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负重折返跑中肩扛跑和侧抱跑的下肢生物力学仿真分析 被引量:3
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作者 姚军威 韦俏丽 +3 位作者 郑伟涛 李铭哲 魏鑫 代永胜 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期496-496,共1页
目的运用生物力学仿真的方法探索负重折返跑中肩扛跑和侧抱跑2种动作的下肢生物力学特征,为损伤预防提供理论依据。方法采用三维动作捕捉系统、Kistler三维测力台和光栅计时系统对10名受试者肩扛和侧抱20 kg模拟弹药箱以4 m/s速度跑步... 目的运用生物力学仿真的方法探索负重折返跑中肩扛跑和侧抱跑2种动作的下肢生物力学特征,为损伤预防提供理论依据。方法采用三维动作捕捉系统、Kistler三维测力台和光栅计时系统对10名受试者肩扛和侧抱20 kg模拟弹药箱以4 m/s速度跑步的运动学和动力学数据进行采集,采用Anybody仿真软件建立个性化肌骨模型进行仿真。本研究指标包括:垂直地反力加载率、髋关节峰值力矩、膝关节峰值力矩和肌肉活动度。垂直地反力以体重进行标准化处理,力矩以身高×体重进行标准化处理。采用SPSS 25.0软件以单因素重复测量方差分析的方法对肩扛和侧抱研究指标进行分析,显著性水平α设为0.05。结果肩扛跑垂直地反力加载率和髋关节峰值力矩显著低于侧抱跑(P<0.05);肩扛跑膝关节峰值力矩显著高于侧抱跑(P<0.05);肩扛跑臀大肌肌肉活动度显著低于侧抱跑。结论肩扛跑和侧抱跑的髋关节和膝关节损伤风险不同;侧抱跑臀大肌损伤风险高于肩扛跑。 展开更多
关键词 折返跑 下肢生物力学 峰值力矩 标准化处理 损伤预防 计时系统 重复测量方差分析 膝关节损伤
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不同缓震科技篮球鞋缓震性能的研究
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作者 姚军威 韦俏丽 +4 位作者 熊熠 熊锋 魏鑫 张军平 代永胜 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期521-521,共1页
目的用运动生物力学实验的方法探究不同缓震科技篮球鞋落地缓冲过程中地面反作用力的特征,分析对比不同缓震科技篮球鞋的缓震性能,帮助消费者选择与自己匹配的篮球鞋,为篮球鞋制造商鞋具开发设计提供参考。方法采用Kistler三维测力台采... 目的用运动生物力学实验的方法探究不同缓震科技篮球鞋落地缓冲过程中地面反作用力的特征,分析对比不同缓震科技篮球鞋的缓震性能,帮助消费者选择与自己匹配的篮球鞋,为篮球鞋制造商鞋具开发设计提供参考。方法采用Kistler三维测力台采集10名cuba篮球运动员穿着4种缓震科技的篮球鞋(科技、TAICHI科技、灵动悬浮科技、氮科技)从4种高度(15、30、45、60 cm)落地的地面反作用力数据。采用SPSS 25.0软件以双因素(鞋×高度)重复测量方差分析的方法对比分析垂直地反力峰值、到达垂直地反力峰值时间、平均负载率、最大负载率、到达最大负载率时间,显著性水平α设为0.05。结果鞋和高度的交互效应对垂直地反力峰值、到达垂直地反力峰值时间、最大负载率和到达最大负载率时间的影响显著(P<0.05);鞋因素对垂直地反力峰值、平均负载率、最大负载率和到达最大负载率时间的影响显著(P<0.05)。结论篮球鞋的缓震科技特性在落地缓冲过程中发挥重要作用。消费者选择缓震篮球鞋需要考虑自身弹跳高度。 展开更多
关键词 运动生物力学 地面反作用力 篮球鞋 负载率 重复测量方差分析 篮球运动员 峰值时间 三维测力台
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超重人群与正常人群落地纵跳过程中下肢生物力学比较研究
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作者 徐玉鹏 姚军威 +1 位作者 马勇 郑伟涛 《中国运动医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期111-117,共7页
