11组运动学翻译.docx

翻译 (戈盼盼，钟伟业，李晨，王文文，王晓雯）有关持续反复不对称的上提动作的生理学和生物力学反应Jay P. Mehta，Steven A. Lavender and Richard J. Jagacinski美国 哥伦布市 俄亥俄州立大学 集成系统工程 Neil Avenue.Rm 210, OH 43210美国 哥伦布市 俄亥俄州立大学 整形外科部门美国 哥伦布市 俄亥俄州立大学 心理学部门（2013年 1月24日接收；2014年1月18日接受认可）这项课题研究了在反复上提活动期间，反复持续不对称上提任务对动作适应性、组织氧合程度和脊柱运动学的影响。17名志愿者在60分钟内以每分钟10次的速率反复提起盒子，消耗大约相当于参与者正常情况下最大能量的15%用于举起工作。从受试者身前与脚踝同一水平面开始上提，上提到左边一侧与腰同一水平面结束。总的来说，在反复的上提运动中，参加者感觉到工作量在增加。随着时间一点点地过去，受试者的竖脊肌氧合程度通过近红外光谱的评定表现出明显的减少。在反复的上提运动过程中，可以观察到的动作变化包括，向前弯腰次数的增加，伸展的速率和侧面弯曲的速率的增加以及脊柱侧弯力矩的减少。这些变化，除了减少的侧弯力矩外，都与腰背综合征风险增加有关。实践者摘要：我们都知道重复的上提活动会增加腰背损伤的风险；然而，人们还没有很好的弄清其与身体疲劳相关的生物力学机制和背部受伤风险之间的关系。这项研究表明，人们在进反复不对称上提运动时表现出的动作适应性，可能会由于组织动力学荷载的增加而产生更大的风险。关键词：反复上提；手动操作；肌肉骨骼疾病；生物力学；近红外光谱1. 序言2. 手动处理材料的任务会对工作者的骨骼肌和心血管系统施加压力（Dempsey 1998）。过去的流行病学研究显示在手动处理材料任务和腰痛之间存在着联系（LBP）（Macfarlane et al. 1997;Hughes Silverstein和Evanoff 1997;Vandergrift et al.2012;Lavender et al.2012）。更明确地说，包括反复弯曲，扭曲，搬运或上提运动在内的手动操作任务都与LBP有关（Marras et al.1993;Hoogendoorn et al.2002;Lotters et al.2003;Heneweer et al.2011;Mikkonen et al.2012;Lavender et al.2012）。此外，手动处理任务中的反复上提与肌肉疲劳有关。（Dempsey 1998）。然而，与肌肉疲劳和背部损伤研究进展相关的生物力学机制还没有建立完备。一种理论认为，肌肉疲劳导致了行为模式的变化，从而导致一个个体在生物力学意义上面对更多的风险因素（国立科学研究院 2001）。另一种理论认为，短暂的肌肉替代模式导致了更多变且更不协调的动作，然而这仍维持了相同的整体行为模式（国立科学研究院）。这些肌肉使用的变化，对组织造成了散发的却高达顶峰的载荷从而致伤。3. 肌肉疲劳被定义为主要工作肌肉做功能力的下降。为了弥补背部肌肉疲劳造成的力量损失，拮抗肌的共同收缩的现象也许是为了提供脊柱的稳定性（Potvin 和 OBrien 1998）。证据表明，背部肌肉的疲劳会影响脊柱神经肌肉的控制（Parnianpour et al. 1988;Kromer 1992;Mawston,McNair,and Boocock 2007；Granata and Gottipati 2008）并削弱脊柱的本体感受（Sparto et al.1997a;Taimela,Kankaanpaa,和Luoto 1999）。