太极拳对脊柱及周围肌肉动力学参数影响分析
析[第三章]脊柱锻炼中太极拳的作用讨论[第四章-参考文献]太极拳对脊柱生物力学的作用研究结论与参考文献运动学实验完成后将采集的运动参数以标准的C3D格式储存,C3D文件中包含了XsensMVNsystem全身惯性动作捕捉系统采集的太极拳运动模型以及足底压力数据.依据受试者身体姿态信息建立能够读取C3D文件的Anybody肌骨模型,通过C3D中的三维运动轨迹驱动该模型,模拟陈氏太极拳运动过程.运行AnybodyModelingSystem's中逆向动力学程序(Inversedynamics)计算并输出脊柱及周围肌肉的动力学数据.本实验研究的脊柱及周围肌肉动力学参数主要有:①脊柱周围主要肌肉的激活度:多裂肌最大激活度(MultifidiMuscleActivity,MMA).竖脊肌最大激活度(ErectorSpinaeMuscleActivity,EMA).腰大肌最大激活度(PsoasMajorMuscleActivity,PMA).腰方肌最大激活度(QuadratusLumborumMuscleActivity,QMA).棘肌最大激活度(SpinalisMuscleActivity,SMA).半棘肌最大激活度(SemispinalisMuscleActivity,SSMA).胸多裂肌最大激活度(ThoracicMultifidiMuscleActivity,TMMA).腹横肌最大激活度(TransversusMuscleActivity,TMA);②脊柱关节力矩(JointMoments):本研究主要分析脊柱腰段的关节力矩峰值(前后方向弯曲FlexionExtension.左右方向旋转Axial.左右方向弯曲Lateral);③脊柱关节间应力:包括寰枕关节.T12-S1椎间关节(共7个关节)的左右方向应力(MedioLateralJointReforce,MJR).前后方向应力(AnteroPosteriorJointReforce,AJR)及垂直方向应力(ProximoDistalJointReforce,PJR);④脊柱关节间角度(JointAngle):包括寰枕关节.T12-S1椎间关节(共7个关节)在运动过程中人体前后方向发生弯曲.左右方向弯曲及左右方向旋转时的关节角度.本研究根据基础动作的不同将整套陈氏太极拳动作分解为23个动素单元(包含1个站立动素单元),这些动素单元分别代表弓步.马步.单足站立.踢腿.弯腰等多种太极拳动作.每个动素单元时长约为4-5秒,并对动素单元以每秒5帧进行分解,分别计算每一帧的脊柱及周围肌肉动力学参数.2.2.1.脊柱周围肌肉激活度的仿真分析Anybody仿真后的肌肉模型中肌肉激活度是对运动过程中肌肉发力状态或受力情况的模拟.肌肉激活度数值可以反映某块肌肉或肌群在某种运动状态下的参与程度,并一定程度上代表相关肌肉的肌力大小.肌肉激活度的最大值为1,代表肌肉所能承受最大力时的状态,一般认为肌肉激活度大于0.Ol时该肌肉具有形成或维持这种运动状态的意义.太极拳运动中脊柱周围主要肌肉激活度结果见附录1,23个动素单元(包括站立动作)的肌肉激活度变化曲线如下:
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