上海體育大學運動健康學院

上海體育大學健康學院利用Bertec跑臺，在運動生物力學、損傷機制與預防、運動表現優化和特殊人群干預等領域進行了一系列研究。

上海體育大學創建于1952年，原名華東體育學院，1956年更名為上海體育學院，是新中國成立后國家創建的第一所體育高等學府。學校原為國家體委直屬高校，2001年起，由國家體育總局和上海市人民政府共建。2017年以來，入選國家“雙一流”和上海市高水平地方高校建設序列。2023年6月，經教育部批準，更名為上海體育大學。

上海體育大學非常重視運動生物力學學科的發展，1978年就組建了運動生物力學的教學與研究隊伍。這一時期主要是引進和消化國外的理論知識和研究方法。實驗多以二維影像分析為主，結合簡單的動力學測量。開始為本科生開設運動生物力學課程，培養了中國最早一批該領域的專業人才。

1997年上海體育大學創建了運動人體科學專業，建立了專門的運動生物力學實驗室，開始引進更先進的設備，如：三維紅外光點運動捕捉系統和傳統測力臺，表面肌電等設備。運動生物力學進入到了高速的發展期：從簡單的描述性分析，開始深入到機制探究。涉及肌肉發力順序、關節力矩等更深入的生物力學指標。

2008年隨著北京奧運會的成功舉辦，國家及上海市對體育科研的投入持續增加。在生物力學團隊的不懈努力下，整體研究實力已達到了國際一流水平。逐漸形成了以人體肌-骨系統及神經生物力學、足踝運動損傷與防護、運動鞋/服及裝備研發為特色的研究方向。陸續引入了一批尖端設備：Bertec三維測力跑臺、無線表面肌電系統、高端光學運動捕捉系統。逐漸從單一學科到多學科高度交叉發展，與醫學、工程學、信息科學等深度融合，引入人工智能（AI）和機器學習，始終保持著旺盛的創新活力。著力推動人工智能賦能科研創新范式的轉型。

Bertec 三維測力跑臺是一款集成了超高精度三維測力臺的跑步機，它能夠在受試者進行自然跑動或行走時，實時、連續地采集每一步的地面反作用力、力矩和壓力中心軌跡等生物力學數據，是進行運動科學、康復醫學和神經工程診斷與分析的旗艦級平臺。“Bertec 三維測力跑臺解決了一個核心矛盾：“實驗室數據的精準性“與”真實運動狀態的生態效度“之間的矛盾。傳統測力臺適用的場景多為離散的單次發力動作，如：測量最大力量（如1RM深蹲）、分析跳躍（垂直縱跳、立定跳遠）和落地動作、分析投擲、擊打等非移動類技能。在步態研究中需要多塊測力臺。通常也只能捕獲3-5個連續的步態周期（取決于測力臺的數量和排列方式）。要研究步態的變異性和長期變化（如疲勞效應）非常困難。傳統測力臺需要受試者”瞄準“踩踏，破壞了運動的連續性真實性。而Bertec跑臺允許受試者完全自然地運動，同時獲得實驗室級別的精準數據。它通過無縫融合跑步平臺與三維測力技術，在受試者進行最自然的跑動狀態下，提供連續、精準、全面的生物力學數據，徹底改變了我們理解、評估和優化人類運動表現與康復進程的方式。它是連接”運動表現“與”科學數據“之間不可或缺的橋梁。”

上體利用Bertec跑臺的研究主要集中在運動生物力學、損傷機制與預防、運動表現優化和特殊人群干預等領域。

一、運動損傷的生物力學機制與預防策略

這是上體研究的核心領域之一。研究人員利用Bertec跑臺高精度的測力功能，深入探究各種損傷的成因。

髕股疼痛綜合征（PFPS）：研究了跑步時下肢生物力學特征，如下肢力線、髖關節控制能力、足弓形態等與PFPS發生的關系。通過分析觸地期關節負載和肌肉激活模式，為制定針對性康復方案提供了理論依據。
跟腱病：研究了跑步時踝關節剛度、蹬伸力量輸出模式與跟腱負載的關系，探索了不同跑姿（前掌 vs 后跟著地）對跟腱應力的影響。
前交叉韌帶（ACL）損傷風險：通過讓運動員在跑臺上完成跑步、急停、變向等任務，量化分析膝關節的負載和穩定性，篩選ACL損傷的高風險動作模式，并用于預防性訓練的效果評估。

二、人體運動的節能與優化機制（跑步經濟性）

“剛度為王”理論的應用與驗證：上體學者（如傅維杰教授團隊）在該領域發表了系列高水平論文。他們利用Bertec跑臺精確測量垂直剛度、腿部剛度等指標，系統研究了彈性儲能與跑步經濟性的關系。
裝備與技術的生物力學評測：

跑鞋：科學評估了不同結構（如碳板）、不同中底硬度跑鞋對跑步經濟性、肌肉用力模式和關節負載的影響。這些研究為運動員選

鞋、乃至國產跑鞋的設計提供了直接的科學數據。

鞋墊/矯形器：評估了個性化矯形鞋墊對改善異常步態、降低損傷風險的效果。

三. 特殊人群的運動干預與健康促進

老年人跌倒預防：研究老年人在跑臺上行走時的步態穩定性、平衡能力，通過壓力中心（COP）軌跡分析其跌倒風險，并評估各種平衡訓練干預措施的有效性。
肥胖青少年運動處方：研究肥胖青少年的步態特征（如更寬的步寬、更長的觸地時間）及其對關節（特別是膝、踝）的額外負載，為制定安全有效的減重運動方案提供依據。

四. 精英運動員的競技表現提升

技術動作診斷與優化：為國家隊、上海隊等精英運動員提供服務，分析其跑步、專項技術動作中的力學缺陷（如力量輸出不對稱、制動效應過強等），并提出改進建議。
疲勞與恢復監控：讓運動員在疲勞前后進行跑臺測試，量化疲勞對運動生物力學模式的影響，評估其恢復狀況，為科學安排訓練負荷提供參考。

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