不同胫骨角度和外部负荷下弓步动作中的膝关节生物力学：结合有限元分析的肌肉骨骼研究

目的：本研究采用肌肉骨骼建模和有限元分析，探讨不同胫骨角度和外部负荷条件下弓步动作中的膝关节生物力学特征。研究目标是为理解膝关节负荷模式以及优化运动训练与康复提供生物力学依据。 方法：26名健康青年男性在胫骨相对于地面的倾斜角度（60°和90°）以及两种外部负荷条件（自身体重和额外98 N外部负荷）下完成弓步动作。采用动作捕捉系统和测力台采集运动学与动力学数据。利用肌肉骨骼模型估算关节力矩、活动范围和刚度，并采用双因素重复测量方差分析对数据进行分析。在90°胫骨角条件下进行有限元分析，以评估组织应力和位移。 结果：60°胫骨角下的关节力矩显著高于90°胫骨角。外部负荷对膝关节刚度表现出显著影响；在98 N外部负荷条件下，水平面旋转刚度较低（P

目的：本研究采用肌肉骨骼建模和有限元分析，探讨不同胫骨角度和外部负荷条件下弓步动作中的膝关节生物力学特征。研究目标是为理解膝关节负荷模式及优化运动训练与康复提供生物力学依据。

方法：26名健康青年男性在胫骨相对于地面的倾斜角度（60°和90°）及两种外部负荷条件（自身体重和额外98 N外部负荷）下完成弓步动作。采用动作捕捉系统和测力台采集运动学和动力学数据。利用肌肉骨骼模型估算关节力矩、活动范围和刚度，并采用双因素重复测量方差分析对数据进行分析。在90°胫骨角条件下进行有限元分析，以评估组织应力和位移。

结果：60°胫骨角下的关节力矩显著高于90°胫骨角。外部负荷对膝关节刚度表现出显著影响；在98 N外部负荷条件下，水平面内的旋转刚度较低（P

结论：胫骨前倾增加了矢状面内的膝关节负荷，而外部负荷主要降低了冠状面和水平面内的关节刚度。在90°负重条件下，半月板后角的应力和位移集中提示了一种力学上不利的负荷模式，而非损伤风险的直接证据。这些发现可为基于弓步的训练与康复中的负荷管理提供有价值的生物力学信息。

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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.07.743401v1?rss=1

🏷️ 膝关节生物力学 弓步动作 有限元分析 肌肉骨骼建模 半月板应力 运动康复