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基于《国际功能、残疾和健康分类》评价中国智能化辅盲设备的补偿功能

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中国组织工程研究 2025年第17期29卷 3650-3656页

作者：卜楠杨祎铖宋贝贝柏开祥杜芸芸武汉体育学院湖北省武汉市430079 运动健康智能装备湖北省工程研究中心湖北省武汉市430079

背景:辅盲设备及技术的应用是当今视力障碍人群常用的干预手段,可提高日常生活活动的参与及工作学习能力,帮助其回归家庭、回归社会。数字信息和智能化时代下辅盲设备的形式、技术和功能各有不同,其分类目前暂未能得到有效统一的讨论和... 详细信息

背景:辅盲设备及技术的应用是当今视力障碍人群常用的干预手段,可提高日常生活活动的参与及工作学习能力,帮助其回归家庭、回归社会。数字信息和智能化时代下辅盲设备的形式、技术和功能各有不同,其分类目前暂未能得到有效统一的讨论和评价。目的:基于《国际功能、残疾和健康分类》评价国内视力障碍人群智能化辅盲设备的补偿功能。方法:通过计算机检索中国知网、维普和万方数据库2013-01-01/2023-12-31收录的相关文献。基于《国际功能、残疾和健康分类》理论模式和框架结构,应用术语结构和编码程序归纳相关视力障碍评估类目,整理与分析国内视力障碍的智能化辅盲设备补偿功能研究与分类。结果与结论:①共纳入197篇文献:其中身体功能1篇,包含b2(b210);身体结构1篇,包含s2(s220);活动与参与共119篇,包含d1(10篇,d110、d115、d120、d140、d166),d3(4篇,d315、d325、d345、d360),d4(102篇,d465、d470),d8(3篇,d820、d825);环境因素共76篇,包含e1(72篇,e115、e120、e125、e130、e140、e150、e155、e160),e2(4篇,e210、e240);②基于《国际功能、残疾和健康分类》的视力障碍智能化辅盲设备补偿功能研究分类包含4个部分、8个分类、25个类目,领域涉及身体补偿类、生活用品类、教育学习类、出行导盲类、布局规划类。

关键词：国际功能、残疾和健康分类视力障碍辅盲设备智能化人工智能功能分类评价

KRT18与mRNA及长链非编码RNA互作调控椎间盘髓核细胞损伤的机制

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中国组织工程研究 2025年第2期29卷 312-321页

作者：刘钟元李扬张志文湖北中医药大学针灸骨伤学院湖北省武汉市430061 湖北中医药大学附属医院、湖北省中医院、湖北省中医药研究院湖北省武汉市430061

背景:椎间盘中差异表达的RNA结合蛋白在椎间盘退变中发挥着关键作用,其中RNA结合蛋白KRT18水平的降低与椎间盘退行性病变相关,但其在椎间盘髓核细胞中的具体作用尚未完全确定。目的:探讨KRT18与mRNA及长链非编码RNA结合互作对椎间盘髓... 详细信息

背景:椎间盘中差异表达的RNA结合蛋白在椎间盘退变中发挥着关键作用,其中RNA结合蛋白KRT18水平的降低与椎间盘退行性病变相关,但其在椎间盘髓核细胞中的具体作用尚未完全确定。目的:探讨KRT18与mRNA及长链非编码RNA结合互作对椎间盘髓核细胞的影响及机制。方法:对因腰部骨折或椎间盘退行性病变而接受椎间融合术的患者进行人体髓核组织取样获得正常髓核细胞和退变髓核细胞,并进行iRIP-seq、功能富集分析以及DNA微阵列分析,随后根据分析结果在髓核细胞中敲低KRT18,通过蛋白免疫印迹及qRt-PCR在蛋白和RNA水平检测相关基因水平的表达。结果与结论:通过iRIP-seq分析发现GUAAUC和AGCCUC序列中存在大量的KRT18结合位点,表明KRT18可参与调控RNA的转录、翻译、稳定性或在细胞信号传导途径中发挥作用。其能够与成熟的mRNA稳定结合,其中表达较高的基因包括CRLF1及IGFBP4等,同时与其结合的长链非编码RNA的峰值基因包括SNHG25、SNHG12、NEAT1、USP32、EIF4A2和CDH4,这些基因多涉及细胞凋亡、炎症等多种生物过程,并且能介导细胞外基质代谢的相关通路,KRT18能够调控它们的稳定性、转运、翻译、剪接等多个方面的功能,进而影响基因的表达和细胞功能。实验结果验证了在髓核细胞中敲低KRT18,细胞外基质代谢水平被抑制出现失衡,导致体外椎间盘退变。该研究首次从KRT18与mRNA及长链非编码RNA结合的角度探讨其调控机制,并推测了KRT18在椎间盘退变发病机制中的潜在功能,为今后KRT18关键功能的研究奠定了基础。

