不同运动鞋舒适性差异及对篮球典型动作足部受力特征影响

目的探讨穿着不同篮球专项鞋在不同篮球典型步法中足部受力特征和专项鞋舒适性之间的关系。方法利用Kistler三维测力台和Medilogic鞋垫式足底压力测试系统采集并比较12名篮球专项运动员分别穿着两款篮球鞋(L、N鞋)在完成3种篮球典型步法(侧滑步、90°变向跑、3步上篮)的受力特征,包括冲击力峰值、最大负载率、足底压力峰值等;并采用主观舒适度量表对完成3种步法时两款鞋舒适性进行评分。结果 3种典型步法中两款鞋在冲击力方面无显著性差异,L鞋足部压力在侧滑步和3步上篮中比N鞋更小;在舒适性方面,N鞋显著优于L鞋,主要表现在鞋舒适性喜好程度(后跟稳定性、后跟响应、前掌缓冲、后跟缓冲和总体印象)和强度(前掌缓冲和后跟缓冲)方面存在显著性差异。结论两款篮球鞋仅在足底压力和舒适性评价上存在较大差异,但并没有一款鞋在两种评价中都表现更优异,提示在全面设计和评价专项鞋时应兼顾鞋本身的生物力学特性和运动员的主观评价。     

足弓差异对动静态足踝功能的影响

目的 通过运动生物力学手段从动、静态两个方面评价不同足型受试者足踝功能的差异,为足踝运动研究提供理论支持和参考依据.方法 对65名受试者以足弓指数区分成扁平足、低弓足和正常足3组,采用单因素方差分析3组受试者静、动态足踝功能指标的差异.结果 在静态足踝功能方面,正常足踝关节适应性(malleolar valgus fl...     

部分足截肢部位对步态的影响

目的 部分足截肢是临床截肢手术中最常见的截肢类型,跖趾关节部位、跖骨部位和Lisfrane关节部位是PFA最典型的三种截肢平面,分析经这些平面的部分足截肢对步态的影响,将有助于相关辅具的设计和评价。方法 采用Footscan平板式足底压力测试系统和Optotrak三维运动分析系统,以跨步长、步频、步速、足底各区域的峰值压力、冲量、接触时间、接触面积为特征参量,对这三种截肢平面患者进行了步态分析。结果 分析结果表明,三种不同足部截肢平面中,残足越短,跨步长越小,双足承重时间差越明显;MTP的峰值压力主要在跖骨处和足跟处,TMA和Lisfrane的峰值压力集中在足中部和足跟处。结论 推断在设计和评价不同足部截肢平面的相关辅具时,不同截肢平面辅具有相应差异。     

跑鞋与着地方式对跑步损伤的影响

长跑是骨骼肌肉系统损伤发病率最高的运动健身项目之一,与跑鞋和着地方式有很大关系。在百链云图书馆和谷歌学术数据库中检索有关跑鞋和着地方式与跑步损伤关系的生物力学研究,最终选择42篇进行文献综述,发表时间为1981~2016年。跑鞋所宣称的缓冲和动作控制的作用并未得到证实,裸足跑作为更自然的跑步方式得到提倡。前脚掌着地的跑步方式对膝关节的损伤更小,但踝关节和跖骨的负荷较大;后跟着地则相反。因此,跑步者应根据自身情况选择适合的跑步方式。但转变跑步方法对跑步者下肢生物力学特征的影响尚未明确,这方面的研究会对跑步者转变跑步方式提出更好的建议。     

行走支撑期足平衡的生物力学特征

背景:步行是人体最基本的运动方式,探究行走时足部受力特征和双足差异对深入了解人体行走规律具有重要价值.目的:通过对足平衡曲线的处理和分析,探究人体在步态支撑期各阶段足的功能和行走规律.方法:通过足型筛选出116名具有正常足型的受试者,以自身最适速度行走,记录其足底压力数据,以平均值和1倍标准差绘制归一化处理的足平衡曲线...     

老年男性和年轻男性行走时足底动力学特征差异

目的 比较老年男性和年轻男性在行走时足底动力学特征的差异,探讨增龄对足底动力学的影响.方法 应用鞋垫式压力测试系统比较13名老年男性和14名年轻男性在串联行走时左脚的受压时长、受压支撑百分比、开始受压支撑百分比、结束受压支撑百分比、最大压强、最大压强支撑百分比、平均最大压强、时间压强积分、最大压力、最大压力支撑百分比、...     

