骑行过程中鞍座高度和功率输出对下肢肌肉和关节的影响

《BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation》：The effects of saddle height and power output on lower-limb muscles and joints during cycling

　　

摘要

背景

过去十年中，骑自行车的人数急剧增加，但过度使用导致的伤害也很常见。合适的鞍座高度和功率输出可以通过影响骑行姿势和运动强度来帮助预防伤害。本研究探讨了鞍座高度和功率输出如何影响下肢的负荷，重点关注肌肉力量和关节接触力。

方法

25名参与者在九种骑行条件下进行了骑行（三种鞍座高度×三种功率输出）。一个包含详细下肢肌肉的肌肉骨骼多体模型根据标记轨迹以及踏板力和扭矩进行驱动。使用广义估计方程来评估鞍座高度和功率输出的影响，并对性别、BMI和踏频进行了调整。研究了骑行过程中的平均肌肉力量和最大关节力量。通过Wald统计量估计了功率输出与鞍座高度交互项的关联程度。将每种骑行条件的结果与零模型进行了比较。显著性水平为

≤

0.05，并对事后比较进行了Holm-Bonferroni校正。

结果

预测的肌肉激活情况与肌电图数据非常吻合，这验证了该模型的有效性。较高的功率输出增加了髋部/膝关节伸肌的力量和关节力量（β = 0.021–0.065，p ≤ 0.026），但减少了踝关节的跖屈力和关节力量（β = -0.041 – -0.038，p ≤ 0.019）。较高的鞍座高度降低了髋部和膝关节的屈曲角度以及踝关节的背屈角度。此外，它还减少了平均肌肉力量（β = -0.355 – -0.096，p ≤ 0.026），包括股直肌、股外侧肌和股内侧肌、腓肠肌以及臀大肌，但胫前肌除外（β = 0.294，p = 0.015），并降低了大多数最大方向性关节力量（β = -0.064 – -0.126，p ≤ 0.045）。

结论

在较低的鞍座高度下，下肢关节处于更屈曲的位置，而较高的功率输出和较低的鞍座高度会增加下肢肌肉和关节的动能负荷。因此，选择中等功率输出和较高的鞍座设置可能更为合适。然而，最佳调整还应考虑本研究中未涉及的其他因素，例如鞍座压力。