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My Jump 2应用程序测量大学生下肢垂直刚度的信度和效度

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中国组织工程研究 2024年第2期28卷 172-176页

作者：宋维君毛鑫玉陈超王志海曲开源杨明明王丹成都体育学院附属体育医院四川省成都市610041 上海体育学院竞技运动学院上海市200438

背景:证实My Jump 2应用程序测量下肢垂直刚度的信效度水平,可为其作为Kistler三维测力台测量下肢垂直刚度的替代方法提供可能性。目的:验证My Jump 2应用程序测量大学生下肢垂直刚度的信效度。方法:通过Kistler三维测力台和My Jump 2... 详细信息

背景:证实My Jump 2应用程序测量下肢垂直刚度的信效度水平,可为其作为Kistler三维测力台测量下肢垂直刚度的替代方法提供可能性。目的:验证My Jump 2应用程序测量大学生下肢垂直刚度的信效度。方法:通过Kistler三维测力台和My Jump 2应用程序采集受试者的跳深数据并计算受试者的下肢垂直刚度。采用组内相关系数分析My Jump 2应用程序与Kistler三维测力台测得的数据,以验证My Jump 2应用程序的信度。将2个设备之间的偏倚值和平均值绘制成Bland-Altman图,验证2种测试方法之间的一致性。最后,使用克朗巴哈系数(α)和变异系数分析My Jump 2应用程序在30,40 cm高度的重测信度,使用皮尔逊积矩相关系数分析My Jump 2应用程序的相关性。结果与结论:①My Jump 2应用程序在测量下肢垂直刚度时具有较高的信效度;②同时由于其具有低成本、携带便捷和可用于大样本的场地测试的优势,可作为测力台的替代工具在大学生以及类似人群中对下肢垂直刚度进行测试。

关键词：下肢刚度信度效度跳深

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跑步运动中下肢刚度的应用与研究进展

中国体育科技 2022年第10期58卷 63-71页

作者：赵虎霍洪峰河北师范大学河北石家庄050024 河北省人体运动生物信息测评重点实验室河北石家庄050024

通过检索下肢刚度以及跑步运动中下肢刚度特征相关中英文文献,对跑步运动中下肢刚度特征进行系统总结归纳。研究表明:人在跑步过程中可直接计算的下肢刚度类型有垂直刚度(K_(vert))、腿刚度(K_(leg))和关节刚度(K_(joint)),其中K_(vert... 详细信息

通过检索下肢刚度以及跑步运动中下肢刚度特征相关中英文文献,对跑步运动中下肢刚度特征进行系统总结归纳。研究表明:人在跑步过程中可直接计算的下肢刚度类型有垂直刚度(K_(vert))、腿刚度(K_(leg))和关节刚度(K_(joint)),其中K_(vert)已被多项研究证明与跑速具有显著相关性;下肢刚度和跑步损伤之间的关系是多方面的,依据不同跑步运动的特点提高运动员下肢刚度调节能力可以提高成绩和降低损伤。研究认为:下肢刚度和跑步性能之间的关系是复杂的,跑步运动中下肢刚度的研究仍存在局限性,起跑和加速阶段的下肢刚度有待研究,将下肢刚度与足部结构评估关联应用于实训,将有助于提高运动表现以及降低运动损伤。

关键词：下肢刚度跑步足弓

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下肢刚度模型的测量与应用

山东体育学院学报 2019年第4期35卷 87-93页

作者：苏荣海李少杰徐茂洲北京师范大学体育与运动学院北京100875 大仁科技大学休闲运动管理系台湾屏东090741

下肢刚度是观察运动过程下肢工作情况的重要指标,目前下肢刚度的测量通常以垂直刚度、腿部刚度和关节刚度3种模型来近似表示。3种刚度模型在解释下肢运动行为时是有概念上的差异的,然而部分研究却混淆不清。对3种刚度模型的测量方法与... 详细信息