关键词：椎间盘退行性变 RNA结合蛋白 KRT18 iRIP-seq mRNA 长链非编码RNA

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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

前交叉韧带重建患者步行时患侧腿部肌肉协同特征与步态稳定性的相关性

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中国组织工程研究 2025年第14期29卷 2899-2906页

作者：魏梦力钟亚平于婷婷谭茜琳曹偲佳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:现有研究初步总结了前交叉韧带重建患者步行时患侧腿肌肉活动与步态稳定性的潜在关联,然而存在观测肌肉类别不全、观测步行动作阶段不完整、未考量多块肌肉间协同作用等问题,亟待进一步完善该研究。目的:监测前交叉韧带重建患者步... 详细信息

背景:现有研究初步总结了前交叉韧带重建患者步行时患侧腿肌肉活动与步态稳定性的潜在关联,然而存在观测肌肉类别不全、观测步行动作阶段不完整、未考量多块肌肉间协同作用等问题,亟待进一步完善该研究。目的:监测前交叉韧带重建患者步行时患侧腿部肌肉协同信息,分析肌肉协同信息与步态稳定性的关联。方法:招募24例男性前交叉韧带重建患者,年龄(21.66±4.09)岁,采集受试者步行时患肢的肌电数据与压力中心数据,采用非负矩阵分解算法提取患肢的肌肉协同元参与数量、肌肉协同元峰值激活用时及肌肉相对权重指标,并与压力中心指标进行相关性分析。结果与结论:①累计解析出6类肌肉协同元参与步行活动,其中肌肉协同元参与数量与患者步态压力中心横向位移距离、横向位移速度无显著相关性。在肌肉协同元峰值激活用时方面,主导步态承重反应期的协同元3峰值激活用时与患者步态压力中心横向位移距离、横向位移速度均呈显著负相关(r=-0.413,P=0.045;r=-0.470,P=0.020),其余类型协同元的峰值激活用时与患者步态稳定性指标无显著相关性。在肌肉相对权重方面,主导步态承重反应期的协同元1的股直肌与患者步态压力中心横向位移距离、横向位移速度均呈显著负相关(r=-0.592,P=0.005;r=-0.529,P=0.014);主导承重反应期的协同元3的股二头肌的相对权重与患者步态压力中心横向位移距离呈显著负相关(r=-0.428,P=0.037)。②结果表明,前交叉韧带重建患者的中枢系统会系统调节步行时患肢肌肉协同活动以提升步态稳定性,具体表现为:延长主导承重反应期肌肉协同元激活时间,增强股四头肌的激活程度,以增强患侧腿落地时膝关节离心收缩控制能力,提升膝关节稳定性;增强承重反应期股二头肌激活程度,以增加患侧腿落地时膝关节屈曲程度,增强下肢落地缓冲功能。

关键词：前交叉韧带重建步态分析步态稳定性肌肉协同模式非负矩阵分解压力中心

双侧经皮椎体强化术中不同骨水泥填充量及分布形态的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2006-2014页

作者：包雄吴枭唐锡杰张友高蔡进奎李章华武汉大学中南医院湖北省武汉市430062 武汉科技大学医学院湖北省武汉市430081 武汉市第三医院骨科湖北省武汉市430074

背景:采用双侧经皮椎体强化治疗骨质疏松性椎体压缩骨折中,作者发现当骨水泥注射总量达4 mL及以上时会在X射线片上呈现不同的分布形态,然而关于骨水泥分布形态对骨折椎体生物力学特性的影响鲜有报道。目的:利用有限元法进一步探讨骨水... 详细信息

