地表面倾斜度与踝关节护具对垂直着地运动中地面反作用力、踝关节运动学和动力学的效应

研究背景：现有研究文献尚无有关在着地过程中不同表面倾斜度和踝关节护具效应的运动学、动力学和地面反作用力的综合数据。通过对比25°斜面和平面的着地以及使用和不使用踝关节护具情况下来检测踝关节的生物力学特性。研究方法： 11名健康受试者[年龄：（24.6±3.5）岁,身高：（24.6±0.10）m,质量：（65.6±14.9）kg）参与本次研究。受试者在4个动态运动条件下各进行5五次实验：从0.45米高处垂直下落至25°的斜面（IS）或平面（FS）上,使用或不使用半刚性踝关节护具,同时采集三维运动学和测力台地面反作用力数据。利用2×2(表面X踝关节护具)的重复测量方差分析来评估选定的变量。研究结果：与平面着地相比,斜面着地造成较小的垂直和内侧地面反作用力峰值。研究还发现踝关节背曲运动范围、着地角度和背曲速度、最大外翻与跖曲角速度提高,但产生了更大内翻角度和运动范围、着地内翻速度和最大跖曲力矩。踝关节护具在斜面着地时减少了达到地面反作用力第二垂直峰值的时间、着地角度、背曲速度、最大外翻和跖曲速度,但增加了跖曲力矩的最大值。研究结论：斜面增加踝关节额状面的运动范围和踝关节负荷。但是,就斜面着地而言,踝关节护具对踝关节额状面的运动范围和踝关节负荷的影响是相当有限的。     

基于不同刚体模型的体操落地冲击动力学比较研究

目的:对比不同刚体模型的仿真精度,探讨不同刚体模型的体操落地冲击动力学差异。方法:创建19(模型1)、16(模型2)、14(模型3)、13(模型4)、12(模型5)环节的人体多刚体模型和体操落地垫模型,进行自由操落地动力学仿真。结果:除模型4外,其余模型仿真获取的膝关节角度曲线与运动学解析结果非常接近。综合对比髋、膝、踝关节角度、GRF及到达时间,模型3最适用于重现自由操落地实际运动表现。右膝关节伸肌力矩峰值从模型1到模型5依次降低,模型1最大(281 N·m);屈肌力矩峰值从模型1到模型5依次增大,模型5最大(48 N·m)。结论:模型3仿真精度最高,完全可以重现实际运动学表现。膝关节屈曲角度对伸肌、屈肌力矩峰值影响较大。