下楼梯行走执行手机任务时下肢动态稳定性、运动协调性及关节力学的变化

摘要

背景:人体多环节刚体的耦合协调控制是稳定行走的关键,据报道手机的使用会明显增加下楼梯行走跌倒概率,但缺乏手机介入时下楼梯行走下肢动态稳定性、运动协调性及关节力学变化特征的相关分析.目的:探讨下楼梯时手机任务的介入对人体行走时下肢多环节刚体耦合动作控制策略的影响.方法:选择20名健康大学生为研究对象,随机完成无干扰的下楼梯行走测试(单任务)以及下楼梯合并手机任务测试(手机任务).采用三维运动学与动力学同步采集的方法,获取人体在两个任务条件楼梯行走时的运动学与动力学参数,并进行对比.结果与结论:①手机任务的介入可显著降低人体在下楼梯行走支撑相前后及左右方向的动态稳定参数值,显著减小下肢支撑初期矢状面伸膝力矩、趾屈力矩第一峰值及髋关节屈曲力矩第二峰值,显著增大摆动相下肢髋-膝、膝-踝相对相角的平均值及标准差;②提示人体在下楼梯行走的步态时相转换时,多环节刚体间耦合控制能力下降,跌倒风险增大;③手机任务的介入降低了支撑相下肢支撑力矩及摆动相相邻关节协调控制的稳定程度,导致前后及内外方向动态稳度降低,跌倒风险增大.