背景:采用双侧经皮椎体强化治疗骨质疏松性椎体压缩骨折中,作者发现当骨水泥注射总量达4 mL及以上时会在X射线片上呈现不同的分布形态,然而关于骨水泥分布形态对骨折椎体生物力学特性的影响鲜有报道。目的:利用有限元法进一步探讨骨水泥填充量及分布形态对骨折椎体生物力学的影响。方法:建立L_1-L_3骨质疏松有限元模型,在L_2节段模拟椎体压缩骨折,在骨质疏松性椎体压缩骨折模型上分别模拟4 mL及6 mL骨水泥注入量及双侧部分融合(FH型)、完全融合(FO型)、对称分离(SA型)、非对称分离(SN型)4种骨水泥分布形态,共获得9组模型。在相同边界条件下进行三维有限元求解,比较L_2骨折椎体的应力及位移。结果与结论:(1)9组模型的最大应力均集中于L_2骨折区域,各骨水泥填充骨折模型的L_2最大应力和最大位移均小于无骨水泥填充骨折模型,说明骨水泥填充治疗骨质疏松性椎体压缩骨折有效;(2)与4 mL骨水泥填充相比,6 mL骨水泥填充在提高骨折椎体稳定性的同时可显著降低骨折椎体应力,增强椎体强度;(3)在相同运动状态下,FH型组骨折椎体应力均为最小,其次为SA型组,该两组接近,FO型组骨折椎体应力最大,在侧弯动作中尤为明显,可能与骨水泥团块形状导致侧方应力集中有关;FH型组骨折椎体位移最小,FO型组骨折椎体位移最大;(4)结果显示,增加骨水泥注入剂量可以降低骨折椎体应力,提高稳定性,但会增加渗漏风险;双侧对称弥散分布骨水泥(FH型、SA型)在恢复椎体强度及稳定性上均优于完全融合、非对称分离骨水泥,因此,临床上行双侧经皮椎体强化治疗骨质疏松性椎体压缩骨折时,首先保证双侧对称弥散分布,优先推荐双侧部分融合型分布,可获得合适的应力刺激及较好的稳定性。

关键词：骨水泥骨质疏松椎体压缩骨折经皮椎体强化有限元分析

不同类型女性髌股关节疼痛综合征患者的下肢生物力学特征

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中国组织工程研究 2025年第21期29卷 4458-4468页

作者：董友清魏子轩吴海鸥陈瑞兄段鹏陈楠林熙凯湖北省石首市人民医院康复医学科湖北省石首市434400 武汉体育学院运动医学院湖北省武汉市430079 湖北省体育科学研究所湖北省武汉市430205 北京中医药大学深圳医院(龙岗)推拿科广东省深圳市518172

背景:目前国内外关于髌股关节疼痛综合征的运动学和动力学研究已经涉及到上下楼梯、行走等日常生活活动。但是不同距下关节状态的髌股关节疼痛综合征年轻女性患者的下肢生物力学特征尚未见报道。目的:探究不同距下关节功能状态的髌股关... 详细信息

背景:目前国内外关于髌股关节疼痛综合征的运动学和动力学研究已经涉及到上下楼梯、行走等日常生活活动。但是不同距下关节状态的髌股关节疼痛综合征年轻女性患者的下肢生物力学特征尚未见报道。目的:探究不同距下关节功能状态的髌股关节疼痛综合征年轻女性患者的下肢生物力学特征,为临床治疗不同类型的髌股关节疼痛综合征提供理论支撑。方法:共纳入受试者33例,其中健康对照组(C组)10例,其余27例髌股关节疼痛综合征受试者根据足姿指数分组,距下关节正常组(A组,足姿指数0-6分)14例,距下关节异常组(B组,足姿指数7-12分)13例。采集各组受试者在正常速度下阶梯时的生物力学指标并进行对比,运动学指标选取初始触地时刻与支撑期屈膝角度最大时刻的髋膝三维关节角度与踝矢状面关节角度;动力学指标选取支撑期屈膝角度最大时刻的髋膝三维关节力矩与踝矢状面关节力矩;表面肌电指标选取股内侧肌、股外侧肌、股直肌、半腱半膜肌、股二头肌和臀中肌在预激活阶段和缓冲阶段的均方根振幅。结果与结论:(1)在初始触地时刻,A组相较于B组有更大的屈膝角度(P <0.05)、髋外旋角度(P <0.01)和更小的膝外旋角度(P <0.01);A组与C组相比有更大的屈膝角度和更小的屈髋角度(均为P<0.01);B组和C组相比有更大的膝外旋角度和更小的髋外旋角度、屈髋角度(均为P<0.01);(2)在屈膝角度最大时刻,A组相较于B组有更小的膝外翻角度(P<0.05)、膝外旋角度(P<0.05)和更大的屈膝角度(P<0.01);A组相较于C组有更小的膝外翻角度(P <0.05)、屈髋角度(P <0.01)和髋外旋角度(P <0.05);B组相较于C组有更小的屈膝角度、屈髋角度、髋外旋角度和更大的膝外旋角度(均为P <0.01);且A组相较于C组有更大的髋内旋力矩(P <0.05)和跖屈力矩(P <0.01);(3)在正常速度下阶梯缓冲阶段时,C组相较于A组有更大的股外侧肌(P <0.05)、股内侧肌(P <0.01)、臀中肌(P <0.01)和股二头肌(P <0.05)激活程度;C组相较于B组有更大的股内侧肌(P <0.01)、臀中肌(P <0.01)和股二头肌(P <0.05)激活程度;A组相较于B组(P <0.05)有更大的半腱半膜肌激活程度;(4)结果表明,髌股关节疼痛综合征年轻女性患者在下阶梯时,髋、膝关节缓冲机制更加僵硬,不足之处可能由踝关节缓冲来代偿;下肢肌肉激活程度低是导致年轻女性罹患髌股关节疼痛的因素;距下关节正常组的下肢生物力学特征异常可能是髋膝关节屈曲不足导致的;距下关节异常组的下肢生物力学特征异常可能是距下关节过度旋前造成的。

