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人体起动步态与停止步态生物力学研究

作　者: 宋航
导　师: 孟昭莉
学　校: 大连理工大学
专　业: 运动人体科学
关键词: 步态分析 起动步态 停止步态 生物力学
分类号: R318.01
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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引　用: 1次
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内容摘要


步行是人体在日常生活中一项重要的功能运动,在步行中人体所呈现的外在特征与人体神经肌肉系统的关系受到运动生物力学及人体运动控制领域的关注。对各类群体步行特征的研究已经发展成为生物力学的一个重要方向即步态分析。随着现代电子技术、测量技术,尤其是计算机技术的迅速发展,步态分析也由以往的定性研究转为定量研究。更加智能化、精准化的软硬件设施使复杂的功能性问题研究成为可能。随着步态分析在临床康复、仿生机器人、生物识别及体育科学等领域的应用,其研究内容也逐步细化。国外在对人体进行步态分析时,一般将步行的空间状态分为以下四个过程：起动、行进中、转弯、终止。以上四个过程是人体能够正常行走的最基本的条件。看似简单的过程,却蕴含了大量的生物力学信息,借助这些信息我们能够解释很多问题,比如：人体在步入老年后会发生哪些步态特征的改变?为什么老年人的跌倒风险要比年轻人高?运动障碍疾病步行康复过程中我们应该注意些什么?等等。步态分析所获取的运动学、动力学及神经生物学结果将对这些进行解答并且提出相应的解决方案。步态分析在国外开展得较早,从十九世纪开始到如今发展得已经比较系统、全面。研究者对于正常儿童、年轻人、老人步行的四个过程都有研究,对步行过程中人体的运动学、动力学特征进行了描述。对于人体机能老化或者丧失所导致的步态特征的变化也有较深入探讨。但我国的步态分析起步较晚,在临床上,对于患者步态的评价大多还是通过医生的视觉经验来判断,停留在定性分析阶段。对步态分析缺少定量研究,更缺少符合中国人群的步态评价量化标准,研究较少且大多集中于病理学描述,对于正常人体的步态特征也仅仅局限于行进中步态。本文的主要研究目的就是通过生物力学实验对人体的起动步态和停止步态进行研究,获取人体在这两种步态情况下的运动学、动力学特征参数,这些参数与国外的实验结果相比将更加切合我国人体特征。并对人体机能老化在步态特征的反映上进行了初步探讨。以期对仿生机器人、整形外科、下肢功能康复及降低老年人跌倒风险提供帮助。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 人体测量学基本术语  9
  1.2 步态分析中的解剖学因素  9-12
  1.3 步态分析的主要应用  12-13
    1.3.1 临床、康复医学  12
    1.3.2 体育科学  12
    1.3.3 大众健康  12
    1.3.4 生物识别  12-13
  1.4 步态分析的研究方法  13-14
    1.4.1 观察法  13
    1.4.2 肌电分析法  13
    1.4.3 多刚体简化-逆动力学分析  13
    1.4.4 影像解析法  13-14
    1.4.5 有限元分析法  14
    1.4.6 氧价分析  14
  1.5 课题研究的意义  14
  1.6 本文的主要研究工作  14-15
2 人体起动步态  15-28
  2.1 文献综述  15
  2.2 实验对象  15
  2.3 实验设备  15-21
  2.4 研究方法  21-23
    2.4.1 实验方法  21
    2.4.2 数据处理  21-22
    2.4.3 参数选取  22-23
  2.5 结果与分析  23-27
    2.5.1 下肢关节角度变化  23-24
    2.5.2 身体质心速度  24
    2.5.3 起动步态第一步长度  24-25
    2.5.4 足-地接触力  25
    2.5.5 压力中心(COP)变化特征  25-27
  2.6 本章小结  27-28
3 人体停止步态  28-39
  3.1 文献综述  28-29
  3.2 实验对象  29
  3.3 实验设备  29
  3.4 研究方法  29-30
    3.4.1 实验方法  29-30
    3.4.2 数据处理  30
  3.5 结果与分析  30-38
    3.5.1. 身体质心速度  30-31
    3.5.2 下肢关节角度变化  31-33
    3.5.3 足-地接触力  33-37
    3.5.4 压力中心(COP)变化特征  37-38
  3.6 本章小结  38-39
4 全文总结  39-41
参考文献  41-44
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  44-45
致谢  45-46

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中图分类: > 医药、卫生 > 基础医学 > 医用一般科学 > 生物医学工程 > 一般性问题 > 生物力学
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