行走步长影响老年人下肢肌力的仿真分析

摘要

背景:目前人口老龄化日趋严重,老年人不耐受高强度锻炼,骨骼、肌肉退化,常由于跌倒导致伤残或死亡,如何提高老年人的下肢肌力成为当前的研究热点问题。目的:分析行走步长对老年人(> 60岁)下肢肌力的影响,探索高效的行走方式,为日常锻炼提供指导。方法:选择30名健康老年人为受试者,均为男性,年龄65-75岁,测量其形态参数,导入仿真软件Opensim 4.0,分别建立各受试者骨肌模型。应用Vicon 2.3三维动作捕捉系统,实时记录各受试者正常步长、大步长行走的运动轨迹;同时采用足底三维测力台记录步行中足底受到的地面反作用力;将各受试者运动数据导入Opensim 4.0软件建立运动模型,进行动力学仿真,结合足底测力台数据验证其有效性。模型经验证后仿真各受试者在不同步长行走过程中,髂肌、腰大肌、股直肌、臀大肌、臀中肌、股二头肌、半腱肌、大收肌的肌力变化;将各受试者2次不同步长行走肌力数据分别导入SPSS 20.0进行统计分析,行配对t检验。结果与结论:(1)建立了各受试者骨骼肌肉模型及不同步长行走的运动模型,导出各受试者不同步长行走过程中下肢重要肌肉的时间-肌力变化曲线;(2)经统计学分析,不同步长行走肌力差异有显著性意义(P> 0.05);(3)步长与肌力变化的规律:正常步频下,增大步长幅度,股直肌、股二头肌、半腱肌肌力显著增加,髂肌、腰大肌、臀大肌、臀中肌、大收肌轻度增加;(4)提示增大步长行走可以提高下肢肌力,为老年人选择正确行走方式、相关康复训练以及运动处方开发提供理论基础。