大学生步态特点与踝关节等动肌力的相关性研究
慢性踝关节不稳患者的步态动力学特征及平衡训练研究进展
慢性踝关节不稳患者的步态动力学特征及平衡训练研究进展李其志，雷宗恒，姚东，程政，瞿玉兴（南京中医药大学附属常州市中医医院，江苏 常州 ２１３００３）摘 要 慢性踝关节不稳可导致踝关节反复扭伤，病情严重时需行手术治疗。
对慢性踝关节不稳患者的步态动力学特征进行研究，可以为该病的治疗和疗效评价提供客观依据。
本文对慢性踝关节不稳患者的步态动力学特征及平衡训练研究进展进行了综述。
关键词 踝关节；关节不稳定性；步态；平衡训练 踝关节严重扭伤后，若治疗不及时或治疗不当，可使踝关节周围松弛或断裂的韧带无法得到良好修复，随着病情发展，可形成慢性踝关节不稳［１］。
多数慢性踝关节不稳继发于急性踝关节扭伤，临床表现为踝关节疼痛、不稳定或反复扭伤，病情严重时需行手术治疗［２］。
慢性踝关节不稳不仅可引起踝关节创伤性关节炎，还可增加下肢韧带损伤的风险［３］。
由于慢性踝关节不稳患者存在步态动力学特征异常［４］及踝关节动态平衡能力下降［５－６］等问题，以步态动力学特征为切入点，深入研究并量化慢性踝关节不稳患者的运动能力，可为该病的康复训练提供客观依据［７］。
慢性踝关节不稳的诊断与疗效评价方法，主要包括影像学检查、体格检查及基于患者主观感受的问卷调查，这些方法的准确性目前尚存在争议［８］。
步态分析对运动系统疾病的诊断和治疗具有重要意义，但步态动力学分析在慢性踝关节不稳诊断及治疗中的作用尚未引起临床重视。
本文就慢性踝关节不稳患者的步态动力学特征及平衡训练研究进展综述如下。
１ 慢性踝关节不稳患者的步态动力学特征步态动力学分析，是对步行作用力和反作用力的强度、方向及时间等的分析，主要内容包括地面反作用力、力矩及肌肉活动。
１．１ 地面反作用力 步行状态下，在支撑相早期，足与地面接触产生地面反作用力，主要包括垂直分力（反映垂直方向支撑下肢的负重和离地能力）、矢状分力（反映前后方向支撑下肢的驱动和制动能力）及冠状分力（反映内外方向支撑下肢的稳定能力）［９］。
步态分析在足踝外科疾病中的应用进展
步态分析在足踝外科疾病中的应用进展摘要：人的生活离不开走路，步态是走路的特点，临床上因各种病症而产生的步态也各不相同。
步态分析是指在运动观测与动态的基础上，对人在步行过程中的肢体、关节进行观察、分析，并绘制出与之对应的几何图形及数值，以反映其特殊的步态状态。
在足踝手术中，步态分析技术能够评估病人的步态异常，评估病人的步态特征，从而为评估步态异常提供了基础。
关键词：步态；外科；应用；分析；疾病；足踝走路和人的生活息息相关，是一种非常复杂的运动，它涉及到了许多不同的系统，比如重心、关节的转动、屈伸、骨盆的转动，这些都是随机的，如果有一个部位的损伤，就会导致步态的变化。
步态是人的一种行为特点，它受生活习惯、工作环境、受教育程度、性别、疾病等多种因素的影响。
步态分析是一门生物力学学科，它是利用人体的运动观测与动力学的方法来观察、分析人体在步行过程中的肢体、关节，并绘制出与之对应的几何关系及相应的数值，以便以后的统计描述。
步态分析能够从生物力学、运动学等方面对人体的异常进行描述，从而为临床诊断和治疗提供依据。
一、正常步态所谓的正常步态，就是一个健康的成年人，在走路的时候，没有任何的不适，最自然的感觉。
总体来说，其主要特点有三：①在走路时，身体可以保持稳定；②在走路时，步子的大小是适度的；③步行的时候，消耗的能源比较低。
正常步行时，一个脚跟从地到脚后跟再着地为1个步态。
1个步态循环可划分为站立阶段和摇摆阶段。
站立的姿势有脚尖着地、脚跟离地、脚尖离地、脚跟着地等一系列的步态。
摆动阶段分为加速阶段、摆动阶段和减速阶段。
在正常步行状态下，摇摆相占步态总循环的35%~40%。
正常走路的时候，是指身体各大关节的自由活动，要有很好的平衡性和协调性，否则就会出现不正常的步态。
二、异常步态1.摆动相障碍在步态的摆动中，各个关节的姿势会有不同的改变，但是这个改变会引起另一侧的补偿，从而导致步态不正常。
摆动相障碍有：①膝关节活动受限，髋关节屈伸受限；②下肢功能不全，主要表现为膝关节的屈曲受限、足下垂畸形、膝关节僵硬等。
等速肌力测试技术在踝关节中的应用进展
等速肌力测试技术在踝关节中的应用进展等速技术具有客观性、安全性和可重复性的特点。
在运动过程中速度恒定，阻力会随着受试者肌力大小变化而自动调整，与肌肉力量大小无关，在运动范围内均产生最大力量，肌力与阻力始终保持动态平衡。
在运动过程的任意一点均承受最大的阻力，当肌力减弱时，设备随之减少阻力，保护患者避免发生损伤。
因此，等速技术在包含等张和等长优点的同时又弥补了不足。
由于人体不能产生等速运动，需要通过专门的设备使受试者肢体保持在预设特定速度下进行运动。
等速技术可以通过全关节范围的连续动态测试对肌肉进行功能评定和肌肉力量训练。
通过测试获得一系列重要的参数，利用计算机将力矩变化数据自动记录下来，并将数值自动绘制成变化曲线。
通过相关的数据指标和力矩曲线的分析，可以反映肌力、爆发力、耐力等特征，以及反映肌肉功能状态，结合观察训练效果，可为运动处方的制定和修改提供科学的理论依据。
踝关节又称距小腿关节，是人体下肢三大关节之一。
主要功能是跖屈、背伸、外翻、内翻及旋转活动，作用是维持人体平衡、负责人体承重以及保持人体直立、行走、跳跃等动作完成。
踝关节中含有本体感受器，对维持人体平衡非常重要，在体育运动中，踝关节极易受伤，而踝关节损伤可导致本体感觉下降，这与损伤程度成正相关。
本体感觉下降亦可增加踝关节损伤风险,反复再损伤会继发踝关节骨性关节炎。
