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不同速度跑步着地缓冲时下肢关节角度与地面反作用力的关系

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医用生物力学 2024年第S1期 145-145页

作者：孙悦王虹武汉体育学院体育工程与信息技术学院武汉体育学院运动健康智能装备湖北省工程研究中心武汉体育学院湖北省运动装备工程技术研究中心武汉体育学院国家体育总局体育工程重点实验室

目的本研究旨在探讨跑步着地缓冲阶段下肢关节角度变化与垂直地面反作用力(v GRF)之间的关系,比较不同跑速下人体肌肉骨骼负荷和冲击强度。方法招募1名受试者在慢速(2.23±0.2 m/s)、中速(3.34±0.2 m/s)、快速(4.45±0.2 m/s)3种状...

目的本研究旨在探讨跑步着地缓冲阶段下肢关节角度变化与垂直地面反作用力(v GRF)之间的关系,比较不同跑速下人体肌肉骨骼负荷和冲击强度。方法招募1名受试者在慢速(2.23±0.2 m/s)、中速(3.34±0.2 m/s)、快速(4.45±0.2 m/s)3种状态下跑步,采集后的数据经Visual 3D软件计算,得到矢状面上下肢三关节角度、关节力矩、v GRF和胫骨加速度,以评估肌肉骨骼负荷和冲击强度。采用SPSS 27.0软件进行单因素方差分析对比3种跑速下各变量的差异,再通过一元线性回归分析分别建立下肢三关节角度与地面反作用力之间的关系。结果在慢速跑下,v GRF(F)与髋关节角度(θ1)、膝关节角度(θ2)、踝关节角度(θ3)之间的回归方程分别为F=13.739+17.812·θ1、F=-2 143.512+62.724·θ2、F=-1 836.541+33.285·θ3;在中速跑下分别为F=-70.806+19.887·θ1、F=-1 649.415+50.316·θ2、F=-737.243+21.812·θ 3;在快速跑下分别为F=179.662+17.878·θ1、F=-2 448.669+58.746·θ2、F=-1 485.809+32.185·θ3。结论了解不同速度下跑步着地缓冲时v GRF与髋、膝、踝关节屈曲角度之间的关系,可以为应对跑步冲击力对人体运动损伤提供策略。

关键词：

基于有限元方法在国际运动生物力学领域中的应用——基于CiteSpace的可视化分析

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医用生物力学 2024年第S1期 522-522页

作者：陈心如意王虹武汉体育学院体育工程与信息技术学院武汉体育学院运动健康智能装备湖北省工程研究中心武汉体育学院湖北省运动装备工程技术研究中心武汉体育学院国家体育总局体育工程重点实验室

目的有限元方法作为一种数值分析方法,随着计算机技术的不断发展,其在生物力学领域里的应用也越发广泛。本文探究有限元方法在运动生物力学领域的应用热点和趋势,为该领域的研究提供参考。方法以Web of Science Core Collection核心...

目的有限元方法作为一种数值分析方法,随着计算机技术的不断发展,其在生物力学领域里的应用也越发广泛。本文探究有限元方法在运动生物力学领域的应用热点和趋势,为该领域的研究提供参考。方法以Web of Science Core Collection核心数据库为数据来源,以Finite element method、Sports biomechanics、Sports injuries为关键词,检索2003年1月1日～2023年12月31日间,应用有限元方法进行运动生物力学研究的文献。运用Cite Space软件对相关文献的研究热点以及未来研究发展趋势进行梳理和分析。结果由于有限元方法应用于运动生物力学领域时间较短,因此总体发文量相对较少,研究较多的涉及生物医学工程(Engineering Biomedical)领域。2008年后,发文量上升较为明显且呈现稳定发展趋势。美国的发文量稳居世界第一,大幅度领先于其他国家。发文量较多的作者其研究方向均为脑部或头部的生物力学研究。作者和机构间的合作相对较少。结论将有限元方法应用于运动生物力学领域进行研究仅有数十年,因此整体研究成果较少,但一直呈现稳定增长的态势。研究的内容多以损伤机制分析以及运动专项技术动作为主。未来可能会应用于更多不同的专项,为运动成绩的提高、损伤的力学机制方面为运动损伤的预防提供分析和指导。

