● 摘要
踝关节是人体负重量最大的屈戌关节。在正常人体踝关节力学特性的研究中,踝关节力矩–角度两者之间关系是踝关节力学特性之一。人体踝关节力矩–角度关系在辅助踝关节疾病临床诊断、标准动态仿真假人研究、假肢设计与制造、体育运动等研究领域具有广泛应用。本文运用等速测试的研究方法,在实验室条件下对正常人体踝关节进行背屈跖屈、内翻外翻活动的生物力学实验,并进行数据分析得出相关结论,最后讨论了正常人体踝关节力矩–角度的影响因素。
本研究对60名在校大学生进行踝关节力矩–角度研究,实验采用等速测试模式对受试者踝关节背屈跖屈、内翻外翻活动进行研究,每个活动分为主动测试模式和被动测试模式,且每个活动分别进行三个不同角速度( 10°/s、20°/s、30°/s)测试,每个角速度进行3次重复性周期实验。
本实验所得的主要结果如下:
(1)对踝关节背屈跖屈活动的生物力学单一指标进行分析,最大关节活动度、峰力矩、相对峰力矩、屈伸比等指标男女间存在显著性差异、左右侧不存在显著性差异、不同角速度存在显著性差异;主动模式人体踝关节跖屈峰力矩大于背屈峰力矩;主动模式踝关节背屈跖屈力矩–角度曲线变化幅度随角速度的增加而减小;被动模式踝关节背屈跖屈力矩–角度关系可用指数函数进行数据拟合。
(2)对踝关节内翻外翻活动的生物力学指标进行分析,最大关节活动度、峰力矩等指标男女间不存在显著性差异、左右侧不存在显著性差异、不同角速度不存在显著性差异;分析得到主动模式踝关节内翻外翻活动的力矩–角度关系曲线特征;被动模式下内翻外翻活动的力矩–角度关系可用指数函数进行数据拟合。
(3)对踝关节背屈跖屈、内翻外翻活动的力矩–角度关系进行分析,得出力矩–角度关系曲线的变化趋势,对力矩–角度关系曲线进行分型。
本文对性别、不同角速度和左右侧下肢三个影响因素进行了详细讨论,分析了不同因素对踝关节力矩–角度关系的影响,为相关研究提供了参考。
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