神經(jīng)—肌肉疲勞前后運動鞋對落地沖擊的下肢生物力學(xué)影響
本文選題:疲勞 切入點:落地 出處:《上海體育學(xué)院》2017年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:研究背景跑、跳運動中下肢所受的過度沖擊被認(rèn)為是造成運動損傷的原因之一,F(xiàn)代運動鞋的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)理論上能夠避免足部和下肢在跑、跳過程中承受過多的沖擊力。然而,由于人體自身存在一定的適應(yīng)和調(diào)節(jié)能力,進而使運動鞋的緩沖避震作用已不僅局限于單純的力學(xué)效果。另外,長時間高強度的運動必然導(dǎo)致疲勞,而神經(jīng)肌肉疲勞則會導(dǎo)致下肢肌-骨控制的改變,那么此時運動鞋的緩沖功能是否會更顯著?因此本研究的目的是探討疲勞狀態(tài)下穿緩沖型/無緩沖運動鞋對落地動作下肢沖擊力特征以及運動學(xué)和動力學(xué)的影響。研究方法選取上海體育學(xué)院15名籃球?qū)m椷\動員(22.1±1.7歲,179.3±3.2厘米,72.2±5.5公斤),受試者按要求接受15×4米折返跑,接著完成連續(xù)5次縱跳為一組的運動干預(yù),直到受試者縱跳高度無法達(dá)到其疲勞前最大縱跳高度的70%。使用10個Vicon紅外高速攝像頭(采樣頻率240Hz)和2塊Kistler三維測力臺(采樣頻率1200Hz)成功同步采集3次疲勞前后受試者穿不同緩沖性能的運動鞋從60cm高落下時的地面反作用力、運動學(xué)和動力學(xué)參數(shù),并采用雙因素重復(fù)測量方差分析對實驗結(jié)果進行統(tǒng)計,顯著性水平α設(shè)為0.05。研究結(jié)果1)不同運動鞋在疲勞前后對髖、膝、踝三關(guān)節(jié)矢狀面運動學(xué)的影響穿不同緩沖性能的運動鞋在疲勞前后,在髖、膝、踝三關(guān)節(jié)的觸地(最大)角度、最小角度以及到達(dá)時間和關(guān)節(jié)活動度方面均未發(fā)現(xiàn)有顯著性的差異;另外在最大關(guān)節(jié)角速度上,僅發(fā)現(xiàn)疲勞前髖關(guān)節(jié)處,穿高緩沖運動鞋時角速度顯著大于對照組,其他方面都沒發(fā)現(xiàn)顯著差異;2)不同運動鞋在疲勞前后對踝關(guān)節(jié)矢狀面動力學(xué)的影響針對踝關(guān)節(jié)跖屈峰值力矩和關(guān)節(jié)剛度,我們發(fā)現(xiàn)疲勞前后穿著不同緩沖性能運動鞋時,踝關(guān)節(jié)跖屈力矩和關(guān)節(jié)剛度并沒有發(fā)生顯著性的改變,在到達(dá)峰值時間上也不存在顯著性變化;3)不同運動鞋在疲勞前后對下肢所受垂直方向沖擊力的影響針對沖擊力和負(fù)載率我們發(fā)現(xiàn),疲勞后穿著高緩沖鞋的后跟處沖擊力峰值、負(fù)載率和前掌的負(fù)載率均顯著小于對照組(p0.01),同時到達(dá)前掌沖擊力峰值的時間也顯著更長(p0.05);另外在疲勞前高緩沖鞋后跟處負(fù)載率也顯著更小(p0.01)。研究結(jié)論在神經(jīng)-肌肉疲勞前,運動鞋減震作用在落地沖擊過程中并不突出;但當(dāng)疲勞后,理論上神經(jīng)肌骨系統(tǒng)控制在人體落地動作中的作用減弱,盡管在下肢生物力學(xué)特征(如運動學(xué)和動力學(xué))本研究并未發(fā)現(xiàn)明顯差異,但是穿著高緩沖鞋無論是在減小前掌或后跟的沖擊力或是負(fù)載率的效果相比疲勞前更為顯著。因此,運動鞋可以在人體神經(jīng)—肌肉疲勞前為機體提供一定的沖擊減震保護;但在疲勞后,人體下肢神經(jīng)肌肉控制策略減弱時,運動鞋的緩沖保護作用更加顯著進而可能有利于降低疲勞后落地沖擊損傷的發(fā)生。
[Abstract]:Background running, the excessive impact on the lower limbs in jumping is considered to be one of the causes of sports injuries. The structure and material of modern sports shoes can theoretically avoid excessive impact on the foot and lower limbs during running and jumping. Because the human body has the ability to adapt and adjust itself, the cushioning and shock absorber of sports shoes is not only limited to the simple mechanical effect, but also the fatigue caused by the long time and high intensity exercise. But the neuromuscular fatigue will lead to lower limb muscle-bone control changes, then the sneaker buffering function will be more significant? Therefore, the purpose of this study is to explore the effects of wearing cushioning / non-cushioning sneakers on the impact force characteristics, kinematics and dynamics of the lower extremity of landing movement under fatigue. The research method is to select 15 basketball players from Shanghai Institute of physical Education. The athletes were 22.1 鹵1.7 years old and 179.3 鹵3.2 cm / 72.2 鹵5.5 kg / kg respectively. The subjects accepted the 15 脳 4 meter reentry race as required. And then completed five consecutive longitudinal jumps into a group of exercise intervention, The maximum vertical jump height of the subjects before fatigue was not up to 70. Ten Vicon infrared high-speed cameras (sampling frequency 240 Hz) and two Kistler 3D force measuring stations (sampling frequency 1 