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关键词： 动力学数据   地面反作用力   测力台   步态周期   矩阵模型   费马点   学步期   纹理  

摘要： 目的对儿童学步鞋的鞋底前掌部分进行马蹄形纹理设计,探究其对学步期儿童步态生物力学的影响。方法招募2~3周岁正常体型的学步期儿童5名,利用Kisler测力台,分别测量儿童在独立行走和家长位于左、右两侧搀扶,共3种状态下,赤足、穿着普通学步鞋和马蹄形学步鞋步行时的地面反作用力。由于学步期儿童年龄较小,认知水平相对较低,且步行时的运动动力定型尚未形成,此时只分析运动过程中的某个单一步态周期的数据很难真正量化其步态生物力学的特征。因此,本实验提取了每个儿童在测力台上步行期间所有步态的三维动力学数据,整合出不同状态下的三维动力学矩阵模型,通过计算每个模型的费马点并比较其距离从而量化不同状态下学步期儿童的步态稳定性。结果父母协助行走时,穿着马蹄形学步鞋左右两侧平均相对地面反作用力差异(0.465 N/BW/kg)显著低于普通学步鞋(0.93 N/BW/kg);在独立行走状态下,穿着马蹄形学步鞋时的相对地面反作用力差异(0.38 N/BW/kg)略高于普通学步鞋(0.32 N/BW/kg)。结论与普通学步鞋相比,马蹄形学步鞋可以在儿童学步的早期,即在父母协助下步行时提供更接近于成熟步态的地面反作用力反馈;而在学步的后期,即儿童可以尝试独立行走时,普通学步鞋可提供更接近成熟步态的地面反作用力反馈。

关键词： 地面反作用力   下肢生物力学   运动性疲劳   男子篮球运动员   配对样本t检验   折返跑   前交叉韧带损伤   球类运动  

摘要： 目的单腿落地动作作为一项基本的运动技术,在球类运动中的使用十分频繁。而疲劳作为运动中常见的现象会对运动员的下肢生物力学参数及赛场表现产生影响,甚至会增加损伤发生的风险。方法招募18男子篮球运动员,疲劳诱导采用垂直跳跃和折返跑冲刺的方式。采用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,采用配对样本t检验进行统计分析,显著性水平α=0.05。结果(1)运动学:疲劳后,与疲劳前相比,在初始触地时刻和垂直地面反作用力峰值时刻髋、膝、踝关节屈曲角度均显著增大(P<0.05),膝关节外翻角度显著增大(P<0.05),踝关节内翻角度显著增大(P<0.05);(2)动力学:疲劳不会对单腿落地时垂直地面反作用力峰值产生影响(P>0.05)但胫骨前向剪切力显著增大(P<0.05);(3)稳定性:疲劳后落地稳定时间显著增加(P<0.05)、COP轨迹长度和COP椭圆面积显著增加。结论运动性疲劳会导致运动员下肢运动学、动力学及稳定性发生改变,并且在降低运动表现的同时可能会增加前交叉韧带损伤的风险。本研究结果可提供理论知识帮助教练员以及运动员减少由疲劳导致的损伤风险。

关键词： 重复测量方差分析   关节活动度   外旋   踝关节   日常训练   地面反作用力   背屈   冲击负荷  

摘要： 目的军队文职人员的日常训练通常包括穿着作业服皮鞋进行跑步。长期如此,可能会引起足部不适。本研究旨在探究不同作业服皮鞋对男性军队文职人员跑步时下肢生物力学的影响。方法招募12名男性军队文职人员,穿着3种不同类型的作业服皮鞋进行跑步测试。鞋A(内耳式)鞋底材料为聚氨酯和橡胶片组合大底,鞋B(内耳式)和鞋C(外耳式)的鞋底材质分别是硫化橡胶和EVA。使用Qualisys三维运动捕捉系统和Kistler三维测力台采集标记点轨迹和地面反作用力数据,采用单因素重复测量方差分析和统计参数映射等方法分析不同作业服皮鞋条件下髋关节、膝关节和踝关节的运动学和动力学差异。结果与鞋A相比,鞋B在支撑期的36%~74%阶段(P<0.001)踝关节内旋力矩显著增大;鞋C条件下踝关节矢状面关节活动度显著增大(P=0.024),踝关节最大背屈力矩显著减小(P=0.007),膝关节最大内旋力矩显著减小(P=0.006),在支撑期的6%~7%阶段(P=0.043)踝关节外旋力矩显著减小,在支撑期的67%~76%(P<0.001)和88%~90%阶段(P=0.031)垂直地面反作用力显著减小。与鞋B相比,鞋C在支撑期的91%~97%阶段(P=0.009)膝关节伸展力矩显著减小。结论军队文职人员穿着鞋C减少了对踝关节和膝关节的冲击负荷。建议军队文职人员选择鞋C进行日常训练,以减少在跑步训练中进一步损伤的风险。

