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行走过程中不同背包负重方式对人体生理参数的影响
目的 针对背包重物集中放置在底部的传统集中式负重方式,研究将重物分散放置的非均匀负重方式对人体生理参数的影响.方法 非均匀负重分布方式主要将背包空间按上、下、左、右分为4个空间,重物按1/2∶1/2、1/4∶3/4和3/4∶1/4三种比例放在左下和右上两个位置,剩余两个空间用对应体积大小的塑料泡沫填充.利用肌电测量系统和三维运动捕捉系统测量10名健康志愿者以1.1 m/s的速度在跑步机上负重10％自身体重行走30 min前后姿势、肌肉疲劳、心率和血压的变化,以及停止行走后0、5、10和15 min时肌电参数变化情况.结果 右上位置负重增加明显,导致斜方肌肌肉疲劳上升和前倾角增大,相同背包重量下非均匀分布方式与传统负重方式对肌肉疲劳的影响区别不大,左下和右上重量比为3/4∶1/4的分布方式对身体姿势影响不明显.此外,将重物同比例左下右上放置比传统负重方式更有利于降低对心率和血压的影响.结论 采取合理的重量分布方式可保证躯干姿势不受影响,同时有利于降低对心率和血压的影响.因此,背包设计可考虑重物交叉分布,且对等式分布质量.
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行走过程中不同背包重量对人体生理参数的影响研究
本文采用志愿者试验方法研究长时间背包负重行走对躯体姿势、背部主要肌肉疲劳程度和心率血压的影响.研究以肌电(EMG)测量系统和三维运动捕捉系统进行测量,10名健康受试者分别负载占自身体重(BW)的0％、10％、15％和20％的背包,在跑步机上以1.1 m/s的速度行走30 min,记录行走前和行走后躯体姿势、肌肉疲劳程度和心率血压的变化以及停止行走后0、5、10和15 min时EMG参数变化情况.结果显示随着背包负重的增加,人体躯体与头部前倾角、肌肉疲劳程度和心率血压均呈上升趋势.负重为20％BW时,头部前倾角和肌肉疲劳程度显著性增加,收缩压也显著升高.心率和舒张压整体有上升趋势,但无显著性差异.移除背包后15 min,肌肉疲劳逐渐缓解,负重20％BW的恢复相比0％BW、1o％BW和15％BW的平缓.通过肌肉疲劳程度和头部前倾角测量数值显示,本文涉及年龄段的人负重行走背包重量安全界限在15％BW～20％BW之间,并建议行走时间超过30 min时,背包重量不宜超过15％BW,避免造成不可逆的肌肉疲劳性损伤.
