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关键词： 下肢生物力学   地面反作用力   男子篮球运动员   单腿跳   重复测量方差分析   日常训练   三维测力台   双因素  

摘要： 目的探究膝屈伸肌群疲劳及跳落方向对单腿落地时下肢生物力学特征的影响,为明确单腿落地动作中膝屈伸肌群的作用机制提供理论基础,为损伤的预防和指导日常训练提供针对性建议。方法招募15男子篮球运动员在膝屈伸肌群疲劳前后分别进行前向、内侧斜向45°、外侧斜向45°3种方向的单腿落地测试。疲劳诱导采用Thomas的疲劳方案。使用Vicon三维运动捕捉系统和Kistler三维测力台同步采集运动学和动力学数据,采用2×3双因素重复测量方差分析的方法,显著性水平为α=0.05。结果(1)运动学:在初始触地时刻,髋、膝、踝关节屈角在不同方向及疲劳前后对比时均存在显著性差异(P<0.05),但在同一方向疲劳前后对比时虽有减小的趋势,但差异并不显著(P>0.05);膝关节外展角和外旋角度在不同方向及疲劳前后均存在显著性差异(P<0.05)。(2)动力学:疲劳及落地方向会显著影响胫骨前向剪切力(P<0.05),但不会影响垂直地面反作用力峰;(3)稳定性:疲劳后落地时稳定时间显著增加(P<0.05)、COP轨迹长度和COP椭圆面积显著增加。结论疲劳及跳落方向会影响单腿落地时下肢生物力学参数,尤其是外侧斜向45°落地可能造成的ACL损伤风险更大;疲劳可能也会增大单腿跳跃落地时ACL损伤风险。

关键词： 单侧负重   稳定性   地面反作用力   足底压力中心  

摘要： 单手提重物在日常生活和工作中很常见,不对称负重不仅增大下肢载荷,而且使人-手提物重心偏离正中矢状面,可能导致足底水泡、应力性骨折和摔跤风险增大。用1 m的压力板测量了15名健康男性大学生分别手提7 kg和14 kg重的包行走时的垂直地面反作用力和足底压力中心,用1 m的测力台测量静止站立30 s时的地面反作用力,以此为依据分析单侧负重对人体稳定性、足部冲击和步态的影响。结果表明,在实验的两种负重时,足底压力绝对值增大,相对值不变,稳定性降低,步态改变。针对经常性单侧负重群体的功能鞋设计,需要增大鞋底缓冲性能以减小损伤,增加鞋类稳定性以减小摔跤风险。

关键词： 地面反作用力   髌股关节   生物力学模型   重复测量方差分析   跑鞋   时间积分   负载率   下肢运动  

摘要： 目的探究穿着平底跑鞋和裸足跑步对髌股关节负荷特征的影响,为改善跑步时髌股关节负荷提供依据。方法招募20名跑步者在3种鞋条件下(常规跑鞋、平底跑鞋、裸足)以4.0±0.2 m/s的速度完成测试。使用Motion红外高速运动捕捉系统和Kistler三维测力台同步采集下肢运动学和地面反作用力数据,基于逆动力学方法和髌股关节生物力学模型计算髌股关节负荷特征相关参数。采用单因素重复测量方差分析比较着鞋类型对髌股关节负荷特征的影响,后继检验采用LSD法。结果与常规跑鞋相比,穿着平底跑鞋和裸足条件下髌股关节应力负载率(P=0.021,P=0.033)和应力-时间积分(P<0.001,P<0.001)显著降低,髌股关节应力峰值时刻的屈膝角度(P=0.002,P=0.039)、伸膝力矩(P=0.001,P<0.001)和髌股关节压力(P<0.001,P<0.001)也显著降低。穿着平底跑鞋和裸足条件下髌股关节应力峰值、应力负载率和应力-时间积分没有表现出统计学差异(P>0.05)。结论平底跑鞋在改善髌股关节负荷特征方面能达到与裸足相似的效果,同时能提供一定的缓冲和保护,因此更推荐穿着平底跑鞋跑步。