近年来，等速技术的理论研究和实践应用主要集中在运动医学、神经系统、竞技体育等领域。
一、应用范围1 踝关节不稳：踝关节是人体主要承重关节，由于其特殊的解剖结构，极易发生急性踝关节扭伤。
踝关节损伤后，会导致韧带松弛，处理不当会使关节再次扭伤。
尤其是习惯性踝扭伤患者，反复扭伤致使他们的韧带、关节囊松弛。
外侧副韧带损伤多见，并伴随肿胀疼痛，形成慢性踝关节不稳，继发踝关节骨性关节炎。
此外，踝关节损伤会导致其本体感觉降低，进而使其处于不稳定状态，影响其稳定性和控制能力，这是增加踝关节反复扭伤的一个重要原因。
中国青年踝关节跖屈_背屈肌群力量的研究_王向东
中国青年踝关节跖屈、背屈肌群力量的研究王向东1 刘学贞2 仰红慧3 胡水清1 卢德明11国家体育总局体育科学研究所(北京100061)2北京体育大学 3上海市体育科学研究所摘要 目的:(1)通过测试健康青年踝关节背屈、跖屈肌群的力量,为运动训练、损伤和康复提供实验依据;(2)探讨健康青年踝关节跖屈、背屈肌群工作的生物力学规律。
方法:利用CYBEX-6000型测力系统对70例健康青年(男35人,女35人)踝关节背屈、跖屈肌群进行等长和等速测试。
结果发现:在等长测试中,男、女踝关节背屈肌群峰力矩均随测试角度的增加而增加,跖屈峰力矩随测试角的增加而减小。
在等速向心测试中,男、女踝关节背屈、跖屈肌群峰力矩随测试角速度的增加而减小。
两种测试均表明,跖屈肌群峰力矩大于背屈肌群峰力矩(P<0.05)。
男性与女性相比,绝对力矩较大(P<0.05);但去除体重因素后,男、女相对力矩间差距缩小。
结果表明,用相对峰力矩比较男、女肌力的差别更为合理。
通过对踝关节背屈/跖屈肌群峰力矩比值的研究,发现我国健康青年普遍踝关节背屈肌群力量比较薄弱,推测这可能是导致踝关节易扭伤的原因之一。
关键词 踝关节;跖屈;背屈;等速向心测试;等长测试;峰力矩Ankle Plantar and Dorsal F lexor Muscles Strength in Healthy Young AdultsWang Xiangdong,et al.National Research Institute of Sports Science,Beijing100061,ChinaA bstract The purposes of this study were:(1)to test healthy young adults'ankle plantar and dorsal flexor muscles strength,providing integrate data and scientific basis for sports training,sports injury and recov-er y.(2)to investigate the biomechanical rule of healthy adults'ankle plantar and dorsal flexor muscles. Methods:70college students(35males and35females)volunteerily took part in the test.An advanced Cybex -6000dynamometer was employed.This test consisted of t w o sections,isokinetic concentric(C ON)test and isometric test.Results:males and females adults'ankle dorsal flexor isometric peak torque(PT)increased and plantar flexor isometric PT decreased with the increasing of testing angle.CON PT decreased while the test angle velocities increased.Plantar flexor PT were higher than corresponding dorsal flexor in two tests(P< 0.05).Males revealed higher PT than females(P<0.05),while the strength differences reduced between males and females when adjusted for body mass.Therefore,it was more reasonable to use relative value than absolute value.It was found that Chinese normal adults'ankle dorsal flexor strength was weaker,probably was one of reasons of ankle spraining.Key words ankle,plantar flexion,dorsal flexion,isokinetic concentric,isometric,peak torque, 踝关节是运动中最容易受伤的关节之一。
大学生不良步态的生物力学特征及影响因素
大学生不良步态的生物力学特征及影响因素作者：蔡祖林李彦培王浩林张磊宋亚萍张秀丽来源：《体育学刊》2017年第04期摘要：對大学生不良步态生物力学特征及影响因素进行研究，为揭示在校大学生群体步态特点，探讨内八步态形成的生物力学因素及机制，和防治内八步态及其他不良步态的相关研究提供理论依据。