关键词：距下关节髌股关节疼痛综合征运动学动力学表面肌电日常生活活动女性

神经肌肉训练对膝骨关节炎患者疼痛和功能影响的Meta分析

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中国组织工程研究 2025年第9期29卷 1945-1952页

作者：孙韫頔程露露万海丽常赢熊雯娟夏渊武汉体育学院运动医学院湖北省武汉市430079 安徽中医药大学安徽省合肥市230012 湖北省直属机关医院湖北省武汉市430000

目的:神经肌肉训练是近年来较新的一种综合康复治疗方法,对膝骨关节炎的疗效尚存在争议。此次研究通过系统Meta分析评价神经肌肉训练治疗膝骨关节炎的临床疗效。方法:全面检索中国知网、维普、万方、中国生物医学文献数据库、PubMed、We... 详细信息

目的:神经肌肉训练是近年来较新的一种综合康复治疗方法,对膝骨关节炎的疗效尚存在争议。此次研究通过系统Meta分析评价神经肌肉训练治疗膝骨关节炎的临床疗效。方法:全面检索中国知网、维普、万方、中国生物医学文献数据库、PubMed、Web of Science、Cochrane Library、EBSCO和Embase文献数据库中有关神经肌肉训练治疗膝骨关节炎的临床随机对照试验,时间从各数据库建库至2023年10月,神经肌肉训练组(试验组)使用神经肌肉训练或以神经肌肉训练为主要干预方式;对照组为空白组或采用常规康复治疗。结局指标包括西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数评分(The Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index,WOMAC)、行走计时、膝关节稳定性、30 s内膝关节最大弯曲次数。采用Cochrane偏倚风险评估工具和物理治疗证据数据库量表确定纳入文献质量,使用RevMan5.4软件进行Meta分析。结果:共纳入11项临床随机对照试验,纳入样本量628例。Meta分析结果显示:①WOMAC疼痛评分试验组优于对照组(SMD=0.38,95%CI:0.08-0.69,P=0.01);②膝关节稳定性和30s内膝关节最大弯曲次数试验组均优于对照组(膝关节稳定性:SMD=0.57,95%CI:0.23-0.92,P=0.001;30 s内膝关节最大弯曲次数:SMD=0.35,95%CI:0.05-0.65,P=0.02);两组均可提高膝骨关节炎患者行走速度,改善行走能力,但差异无显著性意义(行走计时:SMD=-0.22,95%CI:-0.48-0.03,P=0.09);③WOMAC身体功能评分试验组优于对照组(SMD=-0.79,95%CI:-1.30至-0.28,P=0.002)。结论:神经肌肉训练可以有效改善膝骨关节炎患者的疼痛,增强膝关节稳定性,促进功能恢复,但仍需要更多高质量随机对照试验进一步研究证实。

关键词：膝骨关节炎疼痛功能神经肌肉训练随机对照试验 Meta分析

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配方施肥对薄壳山核桃生长及土壤性状的影响

西南大学学报（自然科学版） 2025年第1期47卷 178-188页

作者：杜洋文周倩杜拾平程军勇张荣洋湖北省林业科学研究院武汉430075 湖北省林木种苗管理总站武汉430079 京山市虎爪山林场湖北荆门431815

为探索薄壳山核桃幼林生长发育的适宜施肥配方,采用氮、磷、钾3因素4水平16个处理的正交试验设计,探究不同施肥配方对薄壳山核桃幼林生长、土壤酶活性、土壤养分含量及叶片矿质养分含量的影响。结果表明:影响幼林树高和茎粗增长量大小... 详细信息

