世界优秀男子花样滑冰运动员后外点冰三周跳的运动生物力学研究

运用国际先进的艾利尔运动技术分析软件及生物力学三维录像DLT分析方法,对中国花样滑冰队和国外高水平男子单人滑运动员的后外点冰三周跳动作进行运动学分析,得出我国运动员闫某在缓冲蹬冰阶段,水平速度和垂直速度都较大,腾空时间长,已经具备四周跳的能力.宋某腾空时间不足,导致空中动作没有视觉冲击性,很难获得高分.王某在缓冲蹬冰阶段,水平速度较小,腾空水平飞行距离较国内外优秀运动员近,腾空时间较短,垂直方向速度较大,腾空高度较高.关某在缓冲蹬冰阶段,水平速度变化幅度平缓,不存在明显的下降阶段,同时获得较大的垂直方向上的速度.金某在缓冲蹬冰阶段,水平速度小,垂直方向速度低,腾空高度和腾空水平飞行距离都不够.同时首次应用NORAXON表面肌电图机对主要发力肌肉的肌电进行分析,对主要用力肌肉发力顺序及贡献率进行了科学的分析,为教练员和运动员攻克难度动作提供了理论依据.起跳过程中,起跳腿股直肌和胫骨前肌先发力,并且股直肌稍先于胫骨前肌.积分肌电和贡献率最大的肌肉是股直肌,其次为胫骨前肌.腓肠肌内侧头和股二头肌长头的积分肌电值较小,起支撑协同作用.     

投掷运动员躯干旋转肌群等速训练肌力与积分肌电关系研究

联特征及各肌肉活动贡献度大小。研究方法:选取某省田径投掷项目9名男子运动员为研究对象。应用德国产ISOMED2000等动测试系统、美国产Noraxon Telemyo 2400T 16通道表面肌电无线遥测系统进行同步测试。运用配对T检验对数据进行统计,显著性水平设为P<0.05。研究结果:等动测试中,分别得到躯干左旋或右旋峰值力矩、平均峰值功率值、平均积分肌电值、肌肉活动贡献度相关数据。躯干左旋肌肉峰值力矩和功率值均高于右旋值,具有非常显著性差异(P<0.01)。研究结论:(1)等动训练中,不同速度下积分肌电值和峰值力矩变化趋势不一致,单一积分肌电值指标不能反映峰值力矩变化特征。(2)等动训练中,躯干旋转肌群表面肌电时序一致,各肌肉活动贡献度大小不同,斜方肌肌肉活动贡献度处于较高水平。     

中风后小鱼际肌的诱发和自主表面肌电图研究（英文）

利用诱发和自主表面肌电研究在中风后偏瘫病人的小鱼际肌的生理变化.通过对11个受测者患侧和正常侧的对比,发现患侧肌肉的复合动作电位和运动单位个数索引略为降低.正常侧的小鱼际肌最大自主收缩肌电与复合动作电位的比值显著大于患侧,表明患侧肌肉的激活能力明显不足.相比传统的针电极检测,通过无创的表面肌电实现了对中风后运动单位变化的研究,以促进对中风后肌无力的理解与康复.     

基于AnyBody仿真及有限元建模下的八段锦运动生物力学研究

以AnyBody仿真骨骼肌多体逆向动力学三元素肌肉收缩力模型及有限元法构建八段锦动作的三维胫骨模型,全面、客观地计算不同动作最大肌力峰值时刻的积分肌电、力矩、肌肉收缩等生物力学特性. 将10例健康青年八段锦志愿者的身高、体质量、髋宽、髋深、膝宽、踝宽等形态学数据作为约束条件,用AnyBody7.1.2软件导出八段锦8个动作下肢最大肌力指标,依据胫骨最大应力约束条件,用Minics 10.01、Geomagic studio 2013、ANSYS 19.2软件建构三维数据,添加AnyBody中的3个方向数据,分析并计算不同动作最大力的应力传导大小、分布规律. 研究结果表明:八段锦是左右对称性运动,双侧同块肌肉积分肌电值、肌肉力值无显著性差异,有利于锻炼双下肢稳定性及协调性,运动中人体需要通过移动来保持平衡,膝关节在垂直轴方向力最大,伸展力矩值最大;做八段锦运动过程中,髋关节主导发力肌肉为臀中肌,膝关节主导发力肌肉为比目鱼肌、股外侧肌、腓肠肌,踝关节主导发力肌肉为拇长屈肌;表面肌电验证是评价人体肌肉激活程度的主要方式,八段锦运动中胫骨前肌、腓肠肌、股直肌、股二头肌的肌肉活性仿真结果与积分肌电值具有较高的一致性.以AnyBody软件分析下肢动作特征和有限元软件建构的胫骨模型,适用于八段锦动作的动态研究,可为计算八段锦运动时动力学变化提供新思路与实践价值参考.      