关键词：

不同运动等级高尔夫球员1号木挥杆技术下肢生物力学特征分析

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医用生物力学 2024年第S1期 48-48页

作者：肖雅俊郑伟涛贾孟尧王恺庆黄锐峰马勇刘林武汉体育学院运动健康智能装备湖北省工程研究中心武汉体育学院国家体育总局体育工程重点实验室武汉体育学院湖北省运动装备工程技术研究中心

目的从生物力学角度揭示不同运动等级高尔夫球员1号木挥杆技术下肢动作差异,为提高球员运动表现提供理论依据。方法 20名男性右利手球员按运动等级分为专业组(n=10)和业余组(n=10),采用三维运动捕捉、三维测力台和雷达监测设备采集受...

目的从生物力学角度揭示不同运动等级高尔夫球员1号木挥杆技术下肢动作差异,为提高球员运动表现提供理论依据。方法 20名男性右利手球员按运动等级分为专业组(n=10)和业余组(n=10),采用三维运动捕捉、三维测力台和雷达监测设备采集受试者全挥杆技术动作的运动学和动力学数据,使用Kruskal-Wallis检验进行数据分析。结果上杆阶段,专业组相较业余组在右侧大腿相对于骨盆内旋最大角速度、左侧踝关节内旋最大角度和左侧膝关节屈曲最大角速度上更显著(P运动效率和控制能力,膝关节和骨盆的旋转对挥杆有着较大影响。

关键词：

不同运动等级高尔夫球员1号木挥杆技术上肢生物力学特征分析

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医用生物力学 2024年第S1期 343-343页

目的从生物力学角度揭示不同运动等级高尔夫球员1号木挥杆技术上肢动作差异,为球员运动表现提高提供理论依据。方法 20名男性右利手球员按运动等级分为专业组(n=10)和业余组(n=10),采用三维运动捕捉、三维测力台和雷达监测设备采集受...

目的从生物力学角度揭示不同运动等级高尔夫球员1号木挥杆技术上肢动作差异,为球员运动表现提高提供理论依据。方法 20名男性右利手球员按运动等级分为专业组(n=10)和业余组(n=10),采用三维运动捕捉、三维测力台和雷达监测设备采集受试者完成挥杆动作上肢的运动学和动力学数据,采用Kruskal-Wallis非参数检验进行数据分析。结果上杆阶段,专业组在左侧肘关节伸展最大角速度和左侧肘关节内收最大角度速度上更显著(P<0.05);业余组在躯干相对髋关节屈曲最大角度、左侧肩关节伸展最大角度、左侧肩关节内旋力矩峰值和左侧腕关节伸展力矩峰值上更显著(P<0.05)。下杆阶段,专业组在右侧肩关节屈曲最大角度、左侧肘关节伸展最大角、左侧肘关节内收最大角度和左侧肘关节屈曲最大角速度上更显著(P<0.05);业余组在左侧肩关节伸展最大角度、左侧肘关节外展最大角速度和左侧肘关节旋外最大角速度上更显著(P<0.05)。收杆阶段,专业组在躯干相对于髋关节伸展最大角度、右侧肩关节屈曲最力矩峰值、右侧腕关节伸展最大角速度、右侧腕关节旋内最大角速度和左侧肩关节内收最大角度上更显著(P<0.05)。结论更大的肩、髋关节柔韧性和左臂肌群力量对动作的稳定性和产生大的杆头速度有着较大影响。

关键词：

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下肢刚度对跑步经济性影响的研究进展

体育科技文献通报 2024年第8期32卷 267-270页

作者：叶伟帅马勇武汉体育学院智能体育工程学院湖北武汉430079 运动健康智能装备湖北省工程研究中心湖北武汉430079 湖北省运动装备工程技术研究中心湖北武汉430079 国家体育总局体育工程重点实验室湖北武汉430079

跑步经济性是指在给定的亚极限跑速下的能量消耗,被认为是影响长跑成绩的关键因素之一。下肢刚度是指在外力作用时,抵抗其阻力的能力。本文采用文献资料法、逻辑分析法等研究方法,对垂直刚度、腿刚度以及关节刚度对跑步经济性的影响进... 详细信息