为探索薄壳山核桃幼林生长发育的适宜施肥配方,采用氮、磷、钾3因素4水平16个处理的正交试验设计,探究不同施肥配方对薄壳山核桃幼林生长、土壤酶活性、土壤养分含量及叶片矿质养分含量的影响。结果表明:影响幼林树高和茎粗增长量大小的肥料主次顺序为:尿素、氯化钾、过磷酸钙,最优水平组合为:尿素0.45 kg/株+过磷酸钙1.71 kg/株+氯化钾0.28 kg/株;影响叶片氮、磷、钾含量高低的肥料主次顺序为:氯化钾、尿素、过磷酸钙,最优水平组合为:尿素0.11 kg/株+过磷酸钙0.85 kg/株+氯化钾0.46 kg/株;影响土壤有效氮、磷、钾及有机质含量高低的肥料主次顺序为:尿素、氯化钾、过磷酸钙,最优水平组合为:尿素0.33 kg/株+过磷酸钙1.28 kg/株+氯化钾0.28 kg/株;影响土壤酶活性高低的肥料主次顺序为:尿素、过磷酸钙、氯化钾,最优水平组合为:尿素0.22 kg/株+过磷酸钙0.85 kg/株+氯化钾0.28 kg/株。树高和茎粗增长量与叶片全氮和全磷含量存在显著负相关,土壤蔗糖酶与土壤有效氮、磷、钾存在显著正相关。总体上,对薄壳山核桃幼林生长发育影响的肥料主次顺序为:尿素、氯化钾、过磷酸钙,最优施肥水平组合为尿素0.45 kg/株+过磷酸钙0.85 kg/株+氯化钾0.28 kg/株。

关键词：配方施肥薄壳山核桃生长土壤酶土壤养分叶片养分

视觉干扰对前交叉韧带重建后运动者下肢生物力学特征的影响

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中国组织工程研究 2025年第20期29卷 4223-4229页

作者：张思卓刘骁蒨王广兰武汉商学院湖北省武汉市430079 武汉体育学院运动医学院湖北省武汉市430079

背景:由于本体感觉缺陷,前交叉韧带重建后运动者可能会使用代偿性稳定策略,将感觉重新加权到更可靠的视觉刺激。然而,尚不清楚视觉信息受到干扰时,其下肢生物力学特征会如何改变。目的:探究视觉干扰对前交叉韧带重建后运动者和健康运动... 详细信息

背景:由于本体感觉缺陷,前交叉韧带重建后运动者可能会使用代偿性稳定策略,将感觉重新加权到更可靠的视觉刺激。然而,尚不清楚视觉信息受到干扰时,其下肢生物力学特征会如何改变。目的:探究视觉干扰对前交叉韧带重建后运动者和健康运动者单腿着陆时下肢运动学、动力学特征的影响。方法:招募20名前交叉韧带重建术后运动者和20名健康运动者,随机经历睁眼和视觉干扰2种不同的视觉条件,并分别在2种视觉条件下完成单腿着陆。采用频闪眼镜进行视觉干扰,频率设为3 Hz,即睁眼0.1 s,闭眼0.233 s。应用红外高速运动捕捉系统(200 Hz)采集患侧/优势侧下肢的运动学参数,应用三维测力台(1 000 Hz)采集下肢动力学参数。采用双因素重复测量方差分析确定组别和视觉条件对运动学、动力学变量的影响。结果与结论:(1)与睁眼条件相比,视觉干扰条件下前交叉韧带重建术后运动者和健康运动者在初始着地时刻的膝关节外翻角度(P=0.026)和踝关节内翻角度(P=0.006)显著升高;(2)与睁眼条件相比,视觉干扰增加了前交叉韧带重建术后运动者在膝关节屈曲峰值时刻的膝关节外翻角度(P <0.001),但对健康运动者没有显著影响(P=0.527);(3)与睁眼条件相比,视觉干扰条件下前交叉韧带重建术后运动者和健康运动者在膝屈曲峰值时刻的髋关节伸直力矩显著升高(P=0.047),膝关节伸直力矩显著降低(P=0.001)。结果表明:视觉干扰增加了前交叉韧带重建术后运动者和健康运动者膝关节外翻和踝关节内翻角度,这可能会增加前交叉韧带损伤/二次损伤和踝关节外侧扭伤的风险。此外,视觉干扰使运动者在矢状面表现出负荷向近端转移的代偿策略。

关键词：视觉干扰频闪眼镜前交叉韧带重建单腿着陆运动学动力学生物力学运动者

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