跑步速度与负重对第二跖骨应力影响的独立作用及其临床意义

《Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports》：Second Metatarsal Bone Stress During Running Is Independently Influenced by Running Speed and Load Carriage

本研究针对跑步者和军事训练人员常见的第二跖骨应力性损伤，通过运动捕捉和力学建模分析发现：跑步速度提升至偏好速度的110%时，第二跖骨背侧和跖侧峰值应力分别增加4.2%；负重10%体重则使应力升高约3%。结果提示个体间应力差异显著（变异系数25%），为个性化损伤预防提供力学依据。

　　

在从事重复性负荷活动（如长跑运动员和新兵）的人群中，骨应力性损伤频发，而第二跖骨是常见受累部位。为探究可调控因素——跑步速度与负重对跖骨生物力学的影响，研究人员招募28名跑者（男女各半），在裸足跑步状态下结合运动捕捉系统、压力板与测力台采集数据，并采用二维梁理论模型计算第二跖骨中段背侧与跖侧骨应力。

结果揭示：跑步速度与负重携带无交互作用。与偏好速度相比，以90%偏好速度跑步时，背侧与跖侧峰值应力分别降低2.1%和2.3%；而以110%偏好速度跑步时，峰值应力则上升4.2%。同时，携带10%体重的负重背心使背侧与跖侧应力分别增加3.1%和2.9%。所有实验条件下峰值应力的平均变异系数达25%，凸显个体间响应差异显著。

研究表明，提速与负重会独立加剧第二跖骨应力，可能升高应力性骨折风险。个体间应力响应的巨大差异强调在损伤风险评估中需结合个性化生物力学特征。