下肢刚度是观察运动过程下肢工作情况的重要指标,目前下肢刚度的测量通常以垂直刚度、腿部刚度和关节刚度3种模型来近似表示。3种刚度模型在解释下肢运动行为时是有概念上的差异的,然而部分研究却混淆不清。对3种刚度模型的测量方法与应用进行梳理,对以往文献所建议各测量方法的适用范围进行归纳。结果表明:1)垂直刚度主要测量下肢垂直方向的刚度,而腿部刚度则是以测量肢段刚度为主,特别在非垂直方向的动作测量中不能等同视之;2)垂直刚度或腿部刚度较适用于单一动作的测量,关节刚度则较适用于多关节动作的测量;3)在统一下肢刚度定义与计算模式基础上,下肢刚度与运动表现、运动伤害以及生理衰老之间的关系期待得到进一步解释。

关键词：下肢刚度垂直刚度腿部刚度关节刚度运动表现

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短跑运动员下肢刚度特征与爆发力表现的关系

短跑运动员下肢刚度特征与爆发力表现的关系

作者：吴雨柔武汉体育学院

学位级别：硕士

研究目的:比较不同负荷及不同跳跃形式下垂直刚度和肌肉肌腱力学特性,探索下肢刚度与短跑运动员爆发力表现及短跑成绩的关系。研究方法:10名短跑二级运动员,以6种不同负荷(0%1RM、10%1RM、20%1RM、30%1RM、40%1RM、50%1RM)分别进行反向... 详细信息

研究目的:比较不同负荷及不同跳跃形式下垂直刚度和肌肉肌腱力学特性,探索下肢刚度与短跑运动员爆发力表现及短跑成绩的关系。研究方法:10名短跑二级运动员,以6种不同负荷(0%1RM、10%1RM、20%1RM、30%1RM、40%1RM、50%1RM)分别进行反向跳(CMJ)和静蹲跳(SJ)负重跳跃,采集不同运动条件下下肢动力学和肌肉肌腱力学指标,并计算下肢垂直刚度;测定30m、60m、100m跑成绩,并以立定跳远、立定三级跳测试成绩指示运动员下肢爆发力。比较不同负荷及跳跃条件下各指标的组间差异,分析下肢肌肉肌腱力学指标、下肢刚度、爆发力与短跑成绩之间的相关性。研究结果:(1)下肢垂直刚度方面:负荷与跳跃形式之间不存在交互作用(P>0.05),但不同负荷的主效应存在显著差异(P刚度分别比10%1RM、20%1RM、30%1RM显著(P下肢垂直刚度与30m、60m、100m、立定跳远、立定三级跳成绩之间存在显著相关(P下肢垂直刚度与30m、60m、100m、立定跳远、立定三级跳成绩之间存在显著相关(P下肢垂直刚度与峰值功率之间相关性极其显著(r=0.92,P下肢刚度发展,下肢垂直刚度随负重增加而增加,50%1RM适宜作为下肢垂直刚度的训练负荷。(2)30%1RM负重条件下的下肢垂直刚度与短跑成绩和爆发力表现有着最为密切的联系,可作为连续快速负重训练的适宜负荷。(3)10%1RM负重条件下的AT硬度和50%1RM负重条件下的GM硬度,对弹性能量的储存和利用影响最大。

关键词：下肢刚度垂直刚度肌肉肌腱硬度短跑爆发力

赤足与穿着不同中底硬度运动鞋对连续跳跃过程下肢刚度与肌肉调谐之应用

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赤足与穿着不同中底硬度运动鞋对连续跳跃过程下肢刚度与肌肉调谐...

