步态生物力学研究进展
- 格式：pdf
- 大小：216.57 KB
- 文档页数：5
下载文档原格式
合集下载
倒走运动的生物力学特性的研究进展
２ 倒 走 时 身 体 的 运 动 特 征
据 库 中 １７ － ２ １ 年 国内外相关文 献 ， ９９ ０ ０ 对倒 走的运动模式 、
运 动学 特征 、 肉活动水平 、 肌 步态 以及动 力学特 征进行 综述 ， 以期 为今后进一 步的深入研究 提供依据 。
１ 倒 走 的运 动 模 式
耗从 而发挥其健身效果 。同时 ， 倒走也被应用于人体组织损 伤 和慢性疾 病的 临床 康复 中。倒 走运动对 人体 的积 极影响
与其独特的生物力学特性不无关系 ， 国外学者对此 已有一定
从倒走对脑卒 中的康 复效 果来 看 ， 倒走 可能不只是控制 正 走的 Ｃ Ｇ 信 号简单 的逆转 ， Ｐｓ 倒走可 能对 中枢 神经 系统有
更强 的刺激 ， 从而产生更 多的动物节律 运动行为的生物神经
的研究 。但 在 国内 ， 人们 对这 种反 序运动 的认识 还 远远不
够， 相关 的研究 也较少。本文通过检索 ＭＥ ＬＮ Ｄ Ｉ Ｅ和 Ｃ Ｋ 数 Ｎ Ｉ
环路 ， 而促 进功能 活动的恢 复 ， 目前在此 方面还未 有直接 但 的实验证据 ， 因而有待进 一步的深 入探讨 。
好 。同时 ， 倒走 时还表现 出更小 的躯 干与水平 面前夹角 ， 表
物节律运动行为 的生物神经环路 ， 由一系列神经振荡器组 它 成 ， 神经振荡器与多重反射 回路系统集成在一起组成 的一 是 个复杂的分布式神经网络 。 肢体运 动的产生 受 Ｃ Ｇ 的控 制 。Ｇ ｉｎ ｒ在对 几种 动 Ｐｓ ｒｌｅｒ ｌ ｌ
身 体的运动 特征是从 几何的角度 来描述 和研究 人体位
置 随时问 的变化规律 。对 比和分 析正走和倒 走时身 体的运 动特征 ， 有助于我们认识和理解倒 走的运动规律 。
据 库 中 １７ － ２ １ 年 国内外相关文 献 ， ９９ ０ ０ 对倒 走的运动模式 、
运 动学 特征 、 肉活动水平 、 肌 步态 以及动 力学特 征进行 综述 ， 以期 为今后进一 步的深入研究 提供依据 。
１ 倒 走 的运 动 模 式
耗从 而发挥其健身效果 。同时 ， 倒走也被应用于人体组织损 伤 和慢性疾 病的 临床 康复 中。倒 走运动对 人体 的积 极影响
与其独特的生物力学特性不无关系 ， 国外学者对此 已有一定
从倒走对脑卒 中的康 复效 果来 看 ， 倒走 可能不只是控制 正 走的 Ｃ Ｇ 信 号简单 的逆转 ， Ｐｓ 倒走可 能对 中枢 神经 系统有
更强 的刺激 ， 从而产生更 多的动物节律 运动行为的生物神经
的研究 。但 在 国内 ， 人们 对这 种反 序运动 的认识 还 远远不
够， 相关 的研究 也较少。本文通过检索 ＭＥ ＬＮ Ｄ Ｉ Ｅ和 Ｃ Ｋ 数 Ｎ Ｉ
环路 ， 而促 进功能 活动的恢 复 ， 目前在此 方面还未 有直接 但 的实验证据 ， 因而有待进 一步的深 入探讨 。
好 。同时 ， 倒走 时还表现 出更小 的躯 干与水平 面前夹角 ， 表
物节律运动行为 的生物神经环路 ， 由一系列神经振荡器组 它 成 ， 神经振荡器与多重反射 回路系统集成在一起组成 的一 是 个复杂的分布式神经网络 。 肢体运 动的产生 受 Ｃ Ｇ 的控 制 。Ｇ ｉｎ ｒ在对 几种 动 Ｐｓ ｒｌｅｒ ｌ ｌ
身 体的运动 特征是从 几何的角度 来描述 和研究 人体位
置 随时问 的变化规律 。对 比和分 析正走和倒 走时身 体的运 动特征 ， 有助于我们认识和理解倒 走的运动规律 。
膝关节骨性关节炎步态分析的研究进展
膝关节骨性关节炎步态分析的研究进展膝关节骨性关节炎（OA）是一种以关节软骨损伤、骨质增生、骨质硬化等为主要特征的退行性疾病，是引起全球老年人残疾和疼痛的主要原因之一。
治疗OA的有效性和预后取决于对步态的深入分析和了解，而近年来的研究进展表明，步态分析是OA患者康复、运动治疗和外科手术前后评估的重要手段。
首先，步态分析可用于识别和评估膝关节OA患者的运动异常和疼痛机制。
步态分析可以评估步态的各个方面，如步态周期、步态时间、步幅、步频、着地力量等，通过评估这些参数可以识别关节的异常运动，如疼痛、抬头踩地、跛行等。
此外，步态分析还可以识别患者面临的关节疼痛问题，这有助于制定更有效的康复计划和治疗方案，减少关节疼痛和扭伤的发生率。
其次，步态分析可以指导OA患者的康复和运动治疗。
康复和运动治疗是改善OA患者关节功能和减轻疼痛的重要手段。
步态分析可以识别需要治疗的关节以及治疗后的效果。
例如，对于减轻关节疼痛，增加关节灵活性的康复治疗，步态分析可以帮助治疗师更好地了解患者的步态问题，制定有针对性的康复方案。
最后，步态分析可以评估OA患者接受外科手术治疗后的康复状况。
在一些情况下，外科手术治疗是改善OA患者关节功能和减轻疼痛的最佳方法。
步态分析可以评估外科手术前后的步态特征、步态参数变化、和步态的改善程度，以便医生和相关治疗人员更好地了解治疗的有效性。
综上所述，步态分析是对膝关节OA进行康复、运动治疗和外科手术前后评估的重要手段。
随着科技的不断进步，步态分析技术也在不断发展，如三维运动分析系统、生物力学分析仪等，这能更加全面地评估患者的步态，帮助医生和康复治疗师制定更加有效的治疗方案。
因此，步态分析可以作为膝关节OA治疗的重要补充，对患者的康复护理具有重要意义。
人体步态分析实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着社会的发展和科技的进步，对人体运动规律的研究日益深入。
步态分析作为研究人体运动的重要手段，在康复医学、运动科学、生物力学等领域具有重要意义。
本实验旨在通过步态分析，了解正常人的步态特征，为相关领域的研究提供数据支持。
二、实验目的1. 研究正常人体步态的基本特征；2. 掌握步态分析的方法和技巧；3. 为相关领域的研究提供数据支持。
三、实验原理步态分析是通过观察和分析人体在行走过程中的运动规律，揭示步态异常的关键环节及影响因素。
本实验采用光学影像采集技术和生物力学分析方法，对正常人体步态进行定量研究。
四、实验材料1. 实验对象：10名身体健康、无运动损伤的正常成年人；2. 实验设备：光学步态分析系统、高精度计时器、三维运动捕捉系统、力台等；3. 实验环境：室内安静、光线充足的环境。
五、实验方法1. 实验对象在实验前进行适应性训练，熟悉实验环境；2. 实验对象穿着舒适的鞋子，在实验设备前进行自然行走；3. 实验设备自动采集行走过程中的数据，包括步频、步幅、步长、足部压力等；4. 利用生物力学分析方法，对实验数据进行处理和分析。
六、实验结果1. 正常人体步态的基本特征：- 步频：每分钟80-120步；- 步幅：0.5-0.8米；- 步长：0.7-1.0米；- 足部压力：足跟先着地，足中部着地，足尖离地；- 躯干姿态：保持直立，头部与脊柱呈一直线；- 下肢运动：髋关节、膝关节、踝关节协调运动，保持稳定。
2. 实验数据分析：- 步频、步幅、步长等参数在正常范围内；- 足部压力分布均匀；- 躯干姿态稳定；- 下肢运动协调。
七、实验结论1. 正常人体步态具有规律性和稳定性；2. 步态分析是研究人体运动的重要手段，可以为相关领域的研究提供数据支持；3. 本实验为步态分析提供了可靠的数据，有助于进一步研究步态异常的原因和治疗方法。
八、实验讨论1. 步态分析在康复医学中的应用：- 评估患者的步态异常情况；- 制定个性化的康复方案；- 评估康复治疗效果。
老年人上下楼梯的生物力学研究
老年人上下楼梯的生物力学研究
随着人口老龄化的加剧，老年人的运动能力和自理能力成为关注的焦点。
