研究目的:跟腱是人体最强壮的肌腱,是传递小腿三头肌肌力的关键结构,在走、跑、跳等动作中起着至关重要的作用。然而,最新的流行病学调查显示,跟腱损伤是最常见且难以根治的下肢跑步损伤之一,其损伤发生率为10%。近期研究表明,与习惯穿着缓冲跑鞋进行后跟着地跑的跑者相比,习惯穿着极简鞋进行前掌着地跑的跑者的跟腱具有更大的横截面积、冲量、刚度等,而更优的跟腱力学特性是提高运动表现和竞技成绩的重要因素。然而,现阶段研究尚不清楚不同的鞋条件和着地方式对跟腱产生适应性变化的负荷特征。此外,目前减轻跟腱疼痛和改善功能的方法以小腿三头肌离心训练为主,但训练本身存在耗时长、可能会引起延迟性肌肉酸痛的不足。因此,本研究目的是探讨不同的鞋条件和着地方式对跟腱生物力学特性（横截面积、长度、跟腱力等）的影响,并进一步通过制定合理的跑姿转换训练,深入探讨跑步着地过程中在体跟腱的适应性变化,为深入理解跑姿转换训练过程中如何控制跟腱运动,并最终影响跟腱力学特性提供理论和实践基础。研究方法:研究一共招募男性受试者30人,其中习惯后跟着地跑者组10人、习惯前掌着地跑者组10人和无运动习惯组10人。利用超声医学影像仪采集三组受试者的跟腱形态学特征;利用等速肌力测试仪进行踝关节最大等长收缩,采集三组受试者的踝关节跖屈力矩峰值,并同步超声影像仪采集并计算跟腱材料力学特性;利用三维测力跑台采集并计算习惯后跟着地跑者组和习惯前掌着地跑者组穿着缓冲跑鞋在10 km/h速度下跑步时的跟腱负荷特征。采用单因素方差分析比较习惯后跟着地跑者组、习惯前掌着地跑者组和无运动习惯组跟腱形态学（跟腱横截面积、跟腱长度和厚度）和力学特性（跟腱力、刚度、迟滞性等）的差异,显著性水平α设为0.05,对于存在组别显著性差异的结果,事后检验采用Bonferroni进行多重比较验证。采用独立样本t检验比较习惯后跟着地跑者组和习惯前掌着地跑者组在跑步时的跟腱力及其负载率峰值、冲量和应变峰值的差异。显著性水平α设为0.05。研究二共招募习惯穿着缓冲跑鞋进行后跟着地方式跑步的男性跑步爱好者11人。要求受试者随机穿着缓冲跑鞋和五指鞋,以10 km/h的速度在三维测力跑台上分别进行前掌着地和后跟着地跑,通过将超声医学影像仪探头通过弹力绷带固定在跟腱与腓肠肌内侧头结合点处,同步采集并计算在体跟腱负荷特征和长度变化、下肢三关节运动学和动力学参数、垂直地面反作用力及其负载率。采用2 × 2双因素方差分析确定跑步过程中不同跑鞋（缓冲跑鞋vs.极简鞋）和着地方式（前掌着地vs.后跟着地）对跟腱力、跟腱应力峰值、跟腱应变峰值、平均/峰值跟腱负载率、跟腱冲量、跟腱做功、下肢三关节运动学和动力学的影响。采用配对样本t检验,比较穿着不同跑鞋（缓冲跑鞋vs.极简鞋）进行后跟着地跑时的地反力冲击峰值、到达时间及其负载率。显著性水平α设为0.05。研究三共招募习惯穿着缓冲跑鞋进行后跟着地方式跑步的男性跑步爱好者30人,随机分为实验组15人和对照组15人。对实验组进行为期12周跑姿转换训练,即通过穿着五指鞋循序渐进地过渡至前掌着地,而对照组穿着自己习惯的跑鞋继续保持原有的跑步习惯。训练前后利用超声影像仪采集两组跑者的跟腱形态学特征,利用三维测力跑台分析两组跑者穿着缓冲跑鞋在10 km/h速度下跑步时的下肢三关节运动学、动力学和地面反作用力特征,并同步超声医学影像仪采集并计算跑步时的在体跟腱负荷特征和长度变化。采用2 × 2重复测量双因素方差分析确定12周跑姿转换训练前、后对跟腱形态学（长度、厚度、横截面）、跟腱力、跟腱应力峰值、跟腱应变峰值、平均/峰值跟腱负载率、跟腱冲量、跟腱做功、下肢三关节运动学和动力学的影响。显著性水平α设为0.05。研究结果:1)研究一结果发现习惯后跟着地跑者组、习惯前掌着地跑者组与无运动习惯组的跟腱长度、跟腱横截面积和跟腱厚度均无显著性差异（p＞0.05）。习惯前掌着地跑者组等长收缩下的踝跖屈力矩、跟腱力分别比无运动习惯组显著增加了 2 1.4%和17.2%（p＜0.05）。