肌内效贴对下肢侧切运动中生物力学特征的影响

背景:肌内效贴扎作为一种运动防护手段已被广泛应用,但作为纠正侧切动作时下肢生物力学异常变化手段的研究,其作用尚不明确。目的:对比受试者膝关节在肌内效贴扎、安慰剂贴扎及空白对照情况下,完成侧切动作时下肢运动学、动力学特征的变化。方法:招募39名篮球专项男性大学生为受试者,每位受试者分别在肌内效贴扎、安慰剂贴扎以及不进行任何贴扎情况下进行测试。采取力学矫正的贴扎方式对受试者优势侧膝关节进行贴扎干预。选取4.5-5.5 m/s的助跑速度完成45°侧切动作,并运用三维动态捕捉系统及测力台同步采集运动学及动力学数据。选取初始触地时刻、地面反作用力峰值时刻的运动学及动力学参数进行数据分析。采用SPSS 27.0软件对测试数据进行统计学分析。结果与结论:①运动学指标:肌内效贴条件下与无贴扎及安慰剂贴扎相比,初始触地时刻髋关节外展、膝关节外翻角度显著减小(P<0.05);侧向地面反作用力峰值时刻,髋关节外展、膝关节外翻及踝关节跖屈角度显著减小(P<0.05),膝关节屈曲角度显著增加(P<0.05)。②动力学指标:与无贴扎相比,肌内效贴扎及安慰剂贴扎条件下均可显著减小初始触地时刻髋关节外展、外旋力矩及膝关节外翻、外旋力矩(P<0.05),显著减小垂直地面反作用力峰值、水平向后地面反作用力峰值(P<0.05);与无贴扎及安慰剂贴扎相比,肌内效贴扎可显著减小侧向地面反作用力峰值(P<0.05)。③结果表明,对膝关节进行肌内效贴扎可在一定程度上改善篮球专项大学生在完成侧切动作时与下肢损伤风险因素相关的部分运动学、动力学指标,可能对预防侧切过程中损伤的发生有一定积极作用;此外,膝关节安慰剂贴扎与肌内效贴扎在部分指标变化方面的作用趋势较为一致,提示肌内效贴扎的作用机制可能存在安慰剂效应。     

女性全身关节过度活动患者跳深着陆时膝关节应力分析

目的 分析全身关节过度活动(generalized joint hypermobility, GJH)女性患者与健康女性在跳深着陆中膝关节软骨、半月板von Mises应力分布差异。方法 采集女性GJH患者与女性健康受试者在跳深着陆缓冲阶段垂直地面反作用力(vertical ground reaction force, VGRF)峰值时刻的膝关节运动学与地面反作用力特征,通过逆动力学计算膝关节反作用力,并将膝关节沿股骨长轴方向的合力作为载荷;基于1名女性膝关节三维有限元模型,分别对2组受试者跳深着陆过程进行数值仿真,计算膝关节软骨与半月板von Mises应力及应力分布。结果 在跳深着陆VGRF峰值时刻,GJH组和对照组膝关节屈曲、外翻角度具有统计学意义(P<0.05)。相比于对照组,GJH组膝关节屈曲角度降低、外翻角度增加;在跳深着陆中,GJH组膝关节内部承受应力更大且胫股关节内、外侧室负重区应力分布不均衡,其股骨软骨外侧髁外侧、外侧胫骨软骨前部/中部外侧以及外侧半月板前角、体部外侧缘为应力集中部位。结论 女性GJH患者因膝关节活动范围增大、关节囊松弛,导致在跳跃类项目中膝关节...     

踝关节贴扎在优势侧落地动作中对膝关节生物力学特性的影响

目的 研究踝关节贴扎（限制踝关节内翻跖屈）在优势侧单腿落地动作中对膝关节生物力学特征的影响。方法 在踝关节未贴扎和贴扎两个条件下,18位业余运动员执行优势侧单腿落地动作,使用Vicon三维运动捕捉系统、Kistler测力台和Noraxon 表面肌电系统共同采集运动学、动力学、表面肌电数据,进行统计学分析。结果 与未贴扎相比,贴扎后触地时刻的膝关节屈曲角度和接触地面过程中膝关节最大屈曲角度显著性增加,而膝关节最大外翻角度显著性减小。结论 限制踝关节内翻跖屈贴扎可能会降低前交叉韧带损伤的风险。踝关节贴扎的干预方式能够改变在落地动作中膝关节生物力学指标。限制踝关节内翻跖屈贴扎可以作为预防大学生运动员前交叉韧带损伤的有效措施。     

