不同跑速对男大学生下肢关节负荷特征研究

来源 :北京体育大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:asdfghjkd
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研究目的:跑步是非常流行的体育活动形式,越来越多的新手跑者参加到跑步活动中,由于新手跑者对跑步损伤认识不清以及跑步基础薄弱,导致其下肢关节损伤率高居不下。下肢关节损伤主要由于跑步时地面反作用力对下肢关节反复冲击造成的,而跑速是影响下肢关节受力和关节负荷变化的重要因素。目前对不同跑速影响下肢膝关节和踝关节做功、单个步态周期负荷和单位距离累积负荷的变化特征尚不清晰。因此本研究分析不同跑速下肢膝关节和踝关节运动学、动力学以及单位距离的关节累积负荷变化特征,为大众科学跑步提供理论依据。研究方法:选取北京体育大学12名普通在校男大学生作为研究对象。使用VICON红外高速运动捕捉系统、Berfec Fit三维测力跑台分别同步采集受试者8km/h、10km/h、12km/h和14mk/h速度跑稳定阶段的运动学、动力学参数。使用Nexus 2.6软件采集并导出下肢关节运动学、动力学的原始数据文件,通过Visual 3D软件处理原始数据并获取下肢步态周期的时空参数以及膝关节和踝关节的关节角度、关节力矩和关节功率等参数。使用Microsoft Excel 2016分别计算四个速度的步态周期、步幅、步频等时空参数,膝关节和踝关节触地阶段屈伸关节角度参数以及屈伸关节峰值力矩、关节功率、关节做功和累积负荷等动力学指标参数。对不同跑速膝关节和踝关节各指标参数使用SPSS 20.0软件进行单因素重复测量方差统计分析,统计学显著性水平定义为p<0.05。研究结果:1.不同跑速下肢运动学测试结果:四个跑速对比,随着速度的增加,步态周期(P<0.01)变短,触地时间(P<0.01)变短,步幅(P<0.01)增加,步频(P<0.01)增加。而随速度的增加,支撑阶段膝关节屈曲角度和踝关节屈伸角度均无显著变化。2.不同跑速下肢动力学测试结果:触地阶段,膝关节伸膝峰值力矩、峰值功率和膝关节做功随速度增加均无明显变化;踝关节跖屈峰值力矩随速度的增加极显著增加(P<0.01),踝关节在落地缓冲和离地蹬伸期的峰值功率随速度的增加极显著增加(P<0.01),踝关节做功随速度增加显著增加(P<0.05)。3.不同跑速下肢关节负荷测试结果:在四个跑步速度下,膝关节步态周期负荷和踝关节步态周期负荷随速度无显著变化(P>0.05);1km距离膝关节和踝关节的累积负荷随速度增加均极显著减小(P<0.01)。研究结论:1.从8km/h到14km/h速度范围内跑速增加,不会影响跑步者触地阶段膝关节屈曲角度、踝关节背屈和跖屈角度以及膝关节伸膝峰值力矩、峰值功率和关节做功,但会增加了跑步者触地阶段踝关节跖屈峰值力矩、峰值功率以及踝关节做功。2.从8km/h到14km/h速度范围内跑速增加,跑步者单位距离的膝关节和踝关节累积负荷减小,但单个步态周期负荷无明显变化。
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