跆拳道横踢动作主要肌群工作状况分析

横踢动作是跆拳道各种腿法中最为常见,最具渗透力的技法之一。它分为前腿横踢和后腿横踢,本文主要介绍后腿横踢。通过对完成横踢动作主要肌群的分析,较深入地揭示横踢动作的作用及训练中怎样通过肌群工作抓住发力点进行专门训练。     

自行车骑行过程中频率及生理节律对下肢肌电的影响研究

通过在不同生理节律下改变踏蹬频率的骑行实验,获得了如下结论:①臀大肌、股二头肌在早晨的肌电爆发点比下午早,腓肠肌在早晨的肌电爆发点比下午晚,而胫骨前肌、股直肌的肌电爆发点与频率有关;股二头肌下午的肌电结束点比早晨早;股直肌及股二头肌的放电区间下午比早晨短.②频率增加引起臀大肌、股直肌、股二头肌、股外肌肌电爆发点、结束点近似同步前移,但频率增加却引起胫骨前肌爆发点前移而结束点延迟.③臀大肌、股外肌、胫骨前肌、腓肠肌放电区域随频率的增加而发生显著波动,当频率处于80～90 r/min之间时,其放电区域较短,超出这个范围,则显著延长.     

速滑中腿部肌肉协调性同步肌电分析

为研究人体运动中腿部肌肉间的运动协调关系,提出了一种基于多肌电模型的同步肌电研究方法。该文以滑冰运动为例,采集了5名速滑运动员滑冰过程中腿部9块表层肌肉的肌电信号,分别建立每位运动员直道和弯道滑跑多肌电模型,并进行了多路肌电的同步相关性分析。分析结果表明:同一运动员完成相同动作时肌肉协调关系一致性好;而完成不同动作时的肌肉协调关系差异明显;不同运动员完成同一动作时,肌肉协调关系有较大差别。实验结果显示了同步肌电分析方法可以作为一种有效的量化评估肌肉间协调性的方法。     

表面肌电在体育科学研究领域中的应用进展

肌电是唯一一个能连接神经系统,并直接反映运动中肌肉收缩的电信号载体。本文主要运用文献资料法对表面肌电在体育科学研究领域中的应用作一个简要的回顾,从而了解肌肉收缩时神经-肌肉的工作机制。研究结果表明：表面肌电技术涉足体育科学领域的研究虽尚处初级阶段,但应用极为广泛,主要表现为用于评定肌肉运动产生的疲劳、肌电与肌力的关系、肌肉活动的协调性与贡献度以及运动选材等领域。     

无线表面肌电测试系统在射击技术诊断中的应用——以手枪慢射运动员石兴隆为例

从受试肌群的选取、测试步骤、指标选取和数据处理等方面详细介绍了无线表面肌电测试系统在手枪射击运动员的动作技术诊断中的应用。以国家射击队手枪慢射运动员石兴隆为例,介绍如何从肌电原始信号图、持枪臂各主要肌群参与工作贡献率和击发前三秒肌群肌电平均振幅等方面对手枪运动员持枪臂肌群用力特征和射击动作稳定性进行研究。     

人体在向后滑倒时平衡调节能力的生物力学研究

通过分析从坐到站及行走过程中多次平衡干扰对滑倒的调节效果,从运动生物力学的角度,探究在有外部干扰及疲劳滑动状态下对人体平衡能力的影响以及差异性.利用动态滑轨在受试者完成坐起动作和正常向前行走时产生突然的向前运动,使受试者产生向后跌倒的趋势.运用Noraxon表面肌电测试系统、Kistler三维测力台、BTS三维红外动作捕捉系统,以及Ariel录像分析系统,同步记录受试者在正常坐起及向后滑倒过程中的运动学、动力学和肌电参数.运用Biodex多关节等速肌力测试系统实现下肢关节肌肉的疲劳.结果表明:有效的质心调节可以使人体在遇到突然的向后滑动时保持相对稳定状态,使身体不至于产生较大的波动,充分的下肢支撑以及有效的上肢关节的调节是避免滑倒的关键.在从坐到站及人体行走过程中,地面反作用力、压力中心移动范围的值相比无干扰状态下显著增加.在从坐到站过程中突然滑动测力台,腓肠肌内侧、股二头肌,胫骨前肌和股直肌的积分肌电值较无干扰状态有了显著的增加.人体在疲劳状态下,腓肠肌内侧和股直肌肌电值明显增加.在滑台上多次的滑动训练可以提高人体平衡能力.模拟跌倒的测试可以评估人体的跌倒风险,对于老年人跌倒风险的评估也有一定的意义.      

