基于运动生物力学特征的足球鞋研究综述

足球运动深受世界各地的欢迎,极具影响力与感染力。其激烈的对抗性明确要求足球装备与场地必须符合运动生物力学特征。足球鞋作为足球运动的主要装备,在不同场地需选用不同类型的足球鞋,以减少损伤。其中,作为与场地直接接触的部分,鞋钉应就不同场地需求具备相应的生物力学变化特征;作为保障运动员舒适性的鞋面材质、鞋底、质量与设计等因素均会直接影响运动员的运动表现。因此,为满足足球鞋的功能性需求,在确保运动员技术动作充分表现的同时避免一定的运动损伤,本文以运动生物力学特征为载体从鞋钉、鞋面、场地等影响因素视角对足球鞋相关研究进行了综述。

肌内效贴对下肢侧切运动中生物力学特征的影响

背景:肌内效贴扎作为一种运动防护手段已被广泛应用,但作为纠正侧切动作时下肢生物力学异常变化手段的研究,其作用尚不明确。目的:对比受试者膝关节在肌内效贴扎、安慰剂贴扎及空白对照情况下,完成侧切动作时下肢运动学、动力学特征的变化。方法:招募39名篮球专项男性大学生为受试者,每位受试者分别在肌内效贴扎、安慰剂贴扎以及不进行任何贴扎情况下进行测试。采取力学矫正的贴扎方式对受试者优势侧膝关节进行贴扎干预。选取4.5-5.5 m/s的助跑速度完成45°侧切动作,并运用三维动态捕捉系统及测力台同步采集运动学及动力学数据。选取初始触地时刻、地面反作用力峰值时刻的运动学及动力学参数进行数据分析。采用SPSS 27.0软件对测试数据进行统计学分析。结果与结论:①运动学指标:肌内效贴条件下与无贴扎及安慰剂贴扎相比,初始触地时刻髋关节外展、膝关节外翻角度显著减小(P<0.05);侧向地面反作用力峰值时刻,髋关节外展、膝关节外翻及踝关节跖屈角度显著减小(P<0.05),膝关节屈曲角度显著增加(P<0.05)。②动力学指标:与无贴扎相比,肌内效贴扎及安慰剂贴扎条件下均可显著减小初始触地时刻髋关节外展、外旋力矩及膝关节外翻、外旋力矩(P<0.05),显著减小垂直地面反作用力峰值、水平向后地面反作用力峰值(P<0.05);与无贴扎及安慰剂贴扎相比,肌内效贴扎可显著减小侧向地面反作用力峰值(P<0.05)。③结果表明,对膝关节进行肌内效贴扎可在一定程度上改善篮球专项大学生在完成侧切动作时与下肢损伤风险因素相关的部分运动学、动力学指标,可能对预防侧切过程中损伤的发生有一定积极作用;此外,膝关节安慰剂贴扎与肌内效贴扎在部分指标变化方面的作用趋势较为一致,提示肌内效贴扎的作用机制可能存在安慰剂效应。

长跑运动员穿着不同定制鞋垫竞技时下肢生物力学特征研究

本文以长跑运动为例,对运动员穿着不同定制鞋垫开展长跑竞技时的下肢生物力学特征进行分析,以三维测力台、红外三维动作捕捉系统等采集了长跑运动员竞技过程中下肢运动学、动力学特征等。结果表明,在长跑初期,较软的鞋垫可以为运动员提供更大的推动力,但长期效果不显著;较硬的鞋垫可以显著提高运动员的长跑水平。

不同跳绳方式对青少年下肢生物力学特征的影响分析

文章分析了不同跳绳方式对青少年下肢生物力学特征的影响,主要涉及力量、协调性、耐力等,并在此基础上提出了教学建议。研究表明,单人跳绳主要的作用是强化小腿肌群,增强青少年的下肢力量,而双人或多人跳绳则是通过增强协调性,提升青少年的运动技能。竞技跳绳则要求青少年掌握更高水平的技巧,其对肌肉爆发力的要求极高,这有助于提高运动表现。基于这些发现,文章建议将跳绳纳入青少年体育教学中,强调技术的正确性,定期评估学生的训练效果,并使其理解跳绳运动对生物力学特征的影响。