下肢力量、刚度与短跑加速阶段和最大速度阶段运动表现的相关性

第十二届全国体育科学大会

作者：于海滨戴伟勋郝卫亚张锐曾全寿郑志艺泉州师范学院国家体育总局体育科学研究所吉林大学工程仿生教育部重点实验室

研究目的:刚度反应跳跃过程中,个体或肢段及关节对抗地面反作用力或力矩作用的工作情况(Butler et al.,2003),虽然下肢实际工作情况先由个体的肌肉、骨骼、韧带与肌腱等组织产生内力,然后抵抗力矩或地面反作用力等外力,但下肢刚度仍是... 详细信息

研究目的:刚度反应跳跃过程中,个体或肢段及关节对抗地面反作用力或力矩作用的工作情况(Butler et al.,2003),虽然下肢实际工作情况先由个体的肌肉、骨骼、韧带与肌腱等组织产生内力,然后抵抗力矩或地面反作用力等外力,但下肢刚度仍是计算跳跃过程下肢工作模式的重要参数(刘宇等,2008)。下肢关节刚度能反应跳跃过程中,各关节调整外力负荷的作用情形(Hobara et al.,2010)。下肢刚度是提高肌肉骨骼系统运动表现及预防运动损伤的关键因素其研究得到运动生物力学及相关领域的重视(Amp et al.,2012)。探讨赤足(bf)与穿着不同中底硬度(邵氏硬度45 C、50 C、55 C、60 C)的运动鞋在2.2Hz跳绳情境下,下肢刚度与肌肉调谐的差异。研究方法:20名男子跳绳训练者着不同中底硬度的运动鞋,进行双足前回旋跳绳动作,九台VICON红外线高速摄影机(100 Hz),两块AMTI测力台(1000 Hz)及Cometa无线肌电图仪(1000 Hz)利用同步控制器(trigger)同步收集运动学、动力学与肌电讯号,经由Vicon Motion Systems版动作分析软件,进行相关数据截取。利用SPSS21.0统计软件包进行单因子重复量数变异数分析来比较所有参与者跳绳动作、下肢刚度及惯用脚下肢肌群的收缩模式的差异。参与者坐于Biodex等速肌力测量仪,臀部和后背紧贴座位坐姿90度,膝关节维持90度,脚底悬空没有支撑的姿势作膝关节屈曲与伸展肌群等长收缩,及5分钟后,以坐姿90度,膝关节、踝关节维持90度,踝关节背屈与跖屈肌群等长收缩,收集各肌群持续收缩5秒之最大等长肌肉收缩(MVC)。测试前皮肤需除毛,酒精棉擦拭,黏贴一次性的电极片以防止产生肌电信号干扰,表面电极根据SENIAM(表面肌电图无创评估的建议)放置在右腿的四块肌肉肌腹处。参与者左右脚分别站立于两块测力板上,着不同中底硬度的运动鞋,进行2.2Hz双足前回旋跳30 s跳绳测试,组间休息5分钟,跳绳频率2.2Hz由数字节拍器控制(Hobara etal.,2008)。口头鼓励参与者保持这种速度。视觉监测参与者以确保在每次跳绳中维持协调的手臂和腿部动作。为避免参与者在动作测试时产生的学习或疲劳效应,将参与者采随机(random)方式,在为每种鞋子状况收集数据之前,参与者被分配至少3次练习试验以便适应。研究结果:膝关节刚度数据经统计软件计算后发现:膝关节刚度在邵氏硬度60 C、55 C、50 C显著大于bf(P=0.020)。其中bf在不同硬度中底的显著性分别为(P=0.021;P=0.010;P=0.011)。踝关节刚度数据经统计软件计算后发现:踝关节刚度在邵氏硬度60C、55 C、50 C、45 C显著大于bf(P=0.030)。其中bf在不同硬度中底的显著性分别为(P=0.015;P=0.018;P=0.004;P=0.023)。垂直地面反作用力峰值着运动鞋在邵氏硬度60 C、55 C、50 C显著大于bf,显著性分别为(P=0.018;P=0.031;P=0.004)。最大负荷率在邵氏硬度60C、55C、50C显著大于bf,显著性分别为(P=0.047;P=0.021;P=0.030)。着地前100毫秒预激活阶段的%MVC经统计软件计算后,只有胫骨前肌达显著差异(P=0.023)。经事后比较发现邵氏硬度45C显著小于bf(P=0.009)。着地后下蹲期平均肌肉收缩%MVC均未达显著性差异。研究结论:本研究主要分析不同中底硬度对下肢刚度与肌肉调谐的影响,并从运动学、动力学与肌电图等参数的结果分析中,进一步发现不同中底硬度对下肢髋关节、膝关节与踝关节刚度的影响,而不同中底硬度的运动鞋对2.2 Hz双足前回旋跳绳的帮助也有一个较为明确的量化结果。主要发现:1)膝关节刚度在邵氏硬度60 C、55 C、50 C显著大于bf,踝关节刚度在邵氏硬度60 C、55 C、50 C、45 C显著大于bf双足2.2Hz前回旋跳绳。而不同硬度之间没有显著差异;2)硬度越大的中底其垂直地面反作用力峰值和最大负荷率越大;3)胫骨前肌在着地前100毫秒预激活阶段达显著差异,经事后比较发现只有邵氏硬度45C显著小于bf,而不同硬度间未达显著差异。依循本研究结果来看,2.2Hz跳绳选择中底硬度较软的45 C较为舒适。建议专业运动鞋的设计、研发者应标示运动鞋中底硬度,以利运动员/训练者选择合适的运动鞋。

