短跑专项大学生跑台上常速行走与慢跑的骨盆运动学及足底压力特征
发布时间：2022-02-10 12:29
研究目的:运动过程中骨盆的位置和关节角度等的变化对足底压力的分布和骨盆周围肌肉力量的改变存在一定的影响。本研究通过比较和分析不同跑步经验的大学生在跑台上以常速即自选速度行走和慢跑过程中的骨盆运动学及相关表面肌电水平、足底压力分布特征,为大学生跑者在步行和跑步中选择合适的速度、调整运动姿势和辅以运动设备提供参考。研究方法:本研究在广州体育学院运动辅具工程技术研究中心完成。招募广州体育学院26名近一年无运动损伤史的本科大学生作为研究对象,其中18名主项为100米短跑且达二级或以上水平的学生作为专业组,8名在3年内无跑步经历的学生作为普通组。受试者穿统一款式实验鞋。使用Brower红外线测速仪获得受试者在习惯性常速下行走和慢跑中的速度,作为跑台上行走和慢跑中的设置速度。受试者在内置足底压力测试板的Zebris跑台上进行常速行走和慢跑两种运动,同步采集运动学、肌电及足底压力等指标。由VICON NEXUS软件导出运动学参数到VISUAL3D分析软件,获得一个完整步态周期中重心上下起伏和左右摆动变化幅度、骨盆三轴方向角度变化及角加速度、足部旋转角度等指标数据。Zebris分析软件导出足底七大分区...
【文章来源】：广州体育学院广东省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
相关实验仪器与材料
短跑专项大学生跑台上常速行走与慢跑的骨盆运动学及足底压力特征21图3测试环境与Zebris测力跑台3.3.2运动学指标测试方法本实验进行的三维运动学测试采用VICON动作捕捉系统，它包括8个红外摄像头，使用拍摄频率为200赫兹。受试者身上黏贴自建模型47个反光球（直径为20mm），黏贴位置严格按照C-MOTION中Visual3DDocumentation的要求，并且让受试者站在KISTLER三维测力台上，采集静态模型，以便VICON及Visual3D分析需要。骨盆运动学指标测试主要分析自选步速行走与慢跑的步态中站立期的一个支撑中期（即一侧足初始着地到全脚掌着地、另一侧足足尖离地时刻前一帧图像）的两侧足部旋转角度、重心上下起伏变化情况、重心左右摆动变化情况、骨盆X-Y-Z轴三个方向角度变化、骨盆角加速度的参数变化情况。运动学测试开始前，让受试者穿实验服装与实验鞋在红外线测速仪摆放的区间进行自选速度步行与慢跑的测试，每种运动模式采集7次，共计14次，并将受试者的速度通过Excel表格统计出来，将最后获得的平均速度录入Zebris跑台。让受试者在正式测试开始前，以测得两种运动模式下的平均速度在跑台上进行各5分钟的适应性行走和慢跑[58]。适应性行走和慢跑期间，让受试者目视前方，在行走过程中尽量让自身保持放松的状态，如日常行走的自然步态一般，并且保持测试环境安静（除实验设备发出的指令外）。待受试者适应此跑台和自选步速行走和慢跑时，停止跑台工作，观察受试者身上的心率表，与本实验设定的运动强度目标心率进行比较，并且询问受试者是否感到疲惫，若无疲惫感，方可开始正式测试。
短跑专项大学生跑台上常速行走与慢跑的骨盆运动学及足底压力特征274.1.1重心上下起伏变化情况在跑台上自选步速行走时，重心上下起伏在单足支撑相时高，在双足支撑相时低，重心的纵向摆动一般视为重心的上下起伏变化，上下摆动距离大约为0.03-0.05m。在跑台上自选步速慢跑时，重心上下起伏距离大约为0.08-0.10m。在步行时，降低身体重心摆动的整体情况，是降低能量消耗的关键[54]。根据分析的统计结果显示（图4，表4），所有受试者在自选步速行走与慢跑这两种运动模式下，对重心上下起伏变化这个参数均显示出显著性差异。首先，自选步速慢跑相比自选步速行走对重心上下起伏的影响差异呈极显著（P=0.000），自选步速慢跑对重心上下起伏的影响较大。