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女性单侧负重步态的躯干和骨盆运动学特征研究

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天津体育学院学报 2020年第4期35卷 439-445页

作者：赵功赫曲峰北京体育大学北京100084

目的:研究女性单侧负重行走时躯干和骨盆的运动特征,探讨不同单侧负重方式和重量步行时躯干和骨盆稳定控制机理,为分析女性单侧负重行走时可能出现的腰背损伤提供依据。方法:16名健康女性分别在单肩背包、前臂挂包和单手拎包3种负重方... 详细信息

目的:研究女性单侧负重行走时躯干和骨盆的运动特征,探讨不同单侧负重方式和重量步行时躯干和骨盆稳定控制机理,为分析女性单侧负重行走时可能出现的腰背损伤提供依据。方法:16名健康女性分别在单肩背包、前臂挂包和单手拎包3种负重方式下以自身体重的0%、5%、10%和15%4种负重重量行走,使用Motion红外光点运动捕捉系统采集躯干和骨盆姿态。结果:行走中右侧负重重量的增加,显著增加了躯干的前倾角度、左倾角度、右旋角度、骨盆的前倾角度、左倾角度、左旋角度,显著减小了骨盆的左右倾幅度和旋转幅度;当负重重量达到10%BW时,骨盆的前后倾幅度较0%BW大;当负重重量达到15%BW时,躯干的左右倾幅度较0%BW大;前臂挂包和手拎包行走时躯干的左旋角度的最大值、最小值显著小于单肩背包。结论:单侧负重行走时,躯干向对侧倾斜增大、向同侧旋转增大,骨盆向对侧倾斜增大、向对侧旋转增大,从而保持步行的稳定性;负重重量达10%BW时,对骨盆旋转产生较大限制,达15%BW时,显著增加躯干左右晃动幅度,降低躯干的稳定性;不同单侧负重方式,躯干和骨盆的旋转表现出了不同的代偿反应。

关键词：单侧负重步行骨盆躯干运动学

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单侧负重对女性步态生物力学特征的影响

单侧负重对女性步态生物力学特征的影响

作者：赵功赫北京体育大学

学位级别：硕士

研究目的:研究女性单侧负重时人体行走的步态特征,探讨不同单侧负重方式和重量步行时生物力学特证的变化和人体的稳定控制特征及机理,为日常行走负重方式和负重重量的选择、背包的改进和损伤的预防提供参考。研究方法:10名健康女性大学... 详细信息

研究目的:研究女性单侧负重时人体行走的步态特征,探讨不同单侧负重方式和重量步行时生物力学特证的变化和人体的稳定控制特征及机理,为日常行走负重方式和负重重量的选择、背包的改进和损伤的预防提供参考。研究方法:10名健康女性大学生,分别完成无包步行,以及在5%BW、10%BW、15%BW三种负重重量下完成右侧的单肩背包、前臂挂包和单手拎包三种负重方式的步行,采用Motion红外高速捕捉系统和Kistler三维测力台同步获取受试者在行走中的运动学、动力学数据。采用双因素重复测量方差分析的方法进行统计分析。研究结果:行走中右侧负重重量的增加,显著增加了重心在左右方向的摆动、负重侧下肢支撑相百分比、下肢髋关节、膝关节和踝关节的力矩,显著减小了复步长和重心上下摆动幅度;行走中右侧负重重量的增加,显著增加了躯干的前倾角度、左倾角度、左旋角度、左右晃动幅度和旋转幅度,显著增加了骨盆前倾角度、左倾角度、前后倾活动幅度,显著减小了骨盆右旋角度、左右倾活动幅度和旋转幅度;行走中右侧负重重量的增加,显著增大右踝内翻角度、内外翻活动幅度、外翻力矩,显著减小了右膝额状面活动幅度、右膝外展力矩;行走中右侧负重重量的增加,显著增大了左膝外展力矩和正负功、左髋外展力矩和正负功,显著减小了左膝额状面活动幅度;手拎包行走较其他负重方式的重心左右摆动幅度、步宽、左右踝跖屈力矩、右侧屈髋力矩显著增大。研究结论:1.单侧负重行走会造成人体重心在左右方向上更大的摆动,人体通过减小步长,增加负重侧下肢支撑相百分比,降低重心上下摆动幅度,增大下肢关节力矩来增加步行中的稳定性。2.单侧负重行走降低了躯干的稳定性,人体通过增大躯干左旋,保持躯干左倾来增加稳定性。3.单侧负重过大时,会明显限制骨盆左右倾幅度和旋转幅度。4.右侧负重行走,造成左右膝关节和髋关节运动的不平衡,左侧膝关节及周围肌肉损伤风险更高,左侧髋外展肌群较右侧更容易疲劳。5.手拎包行走,下肢大腿前群和小腿后群会消耗更多的能量,对人体平衡和稳定的影响更大,单肩背包时迈步的平衡稳定性相对更强。

