不同行走步幅特征的对比研究——基于表面肌电、足底压力及生理指标

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4、vestudyonthecharacteristicsofdifferentwalkingpace---basedontheindexsofsurfacemyoelectricity,plantarpressureandphysiology作者：戚瑶指导教师：刘云发教授一级学科：体育学二级学科：运动人体科学研究方向：运动医学学位类型：学术硕士东北师范大学学位评定委员会2016年5月摘要人类正常的慢速行走是一种脚带动身体向前移动，四肢做有规律的前后交叉的运动，行走过程中人体骨骼肌起到发力启动和制动、缓冲作用，骨骼和关节起到杠杆和支撑作用，是一个人体与地面交互的力学传导过程。为了确定不同人群

5、行走的正确姿态，本文通过测试不同步幅的行走方式对人体胫骨前肌、腓肠肌内侧头、腓肠肌外侧头、股外侧肌、股直肌、股内侧肌、半腱肌和股二头肌表面肌电（sEMG）信号的影响，还通过测试不同步幅下足底三维压力以及运动强度指标对运动负荷的影响，以此为基础，为以行走作为健身方式的步幅选择及健步走步幅标准的制定提供科学依据。本文共包含三个实验。实验一：10名男性健康志愿者，以1.25步/秒为步频，分别以身高的15%、22.5%、30%、37.5%、45%、52.5%、60%和最大步长为步幅，沿直线在平摊路面上行走10步，同步采集胫骨前肌、腓肠肌外侧头、腓肠肌内侧头、股外侧肌、股直肌、股内侧肌、半腱肌和股

6、二头肌的表面肌电（sEMG）信号，分析时域指标iEMG、RMS和频域指标MPF、MF的变化特征。实验二：划定宽度为0.5米的跑道通过三维测力系统面板，设定步频为1.25步/秒，设定节拍器时间间隔为0.8秒，测量受试者在自由行走状态下并与节拍器同步时，以身高的15%、22.5%、30%、37.5%、45%、52.5%、60%和最大步长为步幅，通过三维测力系统面板，并记录和计算X、Y和Z轴上的足底压力分布情况。实验[6]三：在标准塑胶400米跑道，设定步频为1.25步/秒，节拍器时间间隔为0.8秒环境条件下测试受试者的步长，同步采集受试者心率及在结束时记录此过程中的平均心率。实验一结果表明在

7、进行不同步长行走时，随着步幅的增加，胫骨前肌、腓肠肌外侧头、腓肠肌内侧头、股外侧肌、股直肌、股内侧肌、半腱肌和股二头肌表面肌电的iEMG值、RMS值均显著增加；各肌肉RMS值的最优拟合曲线均为Logistic曲线，其变化率最大点均处于身高的45%步幅左右；股直肌、半腱肌和股二头肌表面肌电的MPF值、MF值随步幅的增加均无显著性差异，胫骨前肌、腓肠肌外侧头、腓肠肌内侧头、股外侧肌和股内侧肌的MPF、MF值在15%、22.5%、30%和