前脚掌内外侧高度差对跑步支撑期下肢生物力学特征影响的研究

目的以往的研究主要关注跑步过程中前后足部运动的生物力学效应,而对于前脚掌的内外侧运动及其对下肢生物力学特性的影响则研究较少。方法共招募了18名健康跑者,分别让跑者穿着5种不同类型的跑鞋进行测试:普通跑鞋、前脚掌内侧高于外侧6 mm和9 mm的跑鞋(M6、M9),以及前脚掌外侧高于内侧6 mm和9 mm的跑鞋(L6、L9)。分析了跑步支撑期下肢关节的生物力学参数,包括运动范围、峰值角速度、峰值力矩、功率和做功。采用配对样本t检验和一维统计参数映射(SPM1D)来比较不同高度差跑鞋和普通跑鞋之间的关节生物力学差异。结果在L6条件下,髋关节(P=0.045,P=0.009)和膝关节(P=0.003,P=0.001)的屈伸力矩在着地和蹬离阶段表现出显著差异,伴随着踝关节背屈做功(P=0.045)的显著增加和内外翻做功(P=0.002)的显著减少。相反,M9条件导致了矢状面髋屈伸峰值力矩(P=0.021)、功率(P=0.006)和做功(P=0.033)的显著降低。结论跑鞋前脚掌内外侧高度差的变化显著影响了跑步支撑期下肢关节动力学,尤其是L6条件,可能减少了膝关节损伤风险,并有助于改善过度内翻跑者的步态。这些发现为跑步损伤预防和跑鞋设计提供了宝贵的意见。然而,需要进一步研究以了解其潜在的生物力学机制和对损伤预防及性能提升的实际影响。