正常足跑者在跑步与步行时足弓的生物力学差异

目的正常足弓的形态及功能在步态中起到至关重要的作用。然而,在跑步和走路两种步态任务中足弓力学表现存在差异。为了量化这种差异,本研究对比了正常足跑者在跑步与走路时足弓的生物力学特征。方法选取14名足弓高度正常的健康男性跑者(年龄21.5±2.2岁;身高1.75±0.03 m)。所有受试者均以3.33±10%m/s的速度进行后跟跑,以1.25±10%m/s的速度行走,并用优势脚接触力板。采用Qualisys采集系统(200 Hz)和Kistler测力平台(1000 Hz)同步采集实验数据。将IOR模型作为受试者双下肢和足贴上的反射标记,足模型定义为跖骨、中足和跟骨。采用Visual 3D软件进行足弓角度的计算及逆向动力学的计算分析。结果跑步时,足弓在缓冲阶段的角度峰值(跑步:145.26°±1.22°vs走路:139.18°±1.35°)和蹬伸阶段的角度峰值(跑步:146.11v±1.28°vs走路:139.97°±1.41°)均大于走路,在3个平面的缓冲与蹬伸峰值力矩也均大于走路,且更快地到达了两种峰值力矩。结论无论是缓冲阶段还是蹬伸阶段,跑步时3个平面内足弓的峰值角度、峰值力矩均大于步行,且达到峰值力矩的时间均早于步行,这意味着跑步时足弓高度的变化更大,对足弓稳定性和推进能力的需求增加,并且足弓需要在更短时间内不断地完成缓冲和蹬伸之间的过渡,这要求足弓肌肉要有更高的发力和控制水平。