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全球老龄化趋势显著，老年人日常活动中，步态失稳引发的跌倒，往往影响老年人的生理和心理健康。鞋履作为路面与足部的中间介质，是引起步态变化的重要因素之一，而不平坦路面则是另一个重要因素。人体的步态稳定性与自身平衡能力相关，人需要借助平衡系统进行姿势调整，维持行走时的稳定性。
为探究老年人步态稳定性的主要影响因素，本课题基于生物力学理论，利用运动学参数及表面肌电参数，结合老年行动模拟装置进行研究。老年行动模拟装置主要用于模拟老年人的活动水平，避免直接选用老年人作为受试者而产生的安全风险。因此，研究主要分为两方面：老年人步态模拟研究，以及鞋履路面因素对步态稳定性作用机制研究。
老年人步态模拟研究的主要结论如下：
（1）老年行动模拟装置通过模拟老年人关节活动角度减小、肌力衰退等特征，进而模拟运动系统和感知系统的衰退，以达到人的姿势平衡保持能力降低的模拟效果。
（2）利用配对样本T检验，发现年轻受试者穿着老年行动模拟装置后，双支撑显著减小（p＜0.001），步宽显著增大（p＜0.001），表明老年行动模拟装置降低了步行期间年轻受试者的平衡保持能力。
（3）通过独立样本T检验发现，相比老年人，穿着老年行动模拟装置的年轻受试者，具有更小的双支撑相（p=0.003），和更大的步宽（p＜0.001），表明穿着老年行动模拟装置的年轻人的平衡保持能力弱于老年人。由于老年人平衡能力随年龄增加而逐渐减弱，因此该装置可用于模拟比选用的老年受试者年龄更大的老年人。
明确老年行动模拟装置能使年轻人模拟老年人的活动后，将其应用于后续鞋履路面因素对步态稳定性的作用机制研究，主要结论如下：
（1）鞋履对老年人运动控制策略及肌肉活动的影响
对鞋履前跷设计、前后跷设计带来的影响，老年人通过矢状面、冠状面以及水平面上的关节运动，控制自身在前后、左右以及上下方向上的步态稳定性。
（2）鞋履及路面条件对老年人运动控制策略及肌肉活动的影响
通过多元方差分析表明，运动参数及表面肌电参数间，均未发现鞋履及路面因素间存有交互作用。路面条件因素对部分运动参数存有显著影响，而对表面肌电平均振幅无显著影响，但有一定的变化规律。
（3）促进老年人步态稳定性关键鞋履及路面条件的应用价值
应对鞋履及路面因素中潜在的安全风险，老年人往往通过运动控制策略及肌肉活动维持步态稳定。为提高老年人的步态稳定性，可以利用具有前跷设计、前后跷设计的鞋履，作为老年人步态稳定性训练的工具。同时配合不同路面条件提升训练效果，但避免过度训练使得老年人关节受损、肌肉疲劳。
通过Kendall’s tau-b相关系数分析发现，髋关节冠状面关节活动角度、踝关节三个截面下的活动角度，以及胫骨前肌肌肉活动与主观稳定性评分结果有较强相关性。建议未来老年人可适当训练髋关节内收和外展活动，同时继续保持踝关节在各截面的运动训练，带动胫骨前肌肌肉活动，在心理层面建立稳定感，提高步态稳定性。
为探究老年人步态稳定性的主要影响因素，本课题基于生物力学理论，利用运动学参数及表面肌电参数，结合老年行动模拟装置进行研究。老年行动模拟装置主要用于模拟老年人的活动水平，避免直接选用老年人作为受试者而产生的安全风险。因此，研究主要分为两方面：老年人步态模拟研究，以及鞋履路面因素对步态稳定性作用机制研究。
老年人步态模拟研究的主要结论如下：
（1）老年行动模拟装置通过模拟老年人关节活动角度减小、肌力衰退等特征，进而模拟运动系统和感知系统的衰退，以达到人的姿势平衡保持能力降低的模拟效果。
（2）利用配对样本T检验，发现年轻受试者穿着老年行动模拟装置后，双支撑显著减小（p＜0.001），步宽显著增大（p＜0.001），表明老年行动模拟装置降低了步行期间年轻受试者的平衡保持能力。
（3）通过独立样本T检验发现，相比老年人，穿着老年行动模拟装置的年轻受试者，具有更小的双支撑相（p=0.003），和更大的步宽（p＜0.001），表明穿着老年行动模拟装置的年轻人的平衡保持能力弱于老年人。由于老年人平衡能力随年龄增加而逐渐减弱，因此该装置可用于模拟比选用的老年受试者年龄更大的老年人。
明确老年行动模拟装置能使年轻人模拟老年人的活动后，将其应用于后续鞋履路面因素对步态稳定性的作用机制研究，主要结论如下：
（1）鞋履对老年人运动控制策略及肌肉活动的影响
对鞋履前跷设计、前后跷设计带来的影响，老年人通过矢状面、冠状面以及水平面上的关节运动，控制自身在前后、左右以及上下方向上的步态稳定性。
（2）鞋履及路面条件对老年人运动控制策略及肌肉活动的影响
通过多元方差分析表明，运动参数及表面肌电参数间，均未发现鞋履及路面因素间存有交互作用。路面条件因素对部分运动参数存有显著影响，而对表面肌电平均振幅无显著影响，但有一定的变化规律。
（3）促进老年人步态稳定性关键鞋履及路面条件的应用价值
应对鞋履及路面因素中潜在的安全风险，老年人往往通过运动控制策略及肌肉活动维持步态稳定。为提高老年人的步态稳定性，可以利用具有前跷设计、前后跷设计的鞋履，作为老年人步态稳定性训练的工具。同时配合不同路面条件提升训练效果，但避免过度训练使得老年人关节受损、肌肉疲劳。
通过Kendall’s tau-b相关系数分析发现，髋关节冠状面关节活动角度、踝关节三个截面下的活动角度，以及胫骨前肌肌肉活动与主观稳定性评分结果有较强相关性。建议未来老年人可适当训练髋关节内收和外展活动，同时继续保持踝关节在各截面的运动训练，带动胫骨前肌肌肉活动，在心理层面建立稳定感，提高步态稳定性。