其次，普通组女生（0.09±0.01m）较专业组女生（0.08±0.01m）在自选步速慢跑这种运动模式下，对重心上下起伏的影响差异呈极显著（P=0.006），且普通组女生的变化幅度大。再者，普通组男生（0.11±0.01m）较专业组男生（0.09±0.01m）在自选步速慢跑这种运动模式下，对重心上下起伏的影响也存在显著性差异（P=0.045），且普通组男生变化幅度较大。图4不同分组受试者自选步速行走与慢跑重心上下起伏变化情况（*代表自选步速慢跑中普通组男生和专业组男生差异存在显著性，P值<0.05；##代表自选步速慢跑中普通组女生和专业组女生差异呈极显著，P值<0.01。）
【参考文献】：
期刊论文
[1]自然走和跑过程中的足底压力比较分析[J]. 袁雪雪. 辽宁体育科技. 2018(05)
[2]下肢生物力学研究现状及研究力量分布[J]. 梁志强,李建设,顾耀东. 浙江体育科学. 2018(05)
[3]足底压力测试系统的常用步态分析指标[J]. 潘永雄,陈锦,王大伟,刘海全,陈超. 临床医学工程. 2018(09)
[4]走与跑运动模式下的足底压力中心轨迹特征[J]. 朱瑶佳,霍洪峰. 中国组织工程研究. 2018(31)
[5]外八步态足部形变及力学研究[J]. 罗向东,王芳芳,刘呈宁. 中国皮革. 2017(06)
[6]三维运动解析系统在生物力学中的应用与发展趋势[J]. 侯亚丽,王向东. 成都工业学院学报. 2016(02)
[7]青年大学生行走步态足底区域压力特征变化的研究[J]. 张腾丹,郭威. 辽宁警察学院学报. 2016(01)
[8]基于足底压力和步态参数分析的水平行走遇滑失稳的自适应平衡反应研究[J]. 李洋,张峻霞,司莹. 生物医学工程学杂志. 2015(06)
[9]人体髋关节运动生物力学模型和肌肉模型研究[J]. 郭琳. 科技创新与应用. 2014(26)
[10]平板运动跑台和场地环境测试走、跑运动能量消耗的比较研究[J]. 江崇民,邱淑敏,王欢,牟希涛,张彦峰,尚文元. 体育科学. 2011(07)
博士论文
[1]基于压力传感器与加速度传感器走跑运动能量消耗建模的实验研究[D]. 孙泊.上海体育学院 2012
[2]步态分析技术在膝骨性关节炎诊断及中医康复治疗中的应用[D]. 付海燕.广州中医药大学 2011
[3]早期膝骨关节炎的六步手法治疗及步态分析研究[D]. 余志勇.中国中医科学院 2011
本文编号：3618892
【文章来源】：广州体育学院广东省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
相关实验仪器与材料
短跑专项大学生跑台上常速行走与慢跑的骨盆运动学及足底压力特征21图3测试环境与Zebris测力跑台3.3.2运动学指标测试方法本实验进行的三维运动学测试采用VICON动作捕捉系统，它包括8个红外摄像头，使用拍摄频率为200赫兹。受试者身上黏贴自建模型47个反光球（直径为20mm），黏贴位置严格按照C-MOTION中Visual3DDocumentation的要求，并且让受试者站在KISTLER三维测力台上，采集静态模型，以便VICON及Visual3D分析需要。骨盆运动学指标测试主要分析自选步速行走与慢跑的步态中站立期的一个支撑中期（即一侧足初始着地到全脚掌着地、另一侧足足尖离地时刻前一帧图像）的两侧足部旋转角度、重心上下起伏变化情况、重心左右摆动变化情况、骨盆X-Y-Z轴三个方向角度变化、骨盆角加速度的参数变化情况。运动学测试开始前，让受试者穿实验服装与实验鞋在红外线测速仪摆放的区间进行自选速度步行与慢跑的测试，每种运动模式采集7次，共计14次，并将受试者的速度通过Excel表格统计出来，将最后获得的平均速度录入Zebris跑台。让受试者在正式测试开始前，以测得两种运动模式下的平均速度在跑台上进行各5分钟的适应性行走和慢跑[58]。适应性行走和慢跑期间，让受试者目视前方，在行走过程中尽量让自身保持放松的状态，如日常行走的自然步态一般，并且保持测试环境安静（除实验设备发出的指令外）。待受试者适应此跑台和自选步速行走和慢跑时，停止跑台工作，观察受试者身上的心率表，与本实验设定的运动强度目标心率进行比较，并且询问受试者是否感到疲惫，若无疲惫感，方可开始正式测试。
