模拟不同重力环境下步态运动的足底受力分析
本文选题:模拟重力 + 足底受力 ; 参考:《医用生物力学》2014年03期
【摘要】:目的探索不同重力环境下人体行走和跑步时的足底受力特性。方法 7名健康成年男性受试者在垂直体位的减重跑台上分别在正常重力(1G),模拟火星重力(1/3 G)和模拟月球重力(1/6 G)环境下进行3、7和10 km/h的行走和跑步活动。使用F-scan鞋垫式足底压力测量系统对运动过程中的步态时相参数、力学参数及步态平衡性等指标进行分析。结果相同速度下,步态周期中的支撑相时间随重力下降有明显减少(P0.01),摆动相时间则有显著增加(P0.01)。随着速度增加,支撑相时间明显缩短(P0.01),而摆动相基本不受影响(P0.05)。最大足底受力、平均足底受力和受力积分随着重力下降有明显减少。正常重力环境下,步行速度增加可引起最大足底受力、平均受力明显增加以及受力积分显著减少(P0.05);但在低重力环境下,足底受力变化并不显著(P0.05)。左右垂直冲量比在不同重力环境之间差异显著(P0.05),但时相对称性则并无明显差异。结论低重力环境下,足底受力和支撑相时间等维持骨骼和肌肉结构功能的指标均显著低于正常重力环境,提示在将来设计太空飞行中防护措施和锻炼处方时需要充分考虑这一因素,以维持航天员正常的骨骼和肌肉功能。
[Abstract]:Objective to explore the foot-sole force characteristics of human walking and running in different gravity environment.Methods 7 healthy adult male subjects were walking and running for 3 km/h and 10 km/h on the weight-reducing platform in the vertical position, respectively, in the normal gravity platform, simulated Mars gravity 1 / 3 G) and lunar gravity 1 / 6 G).The parameters of gait phase, mechanical parameters and gait balance were analyzed by F-scan insole pressure measurement system.Results at the same velocity, the time of supporting phase in gait period decreased obviously with the decrease of gravity, while the time of swing phase increased significantly.With the increase of velocity, the time of supporting phase is shortened obviously, while the swing phase is almost unaffected.The maximum plantar force, the mean plantar force and the stress integral decrease obviously with the decrease of gravity.Under normal gravity environment, the increase of walking speed can result in the maximum plantar force, the average force is obviously increased and the stress integral is significantly reduced (P0.05), but in low gravity environment, the change of plantar force is not significant.The vertical impulse ratios of left and right are significantly different from each other in different gravity environments, but there is no significant difference in phase symmetry.Conclusion in low gravity environment, the indexes of maintaining skeletal and muscle structure and function, such as plantar stress and support phase time, are significantly lower than those in normal gravity environment.It is suggested that this factor should be fully taken into account in the future design of protective measures and exercise prescriptions in space flight in order to maintain the normal skeletal and muscle functions of astronauts.
【作者单位】: 中国航天员科研训练中心航天医学基础与应用国家重点实验室;北京理工大学机械与车辆工程学院;中国航天员科研训练中心人因工程国防重点实验室;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB711000) 国家自然科学基金资助项目(30970778) 航天医学基础与应用国家重点实验室研究基金资助项目(SMFA11B02,SMFA09A03) 中国航天医学工程预先研究项目(2011SY5405002)
【分类号】:R318.01
【参考文献】
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,本文编号:1737385
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