著陸于傾斜平面,其研究的難點在于實驗設計。在實驗中,設計者要考慮安全因素,不能將受試者置于危險環(huán)境中,即盡可能避免因實驗而導致的損傷發(fā)生。但是,著陸于傾斜平面本身是非常具有危險性的一種行為,這就造成一對矛盾:是保證實驗的客觀性還是要安全性? 在多大程度上平衡?
Grüneberg等人[4]進行了一項實驗,研究踝關節(jié)內翻狀態(tài)著陸于傾斜平面時小腿肌肉的反射。他們采用11名健康受試者進行實驗,受試者從30cm高度跳落雙足著陸,并測量小腿肌肉的肌電圖以用來分析。一方面,他們進行傳統(tǒng)的水平地面著陸,雙足落于同一水平面。另一方面,在斜面著陸時,他們強調了絕對安全的實驗設計,左足處于內翻狀態(tài),右足處于水平面,但是高度高于左足位置,這可能會導致大部分體重作用在右足上,在正常著陸動作中找不到合適的對應。
Morey-Klapsing等人[5]研究了著陸于傾斜平面時足部姿態(tài)的主動調整。實驗中,24名健康受試者從40cm高度跳落,單腿著陸于水平地面或斜面(踝關節(jié)處于內翻或外翻狀態(tài)),該情況下測試受試者的地面反力、足部運動學和小腿6條肌肉的表面肌電圖。但是,在該研究中,傾斜平面的角度被確定為3°,這個角度明顯偏小,難以對有些參數(shù)造成顯著性的改變。類似地,美國長島大學的研究采用3.6°的傾斜平面著陸,也是有此不足[68]。
在第3章內容中,我們測試了受試者,分別穿著高幫鞋或低幫鞋,從40cm高度跳落,著陸于4種不同類型的地面:15°內翻、30°內翻、25°內翻+10°跖屈、25°內翻+20°跖屈。實驗過程中,同步測量踝關節(jié)的運動學和脛骨前肌、腓骨長肌和腓骨短肌的表面肌電圖。同樣,Bhaskaran等人[9]的研究中,采用12名運動員作為受試者,從30cm高度跳落,著陸于3種不同類型地面:水平、25°內翻、25°內翻+25°跖屈。實驗過程中,同步測量踝關節(jié)的運動學和脛骨前肌、腓骨長肌和內側腓腸肌的表面肌電圖。在這兩項實驗中,研究者都同樣采用了雙足著陸,一只腳著陸于水平面而另一只腳著陸于非水平面的設計,借此來對受試者進行保護。
斜面著陸實驗存在較大風險,但是對于模擬仿真來說,并不存在風險問題。Kasturi等人[10]通過有限元方法模擬研究了斜面滾翻式著陸,研究者們模采用人體數(shù)據(jù)生成(Generator of Body Data,GEBOD)程序,建立50百分位男性成人的三維有限元模型和多剛體模型的合成模型。研究中,模型以5.18m/s的速度著陸于10°傾斜的平面上(前后傾斜),仿真結果認為由于斜面上的內翻構成的損傷威脅性大于沖擊力構成的威脅。同樣情況的受試者測試幾乎是無法在實驗室環(huán)境下完成的。
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