实际上，这被视为躯干复位错误的延续（Kelaher 2006），及躯干肌群组织动力和姿势稳定性的下降（Parnaianpour et al. 1988;Sparto et al.1996），比如失去平衡（Sarto et al. 1996,1997b;Lin,Nussbaum,和Madigan 2012）。这些神经肌肉控制力的下降会强加对脊柱结构产生更高的要求。4. 在一个反复的上提任务中,为了弥补肌肉疲劳，人们也许会改变他们的工作模式，从而导致更大的动作变化。然而，目前人们对行为模式适应性的改变和它们对腰背综合征（LBD）风险产生的影响还所知甚少。据报道，因重复上提的疲劳而产生的补偿性的动作会改变脊柱的稳定性和运动控制模式（Bonato et al. 2003;Gregory et al. 2008）。这些上提方式的变化被视为是局部肌肉疲劳造成的，例如上提时在弯腰和下蹲姿势之间的转换（Trafimow et al. 1993;van Dieen et al. 1998;Chen 2000;Bonato et al. 2003）。此外，就如Chen（2000）所报告的，疲劳时更高的前向弯曲加速水平揭示了在肌肉疲劳发展过程中上提动作模式的改变。当前大部分反复上提活动的行为适应研究都致力于对称上提。由Marras et al(1993)开发的腰部运动监护仪（LMM）表明了动作的变化增加了向前弯曲的程度，扭转速率、侧弯速率或负载力矩，改变了反复上提日常工作的LBD风险。这些量在持续不对称反复上提运动中全部都会改变。在Fraser，Potvin，和Jones（2000）观察40分钟内的反复不对称上提任务的工作中，他们发现脊柱的屈曲程度有微小的减弱，而侧弯和脊柱的轴向运动却没有改变。由此，搬起和放下盒子的时候，通过对脊柱的运动学测量就得到了数据，同时参与者可以随意选择他们上提的方式。因此，脊柱屈曲程度的减少可以视为是上提姿势从弯腰到蹲下的改变造成的。鉴于仅仅是比较了最早先5分钟和最后5分钟的对脊柱的运动学测量数据，所以很难下结论说在整个不对称举起放下任务中是否还产生了其他的一些变化。同时，搬起和放下盒子也会使不同的躯干肌肉使力（Cresswell和Thorstensson），因此，适应性报告应建立任务表现类型（举起或放下）之上。总之，目前对伴随长期的不对称反复上提运动一同出现的上提动作的变化和其可能的与背部受伤风险的关系还知之甚少。肌电图（EMG）波谱频率信号向低频转换与局部肌肉疲劳相关是被广泛认可的（De Luca 1984；Soderberg和Knutson 2000）。近来，近红外光谱（NIRS）已被用来量化肌肉生理学的变化（McGill，Hugson，和Parks 2000；Hamaoka et al. 2007）。不同于EMG信号需要分裂动态活动以进行静态的测试来评估波谱频率的变化，NIRS提供了一个测量氧化组织变化的连续性的方式。已有两篇研究报告展示了组织氧合程度（由NIRS确定）和局部性肌肉疲劳（Yamada et al. 2008;Ferguson et al. 2013）之间的明确联系。关于等长伸膝运动最大随意收缩的50%，Yamada et al（2008）展示了一个氧合血红蛋白水平的变化和从获得的肌电信号中的中值频率响应的变化率之间80%的明显的相关性。最近以来，通过利用NIRS和EMG，Ferguson et al研究发现，在反复低强度负担运动任务中，前三角肌和斜方肌的中频回应和这些肌肉结构中的氧合血红蛋白等级出现了下降。基于这一理论，通过NIRS测量到的氧合血红蛋白水平的下降彰显了输送给肌肉组织的氧气的减少可能会导致缺血（Murthy et al. 2001;Perrey, Thedon,和Rupp 2010）。