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目的本研究的目的是9分析正常人体自然行走和负重行走时足底压力、下肢肌肉表面肌电信号及下肢关节转动的变化规律,以丰富当前中国正常人步态特征数据库,为临床诊断、康复治疗、运动训练的效果评价提供参考。方法(1)用足底压力测试系统和表面肌电仪分别测量28名健康青年男性以最适速度赤足行走30分钟前后足底压力分布和股二头肌、股直肌、胫前肌、腓肠肌外侧表面肌电信号。(2)用三维测力平衡系统、三维运动捕捉系统及表面肌电仪同步测试9名健康青年男性在不同负重形式(背包、单手提)和负重重量(分别为受试者体重的0%、5%、10%、15%、20%)下赤足行走时的地面反作用力(GRF)、下肢肌肉(左右侧胫前肌、腓肠肌外侧头)表面肌电信号和下肢关节(髋、膝和踝)运动学和动力学参数。结果(1)30分钟自然行走前后,峰值压强、冲量等各特征参数均存在着左、右侧的差异,不同参数的左右侧差异分别体现在足底不同区域,而在跖骨区M3、M4、M5处,各参数均表现出左侧大于右侧;行走前后左侧下肢肌肉表面肌电信号sEMG的积分肌电值iEMG均大于右侧;行走前后左侧胫骨前肌、腓肠肌的表面肌电信号sEMG的平均功率频率MPF大于右侧。30分钟行走后,右足Toe2-5的峰值压强降低;左侧股直肌的表面肌电信号的MPF显著性下降;(2)背包和单手提负重行走时GRF的特征参数Fz1、Fz2、Fz3均随着负重重量的增加而显著增大,且Fz3大于Fz1,均大于受试者体重。背包和单手提负重时Fz1、Fz2、Fz3没有统计学差异;背包和单手提负重行走时胫前肌和腓肠肌的iEMG负重重量达到1 5%时开始出现显著性增大,背包和单手提负重时iEMG没有统计学差异;背包和单手提负重行走时髋关节的屈曲角度、踝关节的背屈角度在负重15%时开始出现显著增加;膝关节的屈曲角度只在20%负重时显著性增加;背包和单手提负重时下肢各关节角度没有显著性差异。结论(1)正常人自然行走中,足底压力和下肢表面肌电均具有左右侧的差异;30分钟自然行走尚未导致足底压力出现明显疲劳状态的相应结果,因此自然行走30分钟可以维持步态的稳定性;30分钟行走将导致左侧股直肌出现疲劳。(2)负重将导致GRF增加,腓肠肌、胫前肌收缩强度、下肢关节角度在负重较大时才出现显著性增加;负重重量不超过20%时负重形式(双肩背包与单手提重物)对足底压力、下肢肌电信号和关节转动没有显著性差异。