跑步经济性是指在给定的亚极限跑速下的能量消耗,被认为是影响长跑成绩的关键因素之一。下肢刚度是指在外力作用时,抵抗其阻力的能力。本文采用文献资料法、逻辑分析法等研究方法,对垂直刚度、腿刚度以及关节刚度对跑步经济性的影响进行综述。结果发现:垂直刚度、腿刚度与能量消耗呈负相关关系,垂直刚度随着跑速的加快而增加,腿刚度在跑步时变化较小;关节刚度,尤其是髋、膝、踝关节的刚度,直接影响步态稳定性、能量传递效率,其变化影响跑步的经济性和效率。

关键词：刚度跑步经济性弹性能量

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排球运动项目中的运动生物力学特征研究进展

体育科技文献通报 2024年第8期32卷 57-60,93页

作者：邓潘马勇武汉体育学院智能体育工程学院湖北武汉430079 运动健康智能装备湖北省工程研究中心湖北武汉430079 湖北省运动装备工程技术研究中心湖北武汉430079 国家体育总局体育工程重点实验室湖北武汉430079

排球运动中有垫球、发球、传球、扣球、拦网和落地等关键技术动作。为了探寻排球运动项目中不同技术动作时的运动生物力学特征,本文采用文献资料法、逻辑分析法等研究方法,对排球运动项目中运动生物力学研究方法的应用情况进行系统性综... 详细信息

排球运动中有垫球、发球、传球、扣球、拦网和落地等关键技术动作。为了探寻排球运动项目中不同技术动作时的运动生物力学特征,本文采用文献资料法、逻辑分析法等研究方法,对排球运动项目中运动生物力学研究方法的应用情况进行系统性综述。结果表明,目前排球运动生物力学研究通过运动生物力学指标采集,能够精确地测量和分析排球运动员的技术特点及肌肉活动情况,从而深入了解排球运动生物力学机制,以此为运动员的训练和比赛提供了科学依据和有效指导。

关键词：排球运动运动学动力学技术动作

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经颅直流电刺激对人体单腿落地稳定性的影响

中国组织工程研究 2024年第26期28卷 4209-4215页

作者：林秦兆魏梦力钟亚平吴倩周博韬王海锋武汉体育学院体育大数据研究中心湖北省武汉市430079 湖北省运动与健康创新发展研究中心湖北省武汉市430079

背景:经颅直流电刺激作为一种非侵入脑刺激技术可即时提高人体肌肉力量,或可即时提升人体单腿落地稳定性,但尚未有相关研究进行论证。目的:验证经颅直流电刺激对人体单腿落地稳定性的影响。方法:选择武汉体育学院男性大学生为受试者,按... 详细信息

背景:经颅直流电刺激作为一种非侵入脑刺激技术可即时提高人体肌肉力量,或可即时提升人体单腿落地稳定性,但尚未有相关研究进行论证。目的:验证经颅直流电刺激对人体单腿落地稳定性的影响。方法:选择武汉体育学院男性大学生为受试者,按随机数字表法分为A组(n=6)和B组(n=5),A组受试者先接受假刺激,随后经过3 d的清洗期,再接受经颅直流电刺激;B组受试者先接受经颅直流电刺激,随后经过3 d的清洗期,再接受假刺激,刺激后即刻进行单腿落地测试,采集并分析受试者单腿落地时的生物力学参数。将经颅直流电刺激干预的数据汇总为试验组数据,假刺激干预的数据汇总为对照组数据。结果与结论:①核心稳定性:经颅直流电刺激干预与落地高度对躯干最大屈曲角具有交互效应(P中心稳定性:经颅直流电刺激干预与落地高度对压力中心横向平均位移距离、压力中心横向平均位移速度、压力中心纵向平均位移距离、压力中心纵向平均位移速度等指标均无交互作用(P>0.05),经颅直流电刺激干预对各压力中心指标均无主效应(P>0.05);④结果表明:经颅直流电刺激可即刻改善人体单腿落地时的核心稳定性与下肢关节稳定性,可将其作为运动前的重要热身手段,提高人体单腿落地稳定性、降低下肢损伤风险。

