舟骨高度的应力响应及其对落地缓冲的影响研究

发布时间：2019-03-15 22:13

【摘要】：研究目的:本文对人体足部受到不同载荷时的生物力学响应和可能带来的损伤机制及基于舟骨高度的相关分析等方面进行深入研究,探索动态负荷时足功能信息及运动过程中足的功能行为、舟骨高度对落地缓冲动作生物力学特征的影响,为足部损伤基础研究和康复提供理论和实验参考依据。研究方法:随机抽取并筛选苏州大学23名健康男性,进行舟骨跌落试验和无初速度左、右单腿落地实验的测试,其中落地高度为15cm和30cm。运用高速摄像机、Vicon-MX红外动作捕捉系统和Kistler测力台同步采集获得落地缓冲动作中触地前100ms时刻、触地时刻、足部形变最大时刻各方向地面反作用力峰值,下肢关节各基本面内关节角度等相关数据。实验数据采用Microsoft Excel 2010和SPSS19.0统计软件进行统计处理分析。研究结果:①15cm、30cm高度单脚自然落地受到的最大冲击力达体重的3、4倍;低于4BW载荷时,舟骨高度均随载荷增大而降低,内侧纵弓角度随载荷增大而增大。②触地前100ms时刻,不同载荷间髋关节额状面、水平面,膝关节额状面内的关节角度具有差异(P0.05);舟骨高度最低时刻,不同载荷间髋关节矢状面、额状面,膝关节矢状面、水平面,踝关节水平面内的关节角度具有差异(P0.05);落地缓冲动作中,不同载荷下髋关节矢状面、额状面、水平面,膝关节额状面、矢状面,踝关节水平面内关节角度变化具有差异(P0.05)。③垂直方向、向外方向地面反作用力峰值在不同载荷间具有差异(P0.05);而垂直方向、向后方向、向外方向、向内方向加载负荷率在不同载荷间具有显著性差异(P0.01)。④静力性舟骨高度与体重、膝宽、踝宽负相关具有显著性(P0.05),与足背高正相关具有高度显著性(P0.01)。⑤触地前100ms时刻,零负重舟骨高度与髋关节矢状面内关节角度正相关具有高度显著性(P0.01),动力性载荷下舟骨最低高度与髋关节矢状面、膝关节矢状面内关节角度正相关具有高度显著性(P0.01);舟骨最低时刻,动力性载荷下舟骨最低高度与髋关节矢状面内关节角度正相关具有高度显著性(P0.01);落地缓冲动作中,动力性载荷下舟骨最大跌落高度与髋关节额状面内的关节角度正相关具有显著性(P0.05)。⑥舟骨高度指标与落地缓冲动作中各方向地面反作用力相关不具有显著性(P0.05);动力性载荷下舟骨最低高度与垂直方向、向内方向加载负荷率负相关具有显著性(P0.05),舟骨跌落高度与向内方向加载负荷率正相关具有显著性(P0.05)。研究结论:①落地缓冲过程中,载荷越大(低于4BW载荷时)人们更倾向于通过协调身体各关节运动来缓冲骨骼受到的冲击力,维持人体平衡。②单脚落地的缓冲动作中,为平衡异侧肢体重力、维持人体稳定性,着地肢体更倾向于外倾,从而导致肢体外侧高负重,易造成踝内翻等损伤。③仅相差约一倍体重负荷的两高度,落地缓冲中各方向加载负荷率均具有显著性差异,因此,控制和缓冲运动中受到的负荷,是动态功能活动中预防损伤的关键。④舟骨最大跌落高度与触地前100ms时刻各基本面内下肢关节角度相关不具有显著性,表明足部受到动力性载荷下,下肢关节肌肉的预先激活能力对舟骨跌落程度没有影响。⑤舟骨低和舟骨跌落较高者,承受最大冲击力时,采用增大足跌落程度,增加踝关节内旋角度的方式来缓冲冲击力,而舟骨高和舟骨跌落较小者则是采用屈髋降低重心的方式,吸收冲击力,维持人体稳定性。
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【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R687.3

【参考文献】