人体足底受力测试及其分析

研究人体在不同条件下左右脚的受力和所受压力的平衡情况.采用Kistler测力鞋垫,选择部分军人和学生进行轻载和负重条件下的行军、跑步、跳跃等项目的测试;利用pedar-mobile分析系统,对采集的足底力学数据进行分析;对人体足底的受力向脚踝简化并进行分析计算.在行军、跑步时人体双脚的受力和所受压力基本平衡,而在跳跃时非常不平衡,但经过训练后可以得到明显改善.该研究对于科学培训空降兵、运动员的落地位姿及人体足部着地造成的损伤机理研究具有重要意义.

模拟不同重力环境下步态运动的足底受力分析

目的探索不同重力环境下人体行走和跑步时的足底受力特性。方法 7名健康成年男性受试者在垂直体位的减重跑台上分别在正常重力(1G),模拟火星重力(1/3 G)和模拟月球重力(1/6 G)环境下进行3、7和10 km/h的行走和跑步活动。使用F-scan鞋垫式足底压力测量系统对运动过程中的步态时相参数、力学参数及步态平衡性等指标进行分析。结果相同速度下,步态周期中的支撑相时间随重力下降有明显减少(P<0.01),摆动相时间则有显著增加(P<0.01)。随着速度增加,支撑相时间明显缩短(P<0.01),而摆动相基本不受影响(P>0.05)。最大足底受力、平均足底受力和受力积分随着重力下降有明显减少。正常重力环境下,步行速度增加可引起最大足底受力、平均受力明显增加以及受力积分显著减少(P<0.05);但在低重力环境下,足底受力变化并不显著(P>0.05)。左右垂直冲量比在不同重力环境之间差异显著(P<0.05),但时相对称性则并无明显差异。结论低重力环境下,足底受力和支撑相时间等维持骨骼和肌肉结构功能的指标均显著低于正常重力环境,提示在将来设计太空飞行中防护措施和锻炼处方时需要充分考虑这一因素,以维持航天员正常的骨骼和肌肉功能。

不同重力环境下足底受力的步态差异分析

目的:明确模拟零重力环境下人体行走和跑步时的足底受力特征。方法:8名健康成年受试者分别在零重力跑台和正常重力跑台上进行3km/h、7km/h和10km/h的行走和跑步活动。利用鞋垫式足底压力测量系统对运动过程中的足底受力情况进行采集分析。结果:模拟零重力环境下步行的步态周期时间与正常重力环境并无显著差别。随着速度的增加,步态周期时间有明显的下降,不同速度之间差异明显(P<0.05)。但与地面正常重力环境比较,模拟零重力环境下的支撑相明显缩短(P<0.01)。足底压力结果显示,随着速度的增加,足底最大受力和垂直冲量均有显著的升高,不同速度之间相差明显(P<0.01),模拟零重力环境下明显小于正常重力环境(P<0.05)。时相对称性和垂直冲量比等平衡性指标显示模拟失重环境下人体的运动平衡功能明显低于正常重力环境(P<0.05),但不同速度之间差异不显著。结论:模拟零重力环境足底生物力学特征发生改变,可能是太空失重环境下体育训练后骨丢失和肌萎缩的原因之一。

不同运动模式下健康男性足底受力特征分析

目的探索不同运动模式下足底压力的受力特征,为步态识别和运动康复提供理论支持。方法采用F-scan鞋垫式足底压力测量系统采集10例健康男性裸足状态下不同运动模式(慢走、正常行走、奔跑、双脚跳跃、单脚跳跃)的足底受力数据,本研究均使用受试者的右足数据作为研究对象。采用Python和Excel 2010版数据分析软件处理本研究所得数据,分析足底受到的垂直压力、足底压强峰值、足底压力分布区域以及压力中心轨迹等。结果对比不同运动模式,慢走、正常行走、奔跑时,运动速率越快则压力中心轨迹变化越快,正常行走和慢走所受垂直力为体重的1.6倍,而奔跑则达到了体重的6倍;双脚跳跃时压力中心轨迹变化剧烈,单脚跳跃时的足底压强峰值最大。所有运动受力区域几乎都集中在足跟与前脚掌,脚趾中仅拇趾有明显受力。结论不同运动模式下,足底受力的各项指标均有各自的特征。奔跑运动时,足底所受垂直地面反作用力的差异最为显著,足内侧至足外侧的COP轨迹变化较为平稳;单脚跳跃和双脚跳跃时,垂直地面反作用力波形均有一定的起伏,呈现出“M”型双峰,双脚跳跃时,足跟侧至足趾侧的COP轨迹变化剧烈,单脚跳跃足底压强峰值的平均值最大,这些特征可为步态识别和运动康复等研究提供参考。