因血流阻塞造成的缺血会导致乳酸的堆积；实际上这连同EMG信号的中频反应的减少和肌肉疲劳的指示器已经被报道（Moritani，Nagata，和Muro 1982）。总之，这些早先的研究表明，由NIRS信号获得的组织氧结合程度可以在评估肌肉生理学方面的疲劳起到作用。然而，与其它肌肉疲劳发展方式相关的组织氧化的测度改变的程度仍是不确定的。这次研究的目的是为了理解在职业性的上提工作中常观察到的与反复不对称上提相关的生理学和生物力学变化（Marras et al. 1993）。按特性来分，随着时间的过去，假设60分钟的反复的不对称上提运动会（1）减少组织氧合；（2）在进行控制脊柱屈曲延-展运动时增加了矢状面运动的误差；（3）导致了由脊柱运动学测度改变而被证实的明确的上提任务的动作适应性改变（4）增加了脊柱的生物力学负载。2. 方法2.1 实验设计2.1.1 自变量一个参与者在60分钟的时间段里反复地用弯腰的姿势提起一个盒子的重复测量设计被应用于实验。盒子的重量被调整成参与者最大上提力量的50%。因此，时间是这个实验另一个可研究的自变量2.1.2应变量Borg CR-10 scale被用于捕捉随着时间过去参加者主观工作量的变化。用血容量（总血红蛋白）、氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白等级（源于NIRS信号）来评估肌肉的生理学改变。在上提任务期间，动作的和生理学的变化，通过上提期间使用的方式，T1到S1之间的3维脊柱运动学和使用了动态分段线性模型的3维脊柱矩形计算来评估。此外，使用屈伸运动评估协议评估长期的反复不对称上提任务中的躯干动力变化时，分析矢状面位置的错误和出脊柱运动轴和冠状轴平面的情况。2.2 参与者17个健康的志愿者，年龄在19到44岁之间的11名男性和6名女性（平均年龄21.7岁，标准差5.9岁）参加了这项研究。志愿者的平均身高为1.75m(标准差0.09m)平均体重79.9kg(标准差19.1kg)。参与者在过去的6个月里没有背部，颈部，肩部，臂部和腿部的骨骼肌肉疾病病史。所有的参与者都招募自同一大学并且没有人工搬运工作的经历。所有的参与者都必须先登记并得到调查委员会机构的同意才能够参与。2.3 器械一个由Creform材料构建的被动结构创造的循环运输体系。上提从高出水平地面0.25米的高度开始，终止于高出水平地面0.86米的高度。起始和终点运输带对参与者的左侧提供了90度的不对称（见图一）。运输机框架被抬到残余氧化皮层力秤上边来捕捉上提开始和终止的时间。参与者们人工上提起一个木盒子(0.4米*0.3米*0.25米)。这个盒子装满了大量纸张以调节重量。获得的肌肉的自我报告（Borg CR-10 scale，Borg 1982）会量化在反复不对称上提运动中整体的主观工作负荷的变化。负荷级别从0到10,10代表最大的主观负荷。NIRS曾经用肌肉生理学来评估变化。NIRS体系提供了一个直接的测量氧气在肌肉站点中运输和利用的方法。一个双通道的INVOS 4100 氧饱和度仪（Somanetics公司，Troy，MI，USA）被附加到L3节段的竖脊肌上。血容量的变化（总血红蛋白），氧合血红蛋白和缺氧血红蛋白水平在85Hz被频率持续不断地监视着。利用磁运动系统（运动监控，芝加哥，IL）捕捉的3维脊柱运动（120Hz）来测量FEMAP中与反复不对称上提任务相关的脊柱运动变化和变化表现。参与者脚下的Bertec力板是为了在没有为预测L5/S1节段3维动作的设计的动作监控系统的情况下用来测量地面反作用力，输入到3维动态分段联系模型用的。