习惯前掌着地跑者和习惯后跟着地跑者组的跟腱迟滞性分别比无运动习惯组显著减小了 52.9%和68.4%（p＜0.05）。习惯前掌着地跑者组跑步时的跟腱力、平均/峰值跟腱负载率、跟腱应力峰值显著大于习惯后跟着地跑者组（p＜0.05）。2)研究二结果发现瞬时跟腱负载存在交互作用（p＜0.05）,即刻穿着五指鞋采用后跟着地跑时的瞬时跟腱负载率显著大于穿着缓冲鞋采用后跟着地跑时,且即刻穿着缓冲鞋进行前掌着地跑时的瞬时跟腱负载率显著大于采用后跟着地跑时。此外,其余参数均不存在交互作用,但存在显著的组别或时间主效应。结果发现即刻前掌着地跑时的跟腱力峰值、平均跟腱负载率、跟腱冲量、跟腱应力峰值、跟腱长度变化峰值和跟腱做功显著大于后跟着地跑时,即刻穿着五指鞋时的跟腱力峰值显著大于穿着缓冲跑鞋时（p＜0.05）。3)研究二结果发现到达地面反作用力蹬伸峰值时间存在交互作用（p＜0.05）,即刻穿着五指鞋采用后跟着地跑时的到达蹬伸峰值时间显著减小穿着缓冲跑鞋时;即刻穿着五指鞋采用前掌着地跑时的到达蹬伸峰值时间显著大于后跟着地跑时。此外,其余参数均不存在交互作用,但存在显著的组别或时间主效应。结果发现即刻前掌着地跑时的膝关节活动度、踝关节触地角度和踝关节最小力矩显著小于后跟着地跑时,跖屈角度峰值、踝关节活动度、膝关节最小力矩、踝关节最大力矩、踝关节正功、负功和净功显著大于后跟着地跑时（p＜0.05）。即刻穿着五指鞋时的膝关节活动度、跖屈角度峰值、踝关节活动度、踝关节负功和净功显著小于缓冲跑鞋（p＜0.05）。4)研究三结果发现12周跑姿转换训练后共28名受试者完成训练（实验组14人,对照组14人）,完成12周跑姿转换训练的完成率达93.3%（28/30）,且无受试者发生跑步相关损伤。12周训练后,实验组14人中8人转换至前掌着地,转换率为57.1%,且跟腱长度、厚度和跟腱横截面积均显著增加（p＜0.05）。跟腱力峰值存在显著的组别主效应（p＜0.05）,结果发现实验组的跟腱力峰值显著大于对照组。到达跟腱力峰值的时间、跟腱平均/峰值负载率和跟腱长度变化量峰值存在显著的时间主效应（p＜0.05）,结果发现12周干预训练后到达跟腱力峰值的时间显著减小,跟腱平均/峰值负载率显著增加。5)研究三结果发现垂直地面反作用力、下肢三关节运动学和动力学均不存在交互作用,但存在显著的组别或时间主效应。结果发现12周干预训练后的地面反作用力冲击峰值平均负载率、地面反作用力蹬伸峰值、膝关节最大角度、踝关节活动度、正功、负功、净功和功率峰值显著增加（p＜0.05）,髋关节刚度、踝关节最小力矩和刚度显著减小（p＜0.05）,实验组的膝关节触地角度、膝关节最小角度和刚度显著大于对照组（p＜0.05）。研究结论:1)习惯前掌着地跑者跑步时具有更大的跟腱力、平均/峰值负载率、跟腱应力峰值和更低的跟腱迟滞性,表明长期的前掌着地模式可以在较高的负荷下增强跟腱力学特性,使其在跑步期间更有效地储存和释放弹性能。2)而对于习惯穿着缓冲跑鞋进行后跟着地跑的跑者而言,与穿着缓冲鞋或后跟着地跑相比,即刻穿着五指鞋或前掌着地跑时的跟腱力峰值显著增加,且在蹬伸阶段可以产生更多的跟腱做功,表明通过穿着五指鞋和/或转换至前掌着地模式跑步可以提供更高的负荷强度来改善跟腱的负荷特征。但同时更高的地面反作用力及其负载率也提示如果没有一定的适应过程,即刻穿着五指鞋和/或进行前掌跑可能会造成额外的损伤风险。3)12周跑姿转换训练作为一种较为安全、有效的干预训练方案,使部分跑者从习惯后跟着地模式转变为前掌着地（8/14）,且跟腱长度、跟腱横截面积、跟腱厚度均显著增加,跟腱力和平均负载率也分别增加6.7%和19.6%,这表明循序渐进地穿着五指鞋进行前掌跑训练可以通过“拉长—收缩”的循环力学刺激对跟腱的形态学特征产生主要影响,且对跟腱负荷特征的提升具有一定的积极作用,两者共同提高跟腱承受负荷的能力,从而潜在地减小跟腱损伤风险。