目的:探讨超重人群与正常人群落地纵跳过程中下肢生物力学差异。方法:采用Vicon三维动作捕捉系统和Kistler三维测力台共同采集12名正常体重和12名超重男性大学生在落地纵跳过程中的下肢生物力学相关数据,并通过Visual 3D软件计算出下肢... 目的:探讨超重人群与正常人群落地纵跳过程中下肢生物力学差异。方法:采用Vicon三维动作捕捉系统和Kistler三维测力台共同采集12名正常体重和12名超重男性大学生在落地纵跳过程中的下肢生物力学相关数据,并通过Visual 3D软件计算出下肢运动学、动力学数据。比较两组人群关节活动度、力矩及刚度的差异,通过线性回归统计分析超重人群关节刚度对下肢刚度的贡献程度。结果:运动学方面,超重组踝、膝、髋三关节离心末期关节角度均小于正常组(P<0.05),下肢三关节关节活动度均小于正常组(P<0.05)。动力学方面,超重组髋、膝关节最大蹬伸力矩及功率出现时间均较正常组延迟(P<0.05),超重组膝关节最大蹬伸力矩大于正常组(P<0.05),膝关节、踝关节最大蹬伸功率小于正常组(P<0.05)。刚度方面,超重组下肢刚度大于正常组(P<0.05),膝关节刚度、踝关节刚度大于正常组(P<0.05),超重组膝关节刚度对整体下肢刚度有显著贡献(P<0.05)。结论:在落地纵跳过程中,与正常人群相比,超重人群关节活动度不足,膝关节力矩过大,从而导致了下肢刚度过大。超重人群较正常人群有较高的损伤风险。超重人群在训练中要注重关节活动度的训练,同时注意膝关节防护,避免膝关节产生运动损伤。 展开更多
关键词 超重人群 落地纵跳 生物力学 刚度 损伤预防
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电动式骑马机生物力学特征分析
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作者 韦俏丽 姚军威 郑伟涛 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期169-169,共1页
目的骑马机是模拟真实骑马运动的骑马装置,大多应用于康复治疗领域,通过对比人体在不同运动速度下关节活动、肌肉活性和身体负荷强度特征的变化,探究电动式骑马机运动锻炼效果。方法招募21~23岁男性健康成年普通大学生32名为实验对象,运... 目的骑马机是模拟真实骑马运动的骑马装置,大多应用于康复治疗领域,通过对比人体在不同运动速度下关节活动、肌肉活性和身体负荷强度特征的变化,探究电动式骑马机运动锻炼效果。方法招募21~23岁男性健康成年普通大学生32名为实验对象,运用Vicon运动捕捉系统、Noraxon无线表面肌电测试仪和Polar心率表,采集不同速度下骑马机运动时身体运动学数据、主要表面肌群肌电信号和心率数据,通过Excel和SPSS统计软件进行分析,采用单因素方差法进行统计学比较。结果不同速度间在相同维度坐标轴上质心移动距离均无显著性差异(P<0.05);靠上的背部与腰部标志点相比,运动幅度明显减小,且距离马鞍越近,人体运动幅度越大;颈关节、腕关节与膝关节在不同速度下关节活动度均表现出显著性差异(P<0.05);大部分肌群RMS值在不同速度下均表现出了显著性差异(P<0.01),所有肌群均表现出运动频率越高,幅值越大的特点;速度增加时,核心肌群功率谱曲线向左偏移趋势变化最为明显;不同速度电动骑马机运动心率百分比在50%~70%之间。结论电动式骑马机运动模式属于被动运动;速度增加时,腰背部核心肌群逐渐调动,产生全身动态复杂肌肉协调模式来控制身体姿势;电动式骑马机运动强度小,属于有氧运动。 展开更多
关键词 运动幅度 关节活动度 男性健康 锻炼效果 肌群 电动式 有氧运动 腕关节
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接盘落地动作下肢生物力学特征的性别差异研究
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作者 韦俏丽 姚军威 郑伟涛 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期497-497,共1页