结果显示：（1）大学生的步向角度为（7.5±8.4）°，内八步态发生率为28%，外八步态发生率为27%；步态特点性别差异非常显著，主要表现在步向角均值、内外八步发生率及左右不对称比例。
（2）着地时相，正常步态足底压力中心速率最大，内八步态最小，外八步态介于中间；支撑阶段，正常步态足底压力中心速率较为均衡，波峰出现在足支撑阶段50%位置，内八和外八步态足底压力中心速率峰值较大，出现在足支撑阶段65%位置。
（3）内八步态踝关节内旋、外旋肌力较正常步态弱，内旋与外旋肌力比值高于正常步态；外八步态内外旋肌力比值显著低于正常步态。
（4）30（°）/s和120（°）/s两种角速度内旋与外旋平均力矩比值与步向角度呈弱负相关，且具有显著性。
（5）内八和外八步FMS评分（14.5和13.4）显著低于正常步态者（16.9分）。
（6）内八步态动态平衡稳定性较正常步态差，且具非常显著性；外八步态者动态平衡稳定性与正常步态相近。
研究表明：（1）大学生步态性别差异具有非常显著性。
结合前期儿童内八步态研究结果认为：在不进行干预的情况下，内八步态不会随着身体的发育而自然消失。
（2）大学生内八步态的足底压力中心分布不合理，相比正常步态有压力后移趋势，不能有效利用足弓的缓冲作用，着地时足跟处受到更大的压力，离地时支撑点不能移到大拇趾处而获得理想的蹬地效果，外八步态与正常步态在足底压力中心分布上无显著性差异。
（3）大学生内八步态是多方面生物力学因素所造成的，包括人体运动链存在薄弱环节较多、本体感觉较差、下肢肌肉力量弱及下肢关节旋外灵活性差等。
功能性踝关节不稳者动态平衡能力及等速肌力特征研究
功能性踝关节不稳者动态平衡能力及等速肌力特征研究作者：赵丽李翠顾博雅熊开宇来源：《中国医药导报》2012年第35期[摘要]目的分析功能性踝关节不稳者动态平衡能力和不同速度、不同收缩模式下跖屈、背屈等速肌力特征。
方法应用Biodex Balance System测试系统对FAI组（19例）和对照组（19例）分别进行姿势稳定性测试和60°/s、180°/s跖屈肌群、背屈肌群等速向心、离心肌力测试分析。
结果FAI组健侧、患侧的稳定指数和前后方向稳定指数大于对照组，而左右方向稳定指数无差异；双脚站立姿势稳定性测试结果FAI组和对照组无差异；FAI组跖屈肌群低速离心肌力和高速向心、离心肌力不足；FAI组跖屈肌群的向心、离心峰值力矩差值比在不同速度下均大于10%，背屈肌群均小于10%。
结论功能性踝关节不稳者单脚站立时健侧和患侧都存在动态平衡能力下降，双脚站立时动态平衡能力与常人无异；功能性踝关节不稳者跖屈肌群高速工作能力较差；功能性踝关节不稳者随角速度增加离心力量增加越小者，其跖屈肌群的弹性组织损伤的可能性越大。
[关键词]功能性踝关节不稳；等速肌力；动态平衡；姿势控制[中图分类号]R493 [文献标识码] A [文章编号]1673-7210（2012）12（b）-0044-04功能性踝关节不稳（functional ankle instability，FAI）是慢性踝关节不稳的一种，指踝关节局部韧带组织的受伤，破坏了关节囊内的机械性感受器，导致从外界输出信号到募集肌肉正确收缩的时间发生延迟，最终改变关节稳定性，即所谓的“足打软”或不稳的感觉状态[1-3]。
踝关节局部解剖特点决定了外侧副韧带是最容易受伤的韧带，外踝扭伤占踝关节扭伤的80%。
故以往多数研究集中于FAI的内外翻力矩情况，较少分析跖屈背屈肌力对踝关节损伤的影响；且大多数研究的是向心肌力，较少研究慢性踝关节不稳人群内翻外翻肌群的离心肌力。
踝关节特征对步态稳定性的影响分析
踝关节特征对步态稳定性的影响分析踝关节是人体下肢的重要关节之一，它承担着支撑体重、平衡和保持行走稳定的重要功能。
因此，踝关节的特征对步态稳定性有着重要的影响。
本文将对踝关节特征对步态稳定性的影响进行详细分析。
首先，踝关节的韧带结构对步态稳定性起着关键作用。
踝关节由内、外侧韧带和跗骨韧带组成，这些韧带能够稳定关节，防止踝关节的过度移动，保持步态的稳定。
如果韧带松弛或损伤，就会导致踝关节的不稳定，进而影响到步态的稳定性。
因此，维护韧带的完整性对于保持正常步态的稳定性至关重要。
其次，踝关节的肌肉力量对步态稳定性的影响也十分明显。
踝关节周围的肌肉包括胫前肌群、腓肠肌和足底肌群等，它们能够提供动力和支持，维持步态的稳定性。
例如，胫前肌群通过提供足背屈的力量，在接触地面时能够使前脚掌先着地，增加支撑面积，提高稳定性。
而腓肠肌则通过提供足背伸展的力量，帮助推动身体向前移动。
如果这些肌肉群的力量不均衡或减弱，就会导致步态不稳定，容易摔倒或受伤。
另外，踝关节的动力学特征也与步态稳定性密切相关。
踝关节的关节运动范围、力矩和角速度等参数，直接影响到步态的平衡和稳定。
例如，踝关节的背屈和跖屈范围决定了下肢的减震能力和足弓的支撑程度。
若关节范围过小或过大，都会影响到步态的稳定性。
此外，踝关节的外展和内翻运动也对步态稳定性起着重要作用。
正常的步态应该具有较小的外展和内翻运动，过度的外展或内翻会导致步态不稳定，容易摔倒。
最后，踝关节的感知和神经控制对步态稳定性也有着重要的影响。
踝关节周围的神经末梢可以感知外界环境的变化和身体姿势的改变。
这些感知信息会被传送到中枢神经系统中，通过神经反射和神经控制，调节踝关节的肌肉力量和关节运动，以保持步态的稳定性。
如果神经功能受损或受到干扰，就会导致步态控制的失调，容易出现步态不稳定的情况。
综上所述，踝关节的特征对步态稳定性起到了重要的影响。
可能影响步态稳定性的因素主要包括韧带结构、肌肉力量、动力学特征以及感知和神经控制等。
