人体膝关节平地行走时的动力学模拟

基于美国BRG公司的运动及动力学仿真分析软件LifeMOD,建立包括股骨、胫骨、腓骨、4条主要韧带及肌肉在内的较完整的膝关节动力学模型,并用该模型模拟了人体下肢在平地行走时膝关节的动力学行为以及前交叉韧带缺损对膝关节接触力大小的影响。通过动力学分析,得到人体在平地行走时,胫股关节之间最大的接触力值为2645N,最大韧带张力为590N,发生在内侧副韧带上;当胫股关节之间的滑动受到限制时,最大的韧带张力发生在前交叉韧带上,为560N,研究结果与文献较接近。通过动力学模拟,可以得出结论:胫股关节之间的滑动对韧带张力有较大影响;前交叉韧带缺损使得胫股关节之间的接触力变小。

小学阶段超重/肥胖儿童平地行走的运动学研究

目的通过比较小学阶段超重/肥胖儿童和正常儿童平地行走时的运动学参数,探讨超重/肥胖对儿童步态的影响。方法选取40名超重/肥胖儿童(年龄(9.6±1.72)岁;身高(142.16±12.19)cm;身体质量指数(BMI)(24.32±2.96)kg/m2)和50名正常体重儿童(年龄(10.26±0.72)岁;身高(139.0±7.50)cm;BMI(17.08±1.25)kg/m2)为研究对象,受试者赤足以自己感觉舒适的常速自然行走在长10 m的跑道,共3次;使用常速摄像机进行平面定点拍摄,采集他们平地自然行走时的图像,通过视迅录像解析系统获得步长、下肢关节角度等运动学指标;数据采用SPSS 16.0进行统计学处理,受试者各项指标左右侧的比较采用配对t检验,两组儿童的各项指标比较采用独立样本t检验,P<0.05表示结果有显著性差异。结果 (1)对于相对步长,超重/肥胖儿童(0.44±0.001)与正常儿童显著不同(0.45±0.001)(P<0.05)。(2)足跟着地阶段,左髋及左、右膝在矢状面上的角度,超重/肥胖儿童(左髋(165.36±5.29)°,左膝(178.82±5.51)°,右膝(177.84±5.25)°)与正常儿童(左髋(161.99±4.28)°,左膝(174.67±4.91)°,右膝(174.67±4.91)°)显著不同(P<0.05);足跟蹬伸阶段,矢状面上的左踝关节角,超重/肥胖儿童((121.73±8.03)°)与正常儿童((118.44±6.70)°)显著不同(P<0.05)。结论自然行走过程中,超重/肥胖儿童比正常儿童相对步长显著减小;足跟着地阶段,超重/肥胖儿童在矢状面上左髋和左右膝关节角显著大于正常儿童;足蹬伸阶段,超重/肥胖儿童在矢状面上的左踝关节角显著大于正常儿童。这些变化可能会对超重/肥胖儿童的下肢功能造成一定的影响。

仿人机器人平地行走步态规划与仿真

为研究仿人机器人的平地行走运动,首先,根据人体结构特点和运动特征,并基于二维倒立摆原理,规划机器人平地行走过程中质心和摆动腿踝关节的运动轨迹;其次,通过建立机器人支撑腿和摆动腿的几何模型,对前向、侧向运动中两条腿所涉及的10个自由度的运动进行规划;进一步,根据逆运动学求解各关节角的运动轨迹,利用仿真软件ADAMS建立仿真模型,并进行平地行走虚拟仿真。仿真结果验证了文中所采用的步态规划方法的可行性,同时也验证了机器人结构设计和电机选型的合理性,为机器人样机的研制提供了理论依据。

20名青年平地行走中踝关节运动的观察

本文采用电影摄影方法,对20名男、女青年平地常速行走时踝关节在额状面和矢状面活动度进行了分析研究,测得有关数据并绘出踝关节在矢状面中角度—力曲线和额状面上角度—时间曲线。讨论了这些数据的实用价值和临床意义。

