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女子羽毛球运动员头顶场区上手击球单腿落地动作运动学特征研究

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女子羽毛球运动员头顶场区上手击球单腿落地动作运动学特征研究

作者：张赢上海体育学院

学位级别：硕士

在羽毛球运动中,运动员在比赛中引发的损伤高于训练中损伤的次数,且女性运动员受伤概率是男性的2倍以上。在羽毛球比赛中头顶场区蹬跨步使用频率较高,从而下肢在落地阶段产生较大的负荷。结合羽毛球动作发现在头顶场区击球后单腿落地易... 详细信息

在羽毛球运动中,运动员在比赛中引发的损伤高于训练中损伤的次数,且女性运动员受伤概率是男性的2倍以上。在羽毛球比赛中头顶场区蹬跨步使用频率较高,从而下肢在落地阶段产生较大的负荷。结合羽毛球动作发现在头顶场区击球后单腿落地易造成膝关节损伤,其特征主要表现为躯干倾斜、膝关节外翻和髋关节外展。目前相关羽毛球动作的研究中,缺少对实际比赛中人体运动学数据的测量和分析,而有研究指出躯干重力加速度与峰值垂直地面反作用具有较高的相关性。因此,本研究从比赛的环境下,总结女子羽毛球运动员在头顶场区上手击球单腿落地动作在三维立体空间中的运动特征及规律。研究目的:本研究从空间、时间等角度分析女子羽毛球运动员在比赛中头顶场区单腿落地动作的运动学特征,总结加速度过大动作的特征及其规律,为识别易损伤动作提供理论参考。研究意义:从运动学角度增加羽毛球落地动作中躯干的相关研究,为羽毛球运动员技术动作以及专项水平的提高提供理论依据,认识躯干在技术动作中的重要性,提高移动中躯干的稳定性,以便教练员识别高风险单腿落地动作。研究方法:本研究以7名上海体育学院女子羽毛球国家二级及以上等级运动员(专业运动年限6年及以上)在比赛中头顶场区上手击球单腿落地动作为研究对象。使用三维加速度传感器(采样频率:100Hz)和摄像机(采样频率:60Hz)同步采集受试者在比赛中头顶场区上手击球技术以及单腿落地时的躯干重力加速度,使用Dartfish二维平面分析软件采集脚前掌触地时刻、脚后跟落地时刻的躯干侧倾角度、髋关节外展角度。在SPSS26.0软件中运用独立样本t检验对比头顶场区不同上手击球单腿落地动作躯干加速度特征,描述头顶场区上手击球单腿落地动作躯干侧倾角度、髋关节外展角度特征,以及躯干加速度与躯干侧倾角度、髋关节外展角度相关性,对躯干加速度过大动作的躯干侧倾角度、髋关节角度进行对比分析。研究结果:1.在冠状轴上,头顶场区正手斜线高远球、正手吊球、头顶斜线吊球单腿落地动作加速度较大且均大于2g;在垂直轴上,正手直线高远球、头顶高远球、头顶直线吊球以及杀球单腿落地动作加速度较大且均大于2g;在矢状轴上,各上手击球单腿落地躯干加速度较小且均小于2g。2.在头顶场区上手击球动作中,触地时刻关节角度大于落地时刻关节角度,头顶技术躯干侧倾角度、髋关节外展角度大于正手技术;合成加速度与高远球、吊球单腿落地动作躯干侧倾角度呈现负相关(p单腿落地动作髋关节外展角度呈现负相关(p单腿落地动作躯干侧倾角度呈现正相关(p单腿落地动作髋关节外展角度呈现正相关(p单腿落地动作躯干侧倾角度呈现正相关(p单腿落地动作髋关节外展角度呈现正相关(p单腿落地动作中,上手击球技术躯干加速度大于4g动作共24个,其中头顶直线杀球居多。高远球、吊球、杀球单腿落地躯干加速度大于4g动作与躯干加速度小于4g动作相比躯干侧倾角度、髋关节外展角度变大或变小,存在角度偏差较大的上手击球单腿落地动作。研究结论:1.女子羽毛球运动员在头顶场区上手击球单腿落地动作中,躯干部位在冠状轴和垂直轴上产生较大重力加速度。2.女子羽毛球运动员在头顶场区上手击球单腿落地动作中躯干、髋关节在触地初期角度较大,关节角度与三轴加速度呈较高的相关性,头顶技术躯干、髋关节角度较大。3.女子羽毛球运动员在头顶场区不同上手击球单腿落地躯干加速度较大动作中,躯干侧倾角度、髋关节外展角度与小于4倍重力加速度动作的角度均值相比存在过大或过小的角度特征。