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： 地面反作用力   小腿三头肌   蹬伸   肌肉活动   跑步   胫骨前肌   下肢运动   U检验  

摘要： 目的本研究旨在探究习惯后跟着地跑者和习惯前掌着地跑者以非后足触地模式跑步时的下肢三关节运动学和动力学的差异。方法共招募了14名习惯后足触地(rearfoot strike pattern,RFS)跑者以及14名习惯非后足触地跑者(non-rearfoot strike pattern,NRFS)。跑者在三维测力跑台上采用非后足触地模式以9 km/h的速度进行测试。采用红外运动捕捉系统收集受试者的下肢运动轨迹,并同步采集受试者小腿三头肌和胫骨前肌的肌肉活动信号。采用独立样本t检验与MannWhitney U检验,显著性水平为0.05。结果习惯RFS跑者峰值伸膝力矩与峰值伸髋力矩显著小于习惯NRFS跑者(P<0.05);习惯RFS峰值伸膝功率显著小于习惯NRFS跑者(P<0.05),其余结果均无显著差异。习惯NRFS跑者的重心垂直位移量具有小于习惯RFS跑者的趋势(P=0.054)。结论即刻转换为NRFS的RFS跑者的地面反作用力模式、踝关节力学和肌肉激活模式与习惯NRFS跑者相似,而峰值伸髋、伸膝力矩,以及峰值伸膝功率小于习惯NRFS跑者。习惯NRFS跑者较大的峰值伸膝力矩与功率可能说其在蹬伸时,膝关节参与做功更大;习而较大的伸髋力矩可能与较大的垂直刚度有关。因此,对于有跑姿转换需求的跑者而言,建议未来应该通过循序渐进的步态再训练,以实现更科学的跑姿转换。

关键词： 丙泊酚   依托咪酯   经尿道膀胱肿瘤电切术   麻醉效果   血流动力学  

摘要： 目的探讨不同剂量丙泊酚复合依托咪酯对经尿道膀胱肿瘤电切术患者麻醉效果及机体血流动力学参数的影响。方法选取2019年9月至2022年9月收治的100例行经尿道膀胱肿瘤电切术治疗的患者,均接受全身麻醉,根据丙泊酚复合依托咪酯使用剂量不同将其分为A组和B组,各50例。A组采用1.5 mg/kg丙泊酚复合0.075 mg/kg依托咪酯,B组采用1 mg/kg丙泊酚复合0.075 mg/kg依托咪酯。比较两组的麻醉效果。结果麻醉诱导时(T_(1))~术毕(T_(4)),A组的改良警觉/镇静评分(OAA/S)评分高于B组(P<0.05)。T_(1)~T_(4),A组的平均动脉压(MAP)、心率(HR)低于B组(P<0.05)。T_(4),A组的C-反应蛋白(CRP)、白细胞介素-6(IL-6)及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平低于B组(P<0.05)。两组的苏醒时间、拔管时间、恢复室滞留时间及住院时间比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论1.5 mg/kg丙泊酚复合0.075 mg/kg依托咪酯可提高经尿道膀胱肿瘤电切术患者的麻醉效果,维持机体血流动力学参数稳定,减轻机体炎症反应,且不增加不良反应发生率,术后麻醉恢复质量也较高,值得推广。