目的接盘是UF(ultimate frisbee,UF)的基本动作,对UF运动损伤的相关研究有助于飞盘运动健康的发展,通过对比女性与男性极限飞盘爱好者接盘落地动作的下肢生物力学数据,探究接盘落地动作的性别差异。方法招募14名女性UF爱好者和14名男性U... 目的接盘是UF(ultimate frisbee,UF)的基本动作,对UF运动损伤的相关研究有助于飞盘运动健康的发展,通过对比女性与男性极限飞盘爱好者接盘落地动作的下肢生物力学数据,探究接盘落地动作的性别差异。方法招募14名女性UF爱好者和14名男性UF爱好者,使用Vicon三维运动捕捉系统、kistler三维测力台、Optogait光学步态智能测评仪和Visual 3D仿真分析软件对不同性别UF爱好者接盘落地动作下肢生物力学特征进行分析,采用独立样本t检验比较女性和男性生物力学指标的差异。结果(1)运动学指标:女性与男性相比,触地时髋关节外展角减小,膝关节外展角增加(P<0.05);在整个动作周期中,女性膝关节外展角峰值与男性相比更大,女性髋内收角峰值与男性相比更大(P<0.05)。(2)动力学指标:女性与男性相比,垂直地反力与垂直地反力加载率均减小(P<0.05);女性与男性相比,踝关节、膝关节和髋关节矢状面力矩峰值显著降低,膝关节外展力矩峰值、髋关节外展力矩峰值和内收力矩峰值显著降低(P<0.05)。结论女性与男性的接盘落地动作存在运动学与动力学差异,女性比男性的损伤风险高;男性的相对动作负荷高于女性。建议女性加强动作控制等相关训练降低损伤风险,男性加强体能训练预防高负荷带来的劳损。 展开更多
关键词 下肢生物力学 体能训练 3D仿真 运动损伤 动作控制 损伤风险 三维测力台 加载率
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基于Anybody的足球运动员大角度侧切下肢生物力学仿真分析 被引量:6
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作者 姚军威 韦俏丽 +2 位作者 马勇 郑伟涛 程阳 《中国运动医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期9-16,共8页
目的:对足球运动员大角度(135°、180°)侧切下肢运动学、动力学、肌肉活动度以及肌肉受力进行分析,探讨大角度侧切下肢膝关节损伤风险,通过比较不同角度侧切生物力学特征,为足球侧切防伤训练方案的制定提供理论依据。方法:招... 目的:对足球运动员大角度(135°、180°)侧切下肢运动学、动力学、肌肉活动度以及肌肉受力进行分析,探讨大角度侧切下肢膝关节损伤风险,通过比较不同角度侧切生物力学特征,为足球侧切防伤训练方案的制定提供理论依据。方法:招募12名男性足球二级运动员,运用Vicon三维动作捕捉系统、Kistler三维测力台同步采集受试者135°、180°侧切的下肢运动学、动力学数据。通过Anybody逆动力学计算,获取并分析膝关节力矩以及下肢主要肌群肌肉活动度和肌肉受力,同时采用Noraxon表面肌电同步采集运动过程中电生理学数据,以验证模型的有效性。结果:(1)135°、180°侧切肌肉活性仿真结果与表面肌电肌肉活性具有高度相关性(R>0.75)。(2)与135°侧切相比,180°侧切膝关节屈曲触地时刻(initial contact,IC)角变大,膝关节屈曲最大角变大(P<0.05);髋关节屈曲/伸展IC角、内旋/外旋IC角变小(P<0.05);髋关节外展/内收IC角无显著性差异(P>0.05);180°和135°侧切踝关节跖屈/背伸IC角无显著性差异(P>0.05);与135°侧切相比,180°侧切完成时间增加(P<0.05)。(3)与135°侧切相比,180°侧切水平地面反作用力(HGRF)峰值变大(P<0.05),垂直地面反作用力(VGRF)峰值无显著性差异,膝关节内/外翻力矩峰值和伸/屈膝力矩峰值无显著性差异;与135°侧切相比,180°侧切内/外旋力矩峰值减小(P<0.05)。(4)135°侧切与180°侧切腓肠肌外侧头、胫骨前肌、腓骨短肌、股外侧肌、半腱肌、阔筋膜张肌肌肉活动度均超过1;与135°侧切相比,180°侧切腓骨短肌、梨状肌肌肉活动度降低,且梨状肌肌肉活动度小于1(P<0.05),缝匠肌、长收肌肌肉活动度增高,但并未超过1;两种角度侧切时下肢相关肌肉除股二头肌长头和大收肌受力有显著性差异外,其他肌肉受力无显著性差异。结论:运用Anybody仿真分析侧切可行、有效;随着侧切角度增大,人体需要更长的缓冲时间、更大的屈膝角度以吸收冲击。大角度侧切属于高损伤风险动作,其易损伤肌肉为腓肠肌外侧头、胫骨前肌、腓骨短肌、股外侧肌、半腱肌、阔筋膜张肌,进行足球防伤训练时应重点加强。 展开更多
关键词 侧切 Anybody 膝关节 肌肉活动度 肌肉受力
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