基于运动生物力学特征的扁平足运动鞋研究

当前市场上并未出现专门针对扁平足者设计的运动鞋,多数扁平足者只能穿着普通运动鞋参与体育活动,以此既容易导致其足部疲劳,又会在一定程度上加重病情。对此,基于运动生物力学特征,科学合理选择最佳材料,针对性设计与扁平足运动生物力学规律明确相符的运动鞋,是现今体育科研与制鞋行业的共同目标。据此,本文概述了扁平足足弓异常结构特征与运动生物力学特征,分析了扁平足运动鞋性能要求,并对基于运动生理学特征的扁平足运动鞋进行了详细探究。

足弓支撑鞋垫对人体膝关节生物力学特征与ACL损伤的影响

近年来,公众健康意识不断提升。在全民体育号召下,越来越多人主动参与到体育锻炼与活动中,由此产生的运动损伤也随之增多。膝关节是人体复杂关节,同时也是运动损伤多发部位,前交叉韧带(ACL)损伤在篮球、足球等运动中较为常见。如何预防运动中ACL损伤、维持膝关节生物力学功能备受关注。足弓支撑鞋垫(AC)是矫正足型及平足治疗的常规用具,能够降低前掌压力,降低运动损伤风险。研究先对足弓支撑鞋垫进行介绍,并对膝关节生物力学特征与ACL损伤现状进行分析,通过试验探究了AS对膝关节生物力学特征及ACL损伤的影响。结果证实AS可提升运动表现,改善运动疲劳所致的下肢动作模式改变,对ACL损伤具有一定的预防作用。

运动员踝关节生物力学特征分析

人体运动涉及生物力学、解剖学等多种学科,随着科技不断发展,人们对生物力学的研究也越来越重视。其中,踝关节扭伤是骨科临床常见的疾病。运动员踝关节扭伤风险更大,如不能及时治疗或者处理不当会很容易留下后遗症,导致关节不稳甚至发展为骨关节炎。赵京涛主编的《骨科生物力学》由中国中医药出版社出版。全书共15个章节,主要探讨骨科生物力学研究的特点,以反映骨科生物力学领域的研究进展和临床应用,为后续骨科领域生物力学的研究提供参考。

ACCF与ACDF治疗脊髓型颈椎病的效果及对颈椎生物力学特征、功能状态的影响

目的比较颈前路椎体次全切除融合术(ACCF)与颈前路椎间盘切除融合术(ACDF)治疗脊髓型颈椎病的效果及对颈椎生物力学特征、功能状态的影响。方法选取2018年1月至2020年12月收治的90例脊髓型颈椎病患者,按照手术方案差异将其分为对照组和观察组,各45例。对照组行ACCF,观察组行ACDF。比较两组的治疗效果。结果观察组的手术时长、住院时间短于对照组,术中出血量少于对照组(P<0.05)。术后3、6个月,观察组的颈椎曲度、T_(1)倾斜角、颈椎总活动度、融合节段Cobb角优于对照组(P<0.05)。术后3、6个月,观察组的颈椎功能障碍指数(NDI)、日本骨科协会(JOA)评分优于对照组(P<0.05)。术后3个月内,观察组的并发症总发生率略低于对照组,但差异不显著(P>0.05)。结论ACCF、ACDF治疗脊髓型颈椎病患者的长期疗效相近,均可有效改善颈椎生物力学特征及功能状态,但短期内ACDF具有创伤小、恢复快等优势。

运动对骨形态结构、骨密度和骨生物力学特征的影响

运用文献法就国内外体育运动对骨形态结构、骨密度和生物力学性能的影响研究综述了适宜的运动是改善骨形态结构、提高骨密度和生物力学性能的关键,过量运动则加剧骨组织微缺损,骨塑建、骨重建频率加快,自我更新修复已缺损的内部结构的能力降低,导致骨的微观结构改变,并引起骨密度、骨生物力学参数等指标变化。

棒球投手投掷臂动作的生物力学特征

对近年来国外学者采用三维高速摄影的方法研究棒球投手投掷臂及球出手瞬时上肢动作生物力学特征的科研成果进行了综述 。

人体前臂肌腱生物力学特征实验研究

目的：研究人体前臂肌腱的生物力学特征,可为其损伤的防治、修复、人工材料替换等提供理论依据。方法：用专门仪器完成58例成人新鲜前臂肌腱＂一维拉伸破坏试验＂,并对实验数据进行统计学处理;结果：1）前臂多数肌腱在0%-5%应变内,拉伸应力随应变缓慢增加,曲线平坦,属于曲线的＂坡脚区＂,在8%-16%应变段,拉伸应力随应变增大而增大,变形达到20%左右,拉伸应力不再随应变增长,并且各肌腱之间极限应力与极限应变没有显著性差异;2）前臂肌腱中有部分肌腱的拉伸刚度与弹性响应两项指标,相互之间有显著性差异。结论：前臂多数肌腱在承受拉伸负荷时,应力变化特点相似,最大载荷的能力差异不大,但是抵抗变形的能力与变形的难易程度等方面有一定的差异。