人体步态分析实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着社会的发展和科技的进步，对人体运动规律的研究日益深入。
步态分析作为研究人体运动的重要手段，在康复医学、运动科学、生物力学等领域具有重要意义。
本实验旨在通过步态分析，了解正常人的步态特征，为相关领域的研究提供数据支持。
二、实验目的1. 研究正常人体步态的基本特征；2. 掌握步态分析的方法和技巧；3. 为相关领域的研究提供数据支持。
三、实验原理步态分析是通过观察和分析人体在行走过程中的运动规律，揭示步态异常的关键环节及影响因素。
本实验采用光学影像采集技术和生物力学分析方法，对正常人体步态进行定量研究。
四、实验材料1. 实验对象：10名身体健康、无运动损伤的正常成年人；2. 实验设备：光学步态分析系统、高精度计时器、三维运动捕捉系统、力台等；3. 实验环境：室内安静、光线充足的环境。
五、实验方法1. 实验对象在实验前进行适应性训练，熟悉实验环境；2. 实验对象穿着舒适的鞋子，在实验设备前进行自然行走；3. 实验设备自动采集行走过程中的数据，包括步频、步幅、步长、足部压力等；4. 利用生物力学分析方法，对实验数据进行处理和分析。
六、实验结果1. 正常人体步态的基本特征：- 步频：每分钟80-120步；- 步幅：0.5-0.8米；- 步长：0.7-1.0米；- 足部压力：足跟先着地，足中部着地，足尖离地；- 躯干姿态：保持直立，头部与脊柱呈一直线；- 下肢运动：髋关节、膝关节、踝关节协调运动，保持稳定。
2. 实验数据分析：- 步频、步幅、步长等参数在正常范围内；- 足部压力分布均匀；- 躯干姿态稳定；- 下肢运动协调。
七、实验结论1. 正常人体步态具有规律性和稳定性；2. 步态分析是研究人体运动的重要手段，可以为相关领域的研究提供数据支持；3. 本实验为步态分析提供了可靠的数据，有助于进一步研究步态异常的原因和治疗方法。
八、实验讨论1. 步态分析在康复医学中的应用：- 评估患者的步态异常情况；- 制定个性化的康复方案；- 评估康复治疗效果。
2021排球起跳动作中踝关节的生物力学特性研究范文3
2021排球起跳动作中踝关节的生物力学特性研究范文 摘要： 背景:目前对踝关节的生物力学特性研究多集中于方法学的探讨,对复合动作模式下踝关节生物力学特征的研究较少。
目的:分析对排球运动员起跳落地时踝关节的运动学和动力学特性。
方法:研究选取天津体育学院排球专项运动的学生男女各20名。
主要采用Vicon三维运动捕捉系统和Kistler三维测力台,同步采集受试者在起跳落地时踝关节运动学与动力学参数,总共获得3次有效数据,利用统计学方法对数据进行对比分析。
研究方案的实施符合天津体育学院的相关伦理要求,所有受试者均为自愿参加,并对试验过程完全知情同意。
结果与结论:(1)发现在该动作模式中,踝关节跖屈角度男性明显小于女性,在起跳阶段踝关节处于内翻和内旋状态,在落地缓冲阶段踝关节处于内翻和外旋状态,且角度男性组略大于女性,此时极易造成踝关节损伤;(2)三维方向的峰力矩和力值男性组均大于女性;三维方向峰值力矩和力出现的时间男性组晚于女性,而且存在双腿力量不均衡以及双脚不同时着地情况。
关键词： 踝关节;生物力学; 急停起跳; 排球; Abstract： BACKGROUND:Thebiomechanical studies of ankle joint focus on methodology,and the biomechanical characteristics of the ankle joint under combined modes are little reported.OBJECTIVE:To analyze the kinematics and dynamics characteristics of the ankle joints in the movement of stop-jump of volleyball players.METHODS:Twenty male and 20 female volleyball players at Tianjin University of Sport were selected.The three-dimensional motion capture system(Vicon) and the three-dimensional force plate(Kistler) were mainly used to synchronously collect the kinematics and dynamics parameters of the ankle joint when the subjects were taking off andlanding.Statistical methods were used to conduct comparative analysis of the data.The study was in accordance with the ethical requirements of Tianjin University of Sport,and the subjects signed the informed consents.RESULTS AND CONCLUSION:(1) Under this mode,the plantar flexion angle of the ankle joint in males was less than that in females.During the take-off phase,the ankle joint was in an inversion and internal rotation state,during the landing buffer phase,the ankle joint was in an inversion and external rotation state,and the angle in males was slightly larger than in the females,which was likely to cause ankle injury.