两个Inscale（Terra Haute Indiana）力矩用于确定在上提尝试中收集的数据流中最初提升的时机和盒子的位置。最大上提力量由压缩力计测量，用以依比例决定每个不同参与者上提盒子的可承受重量。2.4 流程在签署了一份知情同意的文件后，参与者的身上被附上11个用于捕获力量系统的传感器；头顶，第一胸椎顶端（T1），骶椎（S1）的上面和用Velcro绳子和胶带的固定在胳膊和大腿收尾两端的传感器。另外，两个NIRS传感器被放在L3节段的竖脊肌两端。每个参与者的上提能量由通过对上提任务中参与者尝试手动上拉盒子至相同高度同一高度的最大等距评估来评定。任务隔两分钟重复一次，直到获得的两项数据的最大值不足10%（Kroemer和Marras）。能量数据是用来调整盒子的重量到最大上提能量的15%（显示出力的监控器评测出的两个作用力中更大的一个）。平均来说，每个盒子为9.55kg（标准差为3.08kg）。参与者先做5分钟的后背拉伸热身运动。在这期间获得源于NIRS体系的血量（总血红蛋白），氧合血红蛋白和缺氧血红蛋白水平。优先开始上提运动并且评测矢状面上的运动最大幅度。参与者被要求闭眼尽力前倾以获得每个不同个体的最大体前屈能力。2.4.1 上提任务参与者们被要求通过抓住弯腰手柄将一个盒子从他们身前的（地面上0.25米）一个传送带搬运到位于他们左侧的（地面上0.86米）传送带上，并且不能移动他们的脚。这项任务被设定为参与者在十分钟内每分钟完成十次上提。每六秒钟会提供一次可听见的声音信号来表示上提开始。在每个十分钟的上提的末段，使用FEMAP并获得Borg规模等级，在这之后，另一次十分钟上提又开始了。这项上提十分钟之后跟进FEMAP（运动评估协定）操作的流程持续60分钟结束或者当参与者表示他们疲劳到没有能力再继续下去的时候结束。当参与者决定在60分钟的上提时间之前结束，就会进行最终的FEMAP操作并获得一个Borg等级。在开始最初的十分钟上提版块之前，参与者将会得到一次练习上提任务的机会。在这期间，参与者们选择一种脚部姿势并在上提任务期间要保持它。通常，这种姿势会导致在初始上提中偏向右侧的十度不对称。同时参与者被要求在上提任务中不要移动他们的脚。如果参与者疏忽导致了脚部位置的移动，会有一个实验员告知他。2.4.2屈曲伸展运动的评估草案考虑到Parnianpour et al（1988）报道局部的肌肉疲劳导致了出平面的动作变得越来越普遍，一个程序被发展出来以评估在每十分钟中的阻碍上提盒子的躯干运动表现。在这个程序中，参与者们闭着眼睛，尽最快速度反复弯曲到一个相当于他们最大弯曲能力三分之二的指定位置，接着回到一个不正确的站立姿势。在脊柱运动数据搜集期间，这个动作要被重复10次。当参与者到达目标位置和返回到他们错误的站立姿势时，脊柱信息通过听觉反馈听音得到。这个预评价草案仅仅打断上提大约30秒钟时间，与文章中的其它分析躯干运动动作的研究相似（Swinkies和Dolan 2000；Kelaher 2006）。Prior负责搜集数据的工作，参与者被委派进行弯曲的练习伸展任务，直到他们对这一过程感到舒适。特别地是，随着声音反馈而移动。2.5 数据分析通过从Borg评级获得的自我评价分数来鉴定60分钟反复不对称上提活动内察觉到的负荷。从每十分钟的阻碍上提的活动中计算平均肌氧含量。这些数据依据基线值的百分比变化而标准化。过去的研究用百分比的变化的方式通过参与者得出NIRS变量（Miura et al. 2000; Ferguson et al. 2013）。对于FEMAP，通过取与目标移动相关的矢状面峰值误差的平均值来计算矢状面的位置变化。面外运动通过提取横向的弯曲和扭转运动的峰值误差来分析。