对途中跑着地缓冲技术的再分析

通过途中跑着地缓冲技术的分析．得出：着地缓冲时，不管支撑腿的脚着地变化情况，人体作加速运动的动力来源于髋关节、摆动腿、骨盆、摆臂等肌肉进行收缩时，对相向运动的施力部位产生向后的作用力，通过支撑作用于地面．取得向后方的水平力，从而使人体克服水平制动．取得向前的动力。     

股四头肌表面肌电及髌股关节受力在不同角度静蹲时的比较

比较在不同角度的静蹲练习中股四头肌表面肌电的变化和髌股关节面受力情况,寻找膝关节功能恢复与强化的科学静蹲练习角度。选取30名健康男性大学生,分别进行屈膝30°、45°、60°的静蹲练习,通过表面肌电仪和三维动作捕捉分析系统采集每位受试者静蹲时的肌电参数及运动学参数的变化特征;并借助力学原理计算分析得出髌股关节的受力。结果:45°静蹲时,股四头肌表面肌电的i EMG值最大;各角度静蹲时,股外侧肌的放电量最大,股直肌最小;静蹲过程中股四头肌的MPF、MF值都呈降低的趋势,但在静蹲45°时MPF、MF值下降最快;髌股关节受力随着静蹲角度的增加而增大。说明在45°静蹲时,股四头肌最容易达到疲劳,锻炼效果较佳,是静蹲练习的适宜角度;其中股外侧肌是最主要的工作肌。建议髌骨劳损患者在做静蹲练习时根据自身的疼痛感觉在30°~60°的范围内进行训练,而应避免大于60°的静蹲角,以免受力过大造成二次损伤。     

简化太极拳运动对大学生膝关节稳定性的影响

使用关节测角器对操练一遍简化太极拳的３０例健康成年男性的膝关节角度进行测定⒚发现运动中膝关节角度比运动前０°位减少,即双膝处于半蹲功能位⒚这可能是简化太极拳增强膝部肌群特别是股四头肌力量和膝稳定性的主要运动学机理⒚还发现膝关节角度基本不受大腿长、小腿长的影响,提示练拳者经常进行太极拳锻炼可增强膝部肌群的力量和膝稳定性     

基于非结构化网格有限体积的LBM

提出了一种基于非结构化网格有限体积的LBM.采用Cell-vertex有限体积法离散控制方程.该方法在时间上采用伪、实二时间步,其中伪时间步采用向前差分,实时间步采用二阶向后差分方法;空间上采用edge-based通量计算方法,采用高阶TVD格式计算控制体边界通量.离散后的控制方程采用隐式迭代,控制变量采用五层二阶Runge-Kutta方法求解.二维同心圆环内圆柱间Couette流与顶盖驱动方腔流的数值结果显示该方法为一种有效求解不规则边界流体动力特性的实用工具.     

跑步搭配下肢加压对网球运动员运动表现的影响研究

探讨以跑步搭配下肢加压的方式进行热身(running exercise combined with KAATSU training,RE-KT)对网球运动员运动表现和生理反应的影响.招募20名大学生男性网球运动员,采用平衡次序分配至两种实验干预,1)跑步(50%最大心率,进行5组,每组120s,组间休息1min)搭配下肢加压(加压部位为股四头肌、腘胂肌群,加压压强为150mmgh)进行热身(RE-KT);2)单纯跑步热身活动(running exercise,RE).结果表明,在心率与运动自觉量表值方面,受试者接受RE-KT实验干预后指标显著高于RE干预后指标(p0.05);在血乳酸、睾酮、生长激素浓度方面,受试者接受RE-KT实验干预后指标显著高于RE干预后指标(p0.05);在爆发力和最大力矩方面,受试者接受RE-KT实验干预后指标显著高于RE干预后指标(p0.05).但在肌耐力方面,受试者接受RE-KT实验干预后指标与接受RE干预后指标差异无统计学意义(p0.05).得出利用跑步搭配下肢加压的方式对网球运动员进行热身能够诱发心率上升、RPE值增加、血乳酸、睾酮、生长激素浓度累积等生理效应,并且能够促进下肢爆发力和最大力矩的表现,但对肌耐力的运动表现没有显著改善作用.     

