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评价参数的比较

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:据此可能认为右足的足印几何中心更靠近前端,从而其足印几何中心前后比更小,这与左侧比右足印几何中心前后比显著较大的结果完全一致。同时,内侧足的接触面积在右侧显著较大,而外侧足的接触面积在双足之间无显著性差异,据此可能认为右足足印几何中心更靠近内侧,从而足印几何中心内外比更小,但是实验结果与此分析恰好相反。所以不建议在以后的站立瞬态姿势稳定性评价中使用这些参数。

Nawata等人[31]在其研究中使用了足角概念,并发现踝关节功能性失稳受试者足角比正常对照组显著较小。根据足角定义,足角实际上反映了前足和后足足底压力接触面积的对比关系。在正常条件下,当前足的足底压力接触面积越小时,足角越大,而当前足的足底压力接触面积越大而使前后足接触区域在内外方向上相近时,足角会越小。前后足的足底压力接触面积之比较大,则有更大的可能性对应着压力中心前移,那么较小的足角更可能意味着站立姿势的稳定性更好。因此,从这个意义上来说Nawata等人[31]的观点是缺乏依据的。

但是,足角大小与前后足接触面积的对比关系必须以近似的足底压力分布模式为前提,而接触面积与压力中心的移动也必须以相同或近似的压力分布为前提。这两个前提并不一定能够同时满足,所以足角概念确切的意义还有待进一步推敲。在我们的下一节研究内容中会发现,前足的接触面积和最大足底受力百分比都体现为偏利侧显著比对侧较大,而后足接触面积没有显著的双侧差异性,后足最大足底受力百分比体现为非偏利侧比对侧显著较大。这虽然为偏利侧有更大的足角提供可能性,但事实并非如此。两侧足角不存在显著的差异性,也说明这种想当然的推理在逻辑上和事实上都不可靠,两侧足底压力分布模式有可能存在更深层次的差异性,目前的评价方法不足以对此进行解释。由于足底压力接触区域的轮廓切线,尤其是外侧切线极易产生二义性,在本研究中使用了经过距离尽可能最远的两个点,而将接触区域完全隔于一侧的直线作为轮廓切线,已尽量保证了数据计算的客观性。综上所述,我们认为足角不宜用来在步态和站立中用做稳定性评价指标。

在分析足印几何中心时,我们将其与后面两节中关于足底接触面积的结果放在一起,会使得思路更加清晰。右侧比左侧前足接触面积显著较大,而中足和后足两侧足底接触面积无显著性差异。据此可能认为右足的足印几何中心更靠近前端,从而其足印几何中心前后比更小,这与左侧比右足印几何中心前后比显著较大的结果完全一致。同时,内侧足的接触面积在右侧显著较大,而外侧足的接触面积在双足之间无显著性差异,据此可能认为右足足印几何中心更靠近内侧,从而足印几何中心内外比更小,但是实验结果与此分析恰好相反。这种分析并不严谨。分析成立的前提是两侧足印的拓扑相似性,但是在实际中足印的拓扑十分复杂,在此问题上没有成熟的研究。从本研究分析角度来看,足印几何中心前后比能够更好地符合预期分析,具有一定的应用价值,而足印几何中心内外比的意义并不明确。

本研究还分析了压力中心内外和前后幅值、最大偏移值和压力幅值百分比。在对称性分析中发现,右足压力中心比左足压力中心振荡幅度更大,右足压力变化相对幅值也更大。如果认为较大的摆动幅度和压力变化幅度代表更加不稳定的站立姿势,那么这显然与第二章分析所得结论相左。但是较大的压力中心幅值和压力幅值是否就一定意味着不稳定吗? 类似于中国传统玩具中的“不倒翁”,即使在很大的摆动幅度时,仍然能够回归到其平衡位置,因此也是处于稳定的状态。Patla等人[34]曾经提出这个问题并对之进行了思考,并认为这种联系可能根本不存在。从本研究的结果可以推测,右足站立时,受试者通过较大的摆动幅度来放大本体感受反馈,延长反应时间,来获得更稳定的站立姿势,体现为更合理的足底压力分布模式。但是,在踝关节内翻和防护的影响中,未发现这种机制的影响。所以不建议在以后的站立瞬态姿势稳定性评价中使用这些参数。

Vieira Tde和De Oliveira[35]在研究划船运动员的姿势稳定性时采用的参数包括压力中心在内外方向和前后方向上振荡的位移幅值、平均速度和频率和椭圆面积。其中椭圆面积中的椭圆能够较好地覆盖压力中心轨迹曲线,并由主成分分析计算得到:

其中,σ2xy,σ2xx和σ2yy分别表示协方差和两个方向上的方差值。这种方法虽然较准确地计算出压力中心轨迹所覆盖的面积,但是其计算过程相对比较复杂,而且并未给出压力中心相对于足的位置和分别在两个方向上的分量,所以在本研究中并未采用这个参数。

Duarte和Sternad[36]使用消除趋势波动分析方法对成年人和老年人站立足底压力数据进行分形分析,并使用多尺度熵评价其熵变化。Biswas等人[37]从步态足底压力数据中提取了六个稳定性参数,应用模糊逻辑控制器集成这些参数生成了稳定性评价指数来对四种不同任务下的步态稳定性进行评价。这些参数一般都需要较长时间的数据测量,不适合用来对站立瞬态姿势稳定性进行评价。

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