短跑专项大学生跑台上常速行走与慢跑的骨盆运动学及足底压力特征274.1.1重心上下起伏变化情况在跑台上自选步速行走时，重心上下起伏在单足支撑相时高，在双足支撑相时低，重心的纵向摆动一般视为重心的上下起伏变化，上下摆动距离大约为0.03-0.05m。在跑台上自选步速慢跑时，重心上下起伏距离大约为0.08-0.10m。在步行时，降低身体重心摆动的整体情况，是降低能量消耗的关键[54]。根据分析的统计结果显示（图4，表4），所有受试者在自选步速行走与慢跑这两种运动模式下，对重心上下起伏变化这个参数均显示出显著性差异。首先，自选步速慢跑相比自选步速行走对重心上下起伏的影响差异呈极显著（P=0.000），自选步速慢跑对重心上下起伏的影响较大。其次，普通组女生（0.09±0.01m）较专业组女生（0.08±0.01m）在自选步速慢跑这种运动模式下，对重心上下起伏的影响差异呈极显著（P=0.006），且普通组女生的变化幅度大。再者，普通组男生（0.11±0.01m）较专业组男生（0.09±0.01m）在自选步速慢跑这种运动模式下，对重心上下起伏的影响也存在显著性差异（P=0.045），且普通组男生变化幅度较大。图4不同分组受试者自选步速行走与慢跑重心上下起伏变化情况（*代表自选步速慢跑中普通组男生和专业组男生差异存在显著性，P值<0.05；##代表自选步速慢跑中普通组女生和专业组女生差异呈极显著，P值<0.01。）
【参考文献】：
期刊论文
[1]自然走和跑过程中的足底压力比较分析[J]. 袁雪雪. 辽宁体育科技. 2018(05)
[2]下肢生物力学研究现状及研究力量分布[J]. 梁志强,李建设,顾耀东. 浙江体育科学. 2018(05)
[3]足底压力测试系统的常用步态分析指标[J]. 潘永雄,陈锦,王大伟,刘海全,陈超. 临床医学工程. 2018(09)
[4]走与跑运动模式下的足底压力中心轨迹特征[J]. 朱瑶佳,霍洪峰. 中国组织工程研究. 2018(31)
[5]外八步态足部形变及力学研究[J]. 罗向东,王芳芳,刘呈宁. 中国皮革. 2017(06)
[6]三维运动解析系统在生物力学中的应用与发展趋势[J]. 侯亚丽,王向东. 成都工业学院学报. 2016(02)
[7]青年大学生行走步态足底区域压力特征变化的研究[J]. 张腾丹,郭威. 辽宁警察学院学报. 2016(01)
[8]基于足底压力和步态参数分析的水平行走遇滑失稳的自适应平衡反应研究[J]. 李洋,张峻霞,司莹. 生物医学工程学杂志. 2015(06)
[9]人体髋关节运动生物力学模型和肌肉模型研究[J]. 郭琳. 科技创新与应用. 2014(26)
[10]平板运动跑台和场地环境测试走、跑运动能量消耗的比较研究[J]. 江崇民,邱淑敏,王欢,牟希涛,张彦峰,尚文元. 体育科学. 2011(07)
博士论文
[1]基于压力传感器与加速度传感器走跑运动能量消耗建模的实验研究[D]. 孙泊.上海体育学院 2012
[2]步态分析技术在膝骨性关节炎诊断及中医康复治疗中的应用[D]. 付海燕.广州中医药大学 2011
[3]早期膝骨关节炎的六步手法治疗及步态分析研究[D]. 余志勇.中国中医科学院 2011
本文编号：3618892
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