为了评估长时间上提任务中行为和生物力学上的变化，每次上提的峰值三维脊柱运动情况都要获得。每次上提的时间建立于力矩数据的规模上计算出来。每10分钟上提的数据的均值为了上提误差，运动峰值和运动方式都要计算出来。这些平均值的变化是用来显示反复上提任务中出现的动作上和生物力学上的适应。由于本实验对自然的探索，对于先前描述的每一个测量量，对每个参与者使用了衍生出的十分钟板块的单变量线性回归方程。线性方程的使用允许了包含了不完善的数据集的包涵体加入分析（对于那些没有能力完成60分钟上提的参与者），以理解在上提动作和肌肉生理学反应学科之间的不同。对于没有能力完成60分钟反复上提任务的参与者来说，在这些线性方程中只需使用更少的点数。使用IBM SPSS（版本19），实施一个单样本t测试去鉴别被标属从0开始的各个依赖的措施的不同意义科目中线性方程斜率的分布（p0.05）。另外，用NIRS的方法和脊柱运动和动态测量进行一个相互关系的分析，表现出反复不对称上提任务中明显的变化，以理解在长期的反复不对称上提任务中肌肉生理学和脊柱生物力学变化之间的联系。对每一个单独测量，分别获得每个相互关联的个体对比系数接着在参与者中平均化。3.0 结果3.1主观负荷图2显示衍生的回归函数来评估每个不同的参与者完成每个十分钟版块的反复不对称上提运动的负荷感知。总的来说，在每十分钟的上提活动中，回归方程的斜率明显大于0（p0.05）。考虑到任务中负载位置和高度相关明显偏向左侧，接下来的NIRS结论将侧重于来着右侧竖脊肌的氧化血红蛋白变化。图三显示将回归函数基准化可以导出每个参与者的氧化血红蛋白等级。总的来说，回归函数的斜率明显低于0（p0.001）。 平均下来，在任务的最后右侧竖脊肌的氧合血红蛋白降低约40%。不能完成60分钟重复上提活动的受试者组织含氧量更低。3.3 重复不规则上提中的行为改变在重复不规则上提任务中，上提的持续时间明显降低，同时回归方程的频率也明显低于零（p=0.022）。平均之下，上提持续时间在结束时和开始10分钟相比，降低39%。数据4显示个体回归方程在开始10分钟的脊柱活动数据处于正常。前屈的次数随时间呈线性增加（p=0.002）。平均下来，前屈数量（图4a）以每分钟2.1的速度增加。脊柱弯曲（图4b）和侧屈（图4c）在数量上没有明显改变。三维脊柱运动速度的个体回归方程中，开始10分钟的正常上提活动在图5中有所展现。平均之下，伸展（p=0.001）和侧屈（p=0.004）速度的回归方程斜率明显高于0.伸展速度的上升为每秒3，侧屈速度的上升为每秒1.6。但是，弯曲速度没有明显改变。图6显示了正常的开始10分钟的三维脊柱运动速度的个体回归方程。总之，只有脊柱侧屈运动以每10分钟2.6Nm的速度减少，前屈和弯曲没有显示任何趋势。脊柱运动的变化也表现出了与NIRS测量的氧合血红蛋白呈现明显的负相关。值得一提的是，在60分钟的上提运动中，NIRS测量的氧合血红蛋白与伸展速度（r=-0.55）、侧弯速度(r=-0.52）、前屈数量和侧屈速度（r=0.53）明显相关。3.4屈曲伸展运动评估协议个体回归方程由FEMAPS在每10分钟节段上提中获得的脊柱活动构成。4个正常化的运动数据表现了明显的非零斜率趋势。图7a表现了正常个体前屈数量的回归方程。总之，前屈以2.8的速度增加。没有通过FEMAPs观察到弯曲或侧弯的明显趋势。屈伸运动评估拟定 在每10分钟一次的重物提起的运动评估拟定实施后，在脊柱动态描述测量中，机体功能退化被观察到。讨论 在探索研究中，参与者在60分钟内以每分钟十次的频率，用弯腰的姿势做反复不对称上举运动。总体上说，随着时间的流逝，他们的负荷感知等级逐渐增加。