下肢外肌肉助力装置对人体上下楼梯的生物力学机制研究

来源 :西安体育学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leinuo2222
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的:随着我国人口老龄化,老年人群不断增加,上下楼梯这件简单的事对于老年人或是四肢受限的人群来说可谓是举步维艰。上楼梯这个行走方式会使膝关节负担加重,加快半月板的磨损。因此研究一种物美价廉、穿戴方便、普通民众可以使用的下肢助力装置对于我国中老年人上下楼梯中具有一定的实用价值。本文运用高速摄影、三维测力台和表面肌电同步测量并记录人体上下楼梯过程中穿戴与不穿戴下肢外肌肉助力装置的真实数据,为下肢外肌肉助力装置研究提供可靠支撑。方法:本次实验选取西安体育学院2018级运动康复及运动人体科学班10名男生为受试者。受试者穿戴与不穿戴下肢外肌肉助力装置进行上下楼梯实验。运用数理统计法对表面肌电数据、特殊时刻点关节角度和三维测力台实验数据进行整理并分析。对采集到的数据用平均值±标准差来表示,利用Excel2003软件和IBM SPSS Statistics v20.0.0软件对得到的运动学指标和动力学指标进行配对样本T检验,比较指标差异性。运用Emg Server肌电分析软件,将收集到的肌电信号转化为IEMG和RMS等实验数据,对测试出的原始数据进行统计学处理。结果:(1)上楼梯步态中第二双支撑期开始时和第二单支撑期开始时穿戴下肢外肌肉助力装置右髋、右膝均关节角度变大。四个特殊时刻点穿戴下肢外肌肉助力装置右踝关节角度变大。(2)下楼梯步态中下楼梯第二双支撑期开始时右髋、右膝、右踝关节角度均变大。(3)上楼梯第一单支撑期开始时、上楼梯第二双支撑期开始时和上楼梯第三双支撑期开始时穿戴后重心高度均值±标准差大于穿戴后,且呈现出显著性差异(P<0.05);下楼梯第一双支撑期开始时穿戴后重心高度均值±标准差大于穿戴后,且呈现出显著性差异(P<0.05)。下楼梯第二双支撑期开始时穿戴后重心高度均值±标准差大于穿戴后,且呈现出极显著性差异(P<0.01)。(4)上楼梯第一双支撑期左臀大肌、第一单支撑期左臀大肌、第二双支撑期右半腱肌、第二单支撑期右股二头肌、右腓肠肌内侧头穿戴前RMS均值±标准差大于穿戴后,且呈现出显著性差异(P<0.05)。第一双支撑期左股直肌、左半腱肌、左股二头肌、第一单支撑期左股直肌、左半腱肌、左股二头肌、第二双支撑期右臀大肌、右股直肌、右股二头肌、第二单支撑期右臀大肌、右股直肌、右半腱肌穿戴前RMS均值±标准差大于穿戴后,且呈现出极显著性差异(P<0.01);而第二双支撑期右胫骨前肌穿戴前RMS均值±标准差小于穿戴后,且呈现出显著性差异(P<0.05)。第一双支撑期左胫股前肌、第一单支撑期右股直肌、右腓肠肌内侧头、第二单支撑期左股直肌、左腓肠肌内侧头穿戴前RMS均值±标准差小于穿戴后,且呈现出极显著性差异(P<0.01)。(5)下楼梯第一单支撑期左股直肌、第二单支撑期右股直肌穿戴前RMS均值±标准差大于穿戴后,且呈现出极显著性差异(P<0.01);而第一单支撑期右股二头肌穿戴前RMS均值±标准差小于穿戴后,且呈现出显著性差异(P<0.05)。第一单支撑期右胫骨前肌、第一双支撑期右股二头肌、第二单支撑期左股二头肌、左胫骨前肌、第二双支撑期左股二头肌穿戴前RMS均值±标准差小于穿戴后,且呈现出极显著性差异(P<0.01)。(6)上楼梯一个步态周期中右半腱肌穿戴前IEMG均值±标准差大于穿戴后,且呈现出显著性差异(P<0.05)。左臀大肌、左半腱肌、左股二头肌、右臀大肌穿戴前IEMG均值±标准差大于穿戴后,且呈现出极显著性差异(P<0.01);而左胫股前肌、右胫骨前肌、右腓肠肌内侧头穿戴前IEMG均值±标准差小于穿戴后,且呈现出显著性差异(P<0.05)。左腓肠肌内侧头穿戴前IEMG均值±标准差小于穿戴后,且呈现出极显著性差异(P<0.01)。(7)下楼梯一个步态周期中右股直肌穿戴前IEMG均值±标准差大于穿戴后,且呈现出显著性差异(P<0.05)。左股直肌穿戴前IEMG均值±标准差大于穿戴后,且呈现出极显著性差异(P<0.01);而左右股二头肌和左右胫骨前肌穿戴前IEMG均值±标准差小于穿戴后,且呈现出极显著性差异(P<0.01)。(8)下楼梯测力台穿戴后Z轴地面支反力最大值均值大于穿戴前Z轴地面支反力最大值均值,且呈现出极显著性差异(P<0.01)。结论:(1)穿戴下肢外肌肉助力装置在上楼梯支撑腿蹬伸过程中,下肢髋、膝关节转动角度变小,上楼梯全过程中踝关节转动角度变小;在下楼梯过程摆动腿接触下一级台阶时,髋、膝、踝转动角度均变小,以保护关节,减少关节受力。(2)穿戴下肢外肌肉助力装置在上下楼梯过程中,人体重心会有小幅度的提升。(3)穿戴下肢外肌肉助力装置在上楼梯过程中会使蹬伸腿同侧的臀大肌、股直肌、半腱肌和股二头肌省力,使蹬伸腿同侧的胫骨前肌费力。在上楼梯抬腿过程中会使同侧的股直肌、腓肠肌费力;在下楼梯过程中会使支撑腿同侧的股二头肌和胫骨前肌费力。在下楼梯摆动腿前摆过程中使股直肌省力。(4)穿戴下肢外肌肉助力装置在下楼梯过程中会使摆动腿接触下一级台阶时的地面支反力减少,从而保护髋、膝、踝关节免受损伤。
