我国运动生物力学的研究现状与发展趋势

通过分析第１８届国际运动生物力学学会和第６届全国体育科学大会成果，分析了我国运动生物力学的研究现状，并对其发展趋势作了简要论述．

疾跑时股后肌群的生物力学特征——对拉伤危险时相的分析

目的:旨在通过分析疾跑过程中下肢和股后肌群的生物力学特征参数,探讨股后肌群拉伤的危险时相,进一步深入了解疾跑时股后肌群拉伤的机制。方法:有短跑训练经历的大学生男、女各20名,采集受试者疾跑时的运动学、地面反作用力和肌电数据以及10°/s的等速向心屈膝练习时的力矩和运动学数据,进而获得下肢的关节角度、净力矩、关节功率、股后肌群肌肉应变和激活特征等参数。结果:疾跑时股后肌群3块双关节肌的应变峰值出现在步态周期的90%左右。性别对疾跑时肌肉最大应变影响的主效应不显著(P=0.387),股二头肌长头(P=0.002)和半腱肌(P=0.029)的最大应变大于半膜肌。结论:疾跑时股后肌群最大应变出现在摆动阶段末期,提示,股后肌群拉伤更易发生于疾跑摆动末期。疾跑时股后肌群最大应变无性别差异。疾跑时股后肌群各肌肉最大应变不同,这可能是疾跑时各肌肉拉伤率不同的原因之一。

“神经—肌肉电刺激在运动训练中的应用”——课题总体设计

在理论分析的基础上提出了神经肌肉电刺激的局部定位问题、刺激效果的生物力学评价问题和建立电子生物反馈电刺激训练系统问题。

在体股后肌群最优长度的测算方法

目的建立测算在体股后肌群最优长度的方法,并与其他间接反映最优长度的指标进行对比。方法通过同步采集屈膝过程的力矩和运动学数据,建立下肢骨骼肌肉模型,获得股后肌群的力量及肌肉长度,进而计算股后肌群各肌肉的最优长度。结果最大屈膝力矩时膝屈角显著大于股后肌群最大收缩力时膝屈角,两者相关系数为0.741;股后肌群各双关节肌最优长度显著大于站立时的肌肉长度,且两者相关系数较低。结论所建在体股后肌群最优长度的测算方法,为今后明确股后肌群损伤机制和致伤危险因素的相关研究提供参考。在一定程度上,最大屈膝力矩时的膝屈角可以间接代表股后肌群最优长度。不建议将站立时股后肌群长度代替股后肌群最优长度来使用。

虚拟中国人足底韧带结构失效后的足弓负荷机制研究

目的建立虚拟中国人的足内侧纵弓与外侧纵弓的有限元模型,研究跖腱膜松解术或足底韧带损伤后足骨与内在肌群的生物力学特性,探讨骨性结构、足底韧带、足底腱膜、足底固有肌群之间的协调作用机制。方法采用虚拟中国人"女性1号"CT图像和MRI图像;采用非线性有限元方法进行足弓术后或韧带损伤后的平衡直立负荷状态仿真;并应用足底固有肌群的3种被动张力(微弱、适度、强烈)模拟术后或韧带损伤后的肌肉状态。结果建立了虚拟中国人"女性1号"足内侧纵弓第2跖列与外侧纵弓第5跖列的生物力学有限元模型,计算得到内侧纵弓和外侧纵弓在平衡直立时,韧带损伤时,固有肌群活动时的张应力矢量图、压应力矢量图和vonMises应力整体分布数据。结论跖腱膜松解术和足底韧带损伤等增加了足纵弓vonMises应力峰值,改变了张应力与压应力的流向;而足底固有肌活动的被动张力能降低足纵弓vonMises应力集中程度,调节张应力、压应力矢量接近平衡状态,减小了并发骨折和腱炎的危险性。骨性结构、韧带、腱膜、固有肌群的内在应力具有定量的相互调节功能。

腰靠支撑对驾驶人腰部负载影响的研究

为提高驾驶人的乘坐舒适性,本文中对汽车座椅腰靠进行研究。基于驾驶人肌肉骨骼生物力学模型,对坐姿驾驶人在第三腰椎部位处3种不同凸出量(0,2和4cm)的腰靠支撑条件下,仿真求解了腰部椎间关节力和肌肉负载。结果表明,4cm凸出量的腰靠支撑下,驾驶人腰部的椎间关节力平均下降8%、肌肉负载平均下降15%,而2cm凸出量的腰靠支撑却使腰部椎间关节力和肌肉负载均略有升高。本文从腰部载荷的角度解释了腰靠凸出量对改善乘坐舒适性影响的内在机理,所提出的仿真方法可实现不同腰靠支撑下腰部载荷的定量评估,为座椅腰靠的舒适性设计提供指导。

The Progress of the Study on the Effect of Vibration Training on Muscle Strength Exercise

Vibration training is more and more extensively applied to the field of strength training. It, as a beneficial supplement to the traditional strength, is able to improve specific strength or the strength of weak positions, for the purpose of achieving the muscle strength development in an all-round way. In this paper, the anatomy, physiology, and biomechanics foundations for vibration training to increase muscle strength are mainly analyzed, and then the principle of vibration training to increase muscle strength is further expounded, and also the increase of muscle strength is discussed from the aspects such as vibration frequency, vibration amplitude, vibration posture, vibration intermittent time, and vibration mode, so as to clarify the domestic and foreign progress of the study on vibration training.