肌内效贴力学矫正贴扎改善髌骨软化症患者疼痛的即时与短期疗效观察

目的 研究肌内效贴力学矫正贴扎改善髌骨软化症患者疼痛的即时与短期疗效。方法 选取我院髌骨软化症患者46例为研究对象,随机分研究组与对照组,各23例。研究组给予肌内效布贴扎治疗,对照组给予常规理疗联合运动疗法。比较两组疼痛程度、膝关节功能、短期疗效与治疗效果。结果 治疗前两组疼痛程度、膝关节功能、抗阻伸膝试验痛与半蹲试验痛评分比较,差异无统计学意义（P＞0.05）;治疗后研究组疼痛程度评分为（1.09±0.34）分低于对照组的（1.84±0.42）分,研究组膝关节功能评分为（92.83±3.52）分高于对照组的（82.84±4.05）分,抗阻伸膝试验痛与半蹲试验痛评分低于对照组,研究组治疗效果（95.65%）高于对照组（73.91%）,差异均有统计学意义（P＜0.05）。结论 对髌骨软化症患者采用肌内效贴治疗能提高短期疗效,促进膝关节功能早期恢复,有效缓解疼痛感,改善预后与生活质量,安全性高,值得借鉴。     

前交叉韧带重建后急停起跳过程中膝关节应力的有限元分析

背景：已有研究分析了前交叉韧带重建患者术后完成不同动作时健患侧运动学、动力学等运动特征,假设前交叉韧带重建术后患者在完成急停起跳动作时健侧前交叉韧带von Mises应力较患侧高,半月板和股骨软骨的von Mises应力较患侧低。目的：通过探究前交叉韧带重建患者健患侧膝关节软组织的应力响应特征,以期为降低该人群发生前交叉韧带二次损伤及慢性膝关节骨性关节炎等继发性损伤提供参考。方法：运用红外光点运动捕捉系统(Nokov)和测力台(Bertec)采集前交叉韧带重建患者急停起跳时膝关节运动学和动力学特征,通过欧拉角计算方法和逆动力获得膝关节三维角度和三维力矩参数,并将膝关节三维角度和力矩作为边界和加载条件分别载入健患侧膝关节有限元模型,进行数值仿真,比较健患侧膝关节内部结构在实际运动载荷下的应力分布情况。结果与结论：(1)在水平向后第一地面反作用力峰值时刻,患侧膝关节屈曲角、内收角明显大于健侧,且健侧垂直地面反作用力高于患侧。此外,健侧垂直地面反作用力峰值出现在急停起跳阶段的4%-6%,而患侧出现在急停起跳阶段的15%-17%,表现出健侧腿较患侧先着地的运动模式。(2)有限元分析显示健侧前交...     

士兵负重单脚落地时膝关节生物力学特征以及与等速肌力的关系

目的 分析士兵负重单脚落地对膝关节产生的影响,并探讨与肌力的关系,为日常负重训练提供依据。方法 采用Vicon动作捕捉系统和AMTI测力台分别采集12名士兵学员不负重和负重15 kg从30 cm高度单脚落地时膝关节的运动学和动力学数据,同步采集大腿前后侧肌群表面肌电(surface electromyography, sEMG),并进行膝关节屈伸等速肌力测试。结果 与无负重相比,负重15 kg落地时膝关节屈曲角度和胫骨反作用力显著增加(P<0.05),股直肌、股内外侧肌和股二头肌sEMG最大值均显著增加(P<0.05),其余指标负重前后无显著差异(P>0.05)。伸膝峰值力矩与无负重单脚落地垂直地面反作用力呈显著负相关(P<0.05),其余指标无显著相关关系(P>0.05)。结论 负重15 kg单脚落地增加了膝关节屈曲角度和胫骨反作用力,大腿前后侧肌群的激活可缓解落地时的地面反作用力,肌力对于预防落地损伤具有一定作用。     

面向逆向动力学仿真驱动和验证的半蹲式跳伞着陆实验研究

目的半蹲式跳伞着陆模拟实验的设计和相关数据测量,为逆向动力学软件AnyBodyModelingSystem模型的建立、驱动和验证提供数据。方法根据逆向动力学分析数据驱动和验证的需要,受试者从0.32m高的平台跳落,模拟半蹲式跳伞着陆。对受试者下肢关节运动学参数、地面反力以及下肢4块主要肌肉的肌电图进行测量。结果受试者在与地面接触前后1s内,髋、膝、踝关节角度随时间的变化、右脚地面反力以及压力中心轨迹用来驱动模型;肌电活动性测量数据用来验证模型。结论实验设计可以满足肌骨模型分析的要求,并可用于对半蹲式跳伞着陆的进一步研究。     