短跑中足底与起跑器间三维作用力研究

起跑技术是短跑中最重要的环节。探讨符合人体生物力学特征的最佳起跑动作,可以使运动员在起跑时能够迅速、及时地摆脱静止状态,获得尽量大的起跑初速度。针对蹲踞式起跑进行运动生物力学比较分析,将新型三维测力传感器安装在起跑器斜面,采集起跑器在不同角度和位置时的最大蹬力和达到最大蹬力的时间。分析发现,运动员在获得较大的向前动量时,起跑完成动作时间和保持平衡的力也相应增加。因此,选择起跑位置要综合考虑时间和力两者之间的关系,过分追求最大受力反而不利于跑出最佳成绩。结合起跑训练,对提高运动员起跑速度有一定的参考价值。

足部运动受力分布与鞋楦优化分析研究

利用力学模型构建出足底在平跟和提踵状态下受力情况,并分析了足底曲面的横向和纵向曲线的变化趋势,为鞋楦的优化研究提供依据。其次,通过压力平台和鞋垫压力系统对双脚脚底压力的分布、运动过程中脚底压力、冲量、脚底受力时间的变化进行验证,获得鞋楦生产的基本参数。最后,在企业中进行鞋楦试制取得了较好的应用效果。

关节镜下微创有限清理术治疗KOA 患者的效果观察

目的:探讨关节镜下微创有限清理术治疗膝骨性关节炎(KOA)的效果。方法:根据治疗方案将108例KOA患者分为两组,各54例。观察组行关节镜下微创有限清理术,对照组行关节镜下广泛清理术。比较两组临床疗效。结果:两组手术相关指标、血清指标、Toll样受体4(TLR4)/髓样分化因子88(MyD88)/核因子-κB(NF-κB)信号通路指标、动态足底受力时间指标、疼痛程度及膝关节功能方面比较,差异有统计学意义(P<0.05);两组术后并发症总发生率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:关节镜下微创治疗KOA能优化手术流程,减轻炎症,改善膝关节功能,缓解患者疼痛,且安全性较高。

基于足底压力的羽毛球运动足部受力特征研究

在对羽毛球运动进行全面研究的过程中,足底压力特征能为后续研究提供较为客观的数据,以保证相应处理工序的合理性。文章结合足底压力的实验研究对羽毛球运动足部受力特征进行阐释,为有效改善运动损伤问题提供参考。

通利枢机针刺法对脑卒中患者的治疗效果分析

目的探究通利枢机针刺法对脑卒中患者的治疗效果。方法随机将2017年11月—2020年6月于我院针灸康复科治疗的80例脑卒中患者分为两组,对照组行康复训练,而观察组在此基础上,再联合通利枢机针刺法治疗,比较两组疗效。结果观察组临床总有效率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组的患侧第Ⅰ趾、第Ⅱ~Ⅴ趾、跖骨头1、跖骨头2~3负重,Barthel指数(BI)、Fugl-Meyer运动功能评定量表(FMA)上肢、下肢、总分评分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后,两组美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)、中国脑卒中临床神经功能缺损程度评分量表(CSS)评分,跖骨头4~5、内侧足弓、外侧足弓、内侧足跟及外侧足负重较治疗前均降低,且观察组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论通利枢机针刺法治疗脑卒中效果显著。