髋外展肌疲劳对不同性别人群单腿侧跳落地时神经肌肉控制的影响

目的 比较髋外展肌疲劳对不同性别人群单腿侧跳落地期间的姿势稳定性及其神经肌肉控制的影响。方法 比较20名男性和20名女性在髋外展肌疲劳干预前后进行单腿侧跳落地期间的压力中心(center of pressure, COP)、地面反作用力(ground reaction force, GRF)、下肢运动学、关节力矩、肌肉活动度等。结果 疲劳后,男性和女性COP在冠状面的最大位移和平均速度增加,髋关节外展峰值角度和踝关节外翻峰值角度增加,踝关节内翻峰值力矩增加。触地前200 ms,男性股直肌、股二头肌、胫前肌、腓骨长肌的激活小于女性;触地后200 ms,男性股二头肌激活小于女性。结论 髋外展肌疲劳导致冠状面姿势稳定性下降,髋、踝关节冠状面稳定性下降,可能增加关节损伤风险。不同性别人群的姿势调控策略存在差异,提示下肢关节损伤机制的性别差异值得进一步探究。     

穿不同鞋与裸足对羽毛球蹬地动作下肢及跖趾关节运动协调特征的影响

目的探讨穿着不同鞋和裸足对羽毛球典型蹬跨步动作蹬地时腿下肢和跖趾关节运动协调的影响,为羽毛球运动的科学训练和专用鞋的选择及研发提供理论基础。方法选取优秀男子羽毛球运动员作为研究对象,穿着某品牌羽毛球成品鞋、某款羽毛球样品鞋和裸足作为不同鞋条件,并以羽毛球典型蹬跨步作为测试动作。利用Vicon运动捕捉系统和高速摄像仪同步采集下肢蹬地过程中髋、膝、踝和跖趾关节的运动学及协调特征。结果(1)在蹬地阶段,穿着两款羽毛球专项鞋时下肢各关节的运动学表现并无显著性差异,但相比裸足,两款鞋均在一定程度上增加踝、跖趾关节的角速度,并显著减低各关节角速度到达峰值的时间;(2)下肢运动协调特征方面,3种足鞋条件均表现为在相近时间内下肢髋、膝、踝和跖趾关节由近及远依次加速蹬伸。结论穿着运动鞋具备更好的蹬伸动力来源,能增加蹬伸的速度和效果,有利于提高运动表现;羽毛球蹬伸动作协调性的表现形式倾向于顺序性与同步性的合理组合,建议应针对性地加强踝、跖趾等末端关节的速度和力量训练。     

直线前进变换为侧向跨步切入动作时的下肢生物力学变化

背景:侧向跨步切入动作是运动领域最常见的进攻技术,这显著增加了运动员膝关节受伤的风险,但目前相关侧向跨步动作的生物力学表现策略及下肢关节负荷特征并不十分清楚。目的:选择大学女子甲组篮球、足球运动员进行侧向跨步切入下肢动作策略,进行生物力学测试,并分析下肢关节的运动学及动力学参数,从而为运动员及教练员预防下肢伤害,尤其是膝关节十字韧带损伤提供重要参考。方法:选择某高校女子甲组足球及篮球各12名运动员作为研究对象,利用三维测力台及运动图像拍摄系统同步获取其侧向跨步切入动作的相关运动学及动力学参数,并运用SPSS 21.0分析软件对相关数据进行处理分析。该试验方案经天津体育学院伦理委员会批准。结果与结论:①足球运动员有较大的着地瞬间踝关节跖屈角度及髋关节外展角度、最大踝关节外翻角度、膝关节屈曲及内旋角度、膝关节屈曲及内旋角度变化量;②足球运动员有较大的踝关节外旋与髋关节内收力矩峰值,篮球运动员则有较大的踝关节跖屈力矩峰值;③篮球运动员有较小的前后分力制动第一及第二峰值、垂直分力第一峰值及较大的前后分力推蹬力峰值;④结果表明,跨步切入动作过程中,足球运动员习惯于前足着地方式进行急停,进而产生较高的地面反作用力,并增加膝关节屈曲角度进行缓冲,同时有较大的踝关节外翻角度及膝关节内旋角度,而篮球运动员在切入过程中膝关节屈曲角度较少,不利于下肢关节对地面反作用力的缓冲,并进而增加前十字韧带损伤风险。     