Hopping planning of the bionic leg mechanism driven by PAMs with biarticular muscle

Bionic robots are generally driven by motors. As robots driven by pneumatic artificial muscles(PAMs) have the advantages of light weight, good bionics and flexibility, more and more researchers have adopted PAMs to drive bionic robots. A kind of bionic leg driven by PAMs for hopping is proposed in this work. A 3-DOF bionic leg driven by 4 PAMs is designed by analyzing the biological structure and movement principles of frog legs, and 3 kinds of leg configuration with different PAMs arrangement is proposed. One biarticular muscle is used to increase the joint rotating range. The bracket pulley and PAMs for driving joint can effectively increase its rotating range. The rotating range of hip and knee joint driven by a biarticular muscle is simulated. The simulation results show that the biarticular muscle can transfer the movement of the hip joint to the knee joint and increase the rotating range of the knee joint. The greater the contraction of PAM, the greater the rotating range of joint. The bionic leg can perform planned step distance and step height of hopping.     

长期游泳训练后小鼠肝脏和骨骼肌游离氨基酸的变化及其机理的探讨

本文观察了小鼠45天游泳训练后恢复期肝脏和骨骼肌游离氨基酸的变化。结果表明:训练组小鼠股四头肌大多数氨基酸明显升高,而肝脏大多数氨基酸出现降低,其中肌肉支链氨基酸的增多和肝脏支链氨基酸的减少十分显著;血尿素氮也有意义的降低。提示:长期训练的恢复期内,游离氨基酸的流向主要趋于肝脏向骨骼肌输出,以促进肌肉蛋白质尽快合成,肝脏氨基酸的恢复似乎滞后于肌肉。耐力训练中及恢复期体内激素水平的变化是调控氨基酸代谢的主要因素和可能机制。     

基于能量的人体动力学平衡评价指标的仿真研究

了解人体平衡机理 ,对人的疾病诊断和康复有重要意义。提出了一种基于能量分析的人体动力学稳定区域的评价指标。以人体两刚体倒立摆模型为例 ,利用优化方法 ,计算了其动力学稳定区域的前后边界 ,分析了动力学稳定区域与肢体动力学特征之间的能量关系。该方法更适合人体质心有较大位移及速度运动时的稳定性分析。分析了人体踝关节力矩对其稳定区域的影响。仿真结果表明 :踝关节力矩的减弱会导致稳定区域的明显减少 ,而且对稳定区域前边界的影响较后边界更明显 ,即踝关节肌肉力矩的减弱会导致更多的向前跨步来保持平衡。这与临床观察到的老年人跨步平衡特征是一致的     

射击全过程典型步枪人枪作用特性研究

为研究步枪射击全过程中人枪动态响应特性和规律,采用三维运动捕捉系统、表面肌电测试系统和足底压力测试系统,获得了瞄准和三发点射过程中枪的运动、上肢肌肉和关节角度响应、人枪压力中心和三发点射散布等数据.试验结果表明,枪托过短时,右肘角度变小导致瞄准阶段三角肌中束疲劳,而首发射击准确度下降;右臂与躯干夹角变小使得射击过程中右臂肱二头肌不易发力,肱三头肌补偿发力而稳定性变差,点射散布变差.分析指出,在枪托长度变化下最能反映三发点射散布的特征量为右臂肱三头肌积分肌电值.      

穿戴髌腱加压带对跳跃动作影响的生物力学研究

为探讨髌腱加压带对股四头肌肌力、活化程度和跳跃力学的影响,招募16位自愿参与本实验的健康受试者,运用等速肌力仪及表面肌电测试系统,监测穿戴髌腱加压带前后股四头肌肌力及肌肉活化程度,并利用三维测力台分析3种不同跳模式的地面反作用力.结果显示:①穿戴髌腱加压带对股四头肌肌力及肌肉活化程度无显著影响,但可有效提升股内侧肌活化程度并可降低股外侧肌活化程度;②穿戴髌腱加压带可显著增加蹲踞跳起跳时地面反作用力,但对下蹲跳和着地反弹跳起跳时的地面反作用力无影响作用;③穿戴髌腱加压带虽不影响下蹲跳及着地反弹跳的地面反作用力,但却在负荷率及着地反弹跳第1次及第2次着地时地面反作用力方面存在下降趋势.认为穿戴髌腱加压带对于股四头肌肌力输出与肌肉活化程度没有负面效益,不会影响股四头肌在运动过程中的伸张-收缩循环机制,能降低着地时的冲击负荷.