(2)The three-dimensional peak torque and force value when stop-jump in males were higher than those in females.The appearing time of peak torque and force value in different directions in males was later than that in females,and imbalances between two legs and landing at different time occurred. Keyword： anklejoint; biomechanics; stop-jump; volleyball; 文章快速阅读： 文章描述— (1)在排球运动起跳动作模式中，踝关节跖屈角度男性明显小于女性，在起跳阶段和落地缓冲阶段踝关节处于内翻和外旋状态，且角度男性组略大于女性，此时极易造成踝关节损伤； (2)三维方向的峰力矩和力值男性组均大于女性，出现的时间男性组晚于女性，而且存在双腿力量不均衡以及双脚不同时着地情况。
功能性踝关节不稳者动态平衡能力及等速肌力特征研究
功能性踝关节不稳者动态平衡能力及等速肌力特征研究赵丽;李翠;顾博雅;熊开宇【摘要】目的分析功能性踝关节不稳者动态平衡能力和不同速度、不同收缩模式下跖屈、背屈等速肌力特征.方法应用Biodex Balance System测试系统对FAI 组(19例)和对照组(19例)分别进行姿势稳定性测试和60°/s、180°/s跖屈肌群、背屈肌群等速向心、离心肌力测试分析.结果 FAI组健侧、患侧的稳定指数和前后方向稳定指数大于对照组,而左右方向稳定指数无差异;双脚站立姿势稳定性测试结果FAI组和对照组无差异;FAI组跖屈肌群低速离心肌力和高速向心、离心肌力不足;FAI组跖屈肌群的向心、离心峰值力矩差值比在不同速度下均大于10%,背屈肌群均小于10%.结论功能性踝关节不稳者单脚站立时健侧和患侧都存在动态平衡能力下降,双脚站立时动态平衡能力与常人无异;功能性踝关节不稳者跖屈肌群高速工作能力较差;功能性踝关节不稳者随角速度增加离心力量增加越小者,其跖屈肌群的弹性组织损伤的可能性越大.%Objective To investigate dynamic balance ability and isokinetic strength of plantar flexion or dorsiflexion under different velocity and contraction modes in the participants with the functional ankle instability (FAI). Methods The participants (including 19 participants with a history of unilateral FAI and 19 participants with stable ankles) were tested in both postural stability (PS) and plantar-flexion-dorsiflexion movements at the speed of 60°/s and 180°/s using Biodex Balance System. The injured ankle of the FAI group was matched by side and limb dominance to an ankle in the control group. The order of the test side and movement was counterbalanced for all participants. Results Significant differences were noted for the anterior/posterior stabilitybetween FAI group and control group, but medial/lateral stability difference was not significant; two leg standing PS test result showed no significant difference between FAI group and control group; FAI group had eccentric plantar-flexor torque deficits in low speed test environment. Moreover, the concentric and eccentric plantar-flexor torque deficits in high speed