基于聚类分析的足横弓承重类型及足底压力特征**

背景：研究表明足横弓的完整和稳定对足部功能的实现至关重要,前足过度承重是导致足横弓变形的主要因素,关于国人足横弓承重类型研究至今少有报道。 目的：探讨步行时足部冲量峰值区域,区分足横弓承重类型,为足部损伤的预防和康复提供相关依据。 方法：采用Footscan高频足底压力测试系统,对1 000名女大学生自然行走时的动态足底压力分布进行测试分析,观察其步态及支撑期冲量、时相、足内外翻等指标。 结果与结论：通过聚类分析,第1跖骨承重类型109例、第2、3跖骨承重类型213例、第3跖骨承重类型517例、第3、4跖骨承重类型161例。第1跖骨承重类型离地阶段时间百分比大于其他3类,差异具有显著性意义;第1跖骨承重类型在离地阶段过度足外翻的比例最大,第2,3跖骨,第3跖骨,第3,4跖骨承重类型的足外翻比例依次减小。基于足底压力分析,正常人步行时足横弓负重可分为4类承重类型,为解释足步行时的足部功能提供帮助,其中第1跖骨承重类型易前足发生足部损伤。     

即刻改变触地方式对着鞋跑时内侧纵弓在体运动学的影响

目的 探究即刻转换触地方式对着鞋跑步时内侧纵弓在体运动学的影响。 方法 采用高速双平面荧光透视成像系统采集 15 名健康男性跑者即刻改变触地方式前后右足在跑步支撑阶段[跑速:(3±0. 15) m/ s]的荧光图像。根据 CT 图像重建第 1 跖骨和跟骨三维骨骼模型及其局部坐标系,并通过 3D-2D 配准获取内侧纵弓在跑步支撑期的 6 自由度(six degree of freedom,6 DOF) 数据(简化为第 1 跖骨相对跟骨的运动)。 采用一维统计参数映射(statistical parametric mapping,SPM)比较即刻改变触地方式前后内侧纵弓的 6 DOF 运动趋势,并对其特征值进行配对样本 t 检验。 结果 相比后跟跑,即刻前掌跑时,在支撑期的 15% ~ 21% 第 1 跖骨相对跟骨的外移、支撑期 17% ~45% 第 1 跖骨的前移和支撑期的 18% ~ 39% 第 1 跖骨的背屈均显著增加(P<0. 05)。 即刻前掌跑时,第 1 跖骨相对跟骨的前移最大值、背屈最大值、前后平移活动范围及内侧纵弓压缩变化量均显著增加(P<0. 05)。 结论 由习惯后跟跑即刻转换为前掌跑后,内侧纵弓矢状面的形变显著增加,尤其是内侧纵弓的压缩变化量增加约 10% ,可能有助于其弹性能量的储存与释放。     

足踝功能的生物力学测评:构建足静态和动态评价指标

背景:足结构的异常影响着足部的缓冲、动力及储能作用,研究表明足结构和足功能的生物力学评价方法对区分无症状的异常足型具有一定参考价值.目的:探究足结构及足功能的生物力学指标并对其进行分类梳理.方法:以足结构,足功能足底压力,压力中心轨迹足弓,足横弓步态Foot functionCenter of p...     

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。     

Effects of footwear on plantar foot sensitivity: a study with Formula 1 shoes

The aim of this study was to investigate the influence of Formula 1 footwear on the ability of the plantar foot to detect vibration stimuli. Twenty-five male subjects participated in the study. Five foot/shoe conditions were analysed (barefoot and four shoe conditions). Vibration thresholds were measured at three anatomical locations of the plantar foot (heel, first metatarsal head and hallux) at two frequencies (30 and 200 Hz). The results show a frequency-dependent influence of footwear on foot sensitivity. The comparison between barefoot and shod conditions showed lower thresholds (P < 0.01) for the barefoot condition at 30 Hz, whereas lower thresholds (P < 0.01) were found for all shoe conditions at 200 Hz compared to barefoot. Lower thresholds (P < 0.01) were measured at 200 Hz in comparison to 30 Hz in all experimental conditions. The shoe outsole material seems to facilitate the transmission of high-frequent vibration stimuli to the skin, resulting in better vibration sensitivity at 200 Hz when wearing Formula 1 shoes compared to barefoot.     

