幼儿不同跑步着地方式的生物力学特征

摘要

背景:成年人跑步着地方式一直是国内外学者研究的重点,而幼儿跑步的着地方式也是不容忽视的内容.目的:运用生物力学方法探究幼儿在跑步过程中,不同着地方式下的运动学和动力学指标的差异,为幼儿正确的跑步着地方式提供科学依据.方法:在北京市海淀区某公立幼儿园中随机抽取幼儿74名,按年龄分为3岁组、4岁组、5岁组,采用BTS红外动作捕捉系统、Kistler三维测力台和VIXTA录像解析系统同步采集幼儿跑步过程中不同着地方式下的运动学、动力学数据;运用Anybody 5.2仿真建模软件计算下肢肌肉力量指标.试验前向受试者父母详细解释并签署知情同意书,试验方案符合北京师范大学的相关伦理要求.结果 与结论:①3岁组全足着地的比例最高,足跟着地的比例最低,5岁组全足着地的比例最低,足跟着地的比例最高;前足着地者的蹬伸时间大于足跟着地(P＜0.01)和全足着地(P＜0.05);②着地时刻,踝屈曲角度足跟着地者大于前足着地(P＜ 0.01)和全足着地者(P＜0.05),全足着地者大于前足着地(P＜0.05);前足着地者髋内收-外展角度、最大髋内收-外展角、髋内-收外展的关节变化量及最大膝内收-外展角速度大于足跟着地(P＜0.01)和全足着地者(P＜0.05);前足着地者的踝屈伸最小值大于足跟着地者(P＜0.05),而最大髋内收-外展角速度小于足跟着地者(P＜0.05);③足跟着地和全足着地者的腓骨短肌、腓骨长肌、第三腓骨肌的肌力大于前足着地者(P＜0.05),前足着地者的股中间肌、股外侧肌下束、股外侧肌上束、股内侧肌下束、股内侧肌上束、股内侧肌中束肌力均大于足跟着地(P＜0.01)和全足着地者(P＜0.05);④结果提示:在3-6岁阶段,幼儿多采用足跟或全足着地模式进行奔跑,以满足自己在跑步过程的稳定性,随着年龄的增长,逐渐出现前足着地方式的跑步模式;前足着地能够动用更多髋关节和膝关节额状面的运动来维持人体运动中的稳定,足跟着地和全足着地能够动用更多的小腿前侧和后侧的肌力,而前足着地动用更多的大腿前侧肌力.