短跑运动中下肢环节间互动动力学分析

目的从动作控制角度出发,探讨运动控制对提高短跑运动成绩以及预防运动损伤的可能影响。方法研究对象为8名国家级优秀短跑运动员(最好成绩:10.27s～10.80s),利用8台红外高速摄像系统(采样频率300Hz)与测力台系统(1200Hz)同步记录受试者在短跑最大速度阶段的运动学与动力学地面反作用力资料。根据逆动力学理论建立下肢多环节互动动力学模型,对短跑一个步幅的各种力矩进行量化分析。结果短跑支撑阶段地面反作用力矩是下肢各关节处的主要被动力矩,它在着地初期对膝关节产生一个较大的伸膝作用,腿后肌为抵抗此力矩的作用容易造成损伤。腾空阶段惯性力矩的作用非常明显,其最大值出现在摆动末期,腿后肌在被拉至最长的同时还需承受较大的惯性力矩负荷。结论支撑前期与摆动末期均有可能造成腿后肌损伤,腿后肌的肌力与损伤是限制短跑成绩提高的一项主要因素。

膝关节前交叉韧带非接触性损伤的生物力学研究进展

背景:膝关节前交叉韧带非接触性损伤严重的挑战着人体健康以及运动能力,对损伤的生物力学研究有助于探究和预防膝关节前交叉韧带损伤。目的:对膝关节前交叉韧带非接触性损伤的生物力学因素进行阐述,探讨损伤的研究方法以及预防措施的新进展。方法:由作者应用计算机检索PubMed数据库及CNKI数据1979至2011年相关文献,在英文标题和摘要中以"anterior cruciate ligament,injury"和"anterior cruciate ligament,biomechanics"等关键词检索,中文文献检索以"逆向动力学"为关键词,选择内容与膝关节前交叉韧带损伤的生物力学研究、落地与损伤的关系、损伤的预防等相关的文献。共纳入文献67篇。结果与结论:膝关节前交叉韧带非接触性损伤的因素较为复杂,且各种因素相互交错。对不同损伤因素的影响程度的研究较为有限。但是损伤的生物力学因素可以较为直观的解释运动中损伤的原理机制。因而损伤的生物力学研究方法的创新为揭示膝关节前交叉韧带损伤的本质原理和损伤的预防提供了新思路。同时应用正确的训练方法对预防损伤尤其是膝关节前交叉韧带非接触性损伤具有良好的效果。

短跑支撑期股后肌损伤的动力学分析

目的:本研究通过分析短跑途中跑支撑期下肢关节各种力矩分量,探寻下肢动力学与股后肌损伤的内在联系。方法:8名短跑运动员为受试者,采用即时红外高速摄影技术及三维测力台,引入环节互动动力学方法计算分析短跑最大速度阶段支撑期的下肢关节力矩,研究各种力矩分量(含肌肉力矩、地面反作用力力矩、惯性力矩等)在膝、髋关节处产生的作用,分析在支撑期股后肌的受力及作用情况。结果显示:触地初期,地面反作用力通过膝、髋关节前方,在膝关节处产生伸膝力矩,在髋关节处产生屈髋力矩,为抵抗这一力矩,股后肌群收缩产生屈膝力矩和伸髋力矩分别为231.09±99.04Nm和453.15±199.06Nm。结论:触地初期股后肌承受极大的负荷,是股后肌损伤发生的高危险期。

紧身装备对非预期落地冲击时下肢软组织振动特性的影响

探讨非预期落地冲击过程中紧身装备对下肢软组织振动特性的影响。选取12名男性专业运动员,每位受试者随机穿着紧身裤和对照裤完成3种高度(30、45、60 cm)下的非预期落地,并采集股四头肌和股后肌群振动信号。研究结果表明:穿着紧身装备减小了非预期落地冲击过程中股四头肌和股后肌群的最大振幅(p<0.05),并显著提高了两者的阻尼系数(p<0.05),紧身装备未对软组织主频产生显著影响,但可以显著减小软组织的系统传递性。研究表明:紧身装备可以显著减小非预期落地冲击时股四头肌和股后肌群软组织振动的振幅并增加各自的阻尼系数,同时可以通过减小下肢振动系统的传递性来减小可能由软组织共振所诱发的损伤风险。