关键词：赤足运动鞋中底硬度下肢刚度肌肉调谐

来源： cnki会议评论

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下肢力量、刚度与短跑加速阶段和最大速度阶段运动表现的相关性

作者：林俊磊北京体育大学

学位级别：硕士

目的:探究下肢力量(最大力量和反应力量)、刚度与短跑加速阶段和最大速度阶段运动表现间的相关性。方法:通过对16名高水平男子短跑运动员进行50米跑、45cm跳深和大腿中位等长拉(Isometric mid-thigh Pull,IMTP)测试以获得加速阶段和最... 详细信息

目的:探究下肢力量(最大力量和反应力量)、刚度与短跑加速阶段和最大速度阶段运动表现间的相关性。方法:通过对16名高水平男子短跑运动员进行50米跑、45cm跳深和大腿中位等长拉(Isometric mid-thigh Pull,IMTP)测试以获得加速阶段和最大速度阶段的分段成绩(5-15米和35-45米),各步态值(踏地时间、腾空时间、步频、相对步长和绝对步长),反应力量(反应力量指数和反应力量比),下肢刚度(垂直刚度、膝关节和踝关节刚度)以及最大力量变量(0-250ms时刻力值和力生成速率),并通过Pearson相关性分析50米跑的运动学指标与各能力指标之间的相关性。结果:(1)150ms、200ms、250ms 时刻力值,0-150ms、0-200ms、0-250ms力生成速率,下肢最大力量与5-15米成绩呈中等负相关(r:-0.32～-0.43,p0.05)。反应力量指数和反应力量比与5-15米成绩的相关系数不具有统计学意义(p>0.05),而与35-45米成绩呈中等负相关(p下肢垂直、膝关节和踝关节刚度与5-15米和35-45米成绩的相关系数均不具有统计学意义(p>0.05)。(2)加速阶段的踏地时间与150ms、200ms、250ms时刻力值,0-150ms、0-200ms、0-250ms力生成速率呈高度负相关(r:-0.52～-0.63,p下肢最大力量呈高度正相关(r=0.50,p0.05)。(3)反应性力量指数、反应力量比与加速阶段的踏地时间呈中等负相关(r:-0.40～-0.49,p0.05)。(4)对于加速阶段和最大速度阶段,绝对、相对垂直刚度与踏地时间呈非常高度负相关(p刚度与踏地时间均呈高度负相关(P下肢刚度指标的相关系数均不具有统计学意义(p>0.05)。结论:(1)对于高水平短跑运动员,力-时间曲线与加速阶段成绩呈中等负相关,反应力量与最大速度阶段成绩呈中等负相关。(2)加速阶段的踏地时间与力-时间曲线呈高度负相关,最大速度阶段的踏地时间与力-时间曲线呈中等负相关。(3)加速阶段和最大速度阶段的相对步长与力-时间曲线呈中等正相关,加速阶段的相对步长与下肢最大力量呈高度正相关。(4)反应力量与加速阶段的踏地时间呈中等负相关,与最大速度阶段的踏地时间呈非常高度负相关。且反应力量与最大速度阶段步频呈中等正相关。(5)对于加速阶段和最大速度阶段,垂直刚度与踏地时间呈非常高度负相关,与步频(p刚度与踏地时间均呈高度负相关。踝关节与加速阶段步频呈非常高度正相关,与最大速度阶段步频呈高度正相关。

