单侧膝关节屈曲受限下肢肌肉的协同特征

背景:膝关节活动受限是一种比较常见的损伤后表现特征,但是对于膝关节活动受限下的肌肉协同有待研究。目的:研究单侧膝关节屈曲受限与正常运动下肢肌肉协同的异同。方法:招募20名健康成年人(男性12名,女性8名)作为受试者,分别采集屈曲受限条件下与无屈曲受限条件下自然行走的下肢表面肌电信号。通过非负矩阵分解算法从受限侧(右腿)的10块肌肉的表面肌电信号中提取肌肉协同,利用单因素方差分析研究在不同条件行走的步态参数显著差异。结果与结论:①屈曲受限条件下,受试者进行行走任务时肌肉协同数量减少,表现出不同的肌肉协调模式控制并且招募新的肌肉协同单元;随着协同模块的减少,内侧腓肠肌、外侧腓肠肌和比目鱼肌激活时间从支撑相向摆动相偏移的越明显;主要依靠股直肌、股内侧肌、股外侧肌和阔筋膜张肌进行代偿,使其在激活水平上表现的异常活跃,同时受限侧表现出划圈、提胯等动作,因此受限后主要以受限侧髋关节代偿;②屈曲受限条件下,受试者受限侧和非受限侧在步态参数(频率、步速、步态周期和支撑相占比)方面对比受限前均存在显著差异(P<0.05),同时非受限侧单腿支撑时间相较于受限前明显增大(P<0.01),受限侧支撑相占比和单腿支撑时间显著小于非受限侧(P<0.01);③因此,膝关节屈曲运动减弱可被认为是导致下肢肢体内协调受损的关键因素,研究结果对运动功能的定量分析以及人体下肢康复指导具有意义,并为了解运动功能受损背后的神经肌肉控制机制提供重要的见解。

青年男性佩戴护膝跑步优势侧和非优势侧下肢关节的运动学特征

背景:伴随下肢运动损伤事件频发,人们对预防运动损伤的关注度持续增加,全面了解青年男性佩戴护膝跑步时优势侧和非优势侧下肢关节的运动学特征变化,对预防下肢损伤有着重要作用。目的:从步态特征变化的角度分析护膝对膝、踝、髋关节的影响,并为健康青年人选择护膝提出建议,预防运动带来的关节损伤。方法:共招募15名健康男性受试者在特定的试验路径中佩戴3种典型护膝(髌骨带、开口式、套筒式)跑步,使用红外摄像和生物力学测力台设备采集膝、踝、髋关节的运动学数据,使用Matlab、Minitab等软件通过编写特定程序对运动学数据进行处理和分析。结果与结论:(1)佩戴开口式护膝使膝关节的屈曲伸展运动活动范围显著减小,踝关节内旋外旋活动范围显著增加,髋关节屈曲伸展活动范围显著减小;(2)佩戴套筒式护膝使膝关节内旋外旋的活动范围、优势侧踝关节的内翻外翻和内旋外旋的活动范围、优势侧髋关节的屈曲伸展范围显著减小;(3)提示佩戴护膝不但对膝关节产生影响,还对踝、髋关节产生了影响;佩戴不同类型护膝,对优势侧和非优势侧的踝关节和髋关节的影响不同;建议青年人佩戴套筒式护膝运动预防关节损伤。