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研究目的:太极拳运动对膝关节的健康有着积极作用,这可能与其独特的生物力学特征有关。本研究选取太极拳动作中较为典型的步伐动作(搂膝拗步),分析其运动学与动力学特征,结合有限元模型仿真,探讨其动作过程中的部分生物力学问题,并将其与慢跑、步行动作进行对比。研究方法:招募太极拳练习者,使用动作捕捉系统与三维测力台同步采集正常步行,慢跑和搂膝拗步动作的运动学和动力学数据。基于同一受试者的核磁共振图像,建立右侧膝关节的有限元模型并进行实验验证。将采集到的运动学与动力学数据作为边界和载荷条件,将三个动作的数据导入有限元模型,以计算和比较关节软骨和半月板的生物力学响应。研究结果:与步行和慢跑动作相比,搂膝拗步的运动模式有着更大的膝关节运动范围,地面反作用力峰值更小。有限元模拟表明,搂膝拗步动作对膝关节软骨与半月板产生的接触应力峰值更小,动作过程中应力峰值区域变化更大。研究结论:相对于慢跑与步行,搂膝拗步动作有着更大的关节运动范围,且半月板与软骨的接触应力峰值更小,峰值区域变化更大,太极拳对膝关节疾病的康复作用可能与其有关。搂膝拗步动作练习过程中如果动作不正确,有着较大的损伤风险。