关键词：加速阶段最大速度阶段最大力量反应力量下肢刚度

My jump应用程序测量大学生下肢刚度的信效度研究

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My jump应用程序测量大学生下肢刚度的信效度研究

第十二届全国体育科学大会

作者：毛鑫玉宋维君王志海杨明明曲开源上海体育学院成都体育学院附属体育医院

研究目的:刚度是指人体/关节受外力作用后抗变形的能力。大量研究表明,一定范围内,较大的下肢刚度与跳跃、投掷、耐力跑、冲刺和变向等运动表现的提升有关。刚度不仅可以作为运动员运动能力的评估指标,也对运动员选材具有重要的参考价... 详细信息

研究目的:刚度是指人体/关节受外力作用后抗变形的能力。大量研究表明,一定范围内,较大的下肢刚度与跳跃、投掷、耐力跑、冲刺和变向等运动表现的提升有关。刚度不仅可以作为运动员运动能力的评估指标,也对运动员选材具有重要的参考价值。下肢垂直刚度(Vertical stiffness,Kvert)的评估通常需要使用三维测力台。但是,三维测力台价格昂贵,且它的使用受限于实验室环境,操作时间长,在测试和数据分析时要求测试人员具备较高的专业知识。由CarlosBalsalobre发布的应用程序My Jump 2通过高速摄像头,手动选择跳深(Dropjump,DJ)动作起跳帧(受试者起跳时足趾离地瞬间)和着陆帧(受试者落地时足趾首次触地瞬间)以计算Kvert(Kvert=Fmax/Δy;Kvert=m×(2π/t)2;Kvert=m×f 2)具有操作便捷、容易携带、成本低的显著优势。目前已有大量研究证实了My Jump 2应用程序在垂直方向上的跳跃(如反向纵跳、深蹲跳、DJ)高度和水平方向的立定跳远距离的测量上具有较高的可靠性和有效性,但还没有相关研究验证My Jump 2应用程序在测量Kvert方面的可靠性和有效性。因此本研究的目的是验证基于iPhone12 Pro手机(1200万像素广角镜头)的My Jump 2应用程序在测量大学生Kvert的可靠性和有效性。研究方法:本研究在大学中共招募10名男性(年龄:22.90±0.99yr,身高:177.0±6.57cm,体重:72.45±5.78kg)和4名女性(年龄:22.50±0.57yr,身高:167.5±4.44 cm,体重:61.15±2.89 kg)被试。测试时,通过一块90 x 60 x 10 cm的嵌入式Kistler三维测力台(Kistler Corporation,Winterthur,Switzerland)以1000 Hz的频率的采集受试者的DJ数据。每位受试者进行5 min热身后完成三次DJ测试(测试1)。要求受试者从40 cm高度的台阶上无初速度跌落,屈髋屈膝落地缓冲后,迅速向上跳起,在整个跌落和跳跃的过程中保持双手置于髋关节上。My Jump 2应用程序与测力台同时对DJ动作进行测量,测试手机始终被固定于距离测力台1.5 m远处。在使用My Jump 2应用程序分析视频时,选择动作的起跳帧(受试者起跳时足趾离地瞬间)和着陆帧(受试者落地时足趾首次触地瞬间)分析受试者的DJ数据。间隔三天后受试者重复上述测试(测试2)。使用Visul3D5.0分析软件对三维测力台测得的数据进行处理,计算受试者的Kvert。本研究采用IBM SPSS Statistics Version 20进行统计分析,数据均以平均值±标准差(M±SD)来表示。使用P-P图和Kolmogorov-Smirnov检验数据是否呈正态分布。首先,采用可靠性分析中的组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)分析对My Jump 2应用程序与测力台进行对比以验证其可靠性。其次,使用Cronbach’sα和变异系数(coefficient of variation,CV)分析My Jump 2应用程序在重复测量时的稳定性,使用可靠性分析中的组内相关系数ICC来分析MyJump2应用程序测量的一致性。使用双变量相关性分析中的皮尔逊积矩相关系数(Pearson)和Bland-Altman图来分析MyJump2应用程序的有效性,将两个设备之间的偏倚值和平均值绘制成Bland-Altman图。研究结果:所有数据均呈正态分布。统计结果发现(1)MyJump2应用程序和测力台测得的Kvert可靠性较好(测试1:ICC=0.955,95%CI=0.868-0.985,P<0.001;测试2:ICC=0.966,95%CI=0.897-0.989)。My Jump 2应用程序对每个参与者的测试1和测试2进行的DJ测试显示出较高的稳定性(α=0.879,P<0.001,CV=5%)和较高的一致性,组内相关系数(ICC=0.783,95%CI=0.451-0.925)。(2)根据皮尔逊积矩相关系数显示,MyJump2应用程序和测力台测量值之间的Kvert相关性较好(r=0.800,P<0.001)。研究结论:本研究结果表明,使用苹果商店(Apple Inc.,USA)开发的My Jump 2应用程序在测量Kvert时除了具有低成本和测试简单的显著优势之外,也具有较高的可靠性和有效性。因此,使用My Jump 2应用程序是一种可替代测力台进行Kvert测量的有效测量工具。

