作者：钟运健 刘宇 裘艺 魏书涛 李庆快速跑冗余肌肉应力静态优化肌肉功能双关节肌
摘要：目的：量化快速跑过程中下肢各关节力矩和各单块肌肉（群）肌应力的变化规律及其对快速跑动作所起的作用。方法：同步采集8名优秀短跑运动员途中跑时完整步态下肢运动学数据（300Hz）、地面反作用力（1200Hz）数据和肌电图（120Hz）信号，建立下肢肌肉一骨骼系统模型，应用中尺度序列二次规划拟牛顿线性搜索算法将快速跑时关节肌力矩优化并求解单块肌肉应力。结果：最优化算法所估算的快速跑时下肢冗余肌力变化与快速跑时肌电全波整流图存在一定程度上的相似。支撑期，臀大肌、胭绳肌、比目鱼肌和腓肠肌应力水平较高。摆动前期，髂肌、股四头肌群（股直肌）、股二头肌短头和腓肠肌为主要做功肌肉。摆动后期，只有臀大肌和胭绳肌活动积极。双关节肌胭绳肌、股直肌和腓肠肌在各时期的应力值均高于其他做功肌肉，且在整个步态中的应力峰值也显著高于其他肌肉。结论：下肢双关节肌胭绳肌、股直肌和腓肠肌受两个关节复杂的交互作用导致应力值偏高，在快速跑时被拉伤风险较大。此优化算法为了解快速跑时下肢单块肌肉力量变化提供了更为精确的方法，进而为分析快速跑肌肉功能和为专项力量训练的科学化及防止肌肉拉伤提供了生物力学依据。
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