研究目的:功能性动作筛查(Functional Movement Screen,FMS)动作主要根据人体基本动作模式进行设计,其中深蹲、跨栏步、主动举腿以及直线弓步蹲四个动作主要强调了下肢运动能力。由于主动举腿的目的为测试髋关节的灵活性与稳定性,故本文拟选取深蹲、直线弓步蹲和过栏架动作对FMS下肢动作进行计算机模拟仿真,将实验获得的FMS三个下肢动作下肢运动学、动力学数据与Anybody仿真软件结合,从而了解人体基本运动模式中人体下肢的肌骨表现,通过计算机仿真结果从而构建FMS测试简易指标,了解FMS下肢动作的肌骨表现并探究下肢各关节力矩关系,为运动实践和临床测试提供有效帮助。研究方法:本研究受试者选取能够完成FMS三个下肢动作的18-25岁成年男性,测试开始前对受试者进行健康史询问,有脑卒中、膝关节置换、膝关节炎症等下肢关节疾病,明显平衡功能障碍、糖尿病、神经病和长期头晕的人不能参加测试,要求受试者均能完成所有测试,最后筛选出三个测试动作均为3分的9名受试者,身高(178.44±6.85cm),体重(73.00±7.28kg)。对FMS以下肢为主的测试深蹲、直线弓步蹲以及跨栏步动作使用BTS三维红外动作捕捉系统采集实验中的人体运动学参数,按照仿真下肢模型在受试者相应骨性标志处贴红外反光识别标志,使用Kistler三维测力台(0.6m×0.4m×0.2m)实时采集受试者动力学数据。然后进行Anybody仿真研究,并使用BTS表面肌电进行仿真结果验证。应用统计软件SPSS 18.0对实验数据进行统计分析。计量数据均采用均数±标准差表示,采用独立样本t检验对同一动作不同主力腿时的双腿的仿真结果进行对比分析,将P<0.05作为显著性差异的标准,将P<0.01作为具有非常显著性差异的标准。研究结果:FMS深蹲和弓步动作中,髋关节受剪切力作用较大,膝踝关节受前后力作用较大。而过栏架时前后腿的髋膝踝关节均主要受剪切力作用。将深蹲左右腿的关节角度进行对比发现左右两侧关节角度未见显著性差异。直线弓步蹲右为右腿在前的直线弓步蹲,同理,对比直线弓步蹲右的右腿关节角度与直线弓步蹲左的左腿关节角度未发现显著性差异,对比直线弓步蹲右的左腿关节角度与直线弓步蹲左的右腿关节角度未发现显著性差异。深蹲时下肢关节主要由髋膝踝关节的屈曲完成动作。直线弓步蹲动作中主要由前后两腿的髋膝关节屈曲完成动作。过栏架瞬间则是由踝伸展产生的力矩做功。FMS深蹲时主要由股直肌、股外侧肌、腓肠肌、中间比目鱼肌和股二头肌作用。FMS直线弓步蹲前腿由股外侧肌、股二头肌、比目鱼肌臀中肌和股直肌作用。直线弓步蹲后腿主要由股外侧肌、股直肌、股中间肌、比目鱼肌和骨内侧肌作用。FMS过栏架瞬间内侧腓肠肌、胫骨前肌、上臀肌、缝匠肌、股直肌和股二头肌作用。过栏架前脚落地瞬间胫骨前肌、胫骨长肌、股直肌、腓骨短肌和股外侧肌发挥主要作用。过栏架主力腿则由臀中肌、股直肌、中间比目鱼肌、胫骨前肌和内侧比目鱼肌作用。FMS验证过程使用直线弓步右腿在前右腿的肌肉力结果,由表3可知表面肌电积分肌电结果与Anybody肌肉力在胫骨前肌、腓肠肌外侧、股二头肌以及股直肌的相关系数分别为0.82、0.81、0.45和-0.73。研究结论:(1)FMS深蹲动作中髋屈曲角度81°左右,膝关节屈曲角度128°左右,踝屈曲角度72°左右,FMS深蹲动作中贡献率较高的大腿肌肉主要为浅层肌肉,膝关节受到的力矩最大。(2)弓箭步前后腿膝踝关节屈曲角度相近,主要差异在于髋关节屈曲角度。前腿需要激活臀部肌肉和小腿深层肌肉工作,后腿主要通过大腿浅层肌肉激活完成动作,双腿主要受膝屈曲力矩作用。(3)过栏架动作全程主要由前腿髋膝关节屈曲角度变化完成动作,过栏架瞬间前腿主要激活小腿肌肉和臀部肌肉共同作用。而落地瞬间主要大腿和小腿的前侧肌肉作用。FMS直线弓步蹲动作FMS过栏架动作全程主力腿关节主要受踝屈曲力矩作用,髋膝踝三关节都受到了较大的剪切力作用。