不同负荷下男子挺举的生物力学特征

研究使用Motionanalysis三维分析系统及Norexon 16道肌电仪,对一般水平的运动员在不同重量下进行挺举的动作进行了生物力学方面的测试。通过运动学和肌电图(EMG)分析,得出一般运动员在挺举不同重量杠钤时具有不同的生物力学特征。

乒乓球正手中远台拉冲技术的生物力学特征分析

同步运用Qualisys三维运动采集与分析系统、表面肌电测试系统、Kistler测力台对11名优秀男乒乓球运动员的正手中远台拉冲技术动作进行测试,对比分析所测相应指标后发现:挥拍击球时肩部的转动是先快速向上后快速向前,在触球时肩部的转动主要是向前为主,向上的转动速度已较低;球拍顶点向前的最大速度几乎出现在击球瞬间,而向上的最大速度则出现在触球稍后;腰部以下的髋、腿等部位主要起到调整击球空间位置、辅助起动、为腰部及以上部位的转动提供支撑反作用力等作用,转腰、挥大臂、收前臂才是有效提升挥拍速度的核心环节;挥拍至还原时身体随势成"抱团"趋势,以减小转动惯量使身体能快速还原;持拍手侧主要发力肌肉出现最大放电时刻的时序有一定规律性;大腿部肌肉出现最大放电最早,紧随其后腰腹部肌肉出现最大放电;胸大肌、肱二头肌、三角肌前束的最大放电时刻几乎相当,都在即将向前挥拍时刻附近;持拍手侧地面支反力向上最大值的出现时刻明显早于向前最大值的出现时刻。

下胫腓钩板固定器的生物力学特征(英文)

背景:以往治疗下胫腓联合分离伴腓骨骨折患者采用石膏或夹板等外固定及螺钉、骨栓及钢板螺钉等内固定术式,但存在固定不牢靠、对合不良等弊端。目的:通过采用自行研制的新型内固定器--下胫腓钩板固定器治疗下胫腓联合分离伴腓骨骨折患者的初步临床疗效,观察下胫腓钩板固定器的生物力学特征。设计:自身前后对照观察。对象:选者2001-10/2004-03扬州大学临床医学院附属医院骨科就诊的下胫腓联合分离伴腓骨骨折的患者23例,根据Lauge-Hansen分类,旋后外旋型11例,旋前外旋型7例,旋前外展型5例。其中双踝骨折14例,三踝骨折9例。方法:采用下胫腓钩板固定器治疗23例下胫腓联合分离伴腓骨骨折。术后常规摄X射线片。1周即可进行距小腿关节功能锻炼,2个月左右即可部分负重行走。功能测评根据改良Mazur标准进行评价(分为优,良,可,差)。主要观察指标:①胫腓联合分离伴腓骨骨折患者术后愈合时间及功能测评。②不良事件及副反应。结果:23例患者平均随访11个月,均进入结果分析。①患者胫腓联合分离伴腓骨骨折术后愈合时间及功能测评结果:骨折愈合的时间为12～18周;优16例,良5例,可2例。②不良事件及副反应:患者下胫腓间隙无分离,内、外踝与距骨之间的距离对称,术后内固定无松动、断裂现象。结论:应用下胫腓钩板固定器治疗胫腓联合分离伴腓骨骨折患者,术后无并发症,并能恢复距小腿关节(踝关节)功能,其内固定稳定,生物力学性能较好。

排球、体操、短跑运动员在跳深动作中的生物力学特征比较

通过对优秀排球、体操、短跑运动员在不同高度下跳深动作中的运动学与动力学特征的测试。结果表明踏跳总时间、着台瞬刻的膝角、重心缓冲距、缓冲时间、蹬伸的幅度、重心腾起高度及垂直冲击力曲线带有明显的专业特色;最大缓冲膝角、最大蹬伸膝角及T蹬/T缓具有普遍性。选择不同跳深高度所产生的踏跳效果与不同专项及运动员自身承载能力密切相关。