关键词：经颅直流电刺激稳定性单腿落地身体控制肌肉激活核心稳定性下肢

数字体育实验室的内涵特征、框架体系与建设路径

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实验室研究与探索 2024年

作者：吴彰忠钟亚平邱皓杭福临魏梦力武汉体育学院体育大数据研究中心湖北省运动与健康创新发展研究中心

为确保数字体育建设工程稳步推进,围绕数字体育实验室“是什么—现如何—怎么建”的建设思路,对数字体育实验室进行了系统性研究。从数字体育实验室的基本内涵出发,围绕建设理念、运行机制、研究范式、成果产出等方面梳理了国际数字体... 详细信息

为确保数字体育建设工程稳步推进,围绕数字体育实验室“是什么—现如何—怎么建”的建设思路,对数字体育实验室进行了系统性研究。从数字体育实验室的基本内涵出发,围绕建设理念、运行机制、研究范式、成果产出等方面梳理了国际数字体育实验室的建设特征;并基于数据生命周期不同发展阶段的需求特征构建数字体育实验室的基本框架,将其分为前沿技术研究类实验室、基础资源研究类实验室和融合应用研究类实验室三大类别;提出了数字体育实验室建设实践应遵循“理念-机制-能力”的战略路径,要从立足使命任务提升建设新认知、以创新联合体构建运行新模式、瞄准现实需求挖掘研究新课题等方面重点发力。

关键词：数字时代数字体育实验室体育强国学科交叉

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基于机器学习的运动损伤预警模型

中国组织工程研究 2025年第2期29卷 409-418页

作者：魏梦力钟亚平桂辉贤周易文关烨明余绍华武汉体育学院体育大数据研究中心湖北省武汉市430079 湖北省运动与健康创新发展研究中心湖北省武汉市430079

背景:运动医学界广泛呼吁采用机器学习技术高效处理庞大、冗杂的运动数据资源,构建智能化的运动损伤预警模型,以实现运动损伤的精准预警。对此类研究成果进行综合归纳与评述,对把握预警模型改进方向,指导中国损伤预警模型构建工作均具... 详细信息

背景:运动医学界广泛呼吁采用机器学习技术高效处理庞大、冗杂的运动数据资源,构建智能化的运动损伤预警模型,以实现运动损伤的精准预警。对此类研究成果进行综合归纳与评述,对把握预警模型改进方向,指导中国损伤预警模型构建工作均具有重要意义。目的:系统梳理基于机器学习技术的运动损伤预警模型相关研究,为中国运动损伤预警模型构建工作提供借鉴。方法:对中国知网、Web of Science和EBSCO数据库进行文献检索,主要检索机器学习技术和运动损伤相关文献,最终纳入61篇运动损伤预警模型相关文献进行分析。结果与结论:①在纳入文献的外部风险特征指标中,缺乏比赛场景类指标,后续需进一步完善相关特征指标的纳入工作,以进一步丰富模型训练的数据集维度;此外,运动损伤预警模型的纳入特征权重方法以过滤法为主,需强化嵌入法及包裹法等权重方法的运用,以增强多风险因素交互效应的分析。②在模型主体训练方面,模型主体训练算法多以监督式学习算法为主,此类算法对样本标注信息的完整度有较高要求,应用场景易受限,后期可增加无监督式与半监督式算法的应用。③在模型性能评估优化方面,现研究主要采用了HoldOut交叉与k-交叉两种验证方式评估模型性能,模型的AUC值范围(0.76±0.12),灵敏度范围(75.92±11.03)%,特异度范围(80.03±4.54)%,F1分数值范围(80.60±10.63)%,准确度范围(69.96±13.10)%,精确度范围(70±14.71)%,数据增强与特征优化为最常见的模型优化操作。当前运动损伤预警模型准确度及精确度均约为70%,预警效果良好,但模型优化操作较单一,多采用数据增强方法提升模型性能,需强化对模型算法、超参数的调整,以进一步提升模型性能。④在模型特征提取方面,纳入的内部风险特征指标多以人体测量学、训练负荷、训练年限和损伤史等指标为主,缺乏运动恢复类指标与身体机能类指标。

关键词：运动损伤损伤预警损伤预防智能预警机器学习深度学习人工智能体育运动