类似的，竖脊肌氧化血红蛋白的水平，肌肉生理等测度在长时间的上举运动中都随着时间的流逝而降低。动作测量显示随着时间的过去，参与者更倾向于加速上提的运动，从更短的上提时间，更快地伸展以及侧弯速度上看可见一斑。但是，表现在脊柱上的横向弯矩却随着时间的流逝而降低。4.1主观负载 在这项研究中，感觉尽力程度评级被用来量化对全部荷载的主观感觉。在提起的过程中，Brog等级随时间变化呈线性增长。因此，参与者的感知能力随这种持续性反复上提运动的进行而增加。在曾经使用过反复上提运动作业评定的文献中，一些早期的研究也得到了相似的结果，即自觉身体努力程度随时间的增加而不断增加。除此以外，这里报告的对于负荷感知主观等级的增加就被展示为随着肌肉疲劳程度的发展而增长。 在我们的研究中，有研究显示十个参与者中的三人，尽管他们的肌肉的生理测度有线性降低，但他们的负载感知等级随着时间的变化只有较小的变化，甚至没有变化。这种负荷主观评估与肌肉生理的反应之间不匹配的情况，会让这些个体在进行反复上提运动中有更大的受伤风险4.2肌肉生理测量从近红外光谱系统获得的组织氧化作用的测量方法被用来量化竖脊肌的生理变化。尽管在竖脊肌上提过程中并不对称，但是左右两侧竖脊肌生理的测量在统计数据上没有呈现不同。在我们的研究中，盒子总是在脚踝的高度被提起，对比在腰部的高度被提起，这就造成了对竖脊肌更大的生理需求和更大的活化作用。除此以外，用不对称的方式在腰部水平放置盒子会导致腹部肌肉更大的牵涉。因此，与放置阶段截然相反，这里所呈现的变化主要基于竖脊肌在上提阶段的生理机能。所有三个从近红外光谱系统获得的肌肉生理测量的因素都是密切相关的。但是，氧化血红蛋白的变化程度比总血红蛋白和脱氧血红蛋白的变化程度大，这说明，在肌肉长时间反复的不对称的上提运动中，氧化血红蛋白对肌肉生理的变化更为敏感。这些结果与Ferguson等人的研究相一致，都显示了在他们反复的肩关节运动中氧化血红蛋白有更大的变化，从而说明氧化血红蛋白的生理测度对于肌肉的生理变化更为敏感。理论上，研究中显示的氧化血红蛋白的减少暗示了血液流动出现阻塞，从而导致缺血，并可能使肌肉产生疲劳。尽管我们没有测量血液的流动情况，但通过组织中氧气水平的变化，仍有证据可以表明肌肉疲劳程度的发展。具体地说，通过对肌电图光谱的分析，研究证实肌肉疲劳程度的发展与氧化血红蛋白水平的下降有关。因此，研究中氧化血红蛋白水平的下降暗示了竖脊肌在反复的不对称的上提运动中疲劳程度的发展。4.3行为适应 在先前的研究中，行为适应在一个对称的反复上提的运动中被记录下来。大多数显著的行为适应是在弯腰和蹲起之间的交替运动以及躯干和臀部的交替运动中产生的。在这个研究中，参与者被限制使用他们弱势一侧的肢体来完成上提。因此，我们的结果证明在上提过程中的弯腰状态下会产生行为和生物力学的改变。 总的来说，我们长时间反复不对称性的上提会导致行为改变的假设是正确的。我们的研究也和其他一些显示了反复上提运动会增加向前弯曲运动的文献研究相一致。将上提的数据与在基线运动评估拟定中得到的最大矢状面弯曲的数据相比较时，可以明显地看出，随着时间的变化，参与者在弯腰状态下反复地提起盒子时，他们弯曲的幅度会更大，因此，参与者在矢状面上更接近他们最大的活动范围。脊柱松弛度的增加可以归因于脊柱的非结构性蠕变。在关节活动范围的极限状态下进行上提活动时意味着他们在长度力量曲线的极限处进行活动，这会减小机体完成上提运动的能力并增加非稳定性结构超负荷的风险。因此，过多的前向弯曲运动会增加腰痛的风险。 前向运动的增加并不伴随脊柱前向弯曲力矩的增加，对于一个反复的不对称的上提运动来说，弯曲力矩峰值的增加和屈曲力矩峰值的增加有关，力矩结果的差异可能是因为脊柱力矩的计算误差。