运动生物力学如何应用于运动康复领域？

本篇文章将探讨运动生物力学在运动康复领域的主要作用，并分享部分典型应用案例以供参考。

运动生物力学是研究人体运动时的生物力学规律的学科，是运动科学的重要组成部分，其目的是揭示人体运动的生物力学特征和人体运动动作的规律，为提高运动技术水平和成绩、防止损伤和康复指导等。

   

运动生物力学在康复中的主要作用

康复辅具的设计与评估

康复训练方案指导与效果评估

康复继发性损伤预防

康复过程中长期卧床或穿戴辅具引起的软组织损伤、肌骨系统功能弱化或畸形等风险，常通过生物力学测量、生物材料分析及数值模拟计算等进行预测和预防。

除此之外，生物力学在康复领域还有损伤后的功能评定，加快恢复进程，延长运动寿命等作用。

运动学参数的测量是运动生物力学最基本和普遍的测试内容，各种运动学参数的测量的工作原理各不相同，其中常用的是三维运动图像分析系统，它们是从连续图像中计算被测物体的三维运动学参数。目前最为常用的三维运动图像分析设备是红外分析系统。

此外运动学参数测量设备还包括加速度、角度、GPS等传感器。

肌电信号测试

目前运动生物力学中对肌电信号的测试主要是使用表面电极，肌肉（骨骼肌）是人体运动系统重要的组成部分，是人体主动运动的动力来源。肌肉的生物力学研究是对人体运动产生变化进一步深入研究的基础。

除了上述基本的测试手段外，运动生物力学研究还包括使用测力跑台对连续步态进行分析，多参数同步测试系统和综合数据分析和模拟软件，以及脑电、肌氧等生理数据测试系统。

目前，国际上众多科研中心、诊所和康复中心已经配备相关运动生物力学设备，今天我们便将其中的典型案例与大家分享。

足科诊所Estudio de la Pisada位于西班牙瓦伦西亚。该诊所的足科医师使用多种运动生物力学先进技术，包括光学三维运动捕捉系统、三维测力台、测力跑台等，为患者分析病痛症状、制定治疗方案，并为运动员提供诊断和建议，帮助运动员提高运动表现。

△西班牙瓦伦西亚Estudio de la Pisada诊所的动作分析实验室：图片中央为一条集成Kistler 3D测力台的跑道（位于图片下方）

其中为了实现力矩和地面反作用力的精确测量，诊所专家选用了Kistler压电式测力台。Kistler测力台集成压电技术，能够精确采集动态过程数据。用户可将测力台与高性能可视化数据处理软件结合使用，从而准确了解相关被测变量和参数。

例如，针对康复过程中的表现分析，Kistler测力台可帮助用户测量力矩和地面反作用力、计算整体运动表现。诊所研究人员Bru Lázaro指出：“这些数据对我们很有帮助——通过数据分析，我们能够确定患者走路或跑步的效率、体力恢复状况及体力消耗速度等重要参数。”

此外，3D测力台同样可为矫形器的制作提供宝贵的测量结果。同样可为矫形器的制作提供宝贵的测量结果。

在一个患者案例中，Estudio de la Pisada的专家们借助生物力学测量数据为患者制作了矫形器，帮助其减少膝部的内收力，从而减轻膝部疼痛。并且借助相关设备测试分析制定了后续的康复方案，方案基于物理治疗，无需手术，即能在很大程度上帮助患者减轻疼痛，提高生活质量。

卢森堡Rehazenter主要是为残疾人提供固定和流动护理以及功能性再教育和康复治疗的机构。

在Rehazenter内，建设了一个主要为步态异常的神经外科和骨科患者进行临床步态分析的“运动和姿态分析实验室（LAMP）”，旨在通过运动学、动力学和肌电分析，细化诊断和治疗评估。

实验室配备了多套三维运动捕捉系统、无线表面肌电、测力台、心肺功能测试仪等运动生物力学设备。

其中三维运动捕捉系统由瑞典的Qualisys提供，Qualisys自带的软件分析系统中包含步态分析模块，该模块能够为使用者提供快速数据采集，批量数据处理、简便报告输出等技术服务。能够通过内置的数据处理程序快速批量化对数据进行计算处理，输出人体的运动学、动力学、时空参数等指标，包括关节角度、关节力矩、地面反作用力，COP等指标，提升测量分析效率。

能够在运动健康、损伤康复、发育检测等领域广泛应用，能够快速方便地为相关的科研研究、康复检查、体质监测提供数据支撑。

AKLOS Health是一款颠覆性的应用程序，用户可以在家中通过此应用程序轻松访问个性化数据，而无需支付高昂的康复费用。

通过订购包含传感器和平板电脑的套件，用户可以快速跟踪其基本的运动康复状态。通过Xsens DOT传感器所获取的数据远程传输给指导团队，指导团队将根据每个用户的需求提供相应的反馈。

“ DOT可穿戴设备使我们能够对患者的疼痛状况进行分类，然后根据其独特的运动数据定制锻炼程序。它还能在无需共处一室的情况下，为我们的健康指导人员连续观察患者并提供所需的运动信息。”AKLOS Health 创始人兼首席执行官Patrick Pakan这样说道。

体育运动有其特定的基本技术要求，它在掌握基本技能的前提下，结合运动生物学原理，不仅能促进运动成绩、运动技能的提高，并且对预防运动损伤和康复训练具有重要作用。在我国现代化技术手段不断提高的背景下，以运动康复为目标的生物力学研究工作也得到了全面发展，运动生物力学在治疗运动损伤、促进运动员康复过程中发挥了不可替代的作用。