意外滑动过程中人体下肢关节与肌群的自主平衡调节作用研究

针对受扰条件下的步态失稳现象,国内外学者已做了一定的研究工作,但有关失稳过程中自主平衡行为与表面肌电信号及步态参数之间的表征关系却鲜有涉及。本文将步态分析与肌电信号分析相结合,研究在水平步道行走时,足跟着地后发生意外滑动的情况下,人体下肢关节和肌群的自主平衡调节机制。本文募集10位健康受试者,统一着鞋,采集分析了在干燥步道和油面步道两种不同行走条件下的下肢关节力矩、关节角度和主要参与肌群表面肌电信号等参数的变化规律。研究表明:发生意外滑动时人体通过增大踝关节背屈力矩、髋关节和膝关节伸直力矩与膝关节伸直角度,并及时调整相关肌肉激活延迟时间(依次激活胫骨前肌→股直肌→腓肠肌→股二头肌)来调节身体重心位置以维持平衡、避免滑倒。本文的研究结果可为防止滑跌损伤、康复训练以及下肢助行装置的研发等领域开拓新的思路并提供一定参考价值。     

太极拳转体动作中下肢关节活动顺序性和肌肉力表现及肌肉激活特征

目的 分析太极拳转体与弓步动作中下肢关节活动顺序性、肌肉力表现和肌肉激活程度的差异,揭示太极拳转体动作的特征。 方法 募集 20 名练习时长超过 3 年的健康太极拳练习者,采用三维运动捕捉系统、测力台和表面肌电同步采集转体与弓步两种动作运动学、动力学和肌肉激活信息,并通过 OpenSim 仿真软件获取下肢肌力。结果 与弓步相比,转体动作髋、踝关节外旋幅度显著增大;膝关节外展和外旋力矩显著增大,股二头肌、半腱肌和内外侧腓肠肌峰值肌力显著增强,股二头肌、内外侧腓肠肌峰值肌力时刻显著提前,而股内外侧肌和胫骨前肌峰值肌力显著减小,胫骨前肌肌力最早达到峰值;股二头肌、股内外侧肌和内侧腓肠肌的平均激活水平和激活时间显著增加。 结论 太极拳转体动作由踝、髋关节依次转动组成,肌肉力表现的独特性在于重心两次转移致使支撑腿内外侧肌力曲线呈双峰型,因为全足着地延迟方式引发了腓肠肌与股四头肌激活顺序和肌肉平均激活水平改变。研究结果提示全足着地延迟方式具有调节肌肉激活顺序的作用,合理利用有助于提升临床康复效果。     

老年人下楼梯下肢关节做功模式分析

目的 探究下楼梯行走过程中老龄化对老年人下肢关节做功模式的影响,丰富楼梯行走的防跌倒理论。 方法 采用 Vicon 红外运动捕捉系统和 Kistler 三维测力台同步采集青年人和老年人下楼梯行走的运动学和动力学数据,利用下肢关节角度、力矩、功率、做功贡献度指标对下肢关节做功模式进行量化评定。 结果 下楼梯过程中,青 年组和老年组下肢三关节角度、力矩、功率的变化趋势一致。 在优势腿的 1 个支撑相内,老年人的屈髋力矩峰值、伸膝力矩第 1 峰值、第 2 峰值、跖屈力矩第 1 峰值、膝负功率第 1 峰值、第 2 峰值、踝负功率峰值以及髋、膝、踝关节净功均显著降低(P<0. 05);伸髋力矩峰值、髋负功率峰值、踝关节做功贡献度显著增加(P<0. 05),髋、膝关节做功贡献度并未出现显著性差异(P>0. 05)。 结论 在下楼梯过程中,老年人下肢关节力学特征显著降低。 老年人采取不同于青年人的下肢关节做功模式。 老年人通过较大的伸髋姿势抵制躯干的过度前倾,同时采取踝关节做功的代偿模式,提高下楼梯行走的身体稳定性。 建议老年人在锻炼时应以增加膝、踝关节肌肉力量的项目为主,以维持下楼梯的姿势控制能力。     