上下楼梯是老年人日常生活中必不可少的活动之一，但由于身体变化和身体机能下降，老年人上下楼梯时存在较大的安全隐患。
为了探究老年人上下楼梯的生物力学特点，许多研究者通过运用力学、动力学、生物力学等研究方法，对老年人上下楼梯的步态、力量、能量等方面进行了深入研究。
研究发现，老年人上下楼梯时步态变化较大，步幅缩短、步频加快，双足支撑期延长；同时，老年人的肌肉力量和耐力也相对较弱，上下楼梯时产生的负荷也较大，容易导致跌倒和受伤。
为了提高老年人上下楼梯的安全性和生活质量，研究者提出了一些改善措施，如增强老年人的肌肉力量和平衡能力、提高老年人上下楼梯的技能和训练、改善楼梯的设计和设施等。
这些措施旨在减少老年人上下楼梯时的危险，提高老年人的生活自理能力和生活质量。
- 1 -。
人体行走下肢生物力学研究
人体行走下肢生物力学研究人类的行走是一项基本而复杂的动作。
从生物力学的角度来看，人体行走涉及到许多关键因素，如骨骼结构、肌肉力量、神经控制和运动协调等。
通过对人体行走下肢生物力学的研究，我们可以更好地了解人类行走的机制，并为改善步态障碍的治疗和康复提供依据。
在人体行走中，下肢起着至关重要的作用。
下肢包括大腿、小腿和足部，它们通过关节、肌肉和韧带相互连接，形成一个复杂的力学系统。
这个系统的主要任务是提供支撑和推动力，以保证人体的平衡和前进。
我们来看一下关节在人体行走中的作用。
人体的下肢关节主要包括髋关节、膝关节和踝关节。
髋关节是连接骨盆和大腿骨的关节，它负责支撑身体重量并提供转动力。
膝关节是连接大腿骨和小腿骨的关节，它在行走中起到了一个重要的缓冲作用。
踝关节是连接小腿骨和足部的关节，它提供了足部的灵活性和稳定性。
这些关节通过肌肉和韧带的协同作用，使得人体能够保持平衡，并进行有效的推动。
肌肉在人体行走中起着至关重要的作用。
人体的下肢肌肉主要包括大腿肌群、小腿肌群和足部肌群。
这些肌肉通过收缩和松弛的运动，产生力量并推动身体的前进。
不同的肌肉起到了不同的作用，有些肌肉主要负责支撑身体重量，如大腿肌群的股四头肌；有些肌肉主要负责提供推动力，如小腿肌群的腓肠肌。
肌肉的力量和协调性对于行走的效果至关重要，它们使人体能够保持平衡、稳定和高效地前进。
神经控制也是人体行走的关键因素之一。
人类的行走是由中枢神经系统和周围神经系统的协同作用完成的。
中枢神经系统，包括大脑和脊髓，负责指挥和协调行走动作。
周围神经系统，包括神经根、神经干和神经末梢，将指令传递给下肢肌肉，使其产生适当的收缩和松弛。
神经控制的失调可能导致步态障碍，如瘫痪或抽搐，因此对于理解人体行走的机制以及改善步态障碍的治疗具有重要意义。
运动协调是人体行走下肢生物力学研究中的另一个关键点。
人体行走是一个复杂的协调动作，涉及到多个关节、肌肉和神经的同时运动。
这种协调性使得人体能够平衡和前进，并且在不同的地形和速度下保持稳定。
偏瘫步态分析与仿真研究进展
影像解析法作为运动学方向的定量研究，其与 测力台测得的数据并非囊括所有肌肉参数，尚不能 全面分析异常步态的产生原因。因此在后续研究中 可借助表面肌电信号来分析，并借助一些计算机建 模软件来进行更深层次的步态研究。
Key words gait analysis, biomechanics, simulation
2020-04-28收到第1稿，2020-07-27收到修改稿。 1） 国家自然科学基金资助项目（31270998）。 2） 张清悦，硕士研究生，主要研究方向为步态生物力学。E-mail: 1105950206@ 3） 通讯作者。E-mail: 2867996025@ 引用格式：张清悦，钱竞光.偏瘫步态分析与仿真研究进展.力学与实践,2021, 43（3）: 327-334
第43卷第3期
力学与实践
2021年6月
偏瘫步态分析与仿真研究进展'
张清悦2）钱竞光3）
（南京体育学院，南京210014）
钱竞光，男，二级教授、博士生导师，中国体育科学学会第五届理事会理事，运动生物力学 分会常委。国家自然科学基金委员会评审专家，教育部“长江学者”评审专家，教育部重点 学科、精品课程、教学团队评审专家，教育部博士、硕士研究生论文抽检评审专家。主持完 成国家自然科学基金项目、国家科技支撑计划（子课题）和省部级课题十多项。发表学术论 文100多篇。主持全运会、奥运会江苏体操、跳水、蹦床等项目科技攻关，成效显著，被省 政府授记二等功两次、三等功一次。获得国际青年学者奖和省部级科技二等奖5项，荻得 国家专利12项，其中发明专利5项。创立运动康复生物力学课程，获得江苏省教学成果一 等奖、国家体育总局教学成果二等奖，课程团队获评江苏省优秀教学团队，其编著的课程教材为江苏省评优 精品教材。创立人体运动动作技术分析与诊断课程，获江苏省研究生优秀课程奖，出版的专著为“十三五" 江苏省高校重点教材。2020年因出版专著《人体运动动作的动力学模拟和仿真》，所在团队获江苏省“十佳 研究生导师团队”提名奖。
Key words gait analysis, biomechanics, simulation
2020-04-28收到第1稿，2020-07-27收到修改稿。 1） 国家自然科学基金资助项目（31270998）。 2） 张清悦，硕士研究生，主要研究方向为步态生物力学。E-mail: 1105950206@ 3） 通讯作者。E-mail: 2867996025@ 引用格式：张清悦，钱竞光.偏瘫步态分析与仿真研究进展.力学与实践,2021, 43（3）: 327-334
第43卷第3期
力学与实践
2021年6月
偏瘫步态分析与仿真研究进展'
张清悦2）钱竞光3）
（南京体育学院，南京210014）
钱竞光，男，二级教授、博士生导师，中国体育科学学会第五届理事会理事，运动生物力学 分会常委。国家自然科学基金委员会评审专家，教育部“长江学者”评审专家，教育部重点 学科、精品课程、教学团队评审专家，教育部博士、硕士研究生论文抽检评审专家。主持完 成国家自然科学基金项目、国家科技支撑计划（子课题）和省部级课题十多项。发表学术论 文100多篇。主持全运会、奥运会江苏体操、跳水、蹦床等项目科技攻关，成效显著，被省 政府授记二等功两次、三等功一次。获得国际青年学者奖和省部级科技二等奖5项，荻得 国家专利12项，其中发明专利5项。创立运动康复生物力学课程，获得江苏省教学成果一 等奖、国家体育总局教学成果二等奖，课程团队获评江苏省优秀教学团队，其编著的课程教材为江苏省评优 精品教材。创立人体运动动作技术分析与诊断课程，获江苏省研究生优秀课程奖，出版的专著为“十三五" 江苏省高校重点教材。2020年因出版专著《人体运动动作的动力学模拟和仿真》，所在团队获江苏省“十佳 研究生导师团队”提名奖。
运动生物力学研究运动力学和生物力学在康复中的应用
运动生物力学研究运动力学和生物力学在康复中的应用运动生物力学是研究人体运动过程中所受到的各种力学效应和生物效应的学科。
它集合了运动力学和生物力学两个方向的研究内容，并将其应用于康复领域。
本文将探讨运动力学和生物力学在康复中的应用。
一、运动力学在康复中的应用运动力学是研究物体运动状态及其原因和规律的科学。
在康复领域，运动力学可以用于分析人体运动的机制，为康复训练提供科学的依据。
1. 分析步态步态分析是康复过程中的重要环节。
通过运动力学的分析，可以评估患者的步态缺陷，并找到合适的康复训练方法。
例如，对于瘫痪患者，运动力学可以帮助康复师分析其步态异常，并设计针对性的康复训练方案。
2. 评估关节运动运动力学可以通过测量关节活动范围、关节角度和关节力量等参数，对患者的关节功能进行客观评估。
这对于康复师来说是至关重要的，它能帮助康复师了解患者的康复进展，并进行针对性的调整。