关键词： 下肢爆发力   游泳运动员   纵跳能力   运动学特征   皮尔逊   接力   冲量  

摘要： 目的游泳接力出发技术是影响运动成绩的重要因素之一,经研究运动员下肢爆发力是影响垂直纵跳能力的重要因素之一。通过运动员垂直纵跳能力来分析接力出发技术的运动学特征。方法选取13名受试者(年龄21.3±3.8岁;身高187.4±5.7 cm;体重81.5±7.2 kg)。采用Ki Swim游泳运动表现分析系统对13名受试者进行跨步摆臂一步分离式技术出发测试,得到运动学和动力学参数。运动员的垂直纵跳的数据分别与运动员离台时刻水平冲量、垂直冲量以及入水时的速度,入水5、7.5、10和15 m的速度进行皮尔逊相关性分析。结果(1)运动员垂直纵跳能力与其的水平冲量、垂直冲量不具有相关性(P>0.05)。(2)运动员垂直纵跳能力与其入水速度以及入水5 m处的速度不具有相关性(P>0.05)。(3)运动员垂直纵跳能力与其入水7.5 m时的速度(r=0.656,P<0.05)入水10 m时的速度(r=0.612,P<0.05)和水15 m的速度(r=0.578,P<0.05)具有中等程度相关性。结论(1)下肢爆发力不是评价运动员水平冲量和垂直冲量的重要因素。(2)运动员下肢爆发力的提升对其前5 m运动成绩影响不大(3)提升运动员下肢爆发力有利于提升运动员入水后7.5~15 m的运动成绩。

关键词： 地面反作用力   蹬伸   双因素方差分析   垂直力   冲击力   事后检验   负载率   时空特征  

摘要： 目的探讨不同着地方式对不同水平跑者下肢冲击力及时空特征的即刻影响,为跑者选择合适的跑姿提供指导意见。方法招募业余跑者和新手跑者各8名,要求其分别采用前掌着地和后跟着地的方式,以10 km/h±5%的速度过测力跑台。采用双因素方差分析比较地面反作用力峰值及其负载率、水平-垂直力时间差(HVTD)、水平-垂直力时间比(HVRATIO),显著性水平设为0.05。结果蹬伸峰值平均负载率存在显著的交互作用(P<0.05)。事后检验发现,新手跑者采用前掌着地跑时蹬伸峰值平均负载率显著高于后跟着地跑;采用前掌着地跑时,新手跑者蹬伸峰值平均负载率显著高于业余跑者。HVTD存在显著的着地方式主效应(P<0.05)。后跟着地跑时的HVTD显著高于前掌着地。HVRATIO存在显著的人群和着地方式主效应(P<0.05)。后跟着地跑时的HVRATIO显著高于前掌着地跑时,而业余跑者的HVRATIO显著高于新手跑者。两组跑者的冲击力、蹬伸峰值不存在显著性差异。结论相比新手跑者,业余跑者的HVRATIO更接近于1,这意味着后者地面反作用力在水平和垂直方向上的变化更为同步,更接近于理想的弹簧-质量系统,从而提高跑步效率,减少能量损失。而新手跑者较高的蹬伸负载率也意味着更多的能耗,增加疲劳和损伤的风险。

关键词： 运动生物力学   地面反作用力   篮球鞋   负载率   重复测量方差分析   篮球运动员   峰值时间   三维测力台  

摘要： 目的用运动生物力学实验的方法探究不同缓震科技篮球鞋落地缓冲过程中地面反作用力的特征,分析对比不同缓震科技篮球鞋的缓震性能,帮助消费者选择与自己匹配的篮球鞋,为篮球鞋制造商鞋具开发设计提供参考。方法采用Kistler三维测力台采集10名cuba篮球运动员穿着4种缓震科技的篮球鞋(科技、TAICHI科技、灵动悬浮科技、氮科技)从4种高度(15、30、45、60 cm)落地的地面反作用力数据。采用SPSS 25.0软件以双因素(鞋×高度)重复测量方差分析的方法对比分析垂直地反力峰值、到达垂直地反力峰值时间、平均负载率、最大负载率、到达最大负载率时间,显著性水平α设为0.05。结果鞋和高度的交互效应对垂直地反力峰值、到达垂直地反力峰值时间、最大负载率和到达最大负载率时间的影响显著(P<0.05);鞋因素对垂直地反力峰值、平均负载率、最大负载率和到达最大负载率时间的影响显著(P<0.05)。结论篮球鞋的缓震科技特性在落地缓冲过程中发挥重要作用。消费者选择缓震篮球鞋需要考虑自身弹跳高度。

关键词： 列车模型   参数辨识   混沌算法   优化方法  

摘要： 针对列车动力学参数未知问题,设计基于混沌优化算法的非线性列车模型参数辨识方法。将高速列车参数估计问题转化为优化问题,给出混沌优化参数估计框架,采用变尺度优化方法,在搜索进程中不断缩小优化变量的搜索空间及二次搜索调节系数,提高搜索精度。计算机仿真验证算法的有效性和可行性,基本混沌优化算法的参数辨识相对误差较遗传算法提高26.8%,基于变尺度混沌优化算法的参数辨识相对误差较基本算法提高了48.7%。