关键词： 反重力跑步机, 踏频, 跑步
背景
跑步节奏或步速通常在跑步步态分析中测量，并在步态再训练中进行控制。 下半身正压跑步机或反重力跑步机允许用户在重力减小的环境中行走/跑步。
目的
本研究的主要目的是确定在健康活跃人群中，与标准跑步机相比，在反重力跑步机上跑步对自然跑步节奏的影响如何。 第二个目的是确定自然步频和增加步频是否受到体重支撑量的影响。
学习规划
横断面研究（方便样本）。
方法
招募了 30 名参与者，以他们预先确定的、自行选择的、舒适的跑步机速度在反重力跑步机 (AlterG Anti-Gravity TreadmillTM M320) 上跑步。 在九种随机体重条件下记录步频，范围从体重的 100% 到体重的 20%，增量为 10%。 另外招募了 9 名参与者，尝试在具有相同随机体重条件的反重力跑步机上复制他们自然的标准跑步机节奏，并将节奏增加 5% 和 10%。
结果
30 名参与者（19 名女性和 11 名男性），平均年龄 27.3 岁（范围 22-45 岁）完成了研究方案的第 1 部分，而另外 9 名参与者（2 名女性和 7 名男性）平均年龄为 29.6 岁（范围 22-45 岁） ，25-40 岁）完成了协议的第 2 部分。 在体重百分比降低的情况下，自然跑步节奏对反重力跑步机有显着影响 (p<.01)。 事后 t 检验显示，每 10% 体重间隔都显着低于反重力跑步机上之前的 10% 间隔 (p<.01)，间隔之间的步频下降范围为 1.5%-3.5%。 第 2 部分的九名参与者中的七名 (77.8%) 能够在反重力跑步机上在所有体重水平上复制并提高步频。
结论
当以自我选择的中等强度配速进行时，在反重力跑步机上降低体重水平会导致跑步节奏显着且线性下降。 此外，绝大多数参与者能够成功地复制并提高各个体重百分比水平的步频。
文章引用于：Josie Stockland, PT, DPT,1 M. Russell Giveans, PhD,
1 and Peter Ames, PT, PhD1
文章链接：THE EFFECT OF AN ANTI-GRAVITY TREADMILL ON RUNNING CADENCE
跑步这种休闲运动与过度使用损伤的高风险相关。据报告，下肢损伤发生率在 18% 到 94% 之间，其中与膝盖相关的损伤比例最大。在受伤康复期和跑步耐力可能降低的情况下，跑步者经常利用交叉训练方式，例如椭圆机训练或泳池相关活动来补充或替代跑步的有氧运动益处。 在跑步步态分析中通常会评估跑步步速或节奏。 先前的研究支持通过增加步频来控制步速来改变跑步动力学和运动学。 海德沙伊特等人。 研究表明，比自然跑步节奏增加 5% 可减少髋关节和膝关节的负荷，这可能与损伤预防和过度使用损伤的治疗相关。Allen 等人研究发现，比自然节奏高出 10% 的步速可以有效地将那些在最初接触时采用脚跟着地的跑步模式转变为非脚跟着地或不太严重的脚跟着地模式，从而改变地面反作用力。
反重力跑步机允许用户在减轻体重的环境中行走或跑步。 用户在跑步机传送带上行走或跑步，传送带周围是一个封闭的充气室。 当气压增加时，向上的力会减轻跑步者的重量，并降低脚部撞击时所经历的体重百分比 (BW%)。 反重力跑步机提供了一种有氧运动模式，可以减少地面反作用力，并在康复社区以及健康人群中使用。 标准跑步机和反重力跑步机之间的运动水平和跑步力学差异已被记录。 重力跑步机跑步。 菲格罗亚等人。 确定，在健康受试者中，与标准跑步机相比，在具有体重支撑的反重力跑步机上跑步的代谢成本更低。Kline 等人。 公布了标准跑步机速度与反重力跑步机在 50% 至 100% 体重支撑下的代谢转换结果。
