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研究目的:本研究主要对高弓足和正常足不同高度单腿下落着地的生物力学特征进行研究,探讨高弓足和正常足在下落过程中存在的生物力学差异,以及下落高度对它们的影响,分析高弓足易损伤的原因,为预防高弓足损伤提供理论依据,也为高弓足矫形仪器和鞋垫的制作提供实验数据。研究方法:本研究根据足弓高度指数法(AHI)选取15名男性高弓足为实验组,15名男性正常足为对照组。所谓足弓高度指数(Arch Height Index,AHI)是指足背高度(在足长的50%处量取足背的垂直高度)除以截断足长(足跟最远端到第一跖趾关节的距离),当AHI≥0.365划分为高足弓,0.315≤AHI≤0.350为正常足。运用VICON红外运动捕捉与分析系统以及KISTLER三维测力台分别对受试者15cm和30cm单腿下落着地过程中的运动学和动力学指标进行采集。对所采集到运动学和动力学数据在不同足型和不同高度下的差异比较采用双因素重复测量方差分析,对受试者足部基本特征在不同足型之间的差异比较采用独立样本t检验。研究结果:(1)踝关节着地前100ms屈、着地时刻屈、最大内翻角度以及着地缓冲时间在不同足型间的差异具有统计学意义(P﹤0.05);(2)单腿下落着地过程中的峰值垂直地面反作用力VGRF、平均地面反作用力GRF、标准化刚度和载荷率在不同足型之间差异具有统计学意义(P﹤0.05);(3)踝关节着地前100ms屈、着地时屈、最大背屈角度、最大内翻角度、最大内翻角时刻、屈伸活动范围、内外翻活动范围、背屈最大角速度、膝关节着地时刻角度、膝屈最大角度、最大内翻角度、屈伸活动范围、膝屈最大角速度、着地缓冲时间以及髋关节最大屈曲角度在不同下落高度间的差异具有统计学意义(P﹤0.05);(4)垂直、向前、向内和向外方向上的地面反作用力峰值及其对应时刻以及地面反作用力平均值、载荷率在不同下落高度之间差异具有统计学意义(P﹤0.05);(5)足型和下落高度的交互作用在踝最大背屈角度、膝屈最大角度、屈伸活动范围和着地缓冲时间上具有统计学意义(P﹤0.05),简单效应分析结果显示:30cm单腿下落着地过程中高弓足踝屈最大角度、膝屈最大角度、屈伸活动范围和着地缓冲时间大于正常足(P﹤0.05),高弓足30cm单腿下落着地时踝屈最大角度、膝屈最大角度、屈伸活动范围和着地缓冲时间大于15cm(P﹤0.05),正常足30cm单腿下落着地过程中膝屈最大角度和屈伸活动范围大于15cm(P﹤0.05);(6)足型和下落高度的交互作用对峰值VGRF、向前和向外方向上的峰值地面反作用力对应时刻以及载荷率具有统计学意义(P﹤0.05),简单效应分析结果显示:30cm单腿下落着地过程中,高弓足垂直反作用力峰值VGRF和载荷率大于正常足(P﹤0.05),正常足向前方向上的峰值地面反作用力对应时刻大于高弓足(P﹤0.05);15cm单腿下落着地过程中,高弓足向外方向上的峰值地面反作用力对应时刻大于正常足(P﹤0.05);高弓足和正常足30cm单腿下落着地过程中的峰值VGRF和载荷率大于15cm(P﹤0.05);高弓足30cm单腿下落着地过程中向外方向上的峰值地面反作用力对应时刻大于15cm,正常足30cm单腿下落着地过程中的向外和向前方向上的峰值地面反作用力对应时刻大于15cm(P﹤0.05)。研究结论:(1)高弓足和正常足在单腿下落着地过程中呈现不同的运动生物力学表现,主要体现在30cm高度单腿下落着地过程中的膝屈最大角度、膝活动范围、着地缓冲时间、垂直地面反作用力峰值以及载荷率等方面(2)从运动学角度分析,高弓足着地缓冲时间、膝关节屈曲活动范围和膝屈最大角度大于正常足,说明膝关节的运动控制机制对高弓足单腿下落着地缓冲具有重要的作用。(3)高弓足与正常足相比,承受更大的载荷率、垂直地面反作用力峰值VGRF以及下肢刚度,是造成高弓足易损伤的重要原因。(4)30cm单腿下落与15cm相比,髋膝踝关节角度、垂直方向的地面反作用力峰值和载荷率增加,其中较大的地面反作用力峰值和载荷率是造成下肢损伤的重要原因。