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。     

假肢对线对大腿截肢者健侧膝关节内部接触力学特性的影响

目的研究假肢对线对大腿截肢者健侧膝关节内部接触力学特性的影响。方法通过步态实验分析健全人及大腿截肢者在不同对线条件下行走时下肢运动及地面反作用力(ground reaction force,GRF)差异,并利用三维有限元模型分析接受腔内收和外展的异常对线情况对膝关节内部股骨软骨、胫骨软骨与半月板之间接触力学特性的影响。结果健全人在GRF第1峰值时刻膝关节接触力主要集中在内侧,在GRF第2峰值时刻接触力主要集中在外侧,而截肢者接触力在GRF的两个峰值时刻都集中在内侧。接受腔对线内收6°会导致膝关节内侧应力、接触力、接触面积均明显增大。结论截肢者膝骨关节炎发病率高于健全人与其膝关节内侧长期过载有关,接受腔对线内收会增加大腿截肢者健侧膝关节骨关节疾病的风险,临床对线过程中应尽量避免过度内收。     

离心训练结合不同频率全身振动训练治疗髌腱末端病

背景：已有大量研究探讨了不同频率全身振动训练对肌力的影响，但对不同频率振动训练对髌腱末端病的疗效差异的研究较少。目的：探究股四头肌离心训练结合不同频率的全身振动训练对髌腱末端病患者的疗效。方法：2022年4-6月于武汉体育学院招募髌腱末端病患者48例，随机分为离心训练组、30 Hz组、40 Hz组、50 Hz组，每组12例。离心训练组仅完成股四头肌离心训练，30 Hz组、40 Hz组、50 Hz组在股四头肌离心训练的基础上进行振幅2 mm，频率分别为30,40,50 Hz的全身振动训练，干预8周，每周3次。在干预前后评定患者股四头肌表面肌电信号、跳深着陆触地时刻和垂直地反力峰值时刻膝关节的运动学和动力学数据、目测类比评分及维多利亚评分量表评分。结果与结论：(1)干预后与离心训练组相比，40 Hz和50 Hz组股外侧肌和股内侧肌中频值显著提高(P <0.05)；(2)干预后触地时刻，40 Hz组和50 Hz组膝关节屈曲角度和外旋力矩显著低于离心训练组(P <0.05);50 Hz组膝关节屈曲角度显著低于30 Hz组(P <0.05)；垂直地反力峰值时刻，40 Hz组膝关...     

短跑运动中下肢环节间互动动力学分析

目的从动作控制角度出发,探讨运动控制对提高短跑运动成绩以及预防运动损伤的可能影响。方法研究对象为8名国家级优秀短跑运动员(最好成绩:10.27s～10.80s),利用8台红外高速摄像系统(采样频率300Hz)与测力台系统(1200Hz)同步记录受试者在短跑最大速度阶段的运动学与动力学地面反作用力资料。根据逆动力学理论建立下肢多环节互动动力学模型,对短跑一个步幅的各种力矩进行量化分析。结果短跑支撑阶段地面反作用力矩是下肢各关节处的主要被动力矩,它在着地初期对膝关节产生一个较大的伸膝作用,腿后肌为抵抗此力矩的     

肌内效贴对前交叉韧带重建后康复疗效的Meta分析

目的：一些研究显示肌内效贴在提升前交叉韧带重建后患者肌肉力量、改善关节稳定性、减轻疼痛及水肿方面具有积极效应，然而现有研究关于肌内效贴的临床疗效存在相互矛盾的结果。文章采用Meta分析方法，系统评价肌内效贴对前交叉韧带重建术后康复疗效的影响。方法：应用计算机检索PubMed、Web of Science、Embase、The Cochrane Library、EBSCO、中国知网、万方、维普数据库，搜集有关肌内效贴对前交叉韧带重建后患者影响的随机对照试验，检索时限均从各数据库建库至2022-12-06，结局指标包括股四头肌力量、腘绳肌力量、膝关节肿胀、膝关节活动度、Lysholm膝关节功能评分、目测类比评分6个连续型变量。运用EndNote X9.1筛选文献，采用Cochrane风险偏倚评估工具和Jadad量表评估纳入文献质量，采用RevMan 5.3软件进行Meta分析。结果：(1)共纳入6项随机对照试验，包括252例前交叉韧带重建后患者，其中对照组126例，肌内效贴组126例；(2)Meta分析结果显示，与对照组相比，肌内效贴组患者腘绳肌力量显著增加[SMD=0.68,95%CI(...     

