基于膝關節支撐的人體坐立轉換運動軌跡研究

張輝，薛強，王興濤

1.天津市輕工與食品工程機械裝備集成設計與在線監控重點實驗室，天津科技大學機械工程學院，天津市 300222；2.山東勞動職業技術學院智能制造系，山東濟南市250300

坐立轉換(sit to stand,STS)被認為是日常生活中最常見的功能活動，它是站立行走的必要前提[1]。Dall等[2]的研究指出，健康的成年人平均每天進行(60±22)次坐立轉換動作[3]。站立是一項復雜的任務，其特征是從一個穩定的姿勢轉移到另一個穩定的姿勢，即從坐姿到站姿的位姿變換，在這個過程中除了腳以外，身體的每個部位都要運動[4]。從坐到站的轉換過程需要身體各部分的協調運動，這有助于維持軀干重心(centre of gravity,COG)的平穩，使身體在坐立轉換期間不失去平衡[5]。

日常的坐立轉換過程，健康人群無需太費力就可以做到，但老年人或下肢功能障礙患者很難順利完成[6-7]。近年來，隨著我國老齡化問題的加劇，腦卒中、脊椎損傷等疾病引起的下肢功能障礙患者急劇增加[8-10]。對于老年人或下肢功能性障礙患者，在沒有照護人員的幫助時，很難獨立完成坐立轉換以及行走訓練，這使得他們的生活自理能力降低，給患者和家庭造成沉重的經濟負擔和心理負擔[11]。

坐立轉換的順利完成受多種因素的影響，主要包括年齡、體質量、座椅高度、外部輔助、腳部位置等[12-14]。Gilleard 等[15]的研究顯示，對于肥胖人群，坐立轉換過程中軀干前屈運動受限，坐位時，較多的脂肪組織堆積在大腿上，大腿前側和腹部的脂肪組織重疊在一起會限制身體的前屈，向前穩定性降低。……