关键词： 生物力学特征   重复测量方差分析   足底筋膜炎   膝关节角度   作战靴   逆动力学   地面反作用力   交互效应  

摘要： 目的比较极简鞋和作战靴对士兵不同负重跑时膝关节生物力学特征的影响,探究鞋对士兵负重跑膝关节的潜在损伤风险,为士兵负重跑训练选鞋提供理论依据。方法19名男性退伍军人穿着极简鞋与作战靴,完成0、10和20 kg负重跑测试,通过红外捕捉系统和测力台采集运动学和动力学参数,使用欧拉角及逆动力学法计算膝关节角度和髌骨关节力学参数。采用双因素重复测量方差分析确定鞋与负重量对跑步时膝关节生物力学特征的影响,后续检验使用LSD法。结果鞋与负重量对所有参数的交互效应不显著(P>0.05)。鞋与负重量对膝关节刚度、垂直地面反作用力平均和最大瞬时加载率有影响,鞋对膝关节刚度角度变化量有影响,负重量对膝关节刚度力矩变化量有影响(P<0.05)。后续检验显示,穿极简鞋在不同负重下平均和最大瞬时加载率均大于作战靴;负重10或20 kg时,穿作战靴的膝关节角度更大,穿极简鞋膝关节刚度更大,穿极简鞋负重20 kg时膝关节刚度和力矩变化量大于无负重。穿作战靴负重20 kg的膝关节刚度和力矩变化量大于负重10 kg和无负重,负重10 kg时力矩变化量大于无负重(P<0.05)。结论穿极简鞋和负重量增加可能会导致胫骨应力性骨折和足底筋膜炎发生风险的增加,可能不会导致髌股关节疼痛发生的风险增加。

关键词： 下肢爆发力   立定跳远   地面反作用力   注意焦点   重复测量方差分析   显著性水平α   负载率   动力学角度  

摘要： 目的检验不同注意焦点对大学生立定跳远结果指标距离的影响,并从动力学角度分析下肢发力情况,探讨注意焦点在立定跳远动作技能教学中的作用和机制。方法随机招募24名受试者(男女各12名),采集不同注意焦点条件下立定跳远动作下肢生物力学数据,采用单因素重复测量方差分析检验所采集数据,采用统计参数映射分析地反力时间序列数据,显著性水平α设为0.05。结果不同注意焦点条件下,前后方向地反力在9%~15%(P=0.001)、20%~32%(P=0.007)、75%~85%阶段(P<0.001)具有显著性差异,进行事后比较结果显示,无焦点和内部焦点在0%~8%和90%~93%阶段具有显著性差异,无焦点和外部焦点在0%~4%、12%~16%、81%~85%和87%~90%阶段具有显著性差异,内部焦点和外部焦点在12%~15%、22%~30%和82%~85%阶段具有显著性差异。外部焦点使地反力增大,前后、垂直方向负载率增大。然而,不同注意焦点条件下,垂直方向地反力没有显著性差异,但对立定跳远距离具有显著性差异(P<0.001),且外部焦点使立定跳远的距离增加。结论相较于内部焦点,外部焦点使距离增加,并提高了下肢爆发力。在教学中,教师可以通过使用外部焦点指令来提高整体的运动表现,从而提高运动成绩和优化技术动作。

关键词： 篮球比赛   地面反作用力   视觉认知   视觉信息处理   篮球运动员   膝关节屈曲   视觉注意   日常训练  

摘要： 目的运动员赛场表现与视觉认知能力有着复杂的关系,本研究旨在探究视觉认知任务对篮球运动员着陆时下肢生物力学特征的影响。方法本实验招募了20名男性篮球运动员,使用三维多目标跟踪(MOT)任务来模拟篮球比赛中出现的视觉认知任务,在有或没有MOT任务的高平台上完成着陆动作,采用Vicon红外高速运动捕捉系统和三维力测量平台同步采集运动学和动力学的数据。结果(1)与单独着陆运动相比,在MOT双任务中着陆稳定时间显著延长(P<0.01),动态姿势指数稳定指数大(P<0.05)、轨迹长度显著增加(P<0.01)。(2)运动学:在初始触地时刻,与单独的着陆运动相比,在MOT双任务中膝关节屈曲角度显著增大(P<0.05),髋关节和踝关节也增大但不存在显著性差异(P>0.05)。(3)动力学:在垂直地面反作用力峰值时刻,与单独的着陆运动任务相比,在MOT双任务中,膝关节屈曲角度和髋关节屈曲角度显著增大(P<0.01)。结论视觉认知任务的干扰对运动员的着陆稳定性产生了不利的影响,这可能会增加运动员受伤的风险,足够的视觉注意和视觉信息处理可能在维持动态平衡中发挥关键作用,因此可以在运动员日常训练中可以加入视觉认知任务的训练,这样可能会提升运动员赛场表现及降低损伤的风险。