Distribution of contact force during impact to the hip

Hip fracture is a common, costly, and debilitating injury occurring primarily in the elderly. Commonly viewed as a consequence of osteoporosis, it is less often appreciated that >90% of hip fractures are caused by falls, and that fracture risk is governed not only by bone fragility, but also by the mechanics of the fall. Our goal is to develop experimental and mathematical models that describe the dynamics of impact to the hip during a fall, and explain the factors that influence hip contact force and fracture risk during a fall. In the current study, we used “pelvis release experiments” to test the hypothesis that, during a fall on the hip, two pathways exist for energy absorption and force generation at contact: a compressive load path directly in line with the hip, and a flexural load path due to deformation of muscles and ligaments peripheral to the hip. We also explored whether trunk position or muscle contraction influence the body's impact response and the magnitude of force applied to the hip during a fall. Our results suggest that only 15% of total impact force is distributed to structures peripheral to the hip and that peak forces directly applied to the hip are well within the fracture range of the elderly femur. We also found that impacting with the trunk upright significantly increases peak force applied to the hip, whereas muscle contraction has little effect. These results should have application in the development of fracture risk indices that incorporate both fall severity and bone fragility, and the design of interventions such as hip pads and energy-absorbing floors that attempt to reduce fracture risk by decreasing in-line stiffness and hip contact force during a fall.     

无症状扁平足与正常足的足底压力和足弓形态对比研究

目的　通过与正常足青年女性对比分析得出无症状扁平足足底压力和足弓形态的特征。 方法　利用Zebris足底压力测量仪对正常足组（12例）和扁平足组（12例）进行直立状态和行走状态下的足底压力测试,并拍摄其负重位和非负重位的侧位X线片进行足弓形态测量,测量数据进行统计学分析。 结果 双足直立时,扁平足组与正常足组的足底压力差异无显著意义（P>0.05）;单足直立时,扁平足组的前足负重比例增大;步行时,扁平足组与正常足组足底压力中心运动轨迹有明显区别。扁平足组负重位与非负重位的足弓形态各参数有显著差异（P<0.05）,而且扁平足组负重位与正常足组负重位的足弓形态有显著差异（P<0.05）。 结论 无症状扁平足单足直立和行走状态的足底压力和足弓形态与正常足相比有明显区别,为评价、诊断和预防无症状扁平足提供定量化数据。     

篮球鞋对主动与被动落地时冲击力特征和肌肉活化的影响

目的探讨人体在主动和被动落地过程中,穿着篮球鞋对落地冲击力特征和下肢相关肌群活化程度的影响。方法选取具备强缓冲性能的篮球鞋作为测试用鞋,并辅以对照鞋。12名球类专项男运动员作为受试者,在翻板器上完成包括由低到高3种下落高度和2种下落方式(主动落地反跳和被动着地)在内的着地动作。利用测力台和肌电分析系统同步采集冲击力和下肢5块主要肌群的EMG信号。结果主动落地反跳时,穿着篮球鞋并没有对冲击力的振幅和频率以及下肢肌群的激活程度产生影响;但被动着地时,穿着篮球鞋却能够显著降低冲击力和负载率的峰值,减小冲击频率(P<0.05),同时显著降低下肢各主要肌群的后激活程度(P<0.05)。结论在主动控制完成动作的情况下,运动鞋影响冲击力和肌肉活化的效果并不明显;然而当人体未完全控制着地状态时,篮球鞋能够改变输入于下肢的冲击力信号,达到缓冲避震并适当减小肌肉活化的效果,为避免落地时运动损伤的发生及机能节省化起到了积极的作用。     

