滑跌動作過程中的下肢肌肉力學(xué)研究

1、分類號：1731801～j—r，整級：’17：t曩學(xué)校代碼：10057研究生學(xué)號：13814006滑跌動作過程中的下肢肌肉力學(xué)研究ResearchonLowerExtremityMuscleMechanicsduringPummelingProcess專業(yè)名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論指導(dǎo)教師姓名：蘇海龍副教授研究生姓名：許兆健申請學(xué)位級別：工學(xué)碩士論文提交日期：2016年3月論文課題來源：高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金學(xué)位授予單位：天津科技大學(xué)

2、摘要在正常行走過程中往往受到外界環(huán)境干擾而使步態(tài)不穩(wěn)。目前滑跌是日常生活中最常見的一種步態(tài)失穩(wěn)形式。在這種滑跌現(xiàn)象中，人體會利用外部與內(nèi)部條件來維持身體的平衡。本文主要討論內(nèi)部因素在人體滑跌過程中起到的作用。肌肉運(yùn)動是人體內(nèi)部的重要運(yùn)動，肌電信號能夠較好地反映人在發(fā)生自主反應(yīng)時的肌肉活動狀態(tài)和功能狀態(tài)。建立人體運(yùn)動物理與數(shù)學(xué)模型對步態(tài)平衡及滑跌現(xiàn)象進(jìn)行分析。試驗(yàn)通過同步使用表面肌電系統(tǒng)和Vicon運(yùn)動捕捉系統(tǒng)，采集10位健康男性在行走過

3、程中遇外界擾動條件下，下肢滑移后的各肌群肌電信號和步態(tài)參數(shù)。分析對比受試者在受外界環(huán)境擾動后出現(xiàn)意外滑動時下肢三大關(guān)節(jié)相對應(yīng)的主要肌群肌電信號及步態(tài)參數(shù)反應(yīng)特性。研究以下幾個方面得出結(jié)論：1、采集發(fā)生滑跌時，踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角度、關(guān)節(jié)力矩與地面支反力等步態(tài)參數(shù)。通過單因素方差分析對比在滑跌與成功恢復(fù)平衡時步態(tài)參數(shù)的差異。2、采集下肢十六塊主要肌肉(左右股直肌、左右股外側(cè)肌、左右股內(nèi)側(cè)肌、左右半腱肌、左右股二頭肌、左右脛骨前肌

4、、左右內(nèi)側(cè)腓腸肌、左右外側(cè)腓腸肌)的肌電信號包括肌肉激活延遲、肌電信號峰值、距峰值時間、協(xié)同收縮率等。通過單因素方差分析對比在滑跌與成功恢復(fù)平衡時肌電信號的差異。3、結(jié)合肌電信號與步態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析，得出肌肉是如何讓運(yùn)動來改變?nèi)梭w運(yùn)動使其維持平衡。并將所得結(jié)果與運(yùn)動模型分析結(jié)果相比較。研究結(jié)果顯示滑動腿踝關(guān)節(jié)的背屈，膝關(guān)節(jié)的屈伸，髖關(guān)節(jié)的伸展運(yùn)動對滑移后的人體平衡作用貢獻(xiàn)顯著。在恢復(fù)平衡和終止跌倒之間肌肉激活延遲時間并沒有顯著性差異。非滑