地面反作用力可用于分析圆周步行时的向心力

2015-02-06 20:04 来源:丁香园 作者:sunnylovely_aj
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沿弯曲路线行走时,中枢神经系统调节运动不仅要考虑到推进需要而且需要平衡转动的身体。转弯运动包括头部,躯干,骨盆和脚的复杂的重新定位并伴随身体方向的调整,以抵消曲线步行时产生的离心加速度和下肢运动的不协调,同时曲线内侧腿的行走距离短于外侧腿。

为了研究两脚地面反作用力的分布及曲线行走轨迹和身体内 - 外位移的关系,来自意大利韦鲁诺物理医学与康复研究所,姿势和运动实验室的Turcato博士及其研究团队进行了相关研究并发表于J NeuroEng Rehabil  2015年1月的电子期刊上。

本研究纳入26名健康参与者,令其在随意状态下按照三个不同的路线行走:直线,圆形顺时针路线,圆形逆时针路线。所有参与者的双脚鞋内都安装有Pedar-X鞋垫。加速器固定于躯干上用于记录身体内外方倾斜角度。研究同时分析步行速度、步行周期的站立时相百分比、地面反作用力的垂直成分(vGRF)、双脚的支撑时相和整个支撑相躯干倾斜角度。

研究发现步行轨迹类型影响步行速度和节奏,即直线步行时步行速度和节奏明显快于曲线步行,但是步行轨迹方向对步行速度和节奏无任何影响。

直线步行时左右脚支撑相的时间相等,沿圆周曲线行走时外侧脚的支撑相的时间短于内侧脚以及直线步行。而内侧脚支撑相的时间与直线步行相当。直线步行时躯干倾斜度可以忽略不计,然而沿圆周曲线轨迹行走时,躯干则向路线的中心方向倾斜。

足跟着地时,直线步行的vGRF大于圆周曲线行走时产生的vGRF。在支撑相中期,圆周曲线步行的双脚vGRF均大于直线步行。足趾离地时,圆周曲线步行的双足vGRF均低于直线步行。并且圆周曲线轨迹内侧脚的vGRF小于外侧脚。圆周曲线步行时,曲线外侧脚的足跟外侧负荷大于内侧脚和直线行走。

另外,曲线内侧脚的足跟外侧负荷小于直线步行。但在跖骨头处的应力正好相反,即外侧脚外侧的负荷下降而内侧脚外侧的负荷增加。

研究认为圆周曲线步行时,由于需要控制躯干倾斜角度以及足跟与跖骨头之间不对称性的负荷使躯干向曲线轨迹中心倾斜从而减慢了步行速度。

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编辑: 张安静

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