發(fā)布時(shí)間：2020-02-20 14:50

【摘要】：研究背景在體育運(yùn)動(dòng)中,非接觸性前交叉韌帶(Anterior Cruciate Ligament,ACL)損傷是一種高發(fā)的膝關(guān)節(jié)損傷類型,常見(jiàn)于下肢沖擊性落地、變向、扭轉(zhuǎn)等動(dòng)作中。不同于離體研究,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中ACL的在體載荷只能通過(guò)動(dòng)態(tài)醫(yī)學(xué)成像技術(shù)(如Fluoroscopy)或肌骨力學(xué)模型進(jìn)行估算,前者有更高的可靠性,但后者有更好的應(yīng)用性,也是當(dāng)前有關(guān)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的ACL載荷評(píng)估研究中所采用的主流方法。然而,綜合相關(guān)文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn),對(duì)于運(yùn)動(dòng)中ACL載荷評(píng)估的計(jì)算方法在不同研究間存在差異,尚未形成共識(shí)性標(biāo)準(zhǔn),加之不同研究中的實(shí)驗(yàn)條件、對(duì)象及所考察的動(dòng)作也各不相同,使得不同結(jié)果間難以相互比較或驗(yàn)證。研究目的與意義篩選文獻(xiàn)中較常見(jiàn)的ACL在體載荷評(píng)估的計(jì)算方法,在相同原始數(shù)據(jù)條件下,考察運(yùn)用不同方法時(shí)所導(dǎo)致的結(jié)果差異程度,并嘗試?yán)斫庠斐刹町惖纳锪W(xué)機(jī)制。本研究結(jié)果將為不同計(jì)算結(jié)果的定性比較提供數(shù)據(jù)支持,有助于加深理解ACL的損傷機(jī)制,也為將來(lái)更完善的在體載荷評(píng)估方法的發(fā)展提供幫助。研究方法研究選取上海體育學(xué)院12名女性運(yùn)動(dòng)員(年齡:(20.1±0.9)yr；身高:(170.5±5.9)cm；體重:(57.4±5.6)kg),通過(guò)三維紅外攝像捕捉系統(tǒng)(VICON,200Hz)、三維測(cè)力臺(tái)(Kistler,1000Hz)和表面肌電信號(hào)采集系統(tǒng)(Delsys,4000Hz)同步采集40cm高臺(tái)落地動(dòng)作過(guò)程中的下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和表面肌電數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)處理采用Visual 3D運(yùn)動(dòng)分析軟件。選取1名代表性受試者數(shù)據(jù)(膝關(guān)節(jié)屈角與相應(yīng)的均值曲線擬合度最高者),運(yùn)用四種不同的計(jì)算方法來(lái)評(píng)估落地動(dòng)作中的ACL載荷。四種計(jì)算方法分別為:(1)基于逆向動(dòng)力學(xué)計(jì)算膝關(guān)節(jié)作用力,取脛骨切向分量(ATSF1)；(2)基于Paul Devita的力學(xué)模型與方法,分離主要肌肉拉力,計(jì)算股骨與脛骨間作用力的切向分量(ATSF2)；(3)摒棄方法二中分離肌肉拉力的方法,而采用OpenSim CMC優(yōu)化出膝關(guān)節(jié)周圍肌肉群肌力,重新計(jì)算骨間作用力的切向分量(ATSF3)；(4)采用Jilia kar提供的OpenSim ACL模型,僅利用OpenSim相關(guān)過(guò)程來(lái)估算ACL拉力(FACL)。研究結(jié)果(1)四種計(jì)算方法下所對(duì)應(yīng)的落地過(guò)程中ATSF1、ATSF2、ATSF3、FACL峰值分別為1.1BW、2.0BW、4.5BW、1.7BW；峰值時(shí)刻分別為落地周期的50%、80%、55%、35%。(2)基于關(guān)節(jié)力矩貢獻(xiàn)度和肌肉生理橫截面積方法估算的股四頭肌、股后肌群和腓腸肌肌力分別為17BW、7.5BW、1.7BW；基于OpenSim CMC動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法估算的股四頭肌、股后肌群和腓腸肌肌力分別為7.5BW、2BW、2.4BW。(3)利用OpenSim動(dòng)態(tài)優(yōu)化所得到的落地過(guò)程中股內(nèi)側(cè)肌、股直肌、股二頭肌、腓腸肌內(nèi)側(cè)肌拉力曲線與實(shí)驗(yàn)所測(cè)的EMG信號(hào)在曲線形態(tài)與激活峰值出現(xiàn)的時(shí)刻上有較高的一致性。研究結(jié)論基于逆向動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法由于無(wú)法量化肌肉力對(duì)ACL載荷的貢獻(xiàn),低估了ACL載荷；基于力學(xué)模型和OpenSim CMC計(jì)算結(jié)果差異原因的可是估算肌肉力方法的不同導(dǎo)致肌肉力峰值及峰值時(shí)刻的不同；膝關(guān)節(jié)前向剪切力可能高估了ACL受力。
【學(xué)位授予單位】：上海體育學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：G804.6

【相似文獻(xiàn)】

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1 周同,趙軍,徐國(guó)琴;膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶損傷修復(fù)及研究現(xiàn)狀[J];浙江體育科學(xué);2002年04期

2 左自強(qiáng);;女子前交叉韌帶解剖生理弱點(diǎn)及其損傷的運(yùn)動(dòng)防治[J];山東體育學(xué)院學(xué)報(bào);2007年05期

3 胡有宏;王宗兵;張建鋒;孫輝;張磊;;前交叉韌帶運(yùn)動(dòng)損傷的治療進(jìn)展[J];甘肅聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年03期

4 魏春生;陳，

本文編號(hào)：2581358