研究目的:通过比较穿着不同后跟运动鞋受试者在不同坡度的斜坡上行走时的步态生物力学特征的异同,探究运动鞋后跟高度与斜坡坡度之间对下肢关节的影响是否具有交互效应,以及运动鞋后跟高度是否有助于减少上坡行走时的下肢损伤风险。研究方法:10名健康男性大学生,穿着三种不同后跟高度的运动鞋在搭建的装有测力台的斜坡装置(6°、12°、20°)上行走,每个坡度在每个鞋跟高度下测试三次,使用红外高速运动捕捉系统和三维测力台对上坡时的运动学和动力学参数同步进行采集。研究结果:鞋跟高度和坡度对所有指标的交互作用均不显著。坡面坡度增加后步态周期的时间延长,复步步长减小,步频减慢,支撑相和双支撑相增加;跖趾关节、踝关节、膝关节、髋关节矢状面运动幅度和踝关节额状面运动幅度减少,着地时刻踝关节背屈角、膝关节屈曲角、髋关节屈曲角增加,踝关节着地内翻角减少;踝关节背屈力矩最大值、内翻力矩最大值、矢状面正功减小,膝关节屈曲力矩最大值减小,膝关节伸展力矩最大值、内翻力矩最大值增加,膝关节外翻力矩最大值、矢状面功率最大值和最小值、屈曲矢状面正功和负功、屈曲力矩最大值减小,髋关节伸展力矩最大值、矢状面正功增加;支撑阶段和摆动阶段股直肌、股内侧肌、股外侧肌、股二头肌、胫骨前肌的RMS增加。摆动阶段的腓肠肌外侧的RMS增加。支撑阶段和摆动阶段股直肌、股内侧肌、股外侧肌、股二头肌、胫骨前肌、腓肠肌内侧、增加。支撑阶段腓肠肌外侧的INT增加。12°的踝关节跖屈最大力矩、踝关节矢状面功率最大值、髋关节矢状面功率最大值最高,踝关节矢状面功率最小值最小。鞋跟高度增加后,跖趾关节着地伸展角增加,跖趾关节矢状面运动幅度减小,踝关节矢状面和额状面运动幅度减小;踝关节跖屈力矩最大值和外翻最大力矩、矢状面正功减小;膝关节伸展最大力矩、内翻最大力矩减小,外翻最大力矩增加。研究结论:1.穿着高后跟运动鞋上坡时人体趋向于选择使身体更加稳定的步态策略;2.上坡时增加一定的运动鞋后跟高度能缓解踝关节的负荷,降低踝关节扭伤的风险,但同时会使得跖趾关节的活动受到一定限制以及膝关节内侧负荷和股四头肌活动的代偿性增加。3.对于在上坡时的鞋后跟高度的选择,本研究建议根据坡度和路面情况来确定合适范围,在此范围中既能减缓小腿三头肌和踝关节的压力,又不至于使膝关节和髋关节产生过多的代偿。