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为探究武器操作对负重行进下肢耦合变异性的影响，17 名澳军学员参与试验，在 5.5 km?h?1 速度下分别完成持 / 不持 3.2 kg 仿真枪的 12 分钟行走。结果显示武器操作未显著影响下肢耦合变异性，为相关研究设计提供参考。
在军事训练与作战中，士兵常需携带武器负重行进。武器操作会改变身体重心、限制手臂摆动，进而可能影响步态力学与肢体协调。过往研究发现，限制摆臂会增加能量消耗、改变关节运动学参数，但关于下肢各节段间耦合变异性（即关节和节段间协调关系的可变性，对适应外界干扰至关重要）的影响尚不明确。尤其是武器操作是否通过限制摆臂等机制，导致下肢耦合变异性改变，进而增加军事人员下肢损伤风险（如下肢是负重相关损伤的常见部位），仍是待解之谜。
为填补这一空白，澳大利亚相关研究机构的研究人员开展了一项探索性研究，旨在分析武器操作对军事人员负重行进时下肢耦合变异性的影响。该研究成果发表在《Applied Ergonomics》。
研究人员采用的关键技术方法包括：招募 17 名澳大利亚陆军学员（12 男 5 女），让其在装有传感器的跑步机上以 5.5 km?h?1 速度完成两次 12 分钟行走试验，分别携带 3.2 kg 仿真 F88 Austeyr 步枪（武器操作状态，WPN）和不携带武器（NWPN，通过增加背心负重保持总负荷相近）。使用 18 台摄像机的 Vicon 运动捕捉系统，采集 40 个反光标记点的轨迹，构建七段运动学模型计算关节中心。通过连续相对相位（CRP）分析量化下肢节段（骨盆、大腿、小腿、足）在三个平面（矢状面 SAG、额状面 FRO、横断面 TRA）的九种耦合关系的变异性，计算 CRP 标准差（CRPv）。采用统计参数映射（SPM）配对 t 检验比较两组 CRPv 差异。
3. 结果
所有九种下肢耦合的 CRPv 在 WPN 与 NWPN 条件间均无显著差异（p > 0.05）。效应量（Cohen's dz）在 - 0.87 至 0.56 之间波动，未呈现一致趋势。例如，骨盆横断面 - 大腿额状面（PelvisTRA–ThighFRO）耦合在步态周期 45% 时效应量为 - 0.87，大腿额状面 - 小腿横断面（ThighFRO–ShankTRA）在 84% 时为 0.56，但均未达统计学显著水平。
4. 讨论
研究结果显示，武器操作未对下肢耦合变异性产生显著影响，这与既往研究中武器操作导致躯干 - 骨盆耦合变异性降低的结论形成对比。推测武器操作带来的干扰可能主要通过躯干调节，而非下肢。例如，同批参与者的另一项研究表明，武器操作影响胸骨处的局部动态稳定性，而非骶骨，提示躯干在应对武器负荷时承担了更多调节作用。
与搬运工携带重物（占体重 20%）导致下肢耦合变异性降低的研究不同，本研究中武器重量仅占参与者体重的 3.8%-4.8%，且更靠近身体重心，可能未构成足够挑战促使下肢调整耦合策略。此外，跑步机环境的可控性较高，缺乏真实地形扰动，而摆臂限制在自然环境中对平衡恢复更为关键，这可能掩盖了武器操作对下肢变异性的潜在影响。研究还存在未随机化试验顺序的局限性，未来需进一步验证。
5. 结论与意义
本研究首次探索武器操作对下肢耦合变异性的影响，发现负重行进时持械与否不影响下肢节段间协调的变异性。这表明，在研究军事人员下肢耦合变异性时，可不必强制纳入武器操作因素，而更应关注负重重量、性别、行进速度等其他变量。同时，研究提示武器操作的 biomechanical 效应可能集中于躯干，为后续研究提供了新方向。尽管如此，仍需在更复杂环境（如不平地形、不同负荷）中进一步验证，以全面揭示武器操作对军事人员步态的潜在影响，为优化负重装备设计、降低训练损伤风险提供科学依据。
