【摘 要】
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研究背景:局部动态稳定性（Local dynamic stability）是指人体神经肌肉系统减弱系统外部干扰的能力,即系统对细微扰动的敏感度。通过局部动态稳定性分析非线性时间序列数据,能够将捕获到的对运动非常小的干扰（例如步幅与步幅之间的波动对步态的干扰）量化为多个时刻的运动轨迹分散度。所以局部动态稳定性分析不仅可以评估步态的运动学变化,而且可以评估步态与步态之间的运动学变化,从而评价人体的动态
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研究背景:局部动态稳定性（Local dynamic stability）是指人体神经肌肉系统减弱系统外部干扰的能力,即系统对细微扰动的敏感度。通过局部动态稳定性分析非线性时间序列数据,能够将捕获到的对运动非常小的干扰（例如步幅与步幅之间的波动对步态的干扰）量化为多个时刻的运动轨迹分散度。所以局部动态稳定性分析不仅可以评估步态的运动学变化,而且可以评估步态与步态之间的运动学变化,从而评价人体的动态平衡能力。本研究通过最大李雅普诺夫指数（Largest Lyapunov Exponent）评价不同跑鞋条件下跑者下肢关节的局部动态稳定性,旨在探究与传统跑鞋相比,极简跑鞋和极致减震跑鞋对人体跑步过程中膝、踝关节动态稳定性影响的差异,为跑者鞋具选择提供建议。研究方法:选取12名男性大学生作为受试者,所有受试者在日常生活中均有穿着传统跑鞋跑步的习惯,且均以右腿为优势腿。本研究采用惯性测量单位传感器（Inertia Measure Unit,IMU）采集跑者以10.8±0.5km/h的速度在跑步机上持续跑步时下肢主要关节的加速度数据,包括膝关节中心和踝关节中心的加速度和膝关节和踝关节的角加速度。首先进行不同跑鞋条件下的合加速度峰值比较,然后通过Rosenstein算法计算各组数据的最大李雅普诺夫指数数值,对三类跑鞋（极致减震跑鞋:A组、传统跑鞋:B组,极简跑鞋:C组）在跑步过程中对跑者膝、踝关节局部动态稳定性的影响进行评估。采用Graph Pad Prism（?）统计分析软件对各组之间数据进行单因素方差分析（One-way ANOVA）,采用Tukey HSD事后多重检验进行组间比较,显著性水平设置为P<0.05。研究结果:（1）跑者着传统跑鞋的峰值合加速度大于极致减震跑鞋,但小于极简跑鞋,且所有组间的两两比较均具有显著性差异（P<0.01）;（2）三类跑鞋组的踝关节中心合加速度的最大李雅普诺夫指数数值具有显著性差异（P=0.018）,A组与C组间相互比较的结果具有显著性差异（P=0.014）:相比极简跑鞋,着极致减震跑鞋的踝关节中心合加速度的最大李雅普诺夫数值显著增大;（3）跑者膝关节中心合加速度的最大李雅普诺夫指数数值同样产生了显著性变化（P<0.01）,A组与C组间相互比较的结果具有显著性差异（P=0.0003）:相比极简跑鞋,跑者着极致减震跑鞋时膝关节中心合加速度的最大李雅普诺夫数值显著增大;（4）B组与C组间相互比较的结果具有统计学上的差异（P=0.0003）:相比极简跑鞋组,传统跑鞋组膝关节中心合加速度的最大李雅普诺夫数值显著增大。结论与建议:（1）在跑步过程中三类跑鞋条件下跑者的下肢膝、踝关节合加速度的峰值数据呈现出极简跑鞋最大,极致减震跑鞋最小的整体趋势。从关节峰值加速度的角度考虑,极致减震跑鞋较其它两类跑鞋具有更好的缓冲减震作用,着地时的胫骨峰值加速度更小;（2）对于膝、踝关节中心的合加速度数据,相较极致减震跑鞋,跑者着极简跑鞋的最大李雅普诺夫指数数值更小。从局部动态稳定性的角度考虑,极简跑鞋较其它两类跑鞋在跑步的过程中具有更好的下肢局部动态稳定性,系统减弱外部干扰的能力更好;（3）传统跑鞋组由于产生的下肢关节峰值加速度相对较小且具有较好的局部动态稳定性,对于想要兼顾跑步时的缓冲减震以及动态稳定性作用的跑者来说是一种更好的选择。
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