200 Hz) were successfully used to synchronize the acquisition of 3 times before and after fatigue. The subjects wore sneakers with different cushioning properties to react on the ground when they fell from a height of 60 cm. The parameters of kinematics and dynamics were analyzed by means of double factor repeated analysis of variance. The significant level of 偽 was set to 0.05. The results showed that 1) the hip and knee of different sneakers were compared before and after fatigue. The effect of sagittal kinematics on ankle triangulation: wear sneakers with different cushioning properties before and after fatigue, touching the ground (maximum) angle of the hip, knee, and ankle joints before and after fatigue, There was no significant difference in the minimum angle, the time of arrival and the joint motion. In addition, on the maximum joint angular velocity, only the hip joint before fatigue was found, and the angular velocity of high cushioning sneaker was significantly higher than that of the control group. No significant difference was found in other aspects. (2) the effect of different sports shoes on the sagittal dynamics of ankle joint before and after fatigue. The peak moment of metatarsal flexion and stiffness of ankle joint were studied. We found that when wearing sneakers with different cushioning performance before and after fatigue, There were no significant changes in the ankle metatarsal flexion torque and joint stiffness. There is no significant change in the time of reaching the peak value. (3) the influence of different sneakers on the perpendicular impact force of lower extremities before and after fatigue. We found that the peak impact force at the heel of high cushioning shoes after fatigue was found to be due to the impact force and load rate. The load rate and the load rate of the front palms were significantly lower than those of the control group, and the time to reach the peak impact force of the front palms was significantly longer than that of the control group, and the load rate at the heel of the high cushioning shoes before fatigue was also significantly smaller than that of the control group. The shock absorption effect of sports shoes is not prominent in the course of landing impact; but after fatigue, the function of neural muscle and bone system control in the human body landing action is weakened theoretically. Although there is no significant difference in lower limb biomechanical characteristics (such as kinematics and dynamics), wearing high cushioning shoes is more effective than fatigue in reducing the impact force or load rate of the front soles or heels. Sports shoes can provide certain shock absorber protection for human body before nerve-muscle fatigue, but after fatigue, the neuromuscular control strategy of human lower extremity is weakened. The cushioning effect of sports shoes is more significant, which may help to reduce the occurrence of landing impact damage after fatigue.
【學(xué)位授予單位】:上海體育學(xué)院
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:G804.6
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,本文編號:1596147
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