关键词：单侧负重步态参数生物力学单肩包背包方式

儿童鞋中后底硬度对跑步过程中下肢生物力学影响

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皮革科学与工程 2021年第6期31卷 53-58页

作者：刘钦华赵功赫初心曲峰北京体育大学北京100086 杭州基诺浦童鞋科技研究所浙江杭州310013

研究儿童穿着不同中后底硬度的儿童鞋跑步过程中的生物力学参数,探究儿童鞋的中后底硬度对于儿童运动的影响,以为儿童鞋的设计及儿童鞋的选择提供参考。招募7名3岁左右儿童受试者,随机穿着三双相同厚度不同中后底硬度的儿童鞋,其中两双... 详细信息

研究儿童穿着不同中后底硬度的儿童鞋跑步过程中的生物力学参数,探究儿童鞋的中后底硬度对于儿童运动的影响,以为儿童鞋的设计及儿童鞋的选择提供参考。招募7名3岁左右儿童受试者,随机穿着三双相同厚度不同中后底硬度的儿童鞋,其中两双添加垫片(硬度:无支撑片,55~60A支撑片,75~80A支撑片),采用Qualisys镜头红外运动捕捉系统和Kistler三维测力平台系统同步采集运动学和动力学数据。结果显示:穿着不同中底的鞋完成跑步动作时,高硬度鞋髋关节角度在着地时刻,屈曲角度峰值和屈伸幅度都明显小于另外两双鞋;膝关节屈曲角度峰值高硬度鞋明显小于其他两双鞋;着地时刻踝关节屈曲角度,穿着低硬度鞋均小于穿着中硬度鞋和高硬度鞋,踝关节矢状面角度最大值,在穿着低硬度鞋时明显大于穿着中硬度和高硬度鞋;跖趾关节角度最大值在穿着高硬度鞋时显著小于其他两双鞋。因此可以发现儿童鞋中后底的硬度不同会影响儿童跑步时的下肢动力学指标,对于儿童鞋来说,应选择适当中底硬度的鞋子,既可以减小儿童运动中的损伤,增加稳定性,也为儿童提供一定的足底压力,促进儿童足部的生长发育。

关键词：儿童鞋硬度

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躯干前、后负重对人体步行的生物力学影响

躯干前、后负重对人体步行的生物力学影响

2015第十届全国体育科学大会

作者：赵功赫北京体育大学

＜正＞1研究目的人们在挤地铁、挤公交或者外出旅行时,常常为了财务安全或者其他原因,将双肩背包反过来背,放在胸前,相当于躯干前负重,而躯干前负重会不会对身体有所影响呢?目前有关人体前负重行走的生物力学研究很少。本实验目的就在...

＜正＞1研究目的人们在挤地铁、挤公交或者外出旅行时,常常为了财务安全或者其他原因,将双肩背包反过来背,放在胸前,相当于躯干前负重,而躯干前负重会不会对身体有所影响呢?目前有关人体前负重行走的生物力学研究很少。本实验目的就在于研究前负重、和后负重两种行走模式下,人体步态特征变化以及下肢运动学、动力学参数的变化,从而深入了解人体在两种行走模式下的稳定控制机理。探明在生物力学角度,哪种负重方式相对更好。这对于人们日常生活中改进负重行走方式、以及背包性能、背包设计等方面会有

关键词：

躯干负重对步态的影响及相应补偿策略的试验研究

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天津体育学院学报 2016年第6期31卷 524-529页

作者：赵功赫曲峰杨辰万祥林刘欢北京体育大学运动人体科学学院北京100084

目的:研究躯干负重时的步态特征及相应补偿策略,探讨躯干不同负重重量对步态的影响,为负重方式的选择、负重装备的改进或仿人机器人的设计提供参考。方法:选用10名普通男性大学生为受试者,佩戴特制的可控制负重物重心位置的负重架,将负... 详细信息