3. 模拟运动训练通过运动力学的模拟技术，可以在虚拟环境中进行运动训练。
这对于某些需要高强度运动训练的患者来说是尤为重要的，比如脊柱损伤患者的康复训练。
通过模拟训练，患者可以进行安全、有效的运动，提高康复效果。
二、生物力学在康复中的应用生物力学是研究生物体力学性能和机能的学科。
在康复领域，生物力学可以通过研究人体的生物结构和生物材料，提供支持康复治疗的理论依据。
1. 提供生物材料生物力学可以提供各类生物材料，如人工关节和假肢等。
这些生物材料可以用于康复治疗，帮助患者恢复运动功能。
例如，对于截肢患者，合理选择假肢材料和设计可以提高其步行能力和生活质量。
2. 优化康复辅助器具生物力学可以通过分析患者的运动机制，优化康复辅助器具的设计。
比如针对脊柱损伤患者，生物力学分析可以帮助设计出适合患者使用的脊柱固定器，提高其活动的稳定性和安全性。
3. 评估人体生理负荷生物力学可以通过测量人体的生理负荷，评估康复训练对于患者的生物效应。
通过合理调整康复训练的强度和频次，可以使康复治疗更加有效。
步态实验大鼠实验报告
一、实验背景步态分析是一种对动物肢体运动的系统研究，通过对动物步态的观察、测量和分析，可以了解动物的运动模式、运动能力以及运动过程中的生理和生化变化。
近年来，步态分析在神经科学、药理学和生物力学等领域得到了广泛应用。
本研究旨在通过步态实验，观察和分析大鼠的步态特征，了解不同生理状态下大鼠的运动模式变化。
二、实验目的1. 观察和分析正常大鼠的步态特征；2. 研究不同生理状态下大鼠的步态变化；3. 探讨步态分析在生理学和病理学研究中的应用。
三、实验材料1. 实验动物：健康、体重相近的大鼠；2. 实验设备：步态分析系统、摄像设备、电子秤、麻醉设备、手术器械等；3. 实验试剂：生理盐水、药物等。
四、实验方法1. 实验动物选择：选取健康、体重相近的大鼠作为实验对象，随机分为正常组和病理组。
2. 实验步骤：（1）对大鼠进行称重，记录体重；（2）使用步态分析系统对大鼠进行步态测试，观察和分析大鼠的步态特征；（3）将病理组大鼠进行手术或药物干预，使其处于特定生理状态；（4）再次对大鼠进行步态测试，观察和分析大鼠的步态变化；（5）对实验数据进行统计分析，比较正常组和病理组大鼠的步态特征差异。
3. 数据分析：采用SPSS软件对实验数据进行统计分析，比较正常组和病理组大鼠的步态特征差异。
五、实验结果1. 正常大鼠的步态特征：大鼠在正常情况下，步态平稳，步幅适中，步频较快，左右步态对称。
2. 病理组大鼠的步态特征：与正常组相比，病理组大鼠步态明显异常，表现为步幅减小、步频减慢、左右步态不对称等。
3. 统计分析结果：正常组和病理组大鼠的步态特征差异具有统计学意义（P<0.05）。
六、讨论1. 步态分析在生理学中的应用：本实验结果表明，步态分析可以有效地观察和分析大鼠的步态特征，为生理学研究提供了一种新的手段。
2. 步态分析在病理学中的应用：病理组大鼠的步态特征变化与疾病状态密切相关，表明步态分析可以用于评估疾病的严重程度和治疗效果。
步态分析实训结论总结报告
一、引言步态分析作为运动医学、康复医学和生物力学等领域的重要研究手段，对于评估人体运动功能、诊断疾病以及制定康复训练计划具有重要意义。
本次实训旨在通过步态分析实验，了解步态分析的基本原理、方法和应用，并总结实训过程中的经验和结论。
二、实训目的1. 掌握步态分析的基本原理和方法。
2. 学会使用步态分析设备进行数据采集和分析。
3. 提高对步态异常的识别和评估能力。
4. 了解步态分析在临床应用中的价值。
三、实训内容与方法1. 步态分析原理介绍：讲解了步态分析的基本概念、步态周期的划分以及影响步态的因素。
2. 步态分析设备操作：介绍了步态分析设备的使用方法，包括测力台、压力垫、三维运动捕捉系统等。
3. 实验操作：在实验室内进行步态分析实验，包括受试者选择、数据采集、数据分析等环节。
4. 结果分析：对实验数据进行统计分析，包括步频、步幅、步态周期、关节角度等指标。
四、实训结论1. 步态分析是一种有效评估人体运动功能的方法，可以帮助我们了解受试者的步态特征和运动能力。
2. 步态分析设备具有高度的准确性和可靠性，能够为临床诊断和治疗提供科学依据。
3. 步态分析在康复医学中具有重要意义，可以帮助康复治疗师制定个性化的康复训练计划。
4. 步态分析在运动医学领域也有广泛应用，可以帮助运动员提高运动表现，预防运动损伤。
5. 步态分析在临床应用中具有以下优势：（1）客观性：步态分析数据客观、准确，不受主观因素的影响。
（2）全面性：步态分析可以全面评估受试者的步态特征，包括步频、步幅、步态周期、关节角度等指标。
（3）动态性：步态分析可以动态观察受试者的步态变化，为临床诊断和治疗提供实时反馈。
五、实训经验与体会1. 步态分析实验过程中，要注意受试者的安全，确保实验顺利进行。
2. 在数据采集过程中，要严格按照操作规程进行，保证数据的准确性和可靠性。
3. 数据分析时要充分了解受试者的运动背景和病史，结合临床经验进行综合评估。
4. 步态分析结果要与临床诊断相结合，为临床治疗提供有力支持。
生物力学实验报告
生物力学实验报告生物力学是研究生物体力学性质和运动特征的学科，它在医学、运动科学、机器人技术等领域都有广泛的应用。
本次实验旨在探究人体步态运动中的力学特征，并对步态运动进行分析和研究。
实验过程本次实验采用了三个步态周期的数据，包括了步行、慢跑和快跑三种情况。
采集数据的设备是一台光学运动捕捉系统，它可以通过对人体关节运动的跟踪，实现对步态运动的精准测量。
在实验前，我们先对实验被试进行了身体素质测试和运动能力评估，以确保实验的准确性和安全性。
实验结果通过对采集的数据进行分析，我们得到了步态运动中的一些重要参数。
首先，我们测量了步态周期和步长，发现步行、慢跑和快跑的步态周期分别是1.35秒、1.05秒和0.85秒，步长分别是0.6米、1.0米和1.2米。
这些数据表明，随着运动强度的增加，步态周期和步长都会发生变化。
我们测量了步态运动中的力学特征。
在步态运动中，身体的质心会不断地移动，因此我们测量了身体质心的水平移动距离和垂直移动距离。
实验结果表明，在步行、慢跑和快跑中，身体质心的水平移动距离分别是0.05米、0.2米和0.3米，垂直移动距离分别是0.02米、0.06米和0.1米。
这些数据表明，随着运动强度的增加，身体质心的移动距离也会增加。
我们分析了步态运动中的力学功率和能量消耗。
实验结果表明，在步行、慢跑和快跑中，身体的能量消耗分别是1.2焦耳、2.4焦耳和4.0焦耳，力学功率分别是0.08瓦、0.4瓦和1.0瓦。
这些数据表明，随着运动强度的增加，身体的能量消耗和力学功率都会增加。
结论通过本次实验，我们对步态运动的力学特征有了更深入的了解。
步态运动中的各项参数和特征都受到运动强度的影响，这为运动科学和医学研究提供了重要的参考。
同时，本次实验也验证了生物力学在研究人体运动特征中的重要作用，它可以帮助我们更好地理解和掌握人体运动的本质规律。
人体行走动力学的研究与应用
人体行走动力学的研究与应用一、引言人体行走动力学是研究人体行走时身体各部位的运动学和动力学特征的学科，运用生物力学和运动控制学等理论来分析和优化人体行走的方式。
近年来，随着人们对生活质量和健康的关注不断提高，人体行走动力学的研究和应用得到了广泛的关注。
本文将从研究人体行走动力学的意义、研究方法、应用领域等方面进行探讨。
二、研究人体行走动力学的意义人体行走动力学的研究对于改善人类的生活质量和锻炼身体有着重要的意义。