预期条件下不同侧切角度膝关节应力状态的有限元分析

目的 探讨预期条件下不同角度侧切触地过程中膝关节运动学、地面反作用力（ground reaction force, GRF）特征以及软骨、半月板的应力状态。方法 采集14名受试者在预期条件下分别进行45°、90°和135°侧切时的运动学和GRF数据，通过Visual 3D逆动力学计算获取膝关节反作用力，基于膝关节三维有限元模型分别对3种侧切角度下触地过程进行数值仿真。结果 预期条件下3种侧切角度在触地过程中的膝关节运动学特征存在显著性差异（P＜0.001），膝关节屈曲程度随侧切角增大而增加；垂直GRF随侧切角增加而显著减小（P＜0.001），水平GRF呈现出相反的趋势；3种侧切角度下，90°侧切时髌骨软骨以及股骨软骨接触应力峰值较大, 前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）接触点主应力峰值较大，其次为135°和45°侧切；3种侧切角度下，外侧股骨软骨接触应力峰值均大于内侧。结论 90°侧切运动时膝关节损伤风险更大，135°侧切时膝关节内部的应力状态与90°侧切相比较为良好。预期条件下膝关节损伤风险并不随侧切角增大而升高。     

踝关节不同应力位的动态足底压力特征

目的探究踝关节不同侧肢体和应力位的足底压力分布特点。方法 23名健康受试者通过简易定制走道和足底压力测试平板进行踝中立位、踝内翻、踝外翻的足底压力测试,测试指标为峰值压强、接触面积、接触时间百分比、足底内侧峰值压强之和与外侧峰值压强之和的比值(M/L)、足趾峰值压强之和与足跟峰值压强的比值(A/P)。结果优势腿在第1跖骨的峰值压强明显大于非优势侧,第5跖骨峰值压强明显小于非优势侧。优势侧M/L显著大于非优势侧。除中足、第1趾,其余区域3种应力位的峰值压强存在显著性差异。内翻时各区域的接触时间百分比均大于中立时,外翻时除第2趾其余区域的接触时间百分比大于中立时。内翻、中立、外翻M/L分别为1.24±0.46、1.06±0.26、0.88±0.25;内翻时优势侧M/L大于非优势侧;内、外翻时A/P均大于中立。结论优势侧踝关节稳定性优于非优势侧。踝关节内翻、外翻时稳定性有所下降。内翻时身体往前、内侧偏移,外翻时则往前、外侧偏移以维持稳定。     

股骨内翻和胫骨内翻的运动学和足底压力分析

目的 探究胫骨侧和股骨侧来源的两种单侧膝骨关节炎膝内翻在步态分析中的运动学参数和足底压力差异,为不同类型膝内翻提供生物力学理论基础。方法 招募26名单侧膝骨关节炎型膝内翻患者,股骨侧和胫骨侧来源各13名受试者。利用Noraxon MyoMotion三维动作捕捉系统和Footscan平板式足底压力测试系统,测量受试者在自然行走状态下的步态,采集受试者步态的时空指标、下肢各关节运动学参数、足底压力,并进行两组间对比分析。结果 胫骨侧膝内翻的膝关节屈伸范围、髋关节外展峰值、髋关节内收外展活动范围、踝关节内旋峰值均大于股骨侧膝内翻,而膝关节屈曲峰值、髋关节内收峰值小于股骨侧膝内翻;与股骨侧膝内翻相比,胫骨侧膝内翻受试者第4、5跖骨足底受力时间、压力峰值都增加(P<0.05)。在第3跖骨区域中,股骨健侧肢体比胫骨畸形健侧肢体的冲量更大;而在足跟内侧区域,股骨健侧肢体的冲量更小(P<0.05)。结论 两种不同类型单侧膝内翻患者在运动学参数和足底压力方面存在一定差异。研究结果有助于正确认识膝内翻引起的异常步态,为不同类型膝内翻诊治、术后康复和肢体锻炼提供可靠参考。     