两项研究调查了反重力跑步机对跑步节奏的影响。 Raffalt 等人在精英或亚精英男性跑步者的反重力跑步机上以五种标准化速度和四种 BW% 条件下测量了步长和频率。 在所有速度间隔中，随着体重支撑的增加，步频和步长降低 增加。 尼尔等人。 研究了健康男性跑步者在相当于 60%、70% 和 80% VO2 峰值容量的三种条件下的下半身运动学。 在反重力跑步机上，与标准跑步机相比，站立阶段踝关节和膝关节的运动学发生显着改变，并且当体重低于 80% 时，站立时间显着缩短。 前面提到的研究中的时空数据收集是通过鞋内足底压力传感器完成的。 据作者所知，之前没有研究调查反重力跑步机对非跑步者群体或允许参与者使用自我选择配速的影响。
本研究的主要目的是确定在健康活跃人群中，与标准跑步机相比，在反重力跑步机上跑步对自然跑步节奏的影响如何。 第二个目的是确定自然步频和增加步频是否受到体重支撑量的影响。 作者假设：a) 与标准跑步机相比，反重力跑步机上的自然步频会降低；b) 反重力跑步机上的自然步频会随着体重支撑的增加而降低；c) 地面跑步的步频将通过以下方式保持： 体重的50%，此后就不再可行，步速增加10%将维持至体重的60%。
为了方便起见，在一家私人门诊物理治疗诊所参加了这项研究。 参与者是通过同一机构内同事的口口相传招募的。 参与的纳入标准包括年龄在 18 至 49 岁之间，自称身体活跃（每周进行超过 150 分钟的中等强度运动，导致出汗或呼吸困难，每周连续 30 分钟或更长时间）。参与者也是跑步新手，每周跑步少于 15 英里。 如果参与者在过去三个月内遭受过下肢损伤、有下肢手术史、当前跑步时出现背部或下肢疼痛、有心血管或神经系统损害或无法提供自愿同意，则被排除在外。
第1部分：参与者在标准跑步机上进行五分钟的热身； 他们对速度视而不见，并被指示将皮带速度提高到“可以跑三英里或五公里的中等强度的速度”。 热身结束后，记录跑步机速度，并由研究人员目视计算三十秒内（参与者在跑步机上跑步）脚部接触的次数，测量每个参与者的自然跑步步速，并将其记录为“ 每分钟步数”。 接下来，参与者进入反重力跑步机，弗里蒙特，加利福尼亚州），设置为自行选择的速度。 在以 100% 体重跑步 60 秒熟悉期后，参与者以 9 个随机体重间隔跑步，每次 60 秒，范围从体重的 100% 到体重的 20%，增量为 10%。 记录每个周期最后三十秒的节奏。 第2部分：以与上述相同的方式在标准跑步机上确定参与者的自选配速和自然跑步节奏。 使用手机节拍器以声音提示 100%、105% 和 110% 的自然节奏，参与者执行六十秒的步速。 然后，参与者进入反重力跑步机，并在上述九种随机 BW% 条件下跑步。 对于每个间隔，参与者再次尝试执行自然（100％）的步速，根据节拍器的提示，增加 5％ 的步速，然后增加 10％ 的步速。 如果参与者无法在给定的 BW% 间隔内维持自然节奏，则不会在该体重间隔内尝试增加步速条件，而是测试人员将反重力跑步机转换到下一个随机体重条件。 同样，如果步频增加 5% 不成功，则不会尝试增加 10% 步频。所有参与者均知情同意参与，并且该研究得到了明尼苏达大学机构审查委员会的批准。 为了统计确定体重试验之间的差异，使用了重复测量方差分析以及事后 t 检验。 使用 IBM SPSS Statistics for Windows v23（IBM Corp.，Armonk，NY）进行统计分析。 显着性设定为p<0.05。
第 1 部分有 30 名参与者（19 名女性和 11 名男性），平均年龄 27.3 岁（范围 22-45 岁），9 名参与者（2 名女性和 7 名男性），平均年龄 29.6 岁 （范围，25-40 岁）第 2 部分。对于第 1 部分，重复测量方差分析显示，在体重百分比降低的情况下，自然跑步节奏对反重力跑步机有显着影响 (p<.01)。 事后 t 检验显示，在反重力跑步机上，每 10% 体重间隔都显着低于前一个 10% 间隔