关键词：女子羽毛球头顶场区单腿落地重力加速度角度

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不同高度单腿落地动作的生物力学偏侧性研究

不同高度单腿落地动作的生物力学偏侧性研究

不同方向单腿跳跃落地及运动疲劳对非接触性前交叉韧带损伤风险的影响

第十二届全国体育科学大会

作者：李杭家蔡玉军李玉章伍勰刘诗洁刘珍洁上海体育学院

研究目的:在解剖学中,人体结构和组成呈基本对称,但在功能上存在一定的单侧优势和偏侧性(Laterality)。跳跃—落地是体育活动中最常见的功能性活动,尤其单腿落地,频繁出现在众多体育比赛中,但常常伴随膝、踝关节损伤。本研究通过比较不... 详细信息

研究目的:在解剖学中,人体结构和组成呈基本对称,但在功能上存在一定的单侧优势和偏侧性(Laterality)。跳跃—落地是体育活动中最常见的功能性活动,尤其单腿落地,频繁出现在众多体育比赛中,但常常伴随膝、踝关节损伤。本研究通过比较不同高度单腿落地时优势侧和非优势侧之间的生物力学参数,寻找两侧下肢落地策略和姿势控制的异同,并探究高度对单腿落地动作稳定性的影响。通过分析落地过程中下肢各关节角度、力矩、COP位移和速度、落地稳定性指数(DPSI)等指标,讨论不同高度两侧下肢落地缓冲策略和损伤风险。以期为篮球运动员单腿落地偏侧性研究提供理论支持,并对运动中单腿落地和支撑时的损伤预防提供指导。研究方法:招募18名男子篮球运动员(年龄23.1±2.28岁,身高181±6.75cm,体重70.9±9.9kg),运动等级均为国家二级及以上,且6个月内无下肢损伤。通过单腿纵跳测试,定义受试者优势腿和非优势腿,其中优势侧为右腿9人,左腿9人。测试前由工作人员讲解示范测试动作,受试者熟悉掌握测试动作,进行5min热身后,由同一工作人员粘贴Marker点。受试者进单腿落地测试,下落高度为30cm、45cm、60cm,两腿每个高度分别采集3次有效数据。本研究采用10镜头(Vangtage 5)红外运动捕捉系统(200Hz)采集获取(34Marker点、CGM24-Lower Limb模型)运动学数据;采用1台瑞士产Kistler三维测力台(90cm×60cm),同步采集(1000Hz)动力学参数。测试动作:要求受试者双脚与肩同宽,站立在一个水平的高台上,双手叉腰,受试者测试腿水平向前迈出,重心跟随前移,支撑腿快速释放,确保人体无初速度的垂直下落,落地自然缓冲,测试腿尽快支撑稳定身体重心并保持3秒稳定姿势。二次移动、躯干非正常的前倾和晃动都被定义为落地不稳定,出现落地不稳定情况进行重测。优势腿和非优势腿落地标准一致。采用2×3实验设计,统计方法采用双因素方差分析,对两侧下肢和3个不同高度(30cm、45cm、60cm)条件下髋、膝、踝关节运动学参数以及落地稳定性参数进行有无交互作用检验,若存在交互作用,采用LSD法进行均值多重比较。研究结果:(1)关节角度:着地时刻优势侧髋关节屈曲角和膝关节屈曲角均大于非优势侧(P落地动作中髋关节屈曲角ROM、内外展角ROM和踝关节屈曲角ROM以及膝关节屈曲角ROM存在显著性差异(P单腿落地时两侧下肢间存在显著性差异(P单腿落地时GRFmax、负载率存在显著性差异(P单腿落地时,两侧下肢间髋、膝、踝三关节的关节峰力矩均无显著性差异;不同高度间髋关节额、矢、冠状面关节力矩均存在显著性差异(P单腿落地时下肢存在明显的偏侧性特征,优势侧落地稳定性和动作控制能力均优于非优势侧,且伴随下落高度的增加单腿落地的稳定性呈下降趋势;同高度时,两侧下肢的负载率和GRFmax较接近,但非优势侧关节活动范围较小(落地姿势"僵直"),致使非优势侧完成单腿落地动作时存在更大的损伤风险。因此,篮球运动员在运动中应注意非优势侧的落地缓冲姿势;在对下肢动作表现评估时,不宜采用单侧来代表整体。