关键词：跳深下肢刚度信度效度

来源： cnki会议评论

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跑步频率对肌肉调谐和下肢刚度的影响

跑步频率对肌肉调谐和下肢刚度的影响

作者：侍书琼北京体育大学

学位级别：硕士

研究目的通过采集跑步过程中人体动力学、运动学、表面肌电以及肌肉振动数据,分析不同跑步频率对下肢刚度和肌肉调谐的影响,了解在不同跑步频率的情况下,神经-肌肉系统控制模式的变化,了解肌肉调谐与下肢刚度调节之间的关系,为人体运动... 详细信息

研究目的通过采集跑步过程中人体动力学、运动学、表面肌电以及肌肉振动数据,分析不同跑步频率对下肢刚度和肌肉调谐的影响,了解在不同跑步频率的情况下,神经-肌肉系统控制模式的变化,了解肌肉调谐与下肢刚度调节之间的关系,为人体运动时预防或减少运动损伤的发生提供理论依据。研究方法选取20名普通健康男性大学生为研究对象,令受试者分别以慢速(2.5±0.2m/s)、中速(3.25±0.2 m/s)和快速(4±0.2 m/s)三种速度进行跑步,应用三维测力台(Kistler,1000Hz)、8镜头红外高速运动捕捉系统(Qualisys,200Hz)、无线表面肌电/肌肉加速度测试仪(Delsys,2000Hz)同步采集受试者跑步过程中的运动学、动力学和表面肌电信号。在每一速度模式下,根据测得的跑步频率,将受试者分为低步频组和高步频组;根据支撑阶段垂直方向反作用力峰值、重心垂直位移等指标计算缓冲阶段和主动蹬伸阶段的下肢刚度;根据着地前、后50ms阶段的iEMG、RMS和地面反作用力第一峰值出现后0-100ms、100-200ms阶段的肌肉振动频率分析肌肉调谐情况。研究结果1.高步频组表现出更短的步长、步态周期时间(p下肢刚度。3.总体上,高步频组的下肢肌肉RMS在支撑阶段(中速时腓肠肌内侧p下肢肌肉iEMG小于着地后50ms阶段(慢速时股直肌、胫骨前肌、腓肠肌外侧、中速时股二头肌、胫骨前肌、快速时股二头肌、股直肌、胫骨前肌p下肢肌肉振动频率小于低步频组(100-200ms阶段慢速时股二头肌、股直肌、胫骨前肌、快速时股二头肌p下肢所受地面反作用力大小没有影响。3.不同跑步频率对支撑阶段、缓冲阶段的下肢刚度没有影响,在主动蹬伸阶段,低步频组的下肢刚度较高。4.低步频组的肌肉调谐作用更明显。5.下肢刚度的调节主要作用在蹬伸阶段,肌肉调谐主要作用在缓冲阶段。6.建议人们健身跑时,在同一速度下应尽量选择相对较高的步频,而习惯较低步频的跑步者应适当选择更专业的运动装备,以降低运动损伤的风险。