人体在平地行走时的足跖骨的动态应力分析

本文分析了人体在平地行走时的足跖骨的动态应力变化，结果表明第二、三跖骨跖面上中段产生较大的拉应力，导致“疲劳骨折”。并指出这种骨折更容易发生在病理足上，解决了传统医学的人体足“三点支撑”观点所难以解释的问题。

双足机器人平地行走步态规划的研究

为了研究双足机器人平地行走过程中的步态规划问题,在二维倒立摆模型的基础上提出了周期、起步和止步三步规划法,并利用速度和位移约束实现了三个步行阶段的平稳过渡,利用倒立摆简化模型和五次样条多项式插值方法得到各个阶段质心和摆动腿踝关节的轨迹,再根据腿部关节转角简化模型利用几何法求得双足机器人的10个关节角运动轨迹;最后通过ZMP方程检验并在Matlab软件中仿真,验证步态规划的合理性并为机器人后续虚拟样机研制和仿真提供理论依据。

不同年龄健康人平地行走时足底压力对比分析

针对年龄因素对成年人平地自然行走时足底压力的影响进行研究.采用三维测力台系统,对20名不同年龄段的健康成年人在平地自然行走时的地面反力进行数据采集,经归一化处理后得到足底压力在前后、左右、竖直3个方向上的力-时间曲线图,运用统计学方法对步态特征量进行统计分析,把不同年龄段人平地自然行走时的足底压力分布进行对比分析.结果表明,不同年龄段人在平地自然行走时的足底压力分布存在一定程度上的差异性:老年组在竖直方向和前后方向上的步态时间参量要小于青年组,这可能是由于老年人行走时步长较小,使得身体重心经过髋关节的时刻要早于青年人.

肥胖儿童平地自然行走时的步态研究

目的:比较肥胖儿童和正常儿童平地自然行走时的步态,探讨肥胖对儿童步态带来的影响,并为其提供科学量化的理论参考依据。方法:以8名肥胖儿童(年龄10.8±1.1岁,BMI27.8±4.0)和8名正常儿童(年龄10.1±1.9岁,BMI15.2±1.6)为对象,采用二维常速摄像和footscan○RUSB平板测试系统相结合,对两组对象平地自然行走时的步态进行比较分析。结果:(1)肥胖儿童步态的时间和空间参数与正常儿童相比,其步速慢、步长短、支撑期和双支撑期所占时间比例大;(2)肥胖儿童和正常儿童的膝关节角度和踝关节角度参数均在正常范围内,且在步态周期中变化趋势一致,只是在某一特定时刻(足尖离地时刻,TO)两者的膝关节角度有差异;(3)肥胖儿童第3、4跖骨和足跟外侧受力较大,且足跟部及第3～5跖骨处压力峰值出现有时间上的延迟,足后部和足中部压力中心冲量相对较大。结论:肥胖儿童步行过程中稳定性较差;行走效率较低;易产生扁平足或关节损伤。