关键词： 扁平足   肌肉骨骼系统   动力学数据   髌股关节   女性人群   人体测量学   回归分析预测   接触力  

摘要： 目的肥胖和超重会损害人体肌肉骨骼系统的功能,尤其是对于患有柔韧性扁平足的女性。动力学数据反映了柔韧性扁平足患者活动过程中的关节内部受力,肌肉激活情况等。这些数据在柔韧性扁平足患者的治疗决策中至关重要。但是,目前明显缺乏获得动力学数据的简单、高效且具有经济效益的方法。本研究的目的是使用回归分析通过人体的基本测量参数来预测动力学数据。本研究的人群是特患有柔韧性扁平足的超重或肥胖女性受试者。方法本研究招募了16名患有柔韧性扁平足的超重或肥胖女性受试者。收集了来自动作捕捉系统的步行数据和手动的人体测量参数的数据。通过建立肌肉骨骼模型计算了下肢关节力。采用回归分析的方式研究了人体测量参数同动力学数据的关系,并建立了回归模型。结果基于人体测量参数和动力学数据建立的回归模型中,膝关节接触力和地面反作用力的第2个峰值表现出显著的拟合效果。可以拟合但拟合效果不显著的动力学参数包括髋关节、膝关节和髌股关节接触力的第一个峰值,踝关节接触力的峰值。结论综上所述,人体测量学数据可通过回归分析对动力学参数进行预测。本研究中提出的方法可以快速估计动力学数据,因此可以潜在地促进扁平足的治疗。

关键词： 无座力炮   动不平衡冲量   低阻尼滑轨   高精度传感器  

摘要： 针对无座力炮动不平衡冲量的测试存在操作过程繁琐且不易满足测量精度要求的问题,设计一种新的测试装置。通过低阻尼滑轨和高精度传感器测试出无座力炮发射时的速度、位移,根据动量原理算出无座力炮的动不平衡冲量。试验验证结果表明:该测试系统平均测试误差为0.48%,可成功应用于无座力炮动不平衡冲量测试。

关键词： 地面反作用力   一元线性回归分析   跑速   关节角度   单因素方差分析   跑步   运动损伤   关节力矩  

摘要： 目的本研究旨在探讨跑步着地缓冲阶段下肢关节角度变化与垂直地面反作用力(v GRF)之间的关系,比较不同跑速下人体肌肉骨骼负荷和冲击强度。方法招募1名受试者在慢速(2.23±0.2 m/s)、中速(3.34±0.2 m/s)、快速(4.45±0.2 m/s)3种状态下跑步,采集后的数据经Visual 3D软件计算,得到矢状面上下肢三关节角度、关节力矩、v GRF和胫骨加速度,以评估肌肉骨骼负荷和冲击强度。采用SPSS 27.0软件进行单因素方差分析对比3种跑速下各变量的差异,再通过一元线性回归分析分别建立下肢三关节角度与地面反作用力之间的关系。结果在慢速跑下,v GRF(F)与髋关节角度(θ1)、膝关节角度(θ2)、踝关节角度(θ3)之间的回归方程分别为F=13.739+17.812·θ1、F=-2143.512+62.724·θ2、F=-1836.541+33.285·θ3;在中速跑下分别为F=-70.806+19.887·θ1、F=-1649.415+50.316·θ2、F=-737.243+21.812·θ3;在快速跑下分别为F=179.662+17.878·θ1、F=-2448.669+58.746·θ2、F=-1485.809+32.185·θ3。结论了解不同速度下跑步着地缓冲时v GRF与髋、膝、踝关节屈曲角度之间的关系,可以为应对跑步冲击力对人体运动损伤提供策略。

关键词： 急性脑梗死   脑血流动力学参数   早期神经功能恶化   危险因素  

摘要： 目的探讨入院时脑血流动力学参数与未接受再灌注治疗急性脑梗死(ACI)患者早期神经功能恶化(END)的关系。方法选取2022年3月—2023年6月新乡市中心医院收治的150例ACI患者,均于发病72 h入院治疗,根据入院7 d内是否出现END分为END组(n=23)和非END组(n=127),收集两组患者入院时相关临床指标,包括一般资料、既往病史、TOAST分型、脑卒中影响的脑循环分类、入院时脑血流动力学参数、实验室指标、美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分等临床相关资料,利用多因素Logistic回归分析END的相关因素,并利用ROC曲线验证相关因素的临床价值。结果END组患者男性、有高血压、既往有缺血性脑卒中、既往有心脏病史、既往有抗凝药物使用史的占比均高于非END组(均P<0.05),END组入院NIHSS评分高于非END组(P<0.05);END组入院HDL-C水平低于非END组(P<0.05);END组患者入院Vs、Vd、Vm均低于非END组(均P<0.05)。多因素Logistic回归分析结果显示,入院NIHSS、Vs、Vd、Vm是影响未接受再灌注治疗ACI患者发生END的独立危险因素(OR:1.442、0.969、0.352、0.933;95%CI:1.032~2.013、0.945~0.994、0.183~0.677、0.902~0.965,均P<0.05)。ROC曲线分析结果显示,入院NIHSS评分、Vs、Vd、Vm均具有预测未接受再灌注治疗ACI患者发生END的价值(P<0.05)。结论导致未接受再灌注治疗的ACI患者发生END的原因复杂,其中入院NIHSS评分、大脑中动脉Vs、Vd、Vm是影响未接受再灌注治疗ACI患者发生END的独立危险因素,且具有预测价值。