test environment; under the two contraction modes and two velocities, plantar-flexor's peak torque differences between the uninjured side and FAI side were bigger than 10%, and dorsiflexor's peak torque differences were smaller than 10%. Conclusion Regardless of the FAI side or the uninjured side, FAI dynamic balance ability might reduce standing on one foot compared with the control group. While standing on two feet, FAI dynamic balance ability is not significant compared with the normal people. A deficit in plantar flexion torque is identified in the FAI, especially in high speed test environment. The less plantar-flexor's eccentric strength increasing with the growing of angular speed, the higher risk factor elastic tissue is caused damaged in the FAI.【期刊名称】《中国医药导报》【年(卷),期】2012(009)035【总页数】4页(P44-46,49)【关键词】功能性踝关节不稳;等速肌力;动态平衡;姿势控制【作者】赵丽;李翠;顾博雅;熊开宇【作者单位】北京体育大学运动生理教研室,北京,100084;北京体育大学运动生理教研室,北京,100084;北京体育大学运动生理教研室,北京,100084;北京体育大学运动生理教研室,北京,100084【正文语种】中文【中图分类】R493功能性踝关节不稳（functional ankle instability，FAI）是慢性踝关节不稳的一种，指踝关节局部韧带组织的受伤，破坏了关节囊内的机械性感受器，导致从外界输出信号到募集肌肉正确收缩的时间发生延迟，最终改变关节稳定性，即所谓的“足打软”或不稳的感觉状态[1-3]。
步态分析实验报告
步态分析方案设计报告说明：我看了五篇关于步态分析的文献，并对其具体实验方法进行归纳。
五篇文献的原文在文件夹中。
最后为我的方案设计。
一、A practical gait analysis system using gyroscop陀es螺仪分析步态本研究是为了调查使用单轴陀螺仪来研制简单便携步态分析系统的可行性。
陀螺仪绑在小腿和大腿的皮肤表面，记录小腿和大腿角速度。
这两部分的倾斜度和膝关节角度都来自角速度。
使用从运动分析系统得到的信号来评估角速度和陀螺仪传来的信号，发现这些信号有不错的相关性。
当转身时，腿部倾斜度和角度信号会发生漂移，有两种方法来解决这个问题：（1）自动复位系统，重新初始化每个步态周期的角度；（2）高通滤波。
两种方法都能很好的纠正漂移。
小腿部的单陀螺仪可以提供以下信息：腿部倾斜度、摆动频率、步数以及步幅和步速的估计。
具体方法：受试者在步态实验室沿直线行走进行陀螺仪数据收集，陀螺仪用绳子固定在大腿和小腿部，感测轴沿中间-横向方向，以测量矢状平面中的角度。
两个人加入测试，一个是不完整的脊髓损伤，一个没有损伤。
一运动分析系统使用各部分解剖学位置的回射标记物来评估腿部的偏移、腿部的角速度和膝角度。
实验开始前5s，受试者直立站立以初始化倾斜角度和陀螺仪的偏置，随后，对象以一个自己喜欢的速度沿预定路径行走。
进行了三组实验来分析陀螺仪的性能，并计算步幅、步态周期时间和每次行走期间的速度。
第一个实验，数据来自两小腿上陀螺仪的信号，并与未损伤者进行比较。
后两个实验是陀螺仪的数据与运动分析系统进行比较。
第一个实验是比较小腿不同位置的陀螺仪信号，对于同一小腿上的两个点，先站立后倾斜，两个点的角速度、角度应该是相同的，陀螺仪一个放在胫骨关节处，一个放在胫骨靠近踝关节10cm 处。
第二个实验一个放置在大腿髌骨上方10cm处，一个在胫骨靠近踝关节10cm 处，记录的是陀螺仪的角速度。
第三个实验，陀螺仪放置于第二个相同，受试者直行4.5m 然后转身180°。
步态分析踝关节共44页文档
谢谢！
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
步态分析踝关节
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
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大学生步态特点与踝关节等动肌力的相关性研究张秀丽，魏春琴，蔡祖林，杜高山随着大学生就业形势日益严峻，大学生对自我形象的关注程度越来越高，内、外八字不良步态对男女大学生的体育活动和心理都有不同程度的负面影响，初步调查研究收稿日期：2013-12-15基金项目：华南师范大学“大学生创新创业训练计划”项目（1057413131）。
第一作者简介：张秀丽，女，博士，副教授。
主要研究方向：运动生物力学。
