李旭鸿  范年春  韩斌  苏云

目的:探讨人体单脚足底落地过程中,落地高度对其矢状面内下肢关节运动学、动力学和能量耗散的影响及性别之间的差异。

方法:采用红外高速运动捕捉系统QUALISYS和三维测力台KISTLER同步采集18名在校大学生单脚落地过程,采样频率分别为500 Hz和1000 Hz。通过逆向动力学运算获取关节力矩,关节角速度与力矩的乘积被定义为关节功率,对功率积分得到关节做功。

结果:随着落地高度的增加,不论男、女,其踝关节的活动范围、踝关节角速度峰值、地面反作用力合力峰值、踝和髋关节力矩峰值以及踝关节做功均随之增大,且呈显著性差异(P<0.05或P<0.01)。与男性相比,女性从0.50 m高度单脚足底落地其踝关节角速度峰值、地面反作用力合力峰值、踝关节功率峰值均高于男性(P<0.05),而下肢各关节活动范围和踝关节力矩峰值则低于男性(P<0.05)。

结论:相对于男性,女性采取较为硬式的单脚落地技术。不论男、女,其单脚足底落地时均以踝关节跖屈肌为主、髋关节伸肌为辅的耗散能量策略来抵抗冲击负荷。随着落地高度的增加,呈现出男、女踝关节跖屈肌耗散比重增加而髋关节伸肌耗散比重减少的趋势。建议未来研究应关注单脚落地时下肢各关节运动如何才能耗散能量最大化,进而更好地缓冲避震来减少下肢关节损伤的发生。