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踝关节损伤是运动人群及空降兵群体中较为常见的外科疾病,并且内翻损伤是踝关节主要的损伤形式。针对踝关节内翻损伤,本课题组前期自主研发了半刚性非对称结构踝护具。本研究旨在筛选直观的评价指标,通过人体试验评估该半刚性非对称结构踝护具对踝关节的内翻防护效果。本研究包括三个部分:1、基于踝关节解剖结构,分析踝关节内外侧韧带的特点及踝关节内翻损伤机制,选择出一系列与踝关节内翻损伤相关的评价指标。2、开展人体高台跳跃着陆实验,包括平面和斜面着陆实验,定量评价该踝护具的内翻防护效果。3、通过问卷调查和计分方法定性评估了其他相关性能,例如稳定性,柔韧性,佩戴方便性,外观质量,舒适性和踝护具的购买意愿。研究的主要结果如下:1、踝关节外侧韧带较为薄弱,外侧韧带损伤是踝关节的主要损伤机制。损伤原因包括内翻角度过大及内翻速率过大,超过神经肌肉的响应速度。经过分析筛选,本研究选择最大内翻角度、最大内翻角速度、最大外翻力矩和股直肌(RF)、股二头肌(BF)、胫骨前肌(TA)和外侧腓肠肌(LG)的活性作为评价该踝护具内翻防护效果的指标。2、在平面着陆中,相较于裸足和半刚性护具组,弹性护具组显著减小了最大内翻角度(P<0.05)和最大外翻力矩(P=0.008),表明自主研发的这款踝护具并不会限制踝关节的灵活性。佩戴该踝护具时,外侧腓肠肌活性显著降低(P<0.001),胫骨前肌和股直肌活性显著增加(P<0.001),股二头肌活性并没有显著改变(P=0.151),说明该踝护具提升了胫骨前肌和股直肌的参与度。随着跳跃高度增加,外侧腓肠肌和胫骨前肌的活性均显著降低(P<0.05),股直肌和股二头肌的活性显著增加(P<0.001),表明大腿肌肉的参与度在提高。在斜面着陆中,自主研发的踝护具能够显著减小踝关节的最大内翻角度(P<0.05),表明该踝护具拥有较好的内翻防护功效。在安全阈值范围内,该踝护具显著增加了最大内翻角速度和最大外翻力矩(P<0.05),表明该踝护具可能拥有较好的能量分散与转化效果。该踝护具显著增加了胫骨前肌、股直肌和股二头肌的活性(P<0.05),表明该踝护具提升了这些肌肉的参与度。比较平面和斜面着陆实验结果可以发现,在相同防护状态下,斜面着陆时的最大内翻角度、最大内翻角速度以及最大外翻力矩明显大于平面着陆时的数值,表明斜面着陆增加了踝关节的内翻趋势,更容易导致外侧韧带损伤。平面着陆时的外侧腓肠肌和股二头肌活性明显大于斜面着陆时的数值,且在裸足和半刚性踝护具组,胫骨前肌活性显著大于斜面着陆时的数值(P<0.05)。但斜面着陆时股直肌活性明显较高,说明斜面着陆中股直肌更多地参与了着陆动作。3、在稳定性和穿戴便利性方面,该半刚性非对称结构踝护具的得分显著大于弹性护具(P<0.05),说明该踝护具的稳定性较好,穿戴更为便利。在外观质量以及舒适性方面,弹性护具的得分显著大于该踝护具(P<0.001)。在灵活性和购买意愿方面,两种护具的得分不存在显著性差异(P>0.05)。综上所述,本课题组自主研发的半刚性非对称结构踝护具拥有明显的防内翻效果,且不影响踝关节活动的灵活性。结合定量和定性评价方法,可以对该半刚性非对称结构踝护具进行较全面的评价。尤其是,基于人体三维动态捕捉实验平台,通过高台跳跃着陆实验,最大内翻角度指标可以客观、直观地反映踝护具的内翻防护效果。