作者单位：华南师范大学体育学院，广州 510631表明，内、外八字步态大学生80%有矫正的愿望和需求。
然而，国外对步态的研究多限于解剖学特征和矫形器的矫正实验，国内对内、外八字步态的实验研究很少，且多为运动训练与人体科学第１６届全国运动生物力学会议５１数据处理：采用SPSS 19.0统计软件对所测试数据进行独立样本t 检验和单因素ANOV A 处理，结果均以P 表示。
P<0.05为显著性差异，P<0.01为非常显著性差异。
２ 研究结果２．１ 步向角正常范围步向角是指足的中轴线（足跟中点与第二跖骨连线）与前进方向之间的夹角，27名受试者步向角均值为8.4°标准差为6.6°，按均值加减一个标准差的原则确定正常范围，即23岁大学生的步向角正常范围为1.8~15.0°。
２．２ 男女步向角与踝关节内收外展等动肌力特征由表2~3可知：第一，男女步向角有显著性差异，男性步向角均值为11.4°，女性的均值为4.7°，即成年男性步态步向角较女性大，男性外八步态比较普遍，女性内八较多，这与实际观察现象一致，与研究预期结果一致；第二，角速度为30°/s 和120°/s 的内收和外展的峰力矩，均男性高于女性，且有非常显著性差异（P<0.01）；第三，角速度为30°/s 和120°/s 的内收平均力矩，男性均大于女性，且存在显著性差异，外展平均力矩男性大于女性，但不具显著性差异；第四，角速度为30°/s 和120°/s 的外展内收峰力矩和平均力矩比值均显示男性小于女性，且角速度为30°/s 时有显著性差异，角速度为120°/s 有非常显著性差异。
科普杂志的简单描述，导致人们对内、外八字不良步态的认识仅停留于外表形态。
目前学术界对八字步态形成的生物力学机制尚不明确，国外未有理想的矫治方法（Fixsen J A ，1990；YH Li ，Leong JCY , 2003；William Talley, 2011），国内科普杂志报道的运动方案，如走直线、踢毽子等则没有理论和实验研究的支撑，缺乏合理性和可行性（宋士彤，1996；范振静，2003；赵会刚，2009）。
肌肉收缩力是人体运动的源动力，骨骼生长发育特点与人体运动中肌肉力量大小、方向密切相关（Wolf 定律）。
步向角是判断步态是否为正常步态的重要依据，髋、膝、踝关节肌力矩与步向角之间是否存在一定的联系，目前尚未见报道。
因此，本研究旨在通过对步向角、踝关节内收、外展等动肌力指标的测试，揭示步向角与下肢肌力学特征，为探讨标本兼治的内、外八字步态矫正方案提供理论依据。
研究预期：第一，步向角、下肢等动肌力特征存在性别差异；第二，步向角与足内收、外展等动肌力距有关，不同步态（内、外八字，正常步态）之间差异具有显著性；第三，随着步向角增加，外展内收力矩比值增大。
１ 测试对象和方法１．１ 测试对象华南师范大学在校大学生27名，男15名，女12名。
受试者身体健康，无关节疾患，没有下肢手术史，测试过程中无不良反应，基本情况如表1所示。
表1 受试对象基本情况Table Ⅰ Basic Information of the Subjects 性别身高/cm 体重/kg 年龄/岁男(N=15)175.7±7.867.5±6.722.8±3.0女(N=12)158.9±0.153.6±5.323.2±1.1１．２ 测试仪器Cybex-NORM 等速肌力测试系统，RSscan 足底压力板测试系统（0.5 m ，300 HZ ），SGT-A(II)身高体重仪。
１．３ 研究方法时间和地点：2013年5月，广东省体育科学研究所，华南师范大学大学城校区。
身高和体重测试：要求受试者穿短衣、短裤、脱鞋，用身高体重仪测量身高体重并记录。
步向角测试：RSscan 测力板平放在地板上，在其上面和行进的前后方向铺设6.8 m 的EVA 延长跑道，调试标定后，让每个受试者以个人自然步态、步速在铺设的跑道上行走，采集至少3次左足步向角，采集频率为300 Hz 。
等动肌力测试：受试者热身运动后，在经验丰富的实验员指导下，练习测试动作，然后严格按照Cybex-NORM 测试手册的规定进行正式测试。
考虑到八字步态的形成与髋、膝、踝关节均相关，因此，等动测试在测试对象平卧位、下肢伸直状态下进行，分别测试踝关节内收、外展角速度为30°/s 、120°/s 的等动肌力指标。
每个角速度重复测试5次，取其中3次一致性较强的平均值，两种速度测试图1 等动测试左足正中位（左）与外展姿态（右）Figure 1 Middle of the Left Foot (left) and Abductive Posture (right) in Isokinetic Test注：*表示女性与男性相比差异具有显著性（P<0.05），**表示具有非常显著性（P<0.01）。
表2 角速度为30°/s 踝关节内收外展等动肌力对比Table Ⅱ Comparison between the Ankle Adductive and Abductive Isokinetic Muscle Strength at the Angular Speed of 30°/s 参数男女步向角/°11.4± 5.24.7±7.3**外展峰力矩/N•m 20.7±7.614.4±4.6**内收峰力矩/N•m 17.1±5.79.8±2.6**外展平均力矩/N•m 15.4±6.511.9±47内收平均力矩/N•m 12.6±4.78.1±3.1**外展内收峰力矩比1.23±0.231.47±0.34*外展内收平均力矩比1.24±0.231.47±0.36*之间间隔20s 。
主要参考指标为：峰力矩：足内收或外展过程中的力矩最大值；平均力矩：足内收或外展整个过程中，力矩的平均值；峰力矩比值：外展峰力矩与内收峰力矩的比值；平均力矩比值：外展平均力矩与内收平均力矩的比值（见图1）。
