跑鞋内置碳板形状对冲刺时生物力学特征影响

目的本研究旨在揭示在跑鞋中底的不同形状碳板对短跑运动员冲刺时下肢生物力学特征的影响。方法实验招募了20名百米国家二级运动员大学生,要求分别穿着内嵌全掌碳板的跑鞋(FC)和内嵌Y形碳板的跑鞋(YC)进行全力冲刺测试。实验利用8台摄像机组成的Qualisys运动分析系统(Oqus 500,Qualisys AB,Gothenburg,Sweden,200 Hz)采集运动学数据,三维测力平台(Kistler Instruments,Model 9281CA;Winterthur,Switzerland,1000 Hz)记录动力学数据。采用统计参数映射(SPM)分析运动员穿着两类跑鞋时的运动学和动力学指标差异。结果在冲刺的1个支撑期中38%~65%阶段内,穿着YC鞋时运动员受到的地面冲击力大于穿FC鞋(P<0.001);在超过70%的支撑期时间内穿着FC鞋时的足外翻程度高于穿YC鞋(P<0.001);在支撑期的10%~80%的时间内,穿着YC鞋时的跖趾关节比穿FC鞋时有着更显著的伸展趋势(P<0.001);但在髋关节和膝关节的3个运动平面内均未见穿两款跑鞋带来显著差异。结论全掌碳板跑鞋比Y形碳板跑鞋具有更强的纵向弯曲刚度,这可能节省更多的能量损耗进而提高跑步经济性;相比全掌碳板跑鞋,穿Y形碳板跑鞋时的踝关节更接近额状面的中立位,这有助于提高跑步时的踝关节稳定性进而降低脚踝的损伤风险。