目的:研究躯干负重时的步态特征及相应补偿策略,探讨躯干不同负重重量对步态的影响,为负重方式的选择、负重装备的改进或仿人机器人的设计提供参考。方法:选用10名普通男性大学生为受试者,佩戴特制的可控制负重物重心位置的负重架,将负重物前后均匀安放,进行3种负重状态(负重物重量分别为0 kg,20 kg,40 kg)下的行走,采用Kistler三维测力台、Motion红外高速运动捕捉系统同步采集运动学、动力学数据。结果:行走中躯干负重重量的增加,显著增加了步宽、支撑相百分比、膝关节屈曲角度、踝关节和膝关节力矩、下肢各关节功率和功(P<0.05),显著减小了步长、重心的上下摆动幅度、躯干的旋转幅度(P<0.05)。结论:人体通过减小步长、增加步宽、增加支撑相百分比、降低重心在上下方向摆动幅度、增大踝、膝关节力矩及膝关节屈曲角度来补偿躯干负重增加对人体步行中平衡控制的影响;躯干前后均匀负重,限制躯干的旋转,影响人体迈步的平衡;在仿人机器人的步态规划的设计中,当躯干负重增加时,应适当调整相应参数,增大驱动力,满足更多能耗。

关键词：负重步态参数躯干补偿策略

背包方式与负重对步行生物力学特征影响研究进展

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背包方式与负重对步行生物力学特征影响研究进展

第二十一届全国运动生物力学学术交流大会

作者：赵功赫曲峰北京体育大学

＜正＞研究目的:日常生活中,背包负重行走是最方便的运输物件方式,如上班上学,物品搬运、士兵行军等。背包负重即给人带来了方便,也在潜移默化中影响人体的姿势。负重重量、负重位置以及负重的方式均会使负重线的位置发生改变,身体产生...

＜正＞研究目的:日常生活中,背包负重行走是最方便的运输物件方式,如上班上学,物品搬运、士兵行军等。背包负重即给人带来了方便,也在潜移默化中影响人体的姿势。负重重量、负重位置以及负重的方式均会使负重线的位置发生改变,身体产生一系列力学改变,从而维持平衡。不同的负重重量和负重方式对人体行走时的运动学、动力学和肌电参数也均会产生影响,不恰当的背包使用,如长期过度负重行走,或长期不恰当的背包姿态,均会导致一系列的肌肉损伤问题,如应力性骨折、腰背部肌肉拉伤、腰椎间盘突出等。因此,研究背包负重对人体步行产生的影响,对探讨人体负重行走的稳定控制机制,提高人体负重能力,改善人体步行姿态,降低损伤发生风险,改善背包设计等方面均有重要意义。本研究对国内外人体背包负重行走的生物力学研究进行综述,为今后开展负重步态研究提供一定的参考和依据。

关键词：

女性单侧负重步行中骨盆运动的生物力学分分析

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女性单侧负重步行中骨盆运动的生物力学分分析

第二十一届全国运动生物力学学术交流大会

作者：赵功赫曲峰北京体育大学

＜正＞研究目的:步行的控制十分复杂,身体的下肢、骨盆、躯干和上肢相互连接,高度协调的工作,从而实现质心平稳向前。长时间的单侧负重会造成脊柱侧弯、骨盆侧倾、腰背疼痛,骨盆位于中轴,是许多腰背肌肉的起止点所在位置,腰背损伤和骨...

＜正＞研究目的:步行的控制十分复杂,身体的下肢、骨盆、躯干和上肢相互连接,高度协调的工作,从而实现质心平稳向前。长时间的单侧负重会造成脊柱侧弯、骨盆侧倾、腰背疼痛,骨盆位于中轴,是许多腰背肌肉的起止点所在位置,腰背损伤和骨盆的运动也密切相关,而关于单侧负重行走中骨盆运动的生物力学分析研究较少,骨盆运动的改变对于腰背肌肉损伤的影响仍不清楚。本研究通过研究不同单侧负重方式和负重重量下骨盆的运动学特征的变化,探究单侧负重下骨盆的稳定控制机理,为分析单侧负重行走时可能出现的关节肌肉损伤危险提供依据,为临床医生的检查和监控由于不良步态所导致的骨骼肌肉疾病提供参考。

关键词：

单侧负重对女性行走时下肢生物力学及重心运动特征的影响

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单侧负重对女性行走时下肢生物力学及重心运动特征的影响

第十二届全国体育科学大会

作者：赵功赫曲峰北京体育大学

研究目的:人们负重行走在日常生活中非常常见。其中女性的单肩包,一方面可以提升个人形象,另一方面也可以使人腾出另一只手来做其他活动,因此女性更倾向于单侧负重。由于包的重量、包的外形、携带方法和携带位置的不同,可能导致不良的姿... 详细信息