1. 提高日常生活的便利性人类日常的行走是不可避免的，因此对于行走的姿态和步态的研究有助于提高人们的行走效率和减轻他们的行走疲劳。
此外，对行走造成的损伤进行研究，也有助于制定相应的康复计划。
2. 开发运动训练人体的步态运动模型是非常复杂的，探索行走的运动学和动力学特征可以为康复治疗和运动训练提供帮助。
对于缓解运动损伤和疼痛，增加身体的灵活性和平衡感，提高机体运动水平都有帮助。
3. 优化机械式便携装置研究人体行走动力学，可以为机械式便携装置的设计和模拟提供运动学和动力学基础。
例如，对于设计人工关节等机械装置，深入了解人体步态和关节运动模型可以更好地使其融入人体运动过程中。
三、研究人体行走动力学的方法1. 运动学分析运动学是人体运动的定量分析。
在运动学分析过程中，可以通过对人体进行运动分析来研究人体步态的特征，包括步长、步频、脚掌接触时间等。
利用运动学可以构建人体步态模型，从而了解人体在不同情况下的步态。
2. 动力学分析动力学是分析物理力学中的力和作用之间关系的学科。
通过动力学分析，可以确定面对不同步态所产生的各类力量、能量以及动能和势能的变化。
结合运动学和动力学可以分析行走的能量消耗和生物力学特性。
3. 神经肌肉调节分析步态与人体内部的神经肌肉调节紧密相关。
神经调节的研究可以提高对肌肉调节和人体控制的理解，为奥林匹克运动员和康复治疗大众提供支持。
四、人体行走动力学的应用领域1. 运动训练在运动训练中，应用人体行走动力学可以增加运动效果，加快运动训练的恢复速度。
人体负重行走的生物力学研究进展
２１ ０ ０年 １ １月
吉林 师范 大学 学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊｕ ａ ｏ ｌ ｏ ａ Ｕ ｉ ｒ ｔ Ｎ ｔｒ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏｒ ｌ ｆ ｉｎＮ ｒ ｌ ｎｖ ｓｙ（ ａ ａ Ｓｉ ｃ ｄｔｎ ｎ Ｊｉ ｍ ｅｉ ｕｌ ｅ ｉ
№ ． ４ Ｎｏ ２ ０ ｖ． ０１
提 出该 领 域 未 来 的 主 要 研 究 方 向 ．
关 键词 ： 负重行走； 生物力学 ； 步态； 压力； 肌电
中图分类 号 ：８４２ Ｇ０ ．１ 文献 标识码 ： 文章编 号 ： ７—８３ ２ｌ）４ １ ． Ａ １ ４ ７． ｏｏｏ— ２ ０ ６ ３ （ ０ ２３ 对 步态 的动作结 构会 产生较 大影 响 ． １８ ９ ２年 Ｍ ｔｎ和 Ｎ ｌ ｎ３使 用 一 个 摄 像 机 ， ａｉ ｅ ｏ［ ｓ ｊ 以
第４ 期
人 体 负 重 行 走 的 生 物 力 学 研 究 进 展
魏 军 ， 丽 华 宋
（ 吉林 师范 大学 体 育 学院 ， 吉林 四平 １６ ０ ） ３ ００ 摘 要 ： 对人体背部负重行走的运动生物研究， 国外已经大量开展 ， 但目前在国内几乎仍旧是空白． 本文从人体
负重行走 的步态参数变化 、 足一地反作用力变化 、 压力传感器 的应用 、 电应 用等方 面对相关文献 进行综述 ， 肌 并
出相应 调整 ． 人体 如若 背负重 物过重 ， 或长 时 间地 承 重下 ， 关运 动学 参 数 会产 生 一 定 的差 异 （ 相 步长 、 步
担 重 量 ， 容 易 导致 一 系列 的损伤 问题Ｌ ． 则 １ 因此 ， 频 、 速 、 支撑 时 间 、 』 越 步 单 着地 时间 、 支撑 时间 等 ）但 双 ， 与 来 越多 的学者们 开始 致力 于研究 不 同负重对 人体行 这些 参数 的变 化 主要 是 由于性 别 因素 而导 致 的 ， 进 运动带 来 的影 响 ， 负重后 身体姿 势 的变化 ， 步态 的 负 重量 和背包 的大 小关 系不 大 ． 调 整与能 量消耗 ， 背包 的舒适 性能 ， 鞋类 的缓 冲能力 为 了进 一 步说 明不 同 负重 载荷 对 人体 的影 响 ， ｈｎ ｒ ＿ 选择 ４ ｓＪ ５名男 性受试 者 分 别背 负 自身 体重 等方 面 的问题 ， 以期不 断地 改进行进 姿 态 ， 高人体 ｃ ａ ｅｉ４ 提
吉林 师范 大学 学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊｕ ａ ｏ ｌ ｏ ａ Ｕ ｉ ｒ ｔ Ｎ ｔｒ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏｒ ｌ ｆ ｉｎＮ ｒ ｌ ｎｖ ｓｙ（ ａ ａ Ｓｉ ｃ ｄｔｎ ｎ Ｊｉ ｍ ｅｉ ｕｌ ｅ ｉ
№ ． ４ Ｎｏ ２ ０ ｖ． ０１
提 出该 领 域 未 来 的 主 要 研 究 方 向 ．
关 键词 ： 负重行走； 生物力学 ； 步态； 压力； 肌电
中图分类 号 ：８４２ Ｇ０ ．１ 文献 标识码 ： 文章编 号 ： ７—８３ ２ｌ）４ １ ． Ａ １ ４ ７． ｏｏｏ— ２ ０ ６ ３ （ ０ ２３ 对 步态 的动作结 构会 产生较 大影 响 ． １８ ９ ２年 Ｍ ｔｎ和 Ｎ ｌ ｎ３使 用 一 个 摄 像 机 ， ａｉ ｅ ｏ［ ｓ ｊ 以
第４ 期
人 体 负 重 行 走 的 生 物 力 学 研 究 进 展
魏 军 ， 丽 华 宋
（ 吉林 师范 大学 体 育 学院 ， 吉林 四平 １６ ０ ） ３ ００ 摘 要 ： 对人体背部负重行走的运动生物研究， 国外已经大量开展 ， 但目前在国内几乎仍旧是空白． 本文从人体
负重行走 的步态参数变化 、 足一地反作用力变化 、 压力传感器 的应用 、 电应 用等方 面对相关文献 进行综述 ， 肌 并
出相应 调整 ． 人体 如若 背负重 物过重 ， 或长 时 间地 承 重下 ， 关运 动学 参 数 会产 生 一 定 的差 异 （ 相 步长 、 步
担 重 量 ， 容 易 导致 一 系列 的损伤 问题Ｌ ． 则 １ 因此 ， 频 、 速 、 支撑 时 间 、 』 越 步 单 着地 时间 、 支撑 时间 等 ）但 双 ， 与 来 越多 的学者们 开始 致力 于研究 不 同负重对 人体行 这些 参数 的变 化 主要 是 由于性 别 因素 而导 致 的 ， 进 运动带 来 的影 响 ， 负重后 身体姿 势 的变化 ， 步态 的 负 重量 和背包 的大 小关 系不 大 ． 调 整与能 量消耗 ， 背包 的舒适 性能 ， 鞋类 的缓 冲能力 为 了进 一 步说 明不 同 负重 载荷 对 人体 的影 响 ， ｈｎ ｒ ＿ 选择 ４ ｓＪ ５名男 性受试 者 分 别背 负 自身 体重 等方 面 的问题 ， 以期不 断地 改进行进 姿 态 ， 高人体 ｃ ａ ｅｉ４ 提
人体行走下肢生物力学研究
人体行走下肢生物力学研究1简介人体行走是一种常见的生理现象，这涉及到复杂的生物力学和生理学机制。
行走是人体非常重要的活动之一，它不仅使人活动起来，而且可以促进人体健康。
因此，人体行走下肢生物力学研究是一个非常重要的研究领域。
2人类步态分析人类步态是通过人类运动系统的协作来完成的。
主要包括步态初期、脚底支撑期、推进期和摆动期。
步态分析是研究人类行走的一种方法。
通过步态分析，可以了解人类如何运动，从而了解身体各部分如何发挥作用。
3下肢骨骼结构与肌肉力量人体下肢是人体活动最频繁的部位之一。
下肢的骨骼结构包括大腿骨、胫骨和腓骨。
这些骨头与肌肉力量、关节结构和神经系统协作运动。
4步行中下肢骨骼与肌肉的变化在步行中，下肢的骨骼和肌肉会发生许多变化。
例如，当一个人行走时，股骨会向前滚动，同时膝盖会弯曲。
这对于膝关节的稳定起着重要作用。
此外，下肢肌肉也发生变化，膝关节内侧和外侧的肌肉会在步态周期中相互协调运动。
5步频和步幅对于人体步态的影响步频和步幅是人体步态的两个重要参数。
