不同足落地模式跑者在不同路面跑步时足底压力特征

目的:探讨不同足落地模式跑者在不同路面跑步时足底压力的特征。方法:研究纳入41名习惯后足落地跑者(rearfoot strike,RFS)、37名习惯非后足落地跑者(non-rearfoot strike,NRFS),使用足底压力系统测量不同足落地模式跑者在4种不同硬度地面[混凝土、橡胶、人造草地、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物缓冲垫(EVA)泡沫板]跑步时足底峰值压力(MF)、压力时间积分(FTI)、峰值压强(PP)、压强时间积分(PTI)和接触面积(CA)的差异。结果:仅PP在足跟,PTI在前足外侧区域落地模式和跑步地面有显著的交互作用。与NRFS跑者相比,RFS跑者全足CA(P<0.001)、全足MF(P=0.005)、全足FTI(P<0.001)显著较大,后足和中足区域所有指标均显著较大(P<0.001),前足区域PTI和FTI显著较小,前足内侧PP和MF显著较小。相较于其他3种硬度路面,EVA有更高的全足CA(P=0.016)、更低的全足PP(P<0.001),在前足中部和外侧MF、PTI、FTI均显著较小(P<0.001),中足内侧和前足内侧CA显著较大(P<0.001)。结论:后足落地跑者在不同硬度地面跑步时足底压力均显著较大,且集中在足跟的压力可能传递到膝关节使其承受较大负荷。尽管非后足落地跑者足底压力较小,但其足底压力主要集中在前足内侧区域。EVA泡沫板路面虽在前足有较低的峰值压力,但由于其硬度较小,跑步时内侧纵弓高度会显著降低。因此,跑者应根据自身情况合理选择跑步路面和足落地模式,以避免运动损伤的发生。

基于统计参数映射分析不同习惯落地模式跑者跑步过程中地面反力的差异

比较不同足落地模式跑者地面反力(ground reaction force, GRF)特征值是否存在差异,并基于一维统计参数映射(statistical parametric mapping, SPM)探索不同足落地模式跑者足触地期间GRF-时间连续性数据的差异。研究纳入32名习惯后足落地跑者(rearfoot strike, RFS)和27名习惯非后足落地跑者(non-rearfoot strike, NRFS),跑者以12 km/h的速度在构建的橡胶跑道上进行跑步,Kistler测力台被用于采集跑步过程中GRF的数据。采用SPM分析不同足落地模式跑者足触地期间三维方向GRF-时间连续性数据的差异。GRF特征值方面,RFS跑者的垂直平均负荷率和触地时前-后方向GRF均显著大于NRFS跑者。SPM结果发现,相较于NRFS跑者,RFS跑者的GRF曲线在站立相前-后方向的5%~10%显著较大,内-外方向的4%~12%显著较小,垂直方向的0~3%显著较小,8%~14%显著较大。对比GRF特征值和SPM分析结果,发现通过特征值分析不足以代表足触地期间GRF-时间连续性数据的变化,应建立连续性假设检验了解跑步过程中的生物力学变化,进而更好为跑步损伤预防提供一定的指导。