【摘 要】
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护膝作为一种运动过程中的膝关节保护产品,被广大运动爱好者和专业运动员广泛使用,但其对人体下肢生物力学的影响机制尚未明确。目前国内外对穿戴膝关节护具的下肢生物力学研究主要集中在动力学和运动学方面,对于足底压力方面的影响研究较少,然而已有研究发现膝关节损伤与足形态和足底压力改变有关。基于此,本文旨在以穿戴护膝时的足底压力分布为研究内容,深入分析COP轨迹和足底压力参数的变化趋势,探究穿戴典型运动护膝对
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护膝作为一种运动过程中的膝关节保护产品,被广大运动爱好者和专业运动员广泛使用,但其对人体下肢生物力学的影响机制尚未明确。目前国内外对穿戴膝关节护具的下肢生物力学研究主要集中在动力学和运动学方面,对于足底压力方面的影响研究较少,然而已有研究发现膝关节损伤与足形态和足底压力改变有关。基于此,本文旨在以穿戴护膝时的足底压力分布为研究内容,深入分析COP轨迹和足底压力参数的变化趋势,探究穿戴典型运动护膝对青年人和老年人足底压力分布的影响,并为长期佩戴护膝者设计配套的减压鞋垫。本研究选取三种典型运动护膝,以慢跑运动为例,按照三种不同护膝种类和佩戴方式将实验分成对照组和9组实验组。利用Pedar-X足底压力测试鞋垫采集青年人和老年人在穿戴三种护膝时的COP轨迹、峰值压强、接触面积和足底冲量数据。本研究利用Pedar-X软件将足底分为8个区域,得到各分区足底压力参数的变化情况。通过对实验数据进行单因素方差分析,得出的主要结论:(1)穿戴护膝对青年组和老年组产生了不同的变化趋势影响,通过对COP轨迹数据的分析发现穿戴护膝对老年人的侧向稳定性产生影响,并推断佩戴防护面积较大的两种护膝慢跑会增大老年人跌倒的风险;(2)穿戴护膝时两组受试者的后跟区域峰值压强均显著减小,同时,穿戴护膝导致青年人足弓区域峰值压强出现显著的减小的趋势,但老年人穿戴护膝时前足和足弓区域峰值压强显著增大;(3)青年人穿戴护膝时的整足接触面积减小,接触面积变化主要集中在后跟区域和右足足弓区域,老年人穿戴护膝则出现内侧足弓和后跟区域接触面积显著减小,内侧跖骨区域接触面积增大的变化趋势;(4)青年人穿戴护膝时整体左足足底冲量呈现减小的趋势,但右足足底冲量呈现增大趋势,老年人双足前足和中足部位足底冲量呈现增大的趋势,后跟区域足底冲量减小;(5)从三种护膝对足底压力的影响差异来看,防护面积和绑缚力量较大的两种护膝的作用效果比作用面积较小的髌骨带的影响更为显著。基于具体实验结果,论文最后对不同年龄的运动人群提出了运动护膝选择建议,并进行了与佩戴护膝相配套的减压鞋垫设计。
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