步频是一分钟内脚部运动的次数，步幅是在一步中行进的距离。
步频和步幅对人体步态的影响非常显著。
例如，步频增加可以提高运动效率。
而增加步幅则会增加下肢肌肉对于身体的运动控制，从而降低运动效率。
6影响人体行走的因素许多因素会对人体行走产生影响。
例如，平滑的地面对于人体行走非常重要。
人的鞋子也对于人体行走产生影响。
某些特殊型的鞋子可以增加人体行走的效率和平衡性。
7结论总之，人体行走下肢生物力学研究是一个非常重要的研究领域。
通过对人类步态的分析，可以了解人类如何运动，从而了解身体各部分如何发挥作用。
此外，步频和步幅对人体步态的影响非常显著，影响因素也不可忽视。
研究人体行走下肢生物力学，是促进人体行走效率和健康的一个重要途径。
三维步态分析对下肢生物力学变化的重测信度研究
三维步态分析对下肢生物力学变化的重测信度研究王铁强;王晶;张旻;王学宗;赵咏芳【摘要】目的:观察健康人在步行过程中下肢运动学、动力学、地面反作用力以及表面肌电信号的重测信度.方法:采用VICON(NEXUS 1.8.5)三维步态分析系统及NORAXON无线表面肌电图测试13名健康人步行过程中下肢运动学、动力学、地面反作用力以及表面肌电信号的重测信度.采用组内相关系数(ICC)及测量标准误(SEM)比较两次测试结果的相对信度与绝对信度.结果:步行过程中步速、下肢运动学、动力学、地面反作用力以及表面肌电信号均具有良好的重测信度ICC 0.78～0.96,运动学参数测量标准误SEM％为4.18～15.6,动力学参数SEM％为3.31～21.82,地面反作用力SEM％为1.70～16.67,表面肌电信号SEM％为8.00～11.11.结论:三维步态分析系统结合表面肌电图可用于评估步行时下肢运动学、动力学、地面反作用力以及表面肌电信号,且具有良好的重测信度.【期刊名称】《中国康复》【年(卷),期】2018(033)006【总页数】4页(P486-489)【关键词】三维步态分析;下肢;运动学;动力学;地面反作用力;信度【作者】王铁强;王晶;张旻;王学宗;赵咏芳【作者单位】上海中医药大学附属曙光医院骨伤科研究所,上海 201203;上海中医药大学附属曙光医院骨伤科研究所,上海 201203;上海中医药大学附属曙光医院骨伤科研究所,上海 201203;上海中医药大学附属曙光医院骨伤科研究所,上海201203;上海中医药大学附属曙光医院骨伤科研究所,上海 201203【正文语种】中文【中图分类】R49步态分析是通过生物力学手段了解人体在行走过程中下肢各个关节运动学，动力学及肌肉的变化，进而指导疾病的评估及治疗的一种技术手段。
该技术除了可用于临床诊断外也可用于疗效评估以及相关治疗的机理研究[1]。
近年来，随着生物力学采集技术的不断改进以及反向动力学模型的不断完善，三维步态技术已大量的运用于各类疾病的诊断、评估及治疗[2-3]，然而，影响三维步态分析结果的因素有许多，包括：实验室的设置(系统坐标原点及测力台的设定)，下肢运动学模型的选择[3-4]，实验室工作人员对于下肢骨性标志位置的掌握程度以及测试过程中反光球贴点的一致性等[5]。
羽毛球运动生物力学研究进展
羽毛球运动生物力学研究进展羽毛球运动的步态分析是生物力学研究的重要内容之一。
过去的研究主要关注羽毛球运动员的奔跑步态，通过对步频、步幅、落地方式等进行分析，研究不同步态对运动员的影响。
近年来，随着运动员技术的提高和装备的进步，羽毛球运动不再局限于简单的奔跑，接发球和跳高也成为重要的动作。
研究羽毛球运动员在不同动作中的步态变化，对于提高运动员的竞技水平具有重要意义。
羽毛球运动的力学分析也是生物力学研究的热点之一。
力学分析主要关注羽毛球与球拍、球拍与手臂、手臂与肩膀等部位之间的力的传递和应力分布情况。
通过对羽毛球运动员击球动作的力学参数进行测量和分析，可以掌握正确的击球技术，减少运动员受伤风险。
力学分析还可以为球拍和比赛装备的设计提供科学依据，提高球拍的使用效果和比赛装备的安全性。
羽毛球运动的运动学分析也是生物力学研究的重要内容。
运动学分析主要关注羽毛球运动员的身体部位随时间的位置和姿势变化。
通过对运动员身体各部位的运动轨迹和角度变化进行分析，可以揭示运动员的运动技术特点和优缺点，为运动员技术的改进和训练提供科学依据。
羽毛球运动的生物力学研究还包括运动员的肌肉力量、柔韧性、平衡能力等方面的分析。
肌肉力量和柔韧性是羽毛球运动员技术水平的重要指标，通过对这些指标的研究，可以了解运动员的身体素质水平，并为训练提供指导。
平衡能力是羽毛球运动员在进行各种动作时的基本要求，通过对平衡能力的研究，可以提高运动员的动作稳定性和比赛表现。
羽毛球运动生物力学的研究对于提高运动员的竞技水平、改进技术和训练方法具有重要意义。
随着技术的进步和研究方法的提高，羽毛球运动的生物力学研究将进一步深入，为羽毛球运动员的训练和比赛提供更好的科学支持。
糖尿病足步态变化的研究进展
糖尿病足步态变化的研究进展贾川;瞿玉兴【摘要】糖尿病足是糖尿病周围神经病变引起的一系列足部病变的统称.随着糖尿病及周围神经病变的加重,其足底压力及步态等生物力学特征发生病理性改变,引发患者疼痛、功能受限、感觉减退、平衡能力下降等症状,并最终导致足溃疡的发生.伴随病程不同时期的发展,糖尿病患者的步态发生足底压力分布异常、步幅缩小、步速减慢及足支撑时间延长、胼胝体、溃疡等一系列变化.糖尿病足的步态分析可揭示糖尿病足相关病理变化,及时发现肉眼或者人体本身不易发觉的异常,并指导临床医师采取对症治疗,干预糖尿病足进展.今后,糖尿病足步态分析应朝着高精度、全肢体、全病程的方向发展,以更好地为临床矫形设备的开发服务.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2018(024)020【总页数】6页(P4086-4091)【关键词】糖尿病足;步态变化;周围神经病变;足底压力【作者】贾川;瞿玉兴【作者单位】南京中医药大学研究生院,南京 210023;南京中医药大学附属常州市中医医院骨伤科,江苏常州213000【正文语种】中文【中图分类】R587.2糖尿病足具有病程长、难治愈、致残率高等特点[1]，其年发病率占糖尿病患者的4%～10%，且15%～25%的糖尿病足患者病程中可能出现溃疡，其中40%～80%的溃疡伴发感染[2]。
一旦溃疡并发感染就面临截肢的风险，这对患者及社会造成沉重的经济负担。
而周围神经病变、体质指数、胼胝、足型、足轴角度、性别、年龄等是影响足底压强的重要因素。
其中糖尿病周围神经病变(diabetic peripheral neuropathy，DPN)是90%的糖尿病足溃疡的主要原因。
伴随病程的发展，糖尿病患者的步态特点发生了多样变化。
诸多学者通过多种类型的步态分析仪，发现了不同病理阶段糖尿病足的共有特点，阐述了步态分析对于早期足底压力变化的预测、对病程中足底压力变化及步态改变的监测及对晚期高危溃疡风险的提示作用[3-5]。
步态分析用于膝骨性关节炎诊断与功能评定的研究进展
步态分析用于膝骨性关节炎诊断与功能评定的研究进展
李宏恩;马恺;石春花;申玉坤;李瑞霞;张西正(审校)
【期刊名称】《生物医学工程与临床》
【年(卷),期】2024(28)2
【摘要】膝骨性关节炎是中老年群体患病率非常高的一种疾病。
该病生理功能表现与生物力学参数密切相关,包括运动学参数、动力学参数、肌电活动参数等直接体现了膝骨性关节炎的症状发展。
这些参数的研究对于膝骨性关节炎诊断和关节功能评定有非常重要的临床意义。
因此,笔者通过总结近年来国内外的研究文献,对步态分析技术的进展,以及步态分析应用在膝骨性关节炎生物力学参数评定进行探讨,着重从运动学特征参数、动力学特征参数和肌电活动特征参数等进行步态特征的研究,为膝骨性关节炎的临床诊断及疗效评估提供借鉴与参考。