当Dolan和Adams用肌电图来评估脊柱内在的力矩时，这项研究就利用了3D连断模型计算了外部的力矩。这些模型在精确度上的差异解释了之前发现的差异。进一步分析前向弯曲力矩的数据，可以看到一些参与者的前向弯曲力矩随着时间的流逝而增加。更进一步说，在前向弯曲力矩与上提运动中收集到的其他行为测度的相关性揭示了前向弯曲力矩与水平接触距离之间存在重要的联系，这表明了水平接触距离在长时间反复的上提运动中对于前向弯曲力矩的调节所起到的重要作用。 由于上提运动的不对称性，我们希望看到在反复的上提运动中脊柱会在扭转运动和侧屈运动中发生变化。但总的来说，在运动过程中没有观察到明显的变化。这与Fraser，Potvin和Jones的研究结果相一致，他们在为时40分钟的反复不对称的上提运动中并未发现脊柱在侧屈运动和轴向运动中发生变化。在研究中，有导轨安装在终点传送带上，这就需要精确地摆放盒子的位置。在盒子和导轨之间左右两侧各会有一个6mm长的间隔。对于这项任务的约束和对双脚活动的限制将会产生对行为适应活动的有效自由度产生限制，这就可以解释在扭转和侧屈运动中观察到的无效做功的现象了。在未来的研究中，我们可以观察活动的精确需求是否会影响反复不对称运动的行为适应。 在这次的研究中，17个参与者中的13人他们的脊柱侧向弯曲力矩随着时间的变化产生了明显的变化。脊柱的侧向弯曲力矩与侧向剪切荷载有关，在这些参与者中，因此降低这些力矩将潜在地减轻脊柱上的侧向剪切荷载。更进一步地分析这些数据，可以看到参与者用了不同的方法来减轻他们的侧向弯曲力矩。在摆放盒子的过程中，一些参与者显示了一种骶骨向终点传送带的侧向移动的趋势，这将会减少水平接触距离，从而减少侧向弯曲力矩。除此以外，与最初的10分钟相比，在反复上提运动最后的时间里，一些参与者的脊柱展现出更大的侧弯活动。脊柱扭转运动的增加减少了躯干的侧弯运动和侧弯力矩，但是也可能增加躯干肌群的共同参与并导致脊柱的负担。 与侧弯力矩不同，扭转力矩在反复上提运动中并不发生改变。在上举盒子的过程中扭转运动与骨盆屈曲之间有重要的联系，表明参与者使用了不同的策略来完成上举盒子的运动。在我们的研究中，参与者可以自由的选择双脚摆放的位置，因此在拿起盒子时右侧躯体就会产生一个明显与左侧不对称的10度角。这将导致在提起盒子的过程中参与者会改变髋的运动，由此将会导致扭转力矩的变化。 如果在反复上提的活动中给出一个固定的速率，参与者改变策略来减少上提持续的时间。从生物力学上说，上提时间的减少相当于脊柱伸展侧弯时间的增加。在重复的物资运输工作中，运动速度的增加也伴随着背部受伤的风险的增加。现有文献对于在重复上提运动中运动速率的适应尚无定论。当Trafimow等人报告说在上提运动中四头肌的疲劳会引起角速度的变化，但是Sparto等人在他们反复的上提实验中并没有发现运动速度的改变。之前，Granata和England已经报告说在快速运动中脊柱的稳定性将会增加。但是，并没有研究证明在反复不对称的运动中以不同的速度运动会导致脊柱稳定性的改变。在反复不对称的运动中，疲劳程度较低时的步态说明关节角速度的增加可以提供必要的硬度来改善稳定性。在肘部的快速运动中也发生了类似的硬度的增加。因此，在这里报告的脊柱角速度的增加意味着一种运动策略，即在反复上提过程中增加关节硬度来克服由于肌肉生理性改变造成的肌肉硬度的不足或由被动结构蠕变造成的硬度不足. 最近，Sanchez-Zuriaga，Adams和Dolan报告了躯干肌肉组织会随着被动结构的蠕变而产生反馈控制的延迟。在这个研究中发现上提时有反复弯腰的姿势出现，这将促进被动结构的蠕变，进而增加反射反应的潜伏期，导致脊柱不稳定性的增加。由于快速移动在控制运动时对反馈反应的依赖性更