运动康复生物力学研究与创新

科技成果来源：江苏科技成果库;
地区：江苏
成果名称：运动康复生物力学研究与创新
成果完成单位：南京体育学院;南京医科大学第一附属医院;南京脑科医院;
成果完成人：钱竞光;张松宁;宋雅伟;李勇强;叶强;唐潇;高润;苏杨;戎科;苏阳;尤传豹;
技术领域：医学研究与试验发展
成果类型：基础研究
成果简介： 该研究探讨运动康复领域的生物力学规律，为制定运动处方、提高康复效果提供理论依据。在研究过程中，承担国家科技支撑计划、国家自然科学基金等省部级以上课题5项，发表了51篇论文，其中：SCI论文11篇、EI论文7篇、核心期刊论文27篇，著作2部，获得国家发明专利2项，实用新型专利10项，实现了多个重要理论、方法、技术的创新。在国内外率先建立了股骨有限元模型，论文被EI收录；研究揭示股骨颈骨折双因素成因，提出股骨颈干角小于125°和骨质疏松是列入股骨颈骨折高危人群的重要指标，论文在SCI收录《Clinical Biomechanics》刊物发表。创建股骨颈及其与人体动力学耦合的数值模拟方法。分别建立了步行、下蹲、单腿站立、前后弓步、左右弓步等健身动作包含肌肉系统的动力学模型，研制专门程序，把载荷数据转化到髋关节有限元模型坐标中，实现两种模型的耦合，计算出股骨颈部位的应力，研究不同动作过程中应力变化的规律。研究发现，步行和向前弓步走可分别有效提高股骨颈部位松质骨和密质骨骨量，是预防股骨颈骨折最简单易行的锻炼方法。论文获得全国运动生物力学学会优秀论文奖，已经在SCI收录《Human Kinetics》刊物发表。提出“动态电刺激”力量训练理论，研发新仪器。探讨肌肉力量训练的相关规律，创新力量训练方法，提出偏瘫患者运动康复新途径。研制智能化的多通道动态电刺激仪，通过编制专门的程序，由计算机控制在偏瘫患者动作训练中对用力肌群进行动态电刺激，2009年获得三项国家专利。而且在人体肌肉的被动收缩和主动收缩相结合的力量训练理论和方法上实现创新。《偏瘫步态生物力学仿真与康复研究》获得国家自然科学基金立项。下肢力量精确性水平检测方法获得国家发明专利。创建膝关节骨性关节炎患者逆向动力学模型，揭示下肢力量训练和太极拳对减轻疼痛与提高运动机能的力学机理。关于运动损伤防治研究，提出跳跃性项目髋关节易损原理，发现纵跳落地，髋关节伸肌群力矩与缓冲做功程度随高度和冲击力增加而增高，而膝关节则无显著变化。揭示蓝球鞋底硬度与不同高度落地对脚前掌和脚后跟冲击力的变化规律，为运动员选鞋提供了依据。发现高帮固定鞋能有效的控制踝关节外翻和髋关节内收，防止地反力峰值增加。研究踝关节扭伤机制，新设计带有足跟骨固定系统的踝护具，研究建立慢性踝关节不稳性的模型，及其纳入和排除标准。这些研究发表SCI论文10篇，其主要理论和技术在国际生物力学文献中都是首次提出。揭示运动鞋、脚耦合规律，研发智能运动鞋。发明了足弓测量仪，精确测定脚型；借助生物力学传感测量技术、能耗计算方法，研发“智能健康老年鞋”。对网球鞋与马拉松鞋进行变载荷实验；篮球鞋足跟部压缩性能的研究，揭示不同运动鞋适配规律；对蹦床运动员着网起跳过程中的足底压力分布特点进行研究，设计专用的蹦床实时监测仪器，为科学训练，防止损伤提供理论依据。探讨了运动穿戴智能化通过物联网与云计算推进“智慧体育”战略发展问题。这些研究获得一项国家发明专利，8项实用新型专利，发表EI论文6篇，运动康复生物力学研究紧密结合康复临床实际需要，创立《运动康复生物力学》课程体系，获得江苏省教学成果一等奖，结合康复临床研究，在伤病机理、健身方法，康复手段等方面的研究都取得突破性进展。承担了国家科技部科技支撑计划《科学健身专家指导系统和服务平台的关键技术研究》运动处方子课题研究，编著《运动康复生物力学》评为省“十二五”高校重点教材，《常见病运动处方》评为省高等学校精品教材，在教育厅组织的评审中获得专家组的高度评价。
成果登记/发布年份：2015年
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