不同重量书包对肥胖儿童上下楼梯时步态及足底受力影响的研究

论文摘要

研究目的:每天都要背负沉重的书包上下楼梯这样的障碍,已经成为肥胖儿童日常生活的一部分。关于正常儿童负重的研究均表明过重的书包会造成儿童的身体姿势、步态、足底压力的异常。以往关于肥胖儿童的研究均是在无负重状态下平地行走的环境中进行的,内容主要涉及肥胖给儿童造成的一些并发症以及日常活动带来的不便。然而关于肥胖儿童背负书包上下楼梯的研究至今仍然是个空白。本次研究的目的就是从运动生物力学的角度揭示背负不同重量的书包对于肥胖儿童上下楼梯时的步态特征和足底受力特征的影响,以期能为肥胖儿童这一特殊的人群指出负重过程中可能存在的危险隐患,同时在科学减负这一问题上提供理论指导。研究方法:在济南市十亩园小学随机选取了16名男性肥胖儿童（年龄:11.19±0.66岁;身高:148.85±14.07cm;体重: 75.26±15.99kg;体重指数: 29.78±4.10 kg/m2）作为本次研究的受试者。一台摄像机（sony1000e）用于采集肥胖儿童背负不同重量书包上下楼梯时的步态参数,同时利用镶嵌于第三和第四楼梯的两台测力台（KISTLER,9287BA,9281CA,Siwtzerland）,获取肥胖儿童上下楼梯时足底的三维受力数据。实验过程中儿童需要背负自身体重（Body Weight,B.W.）的0%,10%,15%和20%重量的双肩背书包上下楼梯,每次上下楼时要求动作流畅、无间断,每个书包重量要求完成三次,每完成一次测试休息一分钟,每完成一种书包重量休息三分钟。实验过程中背负不同书包的顺序要求随机。采用重复性方差分析（Repeated Measure ）统计学方法比较儿童同一指标、不同的书包重量之间有无差异。利用Paired Sample T Test对同一指标、相同重量上下楼之间的有无差异的检验。（P<0.05）研究结果:1、步态参数:上楼时步态周期、双支撑时间百分比和支撑相时间百分比随着重量的增加而增加,摆动相时间百分比随着负重的增加而减少。其中与负重0%B.W.、10%B.W.、15%B.W.的重量相比,步态周期在负重20%B.W.时出现了显著性的增加;双支撑时间在负重15%B.W.时出现了显著性的上升;支撑相时间百分比和摆动相时间百分比在是负重10%B.W.时出现了显著性差异。下楼时步态周期、双支撑时间百分比和支撑相时间百分比也是随着重量的增加而增加,摆动相时间百分比随着负重的增加而减少。并且与负重0%B.W.的重量相比,步态周期、支撑相时间百分比、摆动相时间百分比、双支撑时间均是在负重20%B.W.时出现显著性差异。当负重相同重量上下楼之间进行步态参数比较时,我们发现四种负重上楼时步态周期百分比均显著高于下楼时的步态周期,上楼时双支撑时间百分比在背负10%B.W.、15%B.W.、20%B.W.三个重量的书包时显著高于下楼时的双支撑时间百分比。2、垂直方向压力:上楼时第一、第二压力峰值和谷值均是随着负重的增加而增大,并且在10%B.W.时出现显著性差异;下楼时最大压力峰值（第一压力峰值）随着负重的增加而增大,并且在10%B.W.时出现显著性差异。当负重相同重量上下楼之间最大受力进行比较时,我们发现四种负重上楼时最大受力均显著高于下楼时的最大受力。3、左右方向压力:上楼时四个重量书包之间没有显著性差异,上楼时的最大受力在0.069—0.075倍体重之间。下楼时四个重量书包之间没有显著性差异,下楼的最大受力在0.12—0.13倍体重之间。下楼时所背负的四个重量的书包的左右方向最大受力均显著高于上楼时左右方向的最大受力。4、前后方向最大受力,上楼时和下楼时四个重量书包之间没有显著性差异,上楼时的最大受力在0.12—0.13倍体重之间,下楼的最大受力在0.16—0.17倍体重之间。下楼时所背负的四个重量的书包的前后方向最大受力均显著高于上楼时前后方向的最大受力。结论:1、上楼和下楼时,步态周期随着负重的增加而增加,说明随着负重的增加,儿童的行走速度降低。支撑相、双支撑相随着负重的增加而增加,摆动相随着负重的增加而减小,说明随着负重的增加,儿童的稳定性下降,通过增加支撑相时间（减小摆动相时间）来完成。2、负重10%体重时已经对肥胖儿童的垂直压力产生了显著性的影响,如果负重过大很可能引起儿童下肢关节的损伤,肌肉的拉伤;四个重量对儿童足底前后和左右方向影响不大;左右方向下楼时的压力大于上楼时的压力,说明下楼时比上楼时更加不稳定;前后方向下楼时的压力也是大于上楼时的压力。这是由于下楼时前脚掌触地引起的,加上较大地面的垂直作用力,很可能引起足底的病变,建议要通过增加鞋的缓冲能力降低伤害。3、结合负重对肥胖儿童步态参数和足底受力的影响,我们认为肥胖儿童的负重量不应该超过自身体重的10%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 问题的提出
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 关于儿童书包重量的研究
• 1.2.2 负重对步态的影响的研究
• 1.2.3 平地行走以及上下楼时足底受力的研究
• 1.2.4 关于肥胖生物力学的研究进展
• 1.3 研究的目的意义
• 1.4 研究的创新点
• 1.5 研究假设
• 2 研究对象及研究方法
• 2.1 研究对象
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 实验仪器及摆放
• 2.2.2 实验方案
• 2.2.3 数据收集
• 2.2.4 研究指标
• 2.2.5 数据的统计学处理
• 2.2.6 技术路线
• 3、实验结果
• 3.1 不同书包重量对肥胖儿童上下楼梯时步态的影响
• 3.1.1 不同书包重量对肥胖儿童上楼梯时步态的影响
• 3.1.2 不同书包重量对肥胖儿童下楼梯时步态的影响
• 3.1.3 同一书包重量对肥胖儿童上下楼梯步态影响的比较研究
• 3.2 不同书包重量对肥胖儿童上下楼梯时足底受力的影响
• 3.2.1 不同书包重量对肥胖儿童上下楼时垂直压力的影响
• 3.2.2 不同书包重量对肥胖儿童左右方向受力的影响
• 3.2.3 不同书包重量对肥胖儿童前后方向受力的影响
• 4、分析讨论
• 4.1 不同书包重量对肥胖儿童上下楼梯时步态的影响
• 4.1.1 不同书包重量对肥胖儿童上下楼梯时步态的影响
• 4.1.2 同一书包重量对肥胖儿童上下楼梯步态影响的比较研究
• 4.2 不同书包重量对肥胖儿童上下楼梯时足底受力的影响
• 4.2.1 垂直方向压力
• 4.2.2 左右方向受力
• 4.2.3 前后方向受力
• 5、结论
• 6、研究局限
• 参考文献
• 致谢
• 附件
• 攻读学位期间发表论文