综述：步行中身体疲劳的运动学指标：评估参数与方案的系统评价

《Applied Ergonomics》：Kinematic indicators of physical fatigue during walking: A systematic review of assessment parameters and protocols

本综述系统评价了步行中身体疲劳的运动学指标，聚焦于适用于实时、非侵入性监测的关键参数（如步速、步长等）及疲劳诱导方案（局部肌肉、多关节和全身疲劳）。文章强调了利用可穿戴技术（如惯性测量单元IMUs）在建筑等高危职业中进行实时疲劳评估的价值，为开发基于运动学的疲劳监测与损伤预防策略提供了重要基础。

　　

引言

身体疲劳被定义为因先前体力消耗而导致个人执行体力工作能力的下降，表现为疲倦、乏力或缺乏体力活动的能量。它在工作场所中普遍存在，与力量下降、身体能力及工作绩效受损相关，并显著增加工伤和工作相关肌肉骨骼疾病（WMSDs）的风险。在建筑等行业，步行是一项频繁且基础的活动，常在具有挑战性的条件下进行。疲劳会损害步行所需的复杂神经肌肉协调和运动控制，导致步态模式异常、平衡问题及跌倒风险增加。因此，理解疲劳对步行运动学的影响，对于制定针对性的损伤预防策略至关重要。传统的主观评估方法（如问卷）虽成本低，但无法实现实时检测。生理测量（如心率、肌电图EMG）又可能具有侵入性且易受环境干扰。相比之下，运动学参数通过可穿戴设备（如惯性测量单元IMUs）进行非侵入性、连续监测，为动态工作环境中的实时疲劳评估提供了更实用的解决方案。

搜索策略

本系统评价检索了2000年至2024年间PubMed、Medline、IEEE Xplore和Web of Science四个电子数据库，使用与身体疲劳和步态相关的关键词组合进行查询，旨在筛选出研究步行中身体疲劳与运动学参数的文献。

结果

从最初检索到的352篇文章中，最终纳入了19项相关研究。这些研究在疲劳诱导方法和测量参数上存在差异。所诱导的疲劳类型主要分为三类：局部肌肉疲劳（如下肢特定肌群）、多关节疲劳和全身疲劳。常用的运动学参数包括步速、步长、步宽、足跟接触速度和躯干加速度等，这些参数均被证实受到疲劳的显著影响。其中，关键肌肉（如股四头肌和踝跖屈肌）的疲劳对步行运动学的影响最为突出。

讨论

本综述表明，局部、多关节和全身疲劳各自引发独特的运动学改变，这些改变可作为疲劳的指标。尽管不同研究采用了不同的测量技术（IMUs、光学运动捕捉、仪器化步道），但运动学参数的变化趋势具有一致性。研究结果支持在建筑等真实工作环境中利用运动学参数进行实时疲劳监测的可行性。然而，不同疲劳方案导致的运动学结果差异，以及测量工具的多样性，为研究间的直接比较带来了挑战。未来的研究需要标准化疲劳协议和测量方法，以促进结果的普适性和可比性。基于运动学的监测方法有望与现有的生理监测方案互补或增强，为工人安全提供更全面的保障。

结论

本系统评价通过系统识别适用于实时疲劳评估的关键运动学参数，区分了不同疲劳类型的影响，并分析了其在职业环境中的应用前景，推进了现有研究。它特别强调了利用可穿戴技术（如IMUs）进行实时监测的实用性，为开发工作场所疲劳监测系统和损伤预防策略奠定了基础。综述指出的挑战，如研究间疲劳方案的差异，也为未来研究指明了方向。最终，这些贡献为解决重要的研究空白提供了基础，并有助于利用技术手段降低与疲劳相关的工伤风险。