跑步过程中躯干屈曲角对下肢力学的影响
分类：
Bertec跑台
作者：
Anna Warrener, Robert Tamai, Daniel E. Lieberman
来源：
《Human Movement Science》
发布时间：
2021-08-18
访问量：
Anna Warrener等在影响因子2.397分的三区区期刊《Human Movement Science》发表了一遍《The effect of trunk flexion angle on lower limb mechanics during running》研究，该研究于2021年发表，作者包括 Anna Warrener, Robert Tamai, Daniel E. Lieberman。
1、研究背景
躯干屈曲是一个未被充分研究的生物力学变量，它可能影响跑步性能和损伤易感性。我们提出并测试了一个理论模型，将躯干屈曲角与步幅参数、关节力矩和地面反作用力联系起来，这些理论模型涉及重复应力损伤。
图1 躯干屈曲与下肢动力学和运动学相关的生物力学模型
2、研究方法
本研究招募了23名参与者(12名男性和11名女性)，在静态校准后，使用8台Oqus摄像机(Qualisys, Gothernberg, Sweden)在500Hz采样率下同时捕获运动学和动力学数据，同时参与者在一台定制的Bertec(Columbus，OH，USA)三维测力跑台上跑步，为了引起躯干屈曲角度的变化，参与者被要求在用绳子悬挂在天花板上的轻质塑料销钉下跑步，使其平行于跑步机表面。参与者穿着自己的跑鞋，热身3分钟，记录了三种不同屈曲状态下以3.0 m/s 的速度进行的 15 秒跑步试验。
3、研究结果
研究发现跑步过程中躯干屈曲角度对下肢运动学和动力学有显着影响。。从首选躯干屈曲到高躯干屈曲，步幅长度减少了6%(P<0.001)，步幅频率增加了7%(P<0.0001)。髋关节的伸肌力矩增加了70%(P<0.001)，但膝伸肌力矩(P<0.001)和踝跖屈肌力矩(P<0.001)分别减少了22%和14%。较大的躯干屈曲增加了29%的负荷率(P<0.01)，垂直地面反作用力冲击瞬变增加了20%(P<0.01)。
图2 步态参数变化(步幅，步频和站立时间)
图3 内接合力矩变化(髋关节伸展力矩，.膝关节伸展力矩和踝关节跖屈力矩)
4、结论
研究表明躯干过度屈曲可能是伤害性跑步形式的原因之一，并且对于理解不同的跑步形式如何优化经济和性能至关重要。
参考文献：Warrener A, Tamai R, Lieberman DE. The effect of trunk flexion angle on lower limb mechanics during running. Hum Mov Sci. 2021;78:102817. doi:10.1016/j.humov.2021.102817.
关键词：
本研究使用三维测力分析测力跑台（Bertec，USA，1000Hz）及红外运动捕捉系统（Vicon，100Hz）采集 16 名健康男性运动爱好者在 7 个坡度及中等速度（2.78m/s）条件下跑步时的运动学和动力学数据。研究跑步坡度改变后，下肢刚度及关节做功贡献度的变化规律以及对运动损伤发生率和运动表现提升的潜在影响。
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