【摘 要】
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研究目的:通过对比跑步疲劳前后着地过程中下肢生物力学指标变化特征,以及下肢主要肌肉的激活变化,分析运动性疲劳对下肢各关节运动学和动力学指标的影响,探究运动性疲劳后主动肌和拮抗肌的激活模式和调控策略,揭示肌肉共激活规律并分析其机制,协助制定训练或康复计划,以期为提升训练效果和预防下肢损伤提供理论基础和实验依据。研究方法:选取12名符合纳入标准的男性受试者,通过执行在跑台以4m/s恒速跑直至达到运动性
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研究目的:通过对比跑步疲劳前后着地过程中下肢生物力学指标变化特征,以及下肢主要肌肉的激活变化,分析运动性疲劳对下肢各关节运动学和动力学指标的影响,探究运动性疲劳后主动肌和拮抗肌的激活模式和调控策略,揭示肌肉共激活规律并分析其机制,协助制定训练或康复计划,以期为提升训练效果和预防下肢损伤提供理论基础和实验依据。研究方法:选取12名符合纳入标准的男性受试者,通过执行在跑台以4m/s恒速跑直至达到运动性疲劳要求的跑疲劳方案,利用三维动作捕捉系统测试疲劳前后着地过程中髋、膝、踝关节的关节角度变化,并记录测力台系统反馈的各关节力矩和各方向地面反作用力的参数;通过表面肌电图仪采集疲劳前后在着地过程不同阶段中,股直肌、股二头肌、胫骨前肌和比目鱼肌的表面肌电图信号,并对所有指标在疲劳前后的变化进行统计学处理和比较分析。研究结果:（1）跑步疲劳后着地过程中整体下肢关节屈曲角度和关节活动度增加,髋关节和膝关节在着地瞬间关节角度降低,屈曲角度显著大于疲劳前（p＜0.05）,膝关节在离地瞬间关节屈曲角度较疲劳前也显著增加（p＜0.05）,但踝关节在着地过程中关节角度变化无显著差异（p＞0.05）。（2）跑步疲劳后着地过程中膝关节峰值力矩较疲劳前显著增加（p＜0.05）,而髋关节和踝关节的峰值力矩较疲劳前无显著差异（p＞0.05）。（3）跑步疲劳后着地过程中蹬地瞬间的垂直地面反作用力第二峰值较疲劳前显著增加（p＜0.05）,而其余各方向及垂直地面反作用力第一峰值较疲劳前并无显著差异（p＞0.05）。（4）跑步疲劳后着地过程中股直肌在着地后期激活水平提升,均方根值显著高于疲劳前（p＜0.05）,且平均功率频率低于疲劳前（p＜0.05）,即股直肌发生肌肉疲劳。（5）跑步疲劳后着地过程中股二头肌在预激活期激活水平提升,均方根值显著高于疲劳前（p＜0.05）。（6）跑步疲劳后着地过程中胫骨前肌在着地前期激活水平提升,均方根值显著高于疲劳前（p＜0.05）,且在整个着地过程中平均功率频率低于疲劳前（p＜0.05）,即胫骨前肌发生肌肉疲劳。（7）跑步疲劳后着地过程中腓肠肌在预激活期和着地后期激活水平提升,均方根值显著高于疲劳前（p＜0.05）,且在着地前期和后期中平均功率频率低于疲劳前（p＜0.05）,即腓肠肌发生肌肉疲劳。（8）与疲劳前相比,预激活期中拮抗肌共激活比的变化无显著差异（p＞0.05）,在着地前期和着地后期中拮抗肌共激活比均显著降低（p＜0.05）。研究结论:（1）跑步疲劳后在着地过程中下肢关节呈现出不同的运动生物力学特征表现,体现在着地和离地瞬间更大的屈髋屈膝角度和更大的关节活动度,以及蹬地时更大的膝关节力矩和更高的垂直地面反作用力。（2）跑步疲劳后股直肌、股二头肌、胫骨前肌和腓肠肌在着地过程中均发生肌肉疲劳,且肌肉激活水平增加,旨在募集更多的运动单元来弥补运动性疲劳引起的力量不足和关节稳定性下降。（3）跑步疲劳后肌肉激活策略发生变化,体现在着地后降低拮抗肌共激活水平,以弥补主动肌力量不足,其机制可能是运动性疲劳打破原有交互抑制的平衡,引发高位中枢对主动肌运动神经元调控通路的变化,导致拮抗肌运动神经元支配模式变化,这会降低关节稳定性,对跑者健康产生负面影响。
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