运动训练与人体科学第１６届全国运动生物力学会议５２２．３ 不同步态等动肌力特征对比分析本研究按步向角大小，将受试者分为3个组别，分别是步向角≤1°（内八字步态），1°<步向角<15°（正常步态），步向角≥15°（外八字步态）。
运用ANOVA 重复性测量分析进行方差检验，结果如表4~5所示。
平均力矩如表4~5所示，有相同的规律。
第二，角速度为30°/s 时，内八字、正常、外八字步态3个组的外展内收峰力矩比值分别为1.39，1.32，1.33，几近相等外展、内收平均力矩比值分别1.37，1.34，1.35，也比较接近。
角速度为120°/s 时，3个组的峰力矩比值分别为1.31，1.21，1.21，平均力矩比值分别为1.37，1.28，1.33。
两种不同的速度，表现的同样的规律，3种步态的外展内收力矩比介于1.3~1.4之间。
３ 分析与讨论 文献中设计到内、八字步态步向角的只有1篇，国内研究文献中，对内、外八字步态没有明确的定义，导致大部分人认为正常步态的步向角为0°，即足尖正对前进方向。
2013年9~10月在随机进行的500名大学生问卷调查中，超过80%的大学生持此观点，包括体育学院体育系、运动系的在校大学生，证实了这一事实。
本研究结果显示23岁左右青年大学生步向角的正常范围为1~15°，与Chin-Shan 的研究结果基本一致：7~9岁儿童的步态接近成人，步向角正常范围为-0.9~16.5°（Chin-Shan ，2000），也部分支持赵焕彬的观点：正常人的步向角约为15°（赵焕彬，2008）。
八字步态表面上是足的畸形，但实际上是由下肢骨骼和关节的解剖学特点共同决定的，包括股骨、胫骨、跖骨及其关节，即从足到髋的任何环节和关节形态变化都可能引起内八字步态（Fabry, 1973；Staheli ，1972；Cohan & Desal, 1987；Svenningsenr, 1990；Ryan & Donna, 2001）。
因此，本研究足外展、内收肌力矩的等动测试在受试对象仰卧，髋、膝关节伸展状态进行。
Kite 认为跖骨内收的内八字，腓骨长肌和腓骨短肌力量较弱，而胫骨前肌和胫骨后肌相对较强（Kite ，1967）；宋士彤认为后天形成的八字脚是由于某些动作的错误使下肢旋外肌群和旋内肌群力量不平衡而形成的（宋士彤，1996）；王安利认为老年人走路呈外八字的步态的主要原因之一是老年人大腿内收肌肉力量下降比其他肌群早（王安利，2005）；半腱肌主要作用是使大腿在髋关节处旋内，内八步态中半腱肌和腓肠肌内侧平均肌电的值都比较大，导致用来对抗骨盆扭转的内回旋程度超过了骨盆扭转程度，从而形成了内八的走步姿势；外八步态中股二头肌和腓肠肌外侧平均肌电的值是最大的，使得骨盆的外回旋程度加大，从而造成了外八的走步姿势（李世明，2007）。
综合上述诸多研究认为，内、外八字的形成是下肢内、外旋肌群肌力失衡有关，因此，本研究基于前人研究基础提出研究假设：不同步态人群的等动肌力矩有差异，随着步向角的增加，踝关节外展肌力矩增加，内收肌力矩减小，即足外展内收肌力矩比值逐渐增加。
但本研究结果出乎意料地显示：内、外八字有相同的下肢外展、内收肌力矩特点，无论是角速度为30°/s 的慢速还是角速度为120°/s 的快速，其值均小于正常步态，即说明，外展、内收肌群均薄弱的肌力特点是导致步态不正常主要原因，至于什么因素决定导致内八字步态，或者外八字步态，则需要进一步深入探讨。
另一重要研究结果，3种不同步态30°/s 和120°/s 的外展内收峰力矩比值，平均力矩比值均相差无几，并没表4 角速度为30°/s 时不同步态等动肌力指标比较Table Ⅳ Comparison between the Indicators of the Different Gait Isokinetic Muscle Strength at the Angular Speed of 30°/s参数指标内八字步态（N=6）正常步态（N=16）外八字步态（N=5）外展峰力矩/N•m 14.0±3.320.2±7.814.4±5.8内收峰力矩/N•m 10.3±3.115.7±6.211.4±5.7外展平均力矩/N•m 11.7±4.015.1±6.711.6±4.9内收平均力矩/N•m 9.0±3.911.4±4.89.4±5.4外展内收峰力矩比1.39±0.321.32±0.331.33±0.28外展内收平均力矩比1.37±0.351.34±0.341.35±0.29表5 角速度为120°/s 时步向角与等动肌力指标对比Table Ⅴ Comparison between the Indicators of FPA and Isokinetic Muscle Strength at the Angular Speed of 120°/s参数指标内八字步态（N=6）正常步态（N=16）外八字步态（N=5）外展峰力矩/N•m 11.8±2.514.6±4.112.6±7.7内收峰力矩/N•m 9.2±2.012.6±4.610.2±6.1外展平均力矩/N•m 9.7±3.211.3±3.89.6±7.0内收平均力矩/N•m 7.2±3.39.7±3.87.0±5.5外展内收峰力矩比1.31±0.221.21±0.241.21±0.13外展内收平均力矩比1.37±0.461.28±0.231.33±0.24第一， 30°/s 和120°/s 两种角速度的外展、内收峰力矩和平均力矩与步向角的关系，并非随着步向角的增大而增大或减小，内八字组与外八字组别的力矩特点更接近。