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下蹲动作中不同深度和负荷对膝关节力学和周围肌肉力量特征的影响
1
作者
闫相宁
陈雷
+2 位作者
陈永欢
王超
李小生
《中国组织工程研究》
北大核心
2026年第9期2236-2247,共12页
背景:在体育运动中下蹲有着多种变式及技术,不同的下蹲方法会对膝关节力学产生不同的影响,已有的研究成果中缺乏不同深度和负荷对下蹲过程中膝关节力学变化特征的充分探讨。目的:探讨不同深度下蹲(浅、平、深蹲)在3种负荷(85%,50%,0%一...
背景:在体育运动中下蹲有着多种变式及技术,不同的下蹲方法会对膝关节力学产生不同的影响,已有的研究成果中缺乏不同深度和负荷对下蹲过程中膝关节力学变化特征的充分探讨。目的:探讨不同深度下蹲(浅、平、深蹲)在3种负荷(85%,50%,0%一次最大蹲起质量)下的膝关节生物力学变化特征,从而为下蹲训练选择不同深度及负荷提供科学依据。方法:利用高速摄像机(Sony)、三维测力台(Kistler)和肌电仪(Noraxon)同步采集15名男性受试者进行不同深度和负荷下蹲时的运动学、动力学和肌电数据,使用逆向动力学、生物力学肌骨模型和优化算法计算膝关节力学和下肢肌群用力大小,最后采用双因素方差分析不同深度和负荷条件下的差异性。结果与结论:①负荷对膝关节力矩主效应显著(P<0.01),浅、平、深3种下蹲方式均在0%负荷状态有着最小的膝关节力矩;②负荷对胫股关节力、髌股关节力和十字交叉韧带力的主效应显著(P<0.01);随着下蹲深度的增加,胫股关节力、髌股关节力和十字交叉韧带力变化曲线出现双峰状趋势;③负荷对股四头肌力、腘绳肌力和腓肠肌力的主效应显著(P<0.01);50%负荷有着最大的股四肌力,腘绳肌力和腓肠肌力在85%负荷为最大;随着深度的增加,股四头肌和腘绳肌肌力变化呈现双峰趋势,而腓肠肌肌力总体呈现先减小后增大趋势;④膝关节各力学指标随着负荷的增加而增加,但50%和85%负荷之间差异较小;3种深度的下蹲在50%负荷下均出现最大的髌股关节力和股四头肌力;后交叉韧带力、腘绳肌力与腓肠肌力均在85%负荷下达到最高值,下蹲深度的增加对后交叉韧带受力无明显影响;当目的是最大化发展肌力进行负重下蹲时,推荐使用50%负荷平蹲,但要考虑其会带来较大的关节力和韧带力。
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关键词
深蹲
下蹲
膝关节
负荷
一次最大蹲起质量
逆动力学
emg-driven
生物力学
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职称材料
基于肌电和优化方法的关节肌力分布模型
被引量：
5
2
作者
李翰君
刘卉
+1 位作者
张新
于冰
《中国运动医学杂志》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第10期981-987,共7页
目的:建立基于肌电信号的关节肌力分布模型来得到运动过程中膝关节的肌肉力。方法:测试9名运动员的急停起跳和变向动作,得到了人体下肢运动学、动力学数据以及膝关节周围7块肌肉的肌电。采用急停起跳动作得到肌肉最佳长度,代入变向动作...
目的:建立基于肌电信号的关节肌力分布模型来得到运动过程中膝关节的肌肉力。方法:测试9名运动员的急停起跳和变向动作,得到了人体下肢运动学、动力学数据以及膝关节周围7块肌肉的肌电。采用急停起跳动作得到肌肉最佳长度,代入变向动作中计算膝关节力矩。结果:在急停起跳动作中模拟的肌肉力矩与逆动力学得到的关节净力矩相似度很高。采用急停起跳得到肌肉最佳长度预测变向动作的肌肉力矩,精度仅轻微下降。结论:本建模方法可以估算活体运动时的肌肉力。
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关键词
肌电驱动模型
肌肉力
骨骼肌肉建模
原文传递
关节肌力分布研究进展
被引量：
7
3
作者
李翰君
刘卉
+1 位作者
张新
于冰
《北京体育大学学报》
CSSCI
北大核心
2013年第7期83-87,共5页
了解关节内肌力分布情况,可以深入理解关节的载荷及其损伤原因,这对于运动损伤生物力学理论以及运动损伤的预防、治疗具有重要意义。目的是对国内外近年来在关节肌力分布建模方面的研究进行归纳和总结,希望为今后损伤研究中肌肉、韧带...
