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为探讨不同条件 FES 刺激踝关节跖屈肌(腓肠肌、比目鱼肌或两者联合)对下肢关节生物力学的影响,研究人员开展相关研究。发现 FES 可改变下肢关节功分配,增加踝关节功,减少膝髋关节功,凸显 FES 在步态中关节功分配的潜力。
本研究旨在比较健康青年成人在可控步行速度下,蹬离期对踝关节跖屈肌(腓肠肌 gastrocnemius、比目鱼肌 soleus 或两者联合)施加不同条件功能性电刺激(functional electrical stimulation, FES)时,对下肢关节生物力学的影响。
15 名健康青年成人在 6 种条件下沿 7 米步道以可控速度行走:双侧刺激比目鱼肌、腓肠肌、两者联合,以及匹配速度的无刺激试验。在蹬离期(后肢脚跟离地至脚尖离地)施加低于不适阈值的刺激。通过两个测力台和运动捕捉系统测量下肢关节生物力学。
结果显示,所有 FES 条件均使踝关节正功(+8%)和总机械功(+5%)增加。FES 减少膝关节正功(?10%)和髋关节负功(?5%),不过仅单独刺激腓肠肌或联合比目鱼肌时此效应显著。无论刺激条件如何,FES 均使踝关节对下肢正功和总功的贡献增加,而膝、髋关节的贡献减少。此外,FES 使踝关节跖屈角度(13%)和速度峰值(6%)增加,且在可比速度下不影响时空步态参数。
结论表明,在可控步行速度下,蹬离期对跖屈肌施加 FES 可导致健康青年成人步行时下肢关节功从近端到远端重新分配,且不同刺激条件存在细微差异。这些发现强调了 FES 作为重新分配步行中下肢关节功解决方案的潜力。