健康参与者的下肢生物力学分析

生物力学分析技术在研究人类运动方面是有用的。该技术可用于使用市售系统对健康参与者进行生物力学评估。在生物力学分析中，对步态分析等功能进行特定测试，结合肌肉性能测试是很有用的。

在未来的研究研究和康复方案的设计中，需要了解肌肉力量与执行诸如行走等功能任务的能力之间的关系。今天展示我们协议的是弗朗切斯科·费拉罗，我们团队的试用经理。在开始分析之前，确认参与者穿着紧身非反光服装，如自行车短裤或打底裤，并使用双面胶带根据人体模型的下半身结构将 25 个被动反射标记连接到参与者身上。如图所示。

使用关节标尺测量模型所需的膝盖和脚踝宽度，并保护学员固定在固定到头顶框架上的安全带。在数据库中启动新会话，并确保该会话处于活动状态。在"主题"选项卡下，单击"标记骨架"按钮并导航到下肢 HBM N2 VST 文件以创建新参与者。

输入参与者的名称，然后单击"确定"。参与者的姓名将显示在主题窗口中。在工具窗口中，打开"主题准备"选项卡。单击将力板归零，并要求学员站在跑步机中间，同时在适应后以舒适的速度行走五分钟，然后单击软件中的"开始录制"开始录制步态数据。

获取所需数据量后停止录制。要消除数据中的高频噪声，请打开处理软件，为标记数据选择一个低通滤波器，并使用脚标记确定增益事件，从垂直力数据中确定单个步幅。将数据导出为 CSV 文件。

然后可以分析步态参数，如运动学、动力学和空间时态数据。要根据最大自愿等轴收缩测量参与者的肌肉力量，请先将工具垫编号 701 连接到测功机练习头，让参与者坐在椅子上休息。要测试膝盖等轴测量肌肉强度，请使用上下开关将测功机轴与膝关节旋转的解剖轴对齐，并将工具垫中央放在头骨小腿的下部。

让参与者将膝盖定位为 90 度弯曲，臀部处于中性旋转和诱拐，脚在植物弯曲中。然后让参与者将手放在腹部，用尼龙搭扣带将躯干、臀部和大腿中部稳定在椅子上。要让学员熟悉测试操作，让学员在弯曲前伸展膝盖，在命令上施加最大收缩三秒钟，同时提供口头提示和鼓励。

当学员对手术感到自在时，确保学员在遇到任何异常疼痛或不适时可以立即停止测试，并允许学员休息两分钟。然后重复试验三次左腿和三次右腿，只是演示记录和导出牛顿的数据。在这里，显示了30名参与者在代表性分析中的空间时间、运动学和动能步态参数的均值和标准偏差。

如本表所见，总结了参与者膝关节最大自愿等轴收缩的均值和标准偏差，平均而言，右膝在评估参与者中表现出稍微强一些的延伸和弯曲。在一个参与者的步态评估的离线分析中，可以观察到参与者左侧的空间时间数据以及运动和动能步态周期。在评估参与者右侧的空间时态数据以及运动和动能步态循环时，这些数据同样被转载。

临床研究已经确定了人类生物力学特征与不同医疗条件之间的明确联系。该协议可用于准确和全面测试组合步态分析和肌肉力量的方式，这是以前没有描述过的。未来的骨科研究将需要准确和可重复的技术来测量步态。

通过所述技术收集的数据与用于步态分析和等轴测肌肉力量测试的国际参考数据一致。