不同触地模式慢跑的足踝生物力学分析

发布时间：2024-06-05 04:56

　　研究目的:触地模式往往关乎到慢跑的安全性。足和踝关节作为下肢运动链的末端,直接接受来自地面的反作用力。不同触地模式对足踝的力学影响,以及其组织、结构的生物力学响应应当予以重视。本研究通过运动学、动力学分析结合有限元模拟的方法,探讨不同慢跑触地模式下的足踝骨、软骨、韧带及其他软组织的生物力学变化特征。研究方法:采集8名受试者在足后触地和非足后触地模式下慢跑的运动学和动力学数据,速度为3m/s±5%。数据经处理得到踝关节角度、足触地角度和地面反作用力等运动学、动力学参数,作为进一步足踝有限元分析的边界条件和载荷。利用一名男性志愿者的足踝CT影像建立三维有限元模型并予以验证。将所选取两种触地模式下的特征时刻运动学和动力学参数加载于有限元模型。分析计算结果中踝关节软骨的关节面接触应力;跟骨、中足骨以及跖骨的von Mises应力;足底筋膜、韧带所受拉力和足底压力分布。比较足后触地和非足后触地两种模式下足踝结构的生物力学特征。研究结果:足后触地的支撑相中踝关节在矢状面的平均活动范围为39.7°,非足后触地时为38.57°。在非足后触地下,相比于足后触地踝关节表现出了更早和较大的内翻角度。两种触地...

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3-1研究设计与技术流程

3.研究方法3.1研究总体设计与技术流程本研究通过三维动作捕捉技术和与之同步的三维测力台，对同一组被试对象进行了不同触地模式跑姿的运动学和动力学测试。测试数据经过处理获得相应的运动学和动力学指标。根据一例正常人体足踝计算机断层扫描影像，建立包括骨、软骨、韧带及其他软组织的足踝有....

图3-2反光标记点放置位置

（1）经过筛选的受试者在测试前进行一至两次适应性训练、目的是使其理解并适应测试所需完成动作。从而避免因触地习惯改变、动作生疏导致的动作模式突变、僵硬，以及潜在的损伤因素。（2）受试者热身10分钟，测量登记受试者基本信息包括：身高、体重、足长、鞋码和优势腿。（3）放置反光Ma....

图3-3触地角计算

图3-3触地角计算模型的建立模型建模使用的影像学数据来自一名正常男性志愿体重：65kg）。经询问无足部外伤史，临床检查足部

图3-4-1足踝冠状面CT图像

模型的建立模型建模使用的影像学数据来自一名正常男性志愿体重：65kg）。经询问无足部外伤史，临床检查足部异常。对该名志愿者的足部在中立位进行石膏固定，中制动。扫描时采用仰卧位，使得足部处于非承重螺旋CT（GE,US）对志愿者的足踝实施断层扫描。始，沿人体横断面向下，至离开人....

本文编号：3989676