肌内效贴对慢性踝关节不稳的影响：系统综述和Meta分析

目的：肌内效贴已广泛应用于慢性踝关节不稳的治疗之中,但其疗效存在争议。文章通过系统回顾和Meta分析,评价肌内效贴对慢性踝关节不稳患者的影响,为肌内效贴在慢性踝关节不稳中的应用提供循证医学证据。方法：检索Pub Med、Cochrane Library、Web of Science、EBSCO、Embase、Sino Med、中国知网、维普和万方数据库,搜集关于肌内效贴对慢性踝关节不稳患者影响的随机对照或随机交叉试验。结局指标包含星形偏移平衡测试分值、踝关节外翻平均峰值力矩、踝关节活动范围绝对误差、踝关节背屈活动度及坎伯兰踝关节不稳定评价问卷评分5个连续型变量。使用Cochrane手册对最终纳入的文献进行质量评价。根据各结局指标所纳入文献是否满足Meta分析纳入的标准,进行Meta分析或描述性分析,应用Rev Man 5.3软件进行Meta分析。结果：(1)纳入文献整体质量较高。(2)最终纳入10项随机对照或随机交叉试验,共381例患者。(3)Meta分析结果显示,与对照组相比,肌内效贴可以显著提高星形偏移平衡测试分值(SMD=0.25,95%CI:0.03-0.47,P=0.03),...     

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。     

全膝关节置换术后早期步态与预后功能的相关性分析

目的探讨全膝关节置换(total knee arthroplasty, TKA)术后14 d步态参数与术后3个月膝关节功能和生活质量的相关性。方法采用三维步态系统分析18名患者TKA术后14 d患侧步行特征,运用WOMAC和SF-36评价量表评估患者TKA术后3个月的膝关节功能指数及生活质量并分析其相关性。结果 TKA术后14 d,术侧单支撑时间和摆动期膝关节屈角峰值均显著小于健侧,术侧站立中期膝关节屈角和膝外翻角均显著大于健侧;步行过程中,术侧的时空参数指标与WOMAC评分存在中度负相关,膝屈角峰值、站立中期膝屈角及外翻角与WOMAC评分存在高度相关性;除步长、步速外,其余步态参数指标均与SF-36生活质量评分具有显著相关性。其中,单支撑时间和膝关节屈角峰值具有高度正相关,站立中期膝屈角及外翻角具有中度负相关。结论术后早期(14 d)步态分析结果中术侧单支撑时间、站立中期膝关节屈角、膝外翻角及摆动期膝关节屈角峰值可以作为判断TKA手术预后膝关节功能及生活质量康复疗效的有效指标。     

跳伞着陆过程中膝关节损伤的有限元研究

目的利用膝关节有限元模型和模拟跳伞着陆实验数据,对半蹲式跳伞着陆过程进行数值模拟,并分析膝关节损伤的机理。方法对16名健康志愿者进行半蹲式模拟跳伞实验,跳落高度分别为0.32m,0.52m和0.72m。基于核磁共振成像建立人体膝关节的三维有限元模型,采用实验测得的膝关节运动学和地面反力数据对跳伞着陆过程进行数值模拟。结果关节内组织的应力水平随着跳落高度的增加而增加,外侧半月板和关节软骨承受了较大的载荷,前交叉韧带和内侧副韧带在屈膝角度达到最大时产生明显的应力集中。结论跳伞着陆的高速冲击是造成关节损伤的直接原因,外侧关节软骨和半月板更易受到损伤,前交叉韧带和内侧副韧带较易在屈膝幅度最大时发生撕裂。     

全膝关节置换前后患者下肢肌骨模型步态模拟与分析

目的比较分析全膝关节置换患者术前、术后步态周期站立相下肢肌肉激活规律和膝关节受力。方法基于Open Sim平台建立1名健康受试者和3名单侧全膝关节置换(total knee arthroplasty,TKA)患者术前、术后下肢肌骨模型。使用三维动作捕捉系统和测力台采集受试者步行期间下肢运动学数据和地面反作用力作为输入参数,模拟计算下肢肌肉激活和膝关节受力。结果肌骨模型计算结果与基于三维动作捕捉系统的逆动力学计算结果基本一致。不同于健康受试者,患者股直肌在承重反应期、支撑相中期激活,3名患者术后股四头肌的激活时间与激活程度较术前明显不同。患者TKA术前关节受力峰值为3. 15、2. 95、3. 43倍身体质量(body weight,BW),支撑相中期维持2倍BW以上载荷。TKA术后关节受力峰值分别2. 09、2. 48和3. 73倍BW。结论所建肌骨模型计算结果具有一定的可靠性,该模型今后可为TKA治疗提供生物力学的辅助手段。