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业余跑者下肢关节力量与跑步生物力学特征的相关性研究

摘要

研究目的：探究业余耐力跑者下肢髋、膝、踝关节力量与地面反作用力之间

的联系，同时分析触地、蹬伸阶段中的下肢三关节角度、功率和力矩之间的关系。

通过本研究，以期厘清关节力量与跑步中的力学特性关系，为跑步表现提升和预

防损伤提供新的思路，并为跑者科学规划力量训练给予理论支撑。

研究方法：本研究从上海体育大学招募30名男性业余跑者（年龄：21±1，

身高：1.79±0.05m，体重：71.40±6.79kg）在实验室中，进行了2次独立的测

试，每次测试之间间隔48h。在第1项测试中，对受试者的身体成分指标与60°/s

关节角速度下的髋、膝、踝关节屈伸肌群的向心和离心收缩峰值力矩（Peaktorque,

-1

PT）进行测量；在第2项测试中，收集所有受试者在10km·h跑步速度下的地

面反作用力，支撑前、中和后期的髋、膝、踝关节运动学和动力学指标。采用皮

尔逊双变量相关探究关节力量与时空步态特征（步长、步频、触地时间、触地指

数）运动学（关节角度）、动力学（关节功率、关节力矩）指标之间的相关性。

研究结果：（1）在时空步态指标中，髋关节屈肌向心PT、踝关节跖屈向心

PT与质心垂直振幅呈中度负相关（r-0,378,p0.039;r-0.368,p0.046）；髋关节

屈肌向心PT与触地时间呈中度负相关关系（r-0.363,p0.049）。（2）在关节运

动学方面，60°/s髋关节屈肌向心PT（r-0.379，p0.039）、离心PT（r-0.441，

p0.015）与支撑中期髋关节内收角度呈中度负相关关系；髋关节屈肌离心PT与

支撑后期髋关节内收角度与呈中度负相关（R-0.394，P0.031）。（3）在动力学

方面，60°/s膝关节向心屈肌PT与支撑初期膝关节功率与呈中等程度相关

（r0.433，P0.017）；膝关节屈肌向心PT（r0.388，p0.034），踝关节跖屈离

心PT（r0.366，p0.047）与支撑初期水平制动力呈中度相关关系。

研究结论：本研究发现，关节力量会影响跑步不同支撑的阶段的生物力学特

征。在时空步态特征方面，髋关节屈肌向心力量、踝关节跖屈向心力量与质心垂

直振幅相关；髋关节屈肌向心力量与触地时间呈中度负相关关系。在动力学方面，

膝关节伸肌和踝关节的力量与水平制动力密切相关；支撑初期，膝关节的峰值功

率与其屈肌力量有关。因此，业余跑者在设计训练计划改善跑步技术时，应将关

节力量因素考虑在内，并关注和重视关节力量对于业余跑者跑步技术优化方面的

作用。

关键词：业余跑者；关节力量；运动学；动力学；跑步生物力学

I

业余跑者下肢关节力量与跑步生物力学特征的相关性研究

Abstract

Objective:Thestudyaimstoinvestigatetherelationshipbetweenlowerlimbjoint

strengthandrunningkinematicandkineticcharacteristicsatstancephasein

recreationalrunners.

Method:Thirtymaleamateurrunners(Age,21±1years;Height,1.79±0.05;

Weight,71.40±6.79kg)fromauniversityrunningclubparticipantintwoseparate

test.Inthefirstsession,bodycompositionindexesandisokinetichip,knee,andankle

jointpeaktorques(PT)atvelocityof60°/sweremeasured.Inthesecondsessi