了解关节内肌力分布情况,可以深入理解关节的载荷及其损伤原因,这对于运动损伤生物力学理论以及运动损伤的预防、治疗具有重要意义。目的是对国内外近年来在关节肌力分布建模方面的研究进行归纳和总结,希望为今后损伤研究中肌肉、韧带负荷的评价提供借鉴和参考。通过了解目前关节肌力分布的研究现状可以发现,直接测量人体肌肉受力在活体上鲜有应用,而基于骨骼肌肉模型的无创间接测量方法是此类研究的发展方向。目前解决关节肌力分布问题的方法主要是简化法、优化法、肌电驱动模型及混合模型,这四种方法各有优缺点。今后的研究方向是肌力计算结果的验证和个性化模型的建立。
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关键词
肌肉骨骼模型
逆动力学
正动力学
优化
肌电驱动模型
原文传递
题名
下蹲动作中不同深度和负荷对膝关节力学和周围肌肉力量特征的影响
1
作者
闫相宁
陈雷
陈永欢
王超
李小生
机构
陕西交通职业技术学院体育学院
秦都职教中心
国立釜庆大学
新余学院体育学院
西安体育学院运动与健康科学学院
出处
《中国组织工程研究》
北大核心
2026年第9期2236-2247,共12页
基金
陕西省体育局2022年科研攻关课题(ST20224205),项目负责人:李小生。
文摘
背景:在体育运动中下蹲有着多种变式及技术,不同的下蹲方法会对膝关节力学产生不同的影响,已有的研究成果中缺乏不同深度和负荷对下蹲过程中膝关节力学变化特征的充分探讨。目的:探讨不同深度下蹲(浅、平、深蹲)在3种负荷(85%,50%,0%一次最大蹲起质量)下的膝关节生物力学变化特征,从而为下蹲训练选择不同深度及负荷提供科学依据。方法:利用高速摄像机(Sony)、三维测力台(Kistler)和肌电仪(Noraxon)同步采集15名男性受试者进行不同深度和负荷下蹲时的运动学、动力学和肌电数据,使用逆向动力学、生物力学肌骨模型和优化算法计算膝关节力学和下肢肌群用力大小,最后采用双因素方差分析不同深度和负荷条件下的差异性。结果与结论:①负荷对膝关节力矩主效应显著(P<0.01),浅、平、深3种下蹲方式均在0%负荷状态有着最小的膝关节力矩;②负荷对胫股关节力、髌股关节力和十字交叉韧带力的主效应显著(P<0.01);随着下蹲深度的增加,胫股关节力、髌股关节力和十字交叉韧带力变化曲线出现双峰状趋势;③负荷对股四头肌力、腘绳肌力和腓肠肌力的主效应显著(P<0.01);50%负荷有着最大的股四肌力,腘绳肌力和腓肠肌力在85%负荷为最大;随着深度的增加,股四头肌和腘绳肌肌力变化呈现双峰趋势,而腓肠肌肌力总体呈现先减小后增大趋势;④膝关节各力学指标随着负荷的增加而增加,但50%和85%负荷之间差异较小;3种深度的下蹲在50%负荷下均出现最大的髌股关节力和股四头肌力;后交叉韧带力、腘绳肌力与腓肠肌力均在85%负荷下达到最高值,下蹲深度的增加对后交叉韧带受力无明显影响;当目的是最大化发展肌力进行负重下蹲时,推荐使用50%负荷平蹲,但要考虑其会带来较大的关节力和韧带力。
关键词
深蹲
下蹲
膝关节
负荷
一次最大蹲起质量
逆动力学
emg-driven
生物力学
Keywords
deep squat
squatting
knee joint
load
one-time repetition maximum
inverse kinetics
emg-driven
biomechanics
分类号
R459.9 [医药卫生—治疗学]
R318 [医药卫生—生物医学工程]
G804.6 [文化科学—运动人体科学]
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职称材料
题名
基于肌电和优化方法的关节肌力分布模型
被引量：
5
2
作者
李翰君
刘卉
张新
于冰
机构
北京体育大学
北卡罗来纳大学
出处
《中国运动医学杂志》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第10期981-987,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(30870600)
国家体育总局重点研究领域课题(2012B012)
中央高校基本科研业务费专项资金
文摘
目的:建立基于肌电信号的关节肌力分布模型来得到运动过程中膝关节的肌肉力。方法:测试9名运动员的急停起跳和变向动作,得到了人体下肢运动学、动力学数据以及膝关节周围7块肌肉的肌电。采用急停起跳动作得到肌肉最佳长度,代入变向动作中计算膝关节力矩。结果:在急停起跳动作中模拟的肌肉力矩与逆动力学得到的关节净力矩相似度很高。采用急停起跳得到肌肉最佳长度预测变向动作的肌肉力矩,精度仅轻微下降。结论:本建模方法可以估算活体运动时的肌肉力。
关键词
肌电驱动模型
肌肉力
骨骼肌肉建模
Keywords
emg-driven
model, muscle force, musculoskeletal model
分类号
G804.2 [文化科学—运动人体科学]
原文传递
题名
关节肌力分布研究进展
被引量：
7
3
作者
李翰君
刘卉
张新
于冰
机构
北京体育大学
美国北卡罗来纳大学
出处
《北京体育大学学报》
CSSCI
北大核心
2013年第7期83-87,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(30870600)
文摘
了解关节内肌力分布情况,可以深入理解关节的载荷及其损伤原因,这对于运动损伤生物力学理论以及运动损伤的预防、治疗具有重要意义。目的是对国内外近年来在关节肌力分布建模方面的研究进行归纳和总结,希望为今后损伤研究中肌肉、韧带负荷的评价提供借鉴和参考。通过了解目前关节肌力分布的研究现状可以发现,直接测量人体肌肉受力在活体上鲜有应用,而基于骨骼肌肉模型的无创间接测量方法是此类研究的发展方向。目前解决关节肌力分布问题的方法主要是简化法、优化法、肌电驱动模型及混合模型,这四种方法各有优缺点。今后的研究方向是肌力计算结果的验证和个性化模型的建立。
关键词
肌肉骨骼模型
逆动力学
正动力学
优化
肌电驱动模型
Keywords
musculoskeletal model
inverse dynamics
forward dynamics
optimization
emg-driven
model
分类号
G804.6 [文化科学—运动人体科学]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
下蹲动作中不同深度和负荷对膝关节力学和周围肌肉力量特征的影响
闫相宁
陈雷
陈永欢
王超
李小生
《中国组织工程研究》
北大核心
2026
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于肌电和优化方法的关节肌力分布模型
李翰君
刘卉
张新
于冰
《中国运动医学杂志》
CAS
CSCD
北大核心
2014
5
原文传递
3
关节肌力分布研究进展
李翰君
刘卉
张新
于冰
《北京体育大学学报》
CSSCI
北大核心
2013
7
原文传递
已选择
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