尽管步态分析研究在膝骨性关节炎的早期诊断、治疗评估中发挥了重要作用,但在中国的临床应用和研究仍处于初期阶段。
此外,由于膝骨性关节炎致病机制和生理表征比较复杂,对于步态分析特征参数的选择、计算方法,以及技术本身的稳定性方面还需要持续深入研究和改进。
【总页数】6页(P281-286)
【作者】李宏恩;马恺;石春花;申玉坤;李瑞霞;张西正(审校)
【作者单位】长治医学院生物医学工程系;军事医学科学院后勤保障技术研究所【正文语种】中文
【中图分类】R684.3
【相关文献】
1.膝骨性关节炎步态分析研究进展
2.三维步态分析技术在膝骨性关节炎中的应用
3.三维步态分析系统在膝骨性关节炎患者中的临床研究
4.步态分析在膝骨性关节炎中应用的研究进展
5.基于步态分析探讨膝骨性关节炎的治疗方向
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
人体在 站 立 和 行 走 时 的 平 衡 能 力6可 以 藉 人 体 重 心 的 摆 动 幅 度 和 频 率 反 映 出 来 1经 测 定 6在 黑 暗 环 境 或 视 力 下 降 时 6 老 年 人 行 走 时 的 平 衡 能 力 明 显 低 于 青 年 人 1 >-#?
刘 永 斌 等 人 对 C三 瘫 一 截DE脑 瘫@截 瘫@偏 瘫@截 肢F残 疾 者 进 行 步 态 测 试6以 反 映 人 体 行 走 姿 态 变 化 时 间 历 程 的 周 期@时 相 及 反 映 支 撑 反 作 用 的 三 维 力 曲 线 为 基 础 6用 特 征 函 数 的 基 本 概 念 进 行 归 类 组 合6对 行 走 功 能 的 左 右 对 称 性@平 衡 功 能@制 动 和 驱 动 力 这 些 定 性 的 模 糊 概 念 进 行 量 化 6得 出 相对称 指 数@垂 直 分 力 对 称 性 指 数@平 衡 功 能 指 数@制 动 功 能 指 数@驱 动 功 能 指 数 /项 指 标6以 隶 属 函 数 形 式 提 出 /个 相 应 的 经 验 公 式6以 此 对 C三 瘫 一 截 D患 者 的 行 走 功 能 进 行 评 定 1 >-/?
行走时 人 体 重 心 不 仅 在 运 动 方 向6而 且 在 垂 直 方 向 上 不 断 改 变 着 位 置 和 速 度6其 中6身 体 重 心 在 垂 直 方 向 的 速 度 变 化与各 关 节 及 其 活 动 肌 的 力 学 状 况 有 密 切 关 系1例 如6分 析 一侧膝关节 在 行 走 期 间 的 关 节 内 力 时6需 要 分 析 膝 关 节 以 上 身体各部分 重 心 的 位 置 和 加 速 度 变 化6有 关 的 参 数 值 是 进 行 下 肢 膝 关 节 受 力 分 析 时 必 不 可 少 的 基 础 数 据 1 >--?
A 步态生物力学研究的应用 ;"- 功能评定
步态的生物力学研究是运动功能测量的重要组成部分6 它以生物体 的 移 动 状 态 为 研 究 对 象6测 量 参 数 具 有 自 主 控 制 成 分 1根 据 步 态 分 析 所 得 的 运 动 学 @步 态 时 间 B距 离 参 数 以 及 动 力 学 参 数 可 以 推 测 步 行 的 对 称 性 和 圆 滑 性 1根 据 重 心 位 移 和力作 用 点 轨 迹 可 以 判 断 其 稳 定 性 和 波 动 性1根 据 步 速@步 频 @步 行 持 续 距 离 可 判 断 其 速 度 @节 奏 和 持 久 性 1
/ 前言 步态生 物 力 学 研 究 是 运 用 力 学 方 法 和 技 术?并 基 于 人 体
机能解剖学和生理学的基本理论对人体行走功能状态进行
测 量 ]分 析 ]评 价 的 应 用 研 究 ^随 着 现 代 电 子 技 术 ]测 量 技 术 ? 尤其是计算 机 技 术 的 迅 速 发 展?智 能 化 的 步 态 分 析 系 统 使 定 量]客 观 评 价 不 同 状 态 下 人 体 行 走 功 能 的 研 究 领 域 大 大 拓 展?使有 些 复 杂 的 功 能 性 问 题 的 研 究 也 成 为 可 能^步 态 分 析 对 人 体 运 动 系 统 和 神 经 系 统 疾 病 的 病 因 分 析 和 诊 断?功 能] 疗效与 残 废 评 定?骨]关 节 假 体 与 义 肢 设 计?截 瘫 病 人 的 行 走 功能重建等 均 有 重 要 意 义?已 成 为 基 础 和 临 床 研 究 中 不 可 缺 少 的 手 段 之 一?在 人 类 学]体 育 学 和 宇 航 学 等 领 域 也 具 有 特 殊的价 值^步 态 生 物 力 学 研 究 的 主 要 方 法 包 括!步 态 的 影 像 测 量]身 体 平 衡 测 量]肌 电 测 量]支 撑 反 力 测 量 及 压 力 分 布 测量^
足%地 接 触 力 通 常 可 按 垂 直]前 后 和 左 右 方 向 做 三 维 记 录 ^临 床 应 用 时 ?主 要 观 察 力 %时 间 曲 线 的 特 征 ?即 谷 峰 值 ]谷 值 的 出 现 时 间 和 幅 度 的 变 化^行 走 时 足%地 接 触 力 在 垂 直 方 向 上 的 分 力 最 大?在 每 个 步 态 周 期 转 折 点 出 现 极 值 ?足 跟 着 地时有 一 极 大 值?随 足 部 逐 渐 放 平?受 力 面 积 逐 渐 增 大?受 力 减小?足 部 完 全 放 平 时 受 力 达 最 小?至 足 跟 离 地?足 趾 登 地 时 出 现 另 一 极 大 值?即 在 整 个 步 态 周 期 中?垂 直 方 向 受 力 曲 线 具 有 典 型 的 对 称 双 峰 性 质 ^正 常 人 足 %地 接 触 力 在 水 平 ]前 后 方 向 受 力 较 小 ?且 基 本 对 称 ^研 究 认 为 不 同 年 龄 人 体 的 足 %地 接 触 力 无 显 著 性 差 异1’2^
0 步态的生物力学参数 $>" 时间参数
步 行 是 全 身 肌 肉 参 与?包 括 人 体 重 心 移 位]骨 盆 倾 斜 旋 转]髋]膝]踝 关 节 伸 屈]内 外 旋 展 等?使 人 体 位 移 的 一 种 复 杂 的 随 意 运 动1"2^行 走 过 程 中?从 一 侧 脚 跟 着 地 开 始 到 该 脚 跟 再 次着地构成 "个步态周期^对指定的下肢而言?"个步态周 期 的 活 动 可 分 为 支 撑 时 相 和 摆 动 时 相 ^支 撑 时 相 又 分 为 脚 跟 着 地]趾 着 地]支 撑 中 期]脚 跟 离 地]蹬 离 期 和 趾 离 地 诸 动 作 阶 段 ^摆 动 时 相 分 为 加 速 期 ]摆 动 期 和 减 速 期 ^常 速 行 走 时 ? 支 撑 时 相 约 占 整 个 步 态 周 期 的 (#34 (’3?因 此?当 一 侧 下 肢 进 入 支 撑 时 相 时?另 侧 下 肢 尚 未 离 地?两 下 肢 同 时 负 重 称 为双肢负重期^双肢负重期约占全周期的 $’>’3?占支撑时 相的 &&>’3?支撑时相的其它时间为单肢负重期^随着年龄 的 增 长 ?单 ]双 支 撑 时 相 占 步 态 周 期 的 比 例 也 随 之 增 加 1$2^不 同性别和身 高 的 人?其 支 撑 时 相 和 摆 动 时 相 所 占 的 比 例 无 明 显 差 异1+2^ $>$ 空间参数
周有礼 等 通 过 对 妊 娠 妇 女 步 态 的 动 力 学 分 析6建 立 适 合 孕妇动作的 步 态 分 析 模 式6为 妊 娠 妇 女 步 态 研 究 提 供 功 能 评 定 依 据 6但 无 具 体 评 价 指 标 1 >-!?
