行走步长影响老年人下肢肌力的仿真分析
摘要：
文题释义：
步长：步行过程中，一侧足跟(或足尖)到迈步后对侧足跟(或足尖)的距离，成年平均50-80 cm；是行走速度与能力的一个重要指标。老年人体能下降，常选择“快步走”进行锻炼，较注重速度指标，忽略步长大小；研究表明：大步长行走，有助于提高下肢肌力，锻炼效果更好。
仿真分析：当前实验室设备不能直接检测人体运动过程中的肌力信息，由仿真软件Oensim 4.0根据受试者形态参数建立人体骨骼、肌肉系统，导入运动捕捉系统记录的运动轨迹，将运动过程仿真重现，获得运动过程中的运动学和动力学数据；结合足底测力台进行验证，方法可靠，结果客观，为相关步态分析与生物力学研究构建平台。
背景：目前人口老龄化日趋严重，老年人不耐受高强度锻炼，骨骼、肌肉退化，常由于跌倒导致伤残或死亡，如何提高老年人的下肢肌力成为当前的研究热点问题。
目的：分析行走步长对老年人(> 60岁)下肢肌力的影响，探索高效的行走方式，为日常锻炼提供指导。
方法：选择30名健康老年人为受试者，均为男性，年龄65-75岁，测量其形态参数，导入仿真软件Opensim 4.0，分别建立各受试者骨肌模型。应用Vicon 2.3三维动作捕捉系统，实时记录各受试者正常步长、大步长行走的运动轨迹；同时采用足底三维测力台记录步行中足底受到的地面反作用力；将各受试者运动数据导入Opensim 4.0软件建立运动模型，进行动力学仿真，结合足底测力台数据验证其有效性。模型经验证后仿真各受试者在不同步长行走过程中，髂肌、腰大肌、股直肌、臀大肌、臀中肌、股二头肌、半腱肌、大收肌的肌力变化；将各受试者2次不同步长行走肌力数据分别导入SPSS 20.0进行统计分析，行配对t检验。
结果与结论：①建立了各受试者骨骼肌肉模型及不同步长行走的运动模型，导出各受试者不同步长行走过程中下肢重要肌肉的时间-肌力变化曲线；②经统计学分析，不同步长行走肌力差异有显著性意义(P > 0.05)；③步长与肌力变化的规律：正常步频下，增大步长幅度，股直肌、股二头肌、半腱肌肌力显著增加，髂肌、腰大肌、臀大肌、臀中肌、大收肌轻度增加；④提示增大步长行走可以提高下肢肌力，为老年人选择正确行走方式、相关康复训练以及运动处方开发提供理论基础。
https://orcid.org/0000-0003-0035-1743 (宋翠荣)
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
关键词: 行走步长, 肌力, 运动捕捉, 仿真, 日常锻炼
引用本文: 宋翠荣, 陈童真, 刘美晓, 张海峰. 行走步长影响老年人下肢肌力的仿真分析[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(22): 3486-3491.
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