人体步态滑跌过程中的下肢表面肌电特性研究

通过分析在意外滑移恢复和跌倒两种情况下人体髋、膝、踝3个关节不同肌肉群肌电信号的反应差异,研究髋、膝和踝3个关节运动对滑后恢复平衡的作用。试验招募10名年轻的健康受试者,要求其沿着指定的直线步道行走,并使其在行走过程中发生意外滑移。通过分析所测得的肌电信号,得出不同肌肉群的肌肉激活延迟时间、肌电信号峰值、到达峰值时间、协同收缩率等参数。研究结果显示,恢复平衡和跌倒之间肌肉激活延迟时间并没有显著性差异(P＞0.05),而股内侧肌的肌电峰值分别为70.2±9.8和89.0±12.7,有显著性差异(P<0.05),胫骨前肌和半腱肌的距峰时间有显著性差异,P值分别为0.038、0.030(P<0.05),股二头肌距峰时间无显著性差异(P=0.062>0.05)。上述结果表明,在人体发生意外滑移后,对重新恢复人体平衡起作用的下肢关节肌肉激活时刻差别不大,但针对不同的关节运动,其肌肉伸缩程度以及肌肉做功不尽相同。根据肌肉所属关节及实验数据可知:增大踝关节背屈运动、膝关节屈曲运动和髋关节的伸展运动,对滑移后的平衡恢复作用显著。研究结果可以更好地揭示人体步态滑跌行为的内在机理,为各工作场所建立防滑策略提供有效的准则。     

痉挛型脑瘫儿童手术后表面肌电信号和关节角度评估

目的 通过表面肌电(surface electromyography, sEMG)和关节角度评估脑瘫儿童手术后运动功能。方法 采集16名痉挛型脑瘫患儿手术前后直线行走时股直肌、股二头肌、半腱肌、胫骨前肌、腓肠肌内外侧sEMG和髋、膝、踝关节角度,计算各步态时期sEMG均方根、积分肌电值和关节角度均值,进行肌力肌张力评估。结果 手术后,患儿下肢肌肉肌张力均显著降低(P<0.05),股直肌和股二头肌在摆动阶段肌力减小。胫骨前肌在摆动中末期肌力增大(P<0.05)。髋、膝关节屈曲角降低(P<0.05)。踝关节背屈角增大(P<0.05),内翻角减小(P<0.05)。结论 治疗后患者蹲伏步态和马蹄内翻足均得到改善,运动功能得到提升。sEMG结合关节角度分析可对患者肌肉功能进行定量评估,为临床诊断提供参考。     

不同躯干约束下蹲姿对人体下肢运动学和动力学的影响

目的 探究躯干控制对青年群体亚洲蹲和西方蹲时下肢运动生物力学特征的影响,为深蹲训练的应用和推广提供实证性依据。方法 24名健康男性青年大学生在带杆、无杆控制条件下进行亚洲蹲和西方蹲,运用红外光点运动捕捉系统和三维测力台采集其下肢运动学和动力学特征。通过Cortex-642.6.2软件,根据欧拉角方法计算获得下肢三维角度,运用逆动力学方法得到三维力矩。通过2×2重复设计的双因素方差分析检验躯干控制和深蹲姿势对下肢运动特征的影响。结果 躯干控制和深蹲姿势对运动学和动力学参数均无显著性交互作用(P>0.05)。西方蹲具有较大的膝关节屈曲角、髌股关节接触力峰值、髋膝伸展力矩峰值之比,较小的踝关节背屈角、髋关节屈曲角(P<0.05)。带杆深蹲具有较大的踝关节背屈角、髌股关节接触力峰值和髋关节屈曲角,较小的膝关节屈曲角、髋膝伸展力矩峰值之比(P<0.05)。结论 西方蹲有助于训练伸髋肌群肌力,亚洲蹲则有助于训练伸膝肌群肌力。西方蹲髌股关节接触力峰值显著大于亚洲蹲,故推荐髌股关节痛患者采用亚洲蹲。带杆深蹲可补偿人体平衡,建议由于踝关节背屈活动范围受限或胫骨前肌无力人群可以考虑进行带...     

神经肌肉疲劳前后运动鞋对下肢落地冲击的生物力学影响

目的探讨神经肌肉疲劳前后缓冲型运动鞋对落地动作下肢冲击力特征,以及对运动学和动力学的影响。方法比较15名篮球专项运动员在疲劳干预前后,穿不同缓冲性能的运动鞋从60 cm高落地时的冲击力、负载率、下肢运动学、关节力矩、关节/下肢刚度等。结果疲劳前高缓冲鞋仅使后跟处负载率峰值减小,且到达后跟负载率时间比对照组更短。疲劳后高缓冲鞋显著减小后跟处冲击力峰值、负载率峰值和前脚掌的负载率峰值,同时显著延长到达冲击力和后跟负载率峰值的时间;穿高缓冲鞋使得踝关节触地角度、最小角度显著增大。在下肢刚度、踝关节峰值力矩和刚度方面两组鞋并未发现显著性的改变。结论在疲劳后,当人体下肢神经肌肉控制策略减弱时,高缓冲鞋能够有效地衰减冲击,进而有利于避免或减小潜在的冲击性运动损伤。