模拟不同重力环境下步态运动的足底受力分析

目的 探索不同重力环境下人体行走和跑步时的足底受力特性。方法7名健康成年男性受试者在垂直体位的减重跑台上分别在正常重力（1G）,模拟火星重力（1/3 G）和模拟月球重力（1/6 G）环境下进行3、7和10 km/h的行走和跑步活动。使用F-scan鞋垫式足底压力测量系统对运动过程中的步态时相参数、力学参数及步态平衡性等指标进行分析。结果 相同速度下,步态周期中的支撑相时间随重力下降有明显减少（P<0.01）,摆动相时间则有显著增加（P<0.01）。随着速度增加,支撑相时间明显缩短（P<0.01）,而摆动相基本不受影响（P>0.05）。最大足底受力、平均足底受力和受力积分随着重力下降有明显减少。正常重力环境下,步行速度增加可引起最大足底受力、平均受力明显增加以及受力积分显著减少（P<0.05）;但在低重力环境下,足底受力变化并不显著（P>0.05）。左右垂直冲量比在不同重力环境之间差异显著（P<0.05）,但时相对称性则并无明显差异。结论 低重力环境下,足底受力和支撑相时间等维持骨骼和肌肉结构功能的指标均显著低于正常重力环境,提示在将来设计太空飞行中防护措施和锻炼处方时需要充分考虑这一因素,以维持航天员正常的骨骼和肌肉功能。     

The influence of dietary carbohydrate on performance of supramaximal intermittent exercise

Summary The relative contraction force producing a reduction in exercise hyperaemia was studied by superimposing handgrip contraction at different intensities on plantar flexion of low intensity. Ten active women served as subjects. Blood flow to the forearm ( _forearm) and calf ( _calf) was measured with mercury-in-rubber strain gauges by venous occlusion plethysmography immediately after 60 s of rhythmic plantar flexion at 10% of maximum voluntary contraction (MVC), which was expressed as P₁₀H₀, or combined plantar flexion and handgrip contraction. In the combined exercise, handgrip exercise at 30%, 50% or 70% MVC was added to plantar flexion during the last 30 s of exercise (P₁₀H₃₀, P₁₀H₅₀ and P₁₀H₇₀, respectively). The _forearm increases after P₁₀H₃₀, P₁₀H₅₀ and P₁₀ were significantly larger (P<0.01) than that after P₁₀H₀, and the difference between P₁₀H₃₀and P₁₀H₇₀ was also significant (P<0.01) Immediate post-exercise _calf after P₁₀H₀ increased by 7.4 (SEM 0.9) ml·100 ml^–1·min^–1. When handgrip contraction at 70% MVC was added, the _calf increase after exercise [4.5 (SEM 0.7) ml·100 ml^–1·min^–1] was significantly lower than after plantar flexion alone (P<0.05). However, no significant change was found in _calf when the forces of added handgrip contraction were 30% and 50% MVC, although the mean value of _calf increase was lower after P₁₀H₅₀ combined exercise. Calf vascular resistance calculated as / _calf ( mean blood pressure) tended to increase after P₁₀H₇₀ to a nonsignificant extent. Heart rate and oxygen uptake in these exercises increased when handgrip contraction at 30%, 50%, or 70% MVC was added to plantar flexion at 10% MVC. However, the increases were considerably lower than the maximal ones. Thus, a reduction of _calf occurred even when the cardiac demand from the muscle was below its maximum. In conclusion, post-exercise hyperaemia in the active limb working at low intensity was inhibited by superimposition of exercise of another limb at a high contraction force. The critical force producing attenuation of exercise hyperaemia after combined exercise of short duration was found to be higher than 50% MVC in the case of handgrip contraction plus plantar flexion.     

足踝步态模拟机动力学特性仿真及实验验证

目的 研究足踝步态模拟机动力学特性,仿真着地相中的足底垂直、前后、水平3个足底反力,并在实验台中验证。方法 运用设计的5自由度步态模拟机,建立Adams虚拟样机和足踝模型（包含足部主要韧带和跖腱膜、足底软组织及跟腱力）,对其进行动力学仿真,并把仿真中的控制规律运用到实验台验证;将仿真和实验中测力板测得的足底反力与仿真和真实数据比较。结果 着地相进程中3个方向的足底反力与实际步态中吻合度较高,足部的韧带和跖腱膜、跟腱和软组织等对正确的步态有重要的影响,步态实验台能够很好重复仿真特性。结论 模拟机具备仿真人体步态着地相的能力,为活体无法进行测量的实验提供临床研究平台。