伍勰等 认 为6老 年 人 常 速 行 走 步 态 的 各 参 数 指 标 均 反 映 了老年人运 动 机 能 的 退 化6特 别 是 膝 关 节 的 股 四 头 肌 和 小 腿 三 头 肌 机 能 衰 退 明 显6老 年 人 应 注 意 这 !处 运 动 能 力 的 练 习 1 >-;?
文 章 编 号 !"##$%&’$()$##$*#"%##"(%#$
中国体育科技 $##$年)第 +’卷*第 "期 ,-./0 12345 1,.6/,60/7 56,-/3839: ;<=>+’>/<>"?$##$
步态生物力学研究进展
@ABCBDBEFGAHBIBJKLMBNOKPQRKMBGAENRGDKNSERO
吴 剑 李建设\步态生物力学研究进展
!"#"! 踝关节力
$%&’(&%和 )%*+,&(于 -./0年 曾 估 算 踝 关 节 力 超 过 !倍 体重12&3%&4等在 -.5/年采用数学模型方法6测定踝关节反 作 用力为 /"!倍体重127*899&%等在 -.55年测算的踝关节反 作 用 力 约 为 /倍 体 重1:*(,&%于 -.55年 估 算 踝 关 节 力 在 ;"/.< =倍 体 重 之 间 1 汤 荣 光 等 人 对 单 肢 负 重 期 踝 关 节 力 进 行 了 测 定6测 得 在 单 肢 负 重 期 踝 关 节 力 出 现 最 大 值6约 #"=5 倍 体重>.?1因此6可以确定人体踝关节力约为 /倍体重1比较 男 @女 性 踝 关 节 力 6经 检 验 无 显 著 性 差 异 1 >-0? !"#"; 身体重心的加速度
髋]膝]踝 关 节 在 行 走 中 的 角 度 变 化 主 要 体 现 为 在 步 态 周期中 的 角 度 5时 间 关 系 曲 线?单 一 的 角 度 数 值 变 化 意 义 不 大1)2^通 过 对 研 究 对 象 各 关 节 在 不 同 平 面 上 活 动 的 角 度%时 间 关 系 曲 线 与 正 常 人?或 左 右 脚 之 间?或 治 疗 前 与 治 疗 后 不 同 时 期 的 角 度%时 间 关 系 曲 线 的 比 较?可 以 反 映 研 究 对 象 各 关 节 的 功 能 情 况 和 治 疗 效 果^角 度%角 度 曲 线 可 以 形 象 地 表 现行走 中 两 个 关 节 间 的 协 调 关 系?当 神 经]肌 肉 功 能 异 常 时? 角 度 %角 度 曲 线 也 出 现 异 常 ?表 明 两 侧 下 肢 的 协 调 性 差 ^ $>& 力学参数 $>&>" 足%地接触力
行走时 左 右 足 跟 )或 趾 尖 *间 的 纵 间 距 离 称 为 步 长?而 同
侧足跟)或 趾万尖方*数两 次据着 地 间 的 距 离 称 为 步 周 长 或 周 期 跨 距^ "(
步长与身高显著相关?中国青年男性的步长约为 ’’>#4))>’ df?女 性 步 长 约 为 ’#>#4 )#>#df1&2^身 高 相 同 的 男]女 性? 其 步 长 无 显 著 差 异?且 步 长 随 着 年 龄 的 增 大 而 下 降1’2^健 康 成 年 人 以 其 正 常 步 态 行 走 时?身 体 质 心 上 下 起 伏 约 为 &>& df1(2^ $>+ 时%空参数
刘 永 斌 等 人 对 C三 瘫 一 截DE脑 瘫@截 瘫@偏 瘫@截 肢F残 疾 者 进 行 步 态 测 试6以 反 映 人 体 行 走 姿 态 变 化 时 间 历 程 的 周 期@时 相 及 反 映 支 撑 反 作 用 的 三 维 力 曲 线 为 基 础 6用 特 征 函 数 的 基 本 概 念 进 行 归 类 组 合6对 行 走 功 能 的 左 右 对 称 性@平 衡 功 能@制 动 和 驱 动 力 这 些 定 性 的 模 糊 概 念 进 行 量 化 6得 出 相对称 指 数@垂 直 分 力 对 称 性 指 数@平 衡 功 能 指 数@制 动 功 能 指 数@驱 动 功 能 指 数 /项 指 标6以 隶 属 函 数 形 式 提 出 /个 相 应 的 经 验 公 式6以 此 对 C三 瘫 一 截 D患 者 的 行 走 功 能 进 行 评 定 1 >-/?
行走时 人 体 重 心 不 仅 在 运 动 方 向6而 且 在 垂 直 方 向 上 不 断 改 变 着 位 置 和 速 度6其 中6身 体 重 心 在 垂 直 方 向 的 速 度 变 化与各 关 节 及 其 活 动 肌 的 力 学 状 况 有 密 切 关 系1例 如6分 析 一侧膝关节 在 行 走 期 间 的 关 节 内 力 时6需 要 分 析 膝 关 节 以 上 身体各部分 重 心 的 位 置 和 加 速 度 变 化6有 关 的 参 数 值 是 进 行 下 肢 膝 关 节 受 力 分 析 时 必 不 可 少 的 基 础 数 据 1 >--?