(p<.01)，间隔之间的步频下降幅度为 1.5%-3.5%（图 1） ）。 相对于基线踏频，踏频第一次下降 10% 发生在体重的大约 50% 处，随后踏频下降 20% 发生在体重的大约 20% 处（图 1）。 在第 2 部分中，九名参与者中的七名能够在标准跑步机上以及在反重力跑步机上的所有九种体重条件下成功完成基线、跑步节奏增加 5% 和增加 10%。 一名参与者无法在体重 60% 的情况下维持 5% 的步频增加，也无法在体重 20% 的情况下维持 10% 的步频增加（这是前两个随机体重条件）。 然而，该参与者在所有其他体重百分比下成功完成了 5% 和 10% 的踏频增加。 另一名参与者未能在体重分别为 20%、30%、50% 和 70% 的条件下增加 5% 或 10% 的步频，这分别是最后四个随机体重水平。
第 1 部分的结果表明，反重力跑步机上任何降低的 BW% 下的自然步频将低于标准跑步机上自选 5 千米步速的自然步频。 这与之前以设定速度进行的研究结果一致。虽然每个 BW% 水平之间的踏频数据点显着不同，但间隔之间的值范围为 1.5-3.5%，这可能与之前的文献不具有临床相关性。 显示肌肉激活发生显着变化，最小步频变化为 5%。 然而，预计步频在体重 50% 时减少 10%，在体重 20% 时步频减少 20% 可能对临床医生有帮助。 根据反重力跑步机性能前瞻性地估计标准跑步机踏频。 此外，这些发现可以帮助临床医生选择理想的体重支撑水平，以最大限度地减少跑步节奏的变化，并为旨在保持设定节奏的跑步者提供体重支持，从而最大限度地减少节奏的自然下降。 值得注意的是，这项研究是在健康人群中进行的，如果在受伤人群中重复进行，则可能需要确定特定康复人群的反重力训练自然步速趋势。 77.8% 的参与者成功地进行了自然标准跑步机跑步节奏的步速控制以及 5% 和 10% 的增量。 两名参与者无法完成所有节奏条件。 两名参与者中的一名在早期随机 BW% 水平期间失败，但在所有其他 BW% 间隔内成功完成每个条件，这表明反重力跑步机环境或匹配节拍器提示的延迟学习效果。 对于第二个参与者，失败的尝试全部出现在数据收集结束时，这可能是由于该特定参与者的潜在疲劳效应。
第 2 部分的结果提供的证据表明，在健康、活跃的人群中，无论跑步时的体重百分比如何，都可以在反重力跑步机上以自然步速和最多增加 10% 的步速再现步频。 作者目前不知道之前报道的任何文献证实或反驳了这些发现。 此信息可能有益于使用反重力跑步机作为训练方式并尝试控制步频的跑步者。 这些结果表明，在任何体重水平下，在反重力跑步机上跑步的步频预计都低于地面步频。 与标准跑步机上的自然踏频相比，体重 50% 时踏频可降低 10%，体重 20% 时踏频可降低 20%。 这些值可能有助于临床医生根据反重力跑步机性能形成对地面跑步节奏的期望。 此外，这项研究为未来对受伤跑步者的调查奠定了基础，受伤跑步者可能会从康复过程早期阶段的步态再训练中受益。 反重力跑步机提供了尽早开始节奏再训练的潜力，在受伤的运动员恢复地面跑步之前促进神经肌肉的适应。 利用反重力跑步机作为估计受伤跑步者在反重力跑步机上以其当前功能水平训练时的地面跑步节奏的方法也可能是理想的。 了解随着体重支持增加而自然发生的预期步频减少，可以让临床医生根据正在使用的体重支持水平来衡量患者达到自然步频的进度。 这项研究有几个局限性。 首先，它是在健康人群上进行的，并且了解如果在受伤人群上重复，可能会实现不同的反重力跑步机节奏趋势。 其次，让新手跑步者自行选择速度可能会改变控制节奏的能力，因为更快的速度可能会对跑步力学以及整个心血管系统提出更多要求。 该研究的另一个局限性是，与过去研究中使用压力传感器收集的客观数据相比，由于研究人员目视计算脚步次数，数据收集可能会出现错误。 然而，当前研究的结果与 过去的研究支持对节奏进行视觉跟踪，作为更昂贵方法的便捷替代方案。