不同速度條件下跑步動作的性別差異

米奕翔 郝衛亞 胡水清 王向東 苑廷剛 王清

國家體育總局體育科學研究所（北京100061）

跑步是最常見的健身項目之一，可能會帶來肌肉骨骼系統損傷[1]。膝關節是最容易受傷的部位，與其相關的髕股關節痛綜合征（patellar femoral pain syndrome，PFPS）和髂脛束綜合征（iliotibial band friction syndrome，ITBFS）則是最常見的跑步損傷，二者的損傷率分別達到16.5%和8.40%[1]。跑步損傷率與性別有關，女性跑步者損傷率顯著高于男性[2]。有研究報道，女性PFPS 和ITBFS損傷率是男性的2倍[2]。跑步損傷率的性別差異與男女之間跑步的運動學和動力學的不同有關[3-6]。有研究認為，額狀面和水平面內的髖關節內收、內旋角度和膝關節外展角度差異導致女性跑步者損傷率更高，但這些研究很少關注矢狀面內跑步動作的性別差異[4-7]。然而，近些年采用機器學習和數據發掘等新技術分析跑步模式（running pattern）的研究顯示，男女跑步動作在矢狀面內也存在差異[8-11]。例如，Clermont 等[11]用支持向量機（support vector machine，SVM）技術，發現跑步時身體重心部位的三維加速度存在性別差異。再如，Nigg[8]采用主成分（principal component analysis，PCA）和SVM 方法分析發現，跑步時足部著地和離地瞬時矢狀面和冠狀面運動學指標的主成分（principal component，PA）存在性別差異。Phinyomark等[9]同樣采用PCA和SVM方法發現，青年跑步者足部著地和離地瞬時膝和踝關節在矢狀面內主成分存在差異。值得注意的是，在采用傳統運動學分析方法的文獻中[4-7]，鮮有發現矢狀面內存在性別差異，而且測試對象都較少，大約在20～50 名之間；相反，在發現矢狀面內運動學指標存在性別差異的文獻中[8-11]，都采用了機器學習和數據發掘等新技術，進行這些新技術處理分析必須有足夠的數據量（即樣本量和每個樣本的采集數據量），所以測試對象都較多，大約在50～300 名之間。……