特发性脊柱侧弯患者步行生物力学特征:三维运动捕捉的横断面分析

背景:脊柱侧弯的生物力学分析病例数量有限,仅限于对脊柱或下肢独立进行生物力学分析,缺乏对人体多维度整体的评估,难以反映躯干与下肢在日常活动中的运动关系,不利于综合指导临床治疗。目的:通过测量脊柱侧弯患者在步行活动中的脊柱运动学,研究脊柱不同节段及下肢运动学/动力学在步态活动中的关系,以全方位多层次评估脊柱侧弯患者与正常人群在生物力学的差异,为临床防治脊柱侧弯提供循证依据。方法:此研究为一项横断面研究,于2020年7月至2021年6月,在福州大学城、福建中医药大学附属康复医院纳入脊柱侧弯患者28例及同年龄段正常人28例。采用三维运动捕捉系统以100 Hz的采样频率捕捉步态的运动学数据,2块测力台(AMTI 400600,采样频率1500 Hz)嵌于长10 m(数据采集有效长度为4 m),宽2.4 m平地走道采集动力学数据。比较两组受试者执行平地步行时步态时空参数,运动学及动力学参数的差异。所有受试者在纳入后立即接受全脊柱X射线片测量比较两组差异。结果与结论:(1)脊柱侧弯患者肩胛带-躯干相对旋转活动度、胸廓-骨盆相对旋转活动度较正常组小(P<0.05),骨盆旋转活动度相较正常组大(P<0.05)。(2)脊柱侧弯患者髋、膝关节屈伸活动度,髋关节凹凸侧屈伸峰力矩、地反力凸侧内外向峰值较正常组小(P<0.05)。(3)脊柱侧弯患者的膝关节屈伸活动度非对称性指数、肩胛带-躯干相对旋转活动度非对称性指数、胸廓-骨盆相对旋转活动度非对称性指数较正常组大(P<0.05)。(4)上述结果证实,脊柱侧弯患者在平地行走时肩胛带-胸廓-骨盆之间僵硬的运动模式,髋膝关节屈伸活动度减少,髋关节双侧屈伸力矩峰值及地反力凸侧内外向峰值降低。这些特征可以作为康复评估及治疗方案制定的依据。

运动锻炼改善脑梗死后遗症患者行走功能的临床观察

目的比较脚踏车行走和地面行走功能锻炼对脑梗死患者行走功能恢复情况。方法 60例脑梗死3个月后患者分成三组。20例在接受传统的康复治疗同时给予脚踏车功能锻炼(TWET组);20例在接受传统的康复治疗同时给予平地行走功能锻炼(OWET组);20例仅仅接受传统的康复治疗(对照组)。三组患者均接受为期治疗3个月的治疗,每4周进行10 m行走时间(10MWT)和6 min行走距离(6MWD)测试并收集数据。比较两种功能锻炼临床效果。结果 TWET组10MWT减少(33.32±6.90)%和6MWD增加(46.15±26.21)%;OWET组10MWT减少(28.34±7.70)%和6MWD增加(40.34±23.94)%。TWET组和OWET组的行走功能改善差异具有统计学意义(P<0.05)。结论脚踏车和平地行走锻炼结合传统的康复治疗,能够显著改善脑梗死患者的行走功能。其操作简单,费用低,适合于广大基层医院推广。

越野行走手杖——让健身步行更加安全有效

虽然世界卫生组织关于21世纪的健康箴言中明确指出了“最好的运动是步行”．但仍有专家认为步行也存在一些不足，包括对上肢锻炼不够．平地行走热量消耗少．坡路行走安全性差且对膝关节损害较大等。其实想解决这些问题也是很简单的．手里握两根越野行走手杖就能让我们的健身步行更加安全和有效了。

步态分析在膝关节骨性关节炎中的应用进展

膝关节骨性关节炎（knee osteoarthritis,KOA）是中老年人的常见病和多发病,其疼痛、关节活动度、肌力及生物力学异常引起的步态异常是导致患者平地行走、上下楼梯等日常步行能力受限的主要原因。随着老年化社会进程加快,KOA的发病率呈逐年递增趋势^（[1—2]）。有流行病学调查了中国6个城市（上海、成都、广州、哈尔滨、西安、石家庄）40岁以上的中老年人KOA的患病率高达15.6%^（[3]）。

小腿截肢患者不同路况下膝关节动态载荷研究

研究截肢患者行走过程中的膝关节动态载荷是膝关节损伤康复和假肢设计的基础。本研究以小腿截肢患者为研究对象,建立了膝关节动态载荷三维计算模型,通过平地行走、上、下楼梯三种路况下的步态分析,对一个步态周期内的膝关节载荷进行了计算分析。结果表明,各种路况下患者的步态特征和膝关节载荷各不相同,虽然总体变化规律基本一致,但上下楼梯时的小腿运动范围、地面反力和膝关节载荷比平地行走时幅值较大。这些定量分析结果为小腿截肢患者步态分析和假肢设计提供了理论依据。

