青年男性“外八字”步态足底压力特征分析

背景：外八字的脚外翻破坏了膝关节正常力的分布,使关节一侧所受的生物应力增大,对侧相对减少。 目的：更进一步认识“外八字”步态行走过程中足底压力的特征。 方法：运用比利时Footscan足底压力分布测试系统对石家庄市部分20~25岁的青年男性进行足底压力测试,通过分析筛选出双足步态均正常的青年男性39人为正常步态组,筛选出双足步态均为外八字的青年男性39人为异常步态组分别进行分析。 结果与结论：异常步态组青年左足足底第3跖骨峰力值明显高于正常步态组(P < 0.01),第5跖骨、足弓两区域骨峰力值明显低于正常步态组(P < 0.05)。正常步态组青年左、右足足底第1跖骨、第5跖骨两区域冲量差异有显著性意义(P < 0.05)。异常步态组青年左、右足足底第2,4跖骨冲量差异有显著性意义(P < 0.01,P < 0.05)。异常步态组与正常步态组青年左足足底第3跖骨区域差异有显著性意义(P < 0.05),足跟内侧、足跟外侧两区域冲量差异有非常显著性意义(P < 0.01);右足足底足跟内侧区域冲量比较差异有非常显著性意义(P < 0.01)。提示“外八字”行走会导致蹬伸时的推进力不是斜向向前,行走方向上的蹬地力较小;行走过程中足受力顺序不是沿足纵弓的方向,而是有一定的夹角,因此足弓不能起到减震的作用,冲量的增大也就增加损伤的概率。所以“外八字”步态者应当注意足底压力和作用时间的关系,增加足与地面的接触时间,从而减小冲击力值,避免运动损伤。     

用同一设备检测心率变化趋势和心力变化趋势的方法及其应用的研究

为了研究用同一设备检测心力变化趋势和心率变化趋势的方法及其应用,我们对30名体育系学生和30名普通系学生进行了心肌收缩能力变化趋势和心率变化趋势的对照研究.方法是按双倍二级梯运动试验登梯次数的标准,让受试者完成规定的运动量,同时采集和记录心动周期和心力信息.把不同负荷下运动后S1幅值对安静时S1幅值增加的相应倍数定义为心力变化趋势.结果表明,两组受试者心力数据有非常显著的差异,而心率数据没有显著的差异.提示体育系学生高水平的心力变化趋势主要来自心肌收缩能力储备而不是心率储备.心力监护仪能同时采集和记录心动周期和心力信息,并具有无创、敏感性和特异性高、简便、快速、费用低、可重复采用和客观量化等特点,能在体育运动现场监测心力,该方法可用来量度心肌收缩能力、评估运动员和一般人的心力储备,为选拔运动员、安排训练和竞赛以及一般人体质评估提供一种客观量化的参考指标.     

基于Typodont模型的MDD与MBT矫治器排齐阶段切牙三维移动变化研究

在Typodont模型上分析MDD与MBT矫治器排齐阶段切牙的三维移动变化,为固定矫治器的改良及应用提供参考。以安氏Ⅱ类1分类错(牙合)为标准,硅橡胶取印模后,加入树脂牙和蜡制作相同的Typodont模型10副,MDD和MBT每组各5个样本。采用ATOS流动光学三维扫描仪,获得初始的三维数字化模型,以Typodont颌架底座定位确定数字化水平向、矢状向及垂直向三维坐标系。45℃恒温水浴下依次使用0.36、0.41、0.46 mm镍钛圆丝排齐20 min,每次水浴后扫描模型获得新的三维数字化模型。Geomagic软件以三维坐标系为重叠标志将每次水浴后的三维数字化模型与初始数字化模型重叠,重叠后通过色图分析得出8颗切牙近远中切角点发生的三维移动变化。应用SPSS17.0软件包对实验数据进行t检验。结果表明:水平向,37%的标志点负方向移动,75%的数据有统计学差异(P<0.05),其中MDD组移动变化小的占81.5%;矢状向,91.7%的标志点唇向移动,83.4%的数据有统计学差异(P<0.05),其中MDD组移动变化小的占73.3%;垂直向,所有标志点均为(牙合)向移动,86.1%的数据有统计学差异(P<0.05),均为MDD组移动变化小。安氏Ⅱ类1分类错(牙合)排齐阶段使用MDD矫治器具有轻力矫治的特点,并可缓解切牙唇向、(牙合)向的不利移动。     

膝骨性关节炎患者与正常青年人步态的对照

背景：应用现代步态分析技术研究膝骨性关节炎患者足底压力分布的报道较少,尚未建立骨性关节炎患者特征性的足底压力数据库。 目的：比较膝骨性关节炎患者与正常青年人步态特征的差异。 方法：运用足底压力测试系统对40例年龄44~70岁膝骨性关节炎患者及10名正常青年人行走时的步态进行测试,观察受试者足底各区域受力时间、单足支撑期参数、步角、足底各分区压力峰值。 结果与结论：膝骨性关节炎患者足底各区域受力时间百分比均高于正常青年组,两组足跟内外侧值差异尤为显著;膝骨性关节炎患者足跟触地阶段时间百分比、前足离地阶段时间百分比低于正常青年组,全足支撑阶段时间百分比高于正常青年组;膝骨性关节炎患者足跟侧部区域压力峰值均较正常青年组降低。说明膝骨性关节炎患者步态指标具有特征性,足跟部触地时间百分比、足跟触地阶段时间百分比、全足支撑阶段时间百分比及前足离地阶段时间百分比均与正常人有明显区别,膝骨性关节炎患者足跟部位外侧肌肉活动和平衡能力控制都较正常年轻人弱。     

不同跑步着地习惯对跟腱形态学及其负荷特征的影响

目的 探究不同着地模式对跟腱形态学和负荷特征的影响。方法 招募习惯后跟着地跑者和习惯前掌着地跑者各14人,利用超声医学影像仪采集受试者的跟腱形态学特征（跟腱长度、横截面积、厚度）;利用三维测力跑台采集并计算受试者穿着缓冲跑鞋以10 km/h速度跑步时的跟腱负荷特征（跖屈力矩、跟腱力、负载率、冲量、应力等）。结果 与习惯后跟着地跑者相比,习惯前掌着地跑者踝关节跖屈力矩峰值、跟腱力峰值、平均负载率、峰值负载率均显著增加（P＜0.05）,但两组跑者跟腱长度、跟腱横截面积和跟腱厚度差异无统计学意义（P＞0.05）。结论 长期的前掌着地模式可以适应性地提高跟腱在重复性的“拉长-收缩”循环刺激中的力学特性。深入理解跟腱在不同着地方式下的响应,对于跑步爱好者以及运动医学领域中预防跟腱相关损伤具有重要的临床意义。