研究目的:触地模式往往关乎到慢跑的安全性。足和踝关节作为下肢运动链的末端,直接接受来自地面的反作用力。不同触地模式对足踝的力学影响,以及其组织、结构的生物力学响应应当予以重视。本研究通过运动学、动力学分析结合有限元模拟的方法,探讨不同慢跑触地模式下的足踝骨、软骨、韧带及其他软组织的生物力学变化特征。研究方法:采集8名受试者在足后触地和非足后触地模式下慢跑的运动学和动力学数据,速度为3m/s±5%。数据经处理得到踝关节角度、足触地角度和地面反作用力等运动学、动力学参数,作为进一步足踝有限元分析的边界条件和载荷。利用一名男性志愿者的足踝CT影像建立三维有限元模型并予以验证。将所选取两种触地模式下的特征时刻运动学和动力学参数加载于有限元模型。分析计算结果中踝关节软骨的关节面接触应力;跟骨、中足骨以及跖骨的von Mises应力;足底筋膜、韧带所受拉力和足底压力分布。比较足后触地和非足后触地两种模式下足踝结构的生物力学特征。研究结果:足后触地的支撑相中踝关节在矢状面的平均活动范围为39.7°,非足后触地时为38.57°。在非足后触地下,相比于足后触地踝关节表现出了更早和较大的内翻角度。两种触地的垂直地反力曲线波形存在明显的区别。距上关节软骨面最大接触应力出现在非足后触地的缓冲最低点时刻,接触应力峰值为7.41 MPa。在足后触地的冲击时刻,距上关节面接触应力最小,峰值为2.47 MPa。在两种触地模式下,第一、第三主应力和von Mises应力峰值都出现在楔骨和舟骨之间的关节面处。足后触地下,第四、第五跖骨的von Mises应力较一至三跖骨大。非足后触地中足底筋膜受力大于足后触地。研究结论:足后触地模式在冲击地面时足跟部位软组织集中承受了较大压应力,足舟骨在缓冲最低点舟骨应力骨折发生的风险或高于其他时刻。非足后触地模式下足底筋膜、楔舟足底韧带和弹簧韧带的受力大于后足触地模式。建议出现过足跟疼痛症状的人群不宜采取非后足触地的跑步方式,采用非后足触地模式慢跑应提前做好足底筋膜和韧带的拉伸。