排球前后排扣球起跳期下肢技术动作生物力学特征分析

为了探讨排球前、后排扣球2种不同起跳方向的助跑急停跳,起跳期下肢动作运动生物力学特征的差异,为该专项技术动作的诊断、指导及肌肉力量训练提供参考,以10名男子排球运动员为受试者,用6台JVC9800光学摄影机与2块JP6060测力台同步获取资料。以视讯软件进行资料处理,并以动力学逆过程算得下肢内在动力学参数。利用SPSS统计软件进行相关数理统计。结果显示:在运动学方面,相较于前排扣球,后排扣球具有较短的起跳动作时间及较大的并步距离;在动力学方面,相较于前排扣球,后排扣球的先行脚具有较大的最大踝关节伸肌力矩与离心功率、最大髋关节伸肌离心及向心功率;后排扣球的跟随脚具有较大的最大踝关节伸肌力矩、最大踝关节伸肌离心功率、最大膝关节与髋关节伸肌向心功率;排球前、后排扣球两脚跳跃技术,起跳阶段有不同的技术需求,若后排扣球要获得较大的前冲效益,排球运动员除了采用较大的并步距离外,还需加强其两脚踝关节伸肌群与先行脚髋关节伸肌群的爆发力,以实现快速制动,且还需有较大的两脚髋关节伸肌群与跟随脚膝关节伸肌群的爆发力,以实现快速蹬伸,以此缩短触地时间,减少水平速度的损失。

吊环悬垂后摆类动作的生物力学特征

高速摄影机、拉力传感器、遥测肌电仪等3种仪器同步测试,探讨吊环后摆类动作的一些运动学及动力学特征。研究结果表明,后摆类动作在肌群收缩的顺序、始动点、结束点、用力程度及测力曲线等方面都有其各自的规律和特点。同时通过研究,论证了统编教材中的不足和缺陷,为吊环悬垂后摆类动作的教学和训练提供了新的素材。

乒乓球反手中远台拉冲技术的生物力学特征分析

同步运用Qualisys三维运动采集与分析系统以及表面肌电测试系统对11名优秀男乒乓球运动员的反手中远台拉冲技术动作进行测试,对比分析相应数据后发现:反手中远台拉冲时腕、肘、肩、髋、膝、背等各环节都参与协同发力,甩腕、伸肘、挥前臂(以大臂为轴转动前臂)这三个环节是反手拉冲技术中提高挥拍速度的关键环节;大臂和前臂的最大正向发力是在引拍结束刚向前挥动的时刻,甩腕的最大发力相对稍晚,击球前的甩腕是最后的发力环节;击球瞬间球拍顶点的合速度正好处于最大值时刻,球拍向前的最大速度出现在击球时或击球稍前,而向上的最大速度出现在击球稍后;下肢各受试肌肉开始放电和最大放电时刻都稍早于上肢肌肉,且非持拍手侧下肢的最大发力整体上相对稍早于持拍手侧;挥拍击球过程中,非持拍手侧腿部发力为主导,持拍手侧辅助协调,非持拍手侧腿蹬地稍向持拍手侧转移重心;反手中远台拉冲时可适当增加引拍时身体的侧向拧转幅度,从而更好地发挥转腰和挥大臂的作用,以提高击球质量。

2种复合运动着陆瞬间膝关节生物力学特征分析

通过运用动作捕捉系统和三维测力台对受试者规定完成的复合动作进行动作采集,分别得到运动学和动力学的数据,并进行整理分析.结果表明,复合动作Ⅰ(跑动急停单脚起跳双脚落地)和复合动作Ⅱ(跑动急停双脚起跳双脚落地)相比,急停落地过程中具有更小的膝关节屈曲角度,更大的向后及垂直地面反作用力,较大的膝关节伸展力矩及膝关节剪切力容易导致膝关节前交叉韧带的损伤.

人类动脉血管壁生物力学特征的性别差异

众所周知,动脉僵硬度增加与衰老相伴随,并同时导致男性和女性收缩压和脉压增大。脉压增大是反映动脉僵硬度的间接指标,颈动脉-股动脉脉搏波速度（pulse wave velocity,PWV）是更直接反映大动脉僵硬度的参数,均为独立于传统危险因素之外的心血管恶性事件的相关因素[1]。多种影响动脉树的因素存在性别差异,如血压、心率、体型、糖尿病、血脂、