人体日常活动机械功及能量效率的初步研究

• 作者: 全海英 周兴龙 孙世杰 张宽 芦坤 闫松华
• 来源期刊: 北京生物医学工程
• 学科: 医学
• 关键词: 日常身体活动 生物力学模型 机械功 能量代谢
• 年，卷（期）: 2014,（2）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 153-159,216
• 页数: 8页
• 分类号: R318.01
• 字数: 5276字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-3208.2014.02.09

摘要

目的 计算三种常见身体活动的机械功和功率,并与代谢测试舱测量的能量消耗值对比,以期得到一种计算人体机械功的新方法并进行日常活动机械功及能量使用效率的初步研究.方法 利用基于多传感器的运动参数采集系统对一名健康受试者进行多个肢体的角速度测量.选取坐到站,坐姿时前后移动躯干,坐姿时一腿放另一腿上,三种简单的身体活动方式,利用拉格朗日方程对各个单项动作进行生物力学建模并利用测量的参数进行机械功的计算.同时利用间接能量代谢实验舱和便携式测试仪进行身体活动机械功和能量代谢的关联研究,确定这三种身体活动的能量使用效率.结果 利用“关节功率法”计算的机械功率与能量代谢实验舱测得的能量代谢率高度相关(相关指数为0.975).其中,坐到站、坐姿时前后移动躯干和抬腿三种活动的平均机械效率分别为27.1％、19.0％和18.3％.结论 采用运动生物力学建模的方法分析日常身体活动,是一种有潜力的方法.通过机械功和功率的计算,可以量化不同日常身体活动的强度,为进一步研究日常活动能量代谢与健康的关系提供测量手段.