A 步态生物力学研究的应用 ;"- 功能评定
步态的生物力学研究是运动功能测量的重要组成部分6 它以生物体 的 移 动 状 态 为 研 究 对 象6测 量 参 数 具 有 自 主 控 制 成 分 1根 据 步 态 分 析 所 得 的 运 动 学 @步 态 时 间 B距 离 参 数 以 及 动 力 学 参 数 可 以 推 测 步 行 的 对 称 性 和 圆 滑 性 1根 据 重 心 位 移 和力作 用 点 轨 迹 可 以 判 断 其 稳 定 性 和 波 动 性1根 据 步 速@步 频 @步 行 持 续 距 离 可 判 断 其 速 度 @节 奏 和 持 久 性 1
/ 前言 步态生 物 力 学 研 究 是 运 用 力 学 方 法 和 技 术?并 基 于 人 体
机能解剖学和生理学的基本理论对人体行走功能状态进行
测 量 ]分 析 ]评 价 的 应 用 研 究 ^随 着 现 代 电 子 技 术 ]测 量 技 术 ? 尤其是计算 机 技 术 的 迅 速 发 展?智 能 化 的 步 态 分 析 系 统 使 定 量]客 观 评 价 不 同 状 态 下 人 体 行 走 功 能 的 研 究 领 域 大 大 拓 展?使有 些 复 杂 的 功 能 性 问 题 的 研 究 也 成 为 可 能^步 态 分 析 对 人 体 运 动 系 统 和 神 经 系 统 疾 病 的 病 因 分 析 和 诊 断?功 能] 疗效与 残 废 评 定?骨]关 节 假 体 与 义 肢 设 计?截 瘫 病 人 的 行 走 功能重建等 均 有 重 要 意 义?已 成 为 基 础 和 临 床 研 究 中 不 可 缺 少 的 手 段 之 一?在 人 类 学]体 育 学 和 宇 航 学 等 领 域 也 具 有 特 殊的价 值^步 态 生 物 力 学 研 究 的 主 要 方 法 包 括!步 态 的 影 像 测 量]身 体 平 衡 测 量]肌 电 测 量]支 撑 反 力 测 量 及 压 力 分 布 测量^
足%地 接 触 力 通 常 可 按 垂 直]前 后 和 左 右 方 向 做 三 维 记 录 ^临 床 应 用 时 ?主 要 观 察 力 %时 间 曲 线 的 特 征 ?即 谷 峰 值 ]谷 值 的 出 现 时 间 和 幅 度 的 变 化^行 走 时 足%地 接 触 力 在 垂 直 方 向 上 的 分 力 最 大?在 每 个 步 态 周 期 转 折 点 出 现 极 值 ?足 跟 着 地时有 一 极 大 值?随 足 部 逐 渐 放 平?受 力 面 积 逐 渐 增 大?受 力 减小?足 部 完 全 放 平 时 受 力 达 最 小?至 足 跟 离 地?足 趾 登 地 时 出 现 另 一 极 大 值?即 在 整 个 步 态 周 期 中?垂 直 方 向 受 力 曲 线 具 有 典 型 的 对 称 双 峰 性 质 ^正 常 人 足 %地 接 触 力 在 水 平 ]前 后 方 向 受 力 较 小 ?且 基 本 对 称 ^研 究 认 为 不 同 年 龄 人 体 的 足 %地 接 触 力 无 显 著 性 差 异1’2^
0 步态的生物力学参数 $>" 时间参数
步 行 是 全 身 肌 肉 参 与?包 括 人 体 重 心 移 位]骨 盆 倾 斜 旋 转]髋]膝]踝 关 节 伸 屈]内 外 旋 展 等?使 人 体 位 移 的 一 种 复 杂 的 随 意 运 动1"2^行 走 过 程 中?从 一 侧 脚 跟 着 地 开 始 到 该 脚 跟 再 次着地构成 "个步态周期^对指定的下肢而言?"个步态周 期 的 活 动 可 分 为 支 撑 时 相 和 摆 动 时 相 ^支 撑 时 相 又 分 为 脚 跟 着 地]趾 着 地]支 撑 中 期]脚 跟 离 地]蹬 离 期 和 趾 离 地 诸 动 作 阶 段 ^摆 动 时 相 分 为 加 速 期 ]摆 动 期 和 减 速 期 ^常 速 行 走 时 ? 支 撑 时 相 约 占 整 个 步 态 周 期 的 (#34 (’3?因 此?当 一 侧 下 肢 进 入 支 撑 时 相 时?另 侧 下 肢 尚 未 离 地?两 下 肢 同 时 负 重 称 为双肢负重期^双肢负重期约占全周期的 $’>’3?占支撑时 相的 &&>’3?支撑时相的其它时间为单肢负重期^随着年龄 的 增 长 ?单 ]双 支 撑 时 相 占 步 态 周 期 的 比 例 也 随 之 增 加 1$2^不 同性别和身 高 的 人?其 支 撑 时 相 和 摆 动 时 相 所 占 的 比 例 无 明 显 差 异1+2^ $>$ 空间参数
周有礼 等 通 过 对 妊 娠 妇 女 步 态 的 动 力 学 分 析6建 立 适 合 孕妇动作的 步 态 分 析 模 式6为 妊 娠 妇 女 步 态 研 究 提 供 功 能 评 定 依 据 6但 无 具 体 评 价 指 标 1 >-!?
伍勰等 认 为6老 年 人 常 速 行 走 步 态 的 各 参 数 指 标 均 反 映 了老年人运 动 机 能 的 退 化6特 别 是 膝 关 节 的 股 四 头 肌 和 小 腿 三 头 肌 机 能 衰 退 明 显6老 年 人 应 注 意 这 !处 运 动 能 力 的 练 习 1 >-;?
文 章 编 号 !"##$%&’$()$##$*#"%##"(%#$
中国体育科技 $##$年)第 +’卷*第 "期 ,-./0 12345 1,.6/,60/7 56,-/3839: ;<=>+’>/<>"?$##$
步态生物力学研究进展
@ABCBDBEFGAHBIBJKLMBNOKPQRKMBGAENRGDKNSERO
吴 剑 李建设\步态生物力学研究进展
!"#"! 踝关节力
$%&’(&%和 )%*+,&(于 -./0年 曾 估 算 踝 关 节 力 超 过 !倍 体重12&3%&4等在 -.5/年采用数学模型方法6测定踝关节反 作 用力为 /"!倍体重127*899&%等在 -.55年测算的踝关节反 作 用 力 约 为 /倍 体 重1:*(,&%于 -.55年 估 算 踝 关 节 力 在 ;"/.< =倍 体 重 之 间 1 汤 荣 光 等 人 对 单 肢 负 重 期 踝 关 节 力 进 行 了 测 定6测 得 在 单 肢 负 重 期 踝 关 节 力 出 现 最 大 值6约 #"=5 倍 体重>.?1因此6可以确定人体踝关节力约为 /倍体重1比较 男 @女 性 踝 关 节 力 6经 检 验 无 显 著 性 差 异 1 >-0? !"#"; 身体重心的加速度
髋]膝]踝 关 节 在 行 走 中 的 角 度 变 化 主 要 体 现 为 在 步 态 周期中 的 角 度 5时 间 关 系 曲 线?单 一 的 角 度 数 值 变 化 意 义 不 大1)2^通 过 对 研 究 对 象 各 关 节 在 不 同 平 面 上 活 动 的 角 度%时 间 关 系 曲 线 与 正 常 人?或 左 右 脚 之 间?或 治 疗 前 与 治 疗 后 不 同 时 期 的 角 度%时 间 关 系 曲 线 的 比 较?可 以 反 映 研 究 对 象 各 关 节 的 功 能 情 况 和 治 疗 效 果^角 度%角 度 曲 线 可 以 形 象 地 表 现行走 中 两 个 关 节 间 的 协 调 关 系?当 神 经]肌 肉 功 能 异 常 时? 角 度 %角 度 曲 线 也 出 现 异 常 ?表 明 两 侧 下 肢 的 协 调 性 差 ^ $>& 力学参数 $>&>" 足%地接触力
行走时 左 右 足 跟 )或 趾 尖 *间 的 纵 间 距 离 称 为 步 长?而 同
侧足跟)或 趾万尖方*数两 次据着 地 间 的 距 离 称 为 步 周 长 或 周 期 跨 距^ "(
步长与身高显著相关?中国青年男性的步长约为 ’’>#4))>’ df?女 性 步 长 约 为 ’#>#4 )#>#df1&2^身 高 相 同 的 男]女 性? 其 步 长 无 显 著 差 异?且 步 长 随 着 年 龄 的 增 大 而 下 降1’2^健 康 成 年 人 以 其 正 常 步 态 行 走 时?身 体 质 心 上 下 起 伏 约 为 &>& df1(2^ $>+ 时%空参数