人体下肢运动摄影及其运动学数据的确定

采用运动摄影的方法,确定人体下肢在平地行走、下蹲和起立以及上楼梯等运动的运动学数据,并对其进行比较分析。通过对采集的图像序列进行分析和处理,获得了人体下肢标志点在不同运动下的运动学数据。在上楼梯时膝关节的屈膝角变化范围较窄,但变化速度较快;而在平地行走时屈膝角逐步增大,但变化相对比较平缓,故上楼梯更易导致膝关节损伤。在下蹲的过程中,屈膝角随下蹲而逐渐变化,而起立时则和下蹲过程相反。该方法可以简单而快速地确定人体的运动学数据,可为人体运动的计算机模拟和分析提供运动学数据,也可为临床运动相关疾病的诊断和运动康复训练提供参考依据。

住院患者跌倒坠床事件19例分析及对策

跌倒是指平地行走或从稍高处摔倒在地。跌倒、坠床是住院患者经常发生的意外事件，患者发生跌倒、坠床后不仅影响身心健康和生活能力，增加患者及家庭的痛苦和负担，还可成为医疗纠纷的隐患，成为医患关系不和谐的因素。因此，对住院患者预防跌倒、坠床的管理具有重要意义。

老年精神病住院患者“防跌三步曲”简介

跌倒是指从平地行走时或稍高处摔倒在地[1]。近年来,预防患者跌倒等安全问题越来越得到医院的重视,中国医院协会制定了2008年患者安全10大目标,＂防范与减少患者跌倒事件发生＂是其中之一[2]。住院患者发生跌倒不仅增加患者的痛苦和经济负担,同时也易引发医疗纠纷。因此,

心力衰竭致低蛋白血症1例报告

患儿男，12岁，自幼发现心脏杂音，全身浮肿2年。生后3个月发现心脏杂音，平索易感冒，有蹲踞习惯，生长发育及活动耐力较同龄儿差，无紫绀、晕厥及咯血史。2年前出现全身浮肿，平地行走100米心慌气短，渐加重。否认肝肾病史。查体：P120／分、R28／分、BP13／8KPa．发育营养差，全身浮肿，颈静脉显露，双肺无异常，心界无明显扩大，胸骨左缘2、3肋间触及收缩期细震颤，并闻及4／6级喷射性收缩期杂音，传导广泛，心率120册，

老年股骨颈骨折合并糖尿病围手术期护理

随着我国老龄化进程的不断加速，老年股骨颈骨折患者明显增多，特别是女性，由于骨质疏松，股骨颈脆弱，髋骨肌群退变，加之老年人反应迟缓，轻度外力即可导致骨折，如平地行走滑到、摔倒、床上跌下、下肢突然扭转等情况均可发生骨折。由于老年人机体组织细胞老化，器官功能低下，

双半转腿式机器人运动稳定性分析

提出一种新型的双半转腿式机器人,主要由车体支架、两条轮腿及其轮腿支架组成。根据双半转腿式机器人的步行运动特点,将机器人的一个完整步行周期分为4腿支撑阶段和双腿支撑阶段。针对双腿支撑阶段的稳定性问题,提出3点假设,将机器人的跨步过程简化成一个支点不变、摆长不断变化的倒立摆模型。以机器人平地行走为例,分别建立机器人各杆件的质心坐标方程,并推导出机器人的质心运动方程。根据机器人倒立摆模型,分析影响其运动稳定性的因素。以此为基础,利用MATLAB软件对机器人平地行走时的质心姿态、质心速度以及后跨步杆端部位姿进行仿真,仿真结果表明,双半转腿式机器人的平地运动是稳定的。