6.1 不同着陆冲击模式的下肢生物力学研究

在准备着陆和着陆过程中，下肢肌肉需执行诸多任务，如触地前的肌肉激活和肌肉张力积累、控制骨骼位置/关节刚度/软组织振动、维持触地时的稳定和向前推进身体运动。然而，着陆冲击导致的运动损伤往往发生在不可预料的情况下，Frobell等人[1]指出，着陆模式的改变会增加患膝骨关节炎的风险。Krosshaug等人[2]则指出，前交叉韧带损伤往往发生在使身体减速和改变运动方向的着陆时段。考虑到运动训练中的跳深作为一种拉伸 缩短的肌肉活动模式的跳跃运动，是一种主动着陆动作，并伴随可预见性的运动控制。相反，对于不可预见性的被动着陆动作，下肢对动态运动姿势的控制和冲击/振动衰减的表现更具危害性。

在跑、跳和着陆的过程中，每一次与地面接触，下肢都承受着2～7倍体重的冲击力。下肢的损伤，如关节软骨损伤、韧带断裂等，与着陆时的冲击力峰值和负载率息息相关。虽然着陆时人体能够通过改变运动学特征、调节着陆的姿态和刚度情况[3，4]等下肢策略来针对冲击负荷的作用进行自主的神经 肌骨系统的反应，但在一些情况下，如下落高度、着陆情况判断和运动鞋/表面的影响导致了上述肌骨系统反馈的改变，亦会增加下肢损伤的风险。

现阶段的研究把地面反作用力作为输入人体并引起软组织振动的信号，而人体的肌肉活动模式对地面反作用力的输入则会做出相应反馈。Wakeling等人[5]通过让受试者穿着不同中底材料的运动鞋来改变冲击力属性，结果发现在后跟受冲击前后的50ms内，下肢相应肌肉激活的时频域模式发生了明显的改变。人体软组织作为活性材料具备一定的频率特征，能根据肌肉本身的收缩与否、紧张与放松，来改变时频率属性。为了更好的解释着陆冲击的效果，近年来有学者提出“肌肉调谐”的概念，即机体通过肌肉适应可以改变软组织的机械特性从而使软组织的振动最小化。