其他文献
在当今社会迅速发展的背景下,人工作业愈发不能满足工业生产的需要,人类生产生活的智能化需求让机器人迅速进入了大众的视野,引起了国内外学者的广泛关注。本文的研究背景是设计一台由龙门架和机械臂组成的回收装置,末端机械臂的运动是涉及多个自由度的复杂空间运动,因此需要通过设计合适的控制策略使末端机械臂能够准确的到达指定作业位置。本文以五自由度串联机械臂为设计目标对其运动学、动力学特性以及复杂环境下的容错控制
以竞技举重运动项目理论和实践规律为依据,通过对陕西省优秀女子举重运动员向秋香的年度训练计划中的训练计划安排、训练负荷、训练内容和赛前调整等方面的资料进行系统整理和分析,总结出陕西省优秀女子举重队队员向秋香在年度训练计划安排中不同阶段的训练效果和特征,以及年度训练计划安排的科学性,同时试图探索适合59公斤级别的女子举重运动员竞技能力和训练特点的规律,希望为举重教练员在今后59公斤级别女子运动员的年度
小电流接地系统在我国配电网中广泛存在,虽然小电流接地系统中发生单相接地故障后仍然允许连续运行一段时间,但如果不能及时对故障进行处理仍会造成严重的后果,产生巨大的损失。目前,小电流接地故障选线装置种类繁多,但现有装置平台仍然存在选线准确率不能满足需求、开发程序复杂以及功能相对单一等缺陷。针对这一问题,本文选择使用具有强大信号处理功能以及扩展功能的LabVIEW软件,设计开发了一套利用改进的判据融合选
亲社会冒险行为(prosocial risky behavior,PRB)即对社会或者他人能够产生积极影响的风险行为(Skaar et al.,2014),比如路见不平拔刀相助、花费时间当志愿者、制止同伴被校园欺凌等,亲社会冒险行为同时具有冒险性和亲社会性的特征。本研究重点从同伴关系和自我控制两方面对亲社会冒险行为进行研究。为探究同伴关系和自我控制对亲社会冒险行为的影响,本文分为3个子研究采用文献
本论文以互联网内容监管为研究背景,以网络秀场直播为研究对象,以网络秀场直播的监管为切入点,通过对当前网络秀场直播的现状进行考察,将政府的外部治理、平台的内外部治理、公会的内部治理以及社会的外部治理相结合,分析网络秀场直播监管随着社会环境的改变而发生的规律性的结构性的变化及其动因,阐述当前网络秀场直播监管面临的问题和挑战,进而对网络秀场直播监管主体的应变提出策略性建议。在研究方法上,本论文倚重公共治
格里格是19世纪末20世纪初挪威作曲家、指挥家、钢琴家,《c小调第三小提琴与钢琴奏鸣曲》(Op.45)是他所谱写的室内乐代表作之一。笔者从小提琴演奏者角度出发,通过小提琴演奏实践以及与钢琴的合作,探讨二者之间的问题,希望能为钢琴与小提琴重奏作品提供更多的参考。文章分为三个部分:第一章讲述格里格《c小调第三小提琴与钢琴奏鸣曲》创作背景及其特征;第二章为作品的音乐本体技术性要素分析,探索作曲家的创作意
机器人自问世以来,始终在人类的生产生活中扮演着重要角色。作为应用最广的机器人,机械臂逐渐成为研究热点。为提高机械臂的智能化水平,视觉传感器在机械臂上的应用得到了广泛的关注。本文介绍了视觉技术在机械臂中的应用历史及发展现状,对标传统的基于运动学的位置控制,模拟人通过视觉控制手臂抓取目标物体的方式,提出了一种与之对应的基于视觉反馈的位置控制。这种方法适用于三自由度及以下机械臂,通过目标点和机械臂在视觉
词汇联想测试由Francis Galton首创,是探究受试者心理词汇的一种重要方式。本文对中国和巴基斯坦学生分别进行词汇联想测试并制作反应词词频表。旨在从语义关系和文化动因两个方面,对比两国学生词汇联想的异同,深入探讨两国学生在颜色内涵、生活环境和说话方式等方面的差异,从而为中巴跨文化交流提供启示,并针对巴基斯坦学生提出教学建议。
《“健康中国2030”规划纲要》中明确指出建设健康中国要以“共建共享、全民健康”为战略主题。围绕人民健康这个中心,重点加强基层健康建设,通过改革创新推动我国健康事业的发展。健康不但是个体全面发展的重要基础,同时也是社会经济发展的必要条件。同时,我国有限的公共体育场地设施不能完全满足人民日益增长的健身的需求,在这种大环境下,政府除了加大对公共体育资源的投资力度,还可以充分挖掘和利用高校的体育场馆资源
多数信息网络传播权规制的交互式网络传播行为都涉及复制,即将作品上传至网络服务器。但仍有部分交互式网络传播行为无须传播者首先复制作品,因此交互式网络传播行为与复制行为并不重合。作品一经上传,复制行为即告结束,无所谓停止侵权。通过上传侵害复制权造成的损失仅为制作一份复制件应支付的许可费,与网络传播的范围与时间无关,因此仅凭借复制权不足以在网络环境中保护权利人的利益。版式设计权仅包含复制权,不包含信息网