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對於需要復健的病人走出第一步往往是最困難的。美國每年大約有200,000 人因跌倒 而造成髖關節的骨折,幾乎所有的跌倒都發生在起步、轉身、行走於不平的路面以及 停止時。起步是人類由靜止轉變至支態的過程,一旦人類的運動功能發生病變,起步 便很容易表現出祑常。而且起步的研究可以對運動功能所涉及的神經與骨骼肌肉系統 間協同與控制的機轉,能有更進一步的了解。 1966年Carlsoo 首先描述正常人起步的一些概略情況。1979年Mann等人,利用肌電圖 的技術加上4 架照相機與1 塊測力板分析正常人的起步。1986年Breniere等人利用測 力板所得到的反力,求得加速度、速度以及位移,研究的結果認為正常人的起步於第 一步內,便可以達到正常步伐的速度。1990年Nissan等人希望建立一個起步的資料庫 ,以便未來對於運動功能障礙的評估與診斷有所助益。 本文利用測力板與剛體模式(rigid body model), 以11位正常年青人(9男, 2 女) 為 實驗對象, 對起步(initiation of gait),從靜止站立至第二只腳腳尖離地止,作力 學上的分析。首先以測力板取得反力的類比記號,經由MP280 數位轉換器處理后,可 求得反力與壓力中心的變化資料,再將這些資料以剛體模式,求得重心的速度與位移 變化。同時重心的能量變化以及功率的需求亦可以計算得到。選定參數,對於起步的 反力型態、壓力中心的軌慫、重心的位移與能量加以描述與分析,而且將結果與步態 周期(gait cycle)及停止(stop of gait)作統計學上的比較。初步有下列的結果: 起步一開始,壓力中心先向擺蕩腳向后移。重心則向站立腳向下向前移,壓力中心與 重心之間相對關系位置的變化是起步的必要條件,而且這種不平衡的現象,可能是造 成跌倒的成因。 重心的上下位移量在起步時比之步態周期來得大(P<0.01),因此,起步前期重心的總 能量有減小的趨勢。 從反力的型態、壓力中心的軌慫及功率的變化趨勢來看,起步很快地便可以過度到步 態周期的型態,而且於起步后一步,速度便可以達到慢速步周期的平均速度。 以上的結論,以及所選定的參數值,未來將作為更進一步研究的比較與參考,希望於 臨床上對於骨骼肌肉神經系統的診斷與評估有所助益。而且本文所使用的剛體模式, 提供了一個相當方便且準確的方法來預測人類運動時的重心變化,相當具有サ力。
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