研究目的:人们负重行走在日常生活中非常常见。其中女性的单肩包,一方面可以提升个人形象,另一方面也可以使人腾出另一只手来做其他活动,因此女性更倾向于单侧负重。由于包的重量、包的外形、携带方法和携带位置的不同,可能导致不良的姿势,若长时间的重复这一姿势以及用力过度等因素,则易导致肌肉骨骼伤害的发生。一些研究表明,单侧负重会造成躯干部肌电以及躯干运动学的改变,最终导致肩背损伤、高低肩和脊柱侧弯等一系列严重问题,也有研究表明单侧负重会造成下肢运动学和协调模式的改变,但是单侧负重是否会造成下肢关节的损伤,还有待进一步研究。当前较少有研究探讨不同的单侧负重方式和不同负重重量对女性负重侧下肢的生物力学以及重心运动特征的影响。在这种单侧负重的方式下步行,负重侧下肢势必会做出相应调整,来保持步行的稳定。本研究旨在测量不同单侧负重条件下负重侧下肢的生物力学特征及重心运动特征,探讨负重侧下肢的生物力学改变,从而为女性选择合适的负重方式和重量提供科学依据,为降低下肢损伤风险提供数据支持。研究方法:筛查招募12名女大学生,筛查招募标准:右利手,无背单肩包习惯,无神经系统和肌肉骨骼系统疾病,且实验前24h内未从事剧烈运动,无肌肉疲劳症状。受试者随机进行三种单侧负重形式(单肩背包、前臂挂包、单手提包)的行走,参考自身体重(BW)设置4种负重重量(0%、5%、10%、15%BW),负重侧为右侧。受试者参考Helen-Hayes模型贴29个反光标志点,自然走过测试区域,并以右脚踩在测力台上为一次有效测试,采集3次有效数据。采用8镜头红外高速运动捕捉系统(Motion Analysis,200Hz)与三维测力台(Kistler,1000Hz)同步采集步行中运动学和动力学数据。人体模型选择修正后的扎齐奥尔斯基模型,计算重心、负重侧下肢关节角度、关节力矩、关节功率和关节功,本研究分析人体矢状面和额状面的数据。采用双因素重复测量方差分析,分析不同负重方式和重量两个因素对负重侧下肢关节运动学和动力学以及重心参数的影响,显著性水平为P功均较其他重量显著增大(P功率最大值、正功显著大于其他负重方式(P功率最小值和负功的绝对值均显著增大(P功的绝对值较其他重量显著增大(P功率最大值和负功的绝对值较其他重量显著增大(P0.05)。(5)随着负重重量的增大,负重侧的髋关节矢状面的负功较其他重量显著增大(P功率最大值、功率最小值的绝对值均显著大于其他负重方式(P功率最大值、功率最小值的绝对值较其他重量显著减小(P功,从而保持行走的稳定性。为了减少由于单侧负重的增加造成的冲击力对下肢关节的损伤,人体通过增大负重侧膝关节的屈曲角度,来有效地吸收冲击。(2)当负重重量达到10%BW时,重心上下和左右的摆动幅度增大,降低了步态的稳定性,建议女性单侧负重重量不宜超过10%BW。(3)单侧负重造成负重侧膝关节外展力矩减小,这对于减小负重侧膝关节额状面载荷具有一定意义,也为膝痛患者的康复治疗和日常负重的选择提供一定理论依据。

关键词：负重方式不对称负重下肢关节生物力学步态

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上、下楼梯步态的生物力学研究进展

上、下楼梯步态的生物力学研究进展

第十九届全国运动生物力学学术交流大会

作者：赵功赫曲峰北京体育大学运动生物力学教研室

研究目的楼梯行走是人们日常生活中一项很自然的行为运动,从运动学角度来看,楼梯行走与平地行走有很大的差别,这种差别主要表现在下肢各关节角度运动变化的不同,在楼梯行走过程中,下肢各关节角度变化范围较大,意味着楼梯行走要比平地行... 详细信息

研究目的楼梯行走是人们日常生活中一项很自然的行为运动,从运动学角度来看,楼梯行走与平地行走有很大的差别,这种差别主要表现在下肢各关节角度运动变化的不同,在楼梯行走过程中,下肢各关节角度变化范围较大,意味着楼梯行走要比平地行走输出较大的关节力矩及功率。不同的坡度的楼梯对人体来说是不同的外界干扰方式,会影响到人的步态与平衡控制机制,人为了适应楼梯的坡度会在步态特征、姿势控制产生相应的改变。本文的目的就是总结国内外有关

关键词：上楼步态下楼步态生物力学楼梯坡度