关键词：跑步频率肌肉调谐下肢刚度

不同材质运动表面对人体跑步过程中肌肉调谐和下肢刚度的影响

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不同材质运动表面对人体跑步过程中肌肉调谐和下肢刚度的影响

作者：李静北京体育大学

学位级别：硕士

研究目的为了解运动表面材质会对人体运动过程中的神经-肌肉调节机制产生何种影响,本研究综合应用生物力学的动力学和运动学方法以及表面肌电技术,探讨在不同材质运动表面跑步时人体神经-肌肉系统的调节机制,以及肌肉调谐在预防运动损... 详细信息

研究目的为了解运动表面材质会对人体运动过程中的神经-肌肉调节机制产生何种影响,本研究综合应用生物力学的动力学和运动学方法以及表面肌电技术,探讨在不同材质运动表面跑步时人体神经-肌肉系统的调节机制,以及肌肉调谐在预防运动损伤方面的作用机制,并且为跑步运动中场地的挑选问题提出合理化建议。研究方法选取14名普通男性大学生为研究对象,让其在跑步机、柏油马路、塑胶跑道、草地上以规定步频跑步。同步实时采集受试者在这四种运动表面跑步时的肌电、胫骨加速度数值和跑步视频。分析受试者在这四种运动表面跑步时的肌电信号(积分肌电和均方根振幅)和下肢所受冲击力的变化特征,并对拍摄的视频进行二维解析。研究结果1在不同材质运动表面跑步时,下肢所受与地面垂直方向上的冲击力无统计学差异;而与胫骨长轴方向垂直的前后、左右方向的加速度值与运动表面硬度呈反比。2在四种不同材质运动表面跑步时的下肢刚度值呈现地面硬度越大,下肢刚度值越小的变化趋势。3在跑步机跑步时的肌肉均方根振幅(rms)和积分肌电(iEMG)值普遍低于其他三种运动表面,在另外三种运动表面上的肌电数据普遍呈现地面硬度越大,肌电数值(rms和iEMG)越大的变化趋势。4下肢肌肉受到最大冲击后50ms的肌电信号(rms和iEMG)普遍高于受冲击前50ms。5下肢肌肉受到最大冲击后的第100-200ms的肌肉振动频率明显低于受冲击后第0-10Oms的肌肉振动频率。研究结论与建议1运动表面的材质,尤其是地面硬度会影响人体运动中的下肢刚度值,地面硬度越大,下肢刚度越小。2运动表面材质会影响肌肉活动状况,地面硬度越大,肌肉活化程度越高。3人体在受到冲击后,会出现肌肉放电量(RMS、iEMG)和肌肉振动频率的明显改变。4人体在运动中存在肌肉调谐现象,在运动过程中人体会根据地面条件和着地状况进行一系列自我调谐,避免运动损伤。5人体在跑步机跑步时的肌肉活动状况与在一般地面跑步时存在较大差异。6建议避免在硬度过高的场地跑步,防止反复冲击对关节和肌肉造成损伤。在不同材质运动表面跑步时,应注意调整健身策略,防止运动损伤。

关键词：跑步运动表面下肢刚度肌肉调谐