关键词：落地稳定性偏侧性单腿落地优势侧

来源： cnki会议评论

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中国体育科技 2017年第1期53卷 111-117页

作者：周志鹏曲峰刘鹏杨杰赖寒北京体育大学运动人体科学学院北京100084 山东体育学院运动与健康学院山东济南250102

目的:探讨3种不同方向(前跳、斜跳与侧跳)单腿跳跃落地动作对造成非接触性ACL损伤风险的差异,同时考察神经肌肉疲劳对动作可能造成的影响。方法:采用红外光点运动捕捉系统与三维测力台,同步采集12名健康男性受试者在疲劳前、后完成的三... 详细信息

目的:探讨3种不同方向(前跳、斜跳与侧跳)单腿跳跃落地动作对造成非接触性ACL损伤风险的差异,同时考察神经肌肉疲劳对动作可能造成的影响。方法:采用红外光点运动捕捉系统与三维测力台,同步采集12名健康男性受试者在疲劳前、后完成的三种不同方向单腿跳跃落地动作,并对下肢的运动学和动力学参数进行统计分析。结果:与ACL损伤相关的部分下肢生物力学指标在不同动作及疲劳前、后存在一定的差异,触地时刻支撑腿髋关节屈角前跳>斜跳>侧跳;地面反作用力首次峰值时刻膝伸展力矩侧跳大于前跳,且疲劳后3种方向均有所增大;膝外展力矩侧跳与斜跳大于前跳;疲劳后地面反作用力首次峰值均有所增大。结论:侧跳与斜跳较前跳可能有更大的ACL损伤风险,尤其是侧跳落地动作的损伤风险相对较大;神经肌肉疲劳可增大单腿跳跃落地时的ACL损伤风险。

关键词：疲劳单腿落地不同方向前交叉韧带损伤生物力学

不同下落高度单腿落地动作的两侧下肢生物力学对比研究

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不同下落高度单腿落地动作的两侧下肢生物力学对比研究

作者：李杭家上海体育学院

学位级别：硕士

目的:跳跃-落地是日常体育活动中最常见的功能性动作之一,落地动作是其结束阶段也是运动损伤的高发期,单腿落地较双腿落地更难保持身体的稳定。解剖学中人体呈基本对称,但在功能上存在一定偏侧性和单侧优势,这种不对称会对运动表现造成... 详细信息

目的:跳跃-落地是日常体育活动中最常见的功能性动作之一,落地动作是其结束阶段也是运动损伤的高发期,单腿落地较双腿落地更难保持身体的稳定。解剖学中人体呈基本对称,但在功能上存在一定偏侧性和单侧优势,这种不对称会对运动表现造成影响,甚至运动损伤的发生。巨大的落地冲击力是落地损伤的直接原因,不同的高度代表不同的负荷。因此本文选择3个下落高度,探究不同下落高度单腿落地时下肢间运动学和动力学的差异,尤其是落地稳定性相关参数的差异。探讨单腿落地时更容易出现损伤的原因,针对落地姿势提出建议。方法:招募并筛选18名(年龄24±1.8yrs,身高175.3±5.6cm,体重72.7±7.5kg)体育学院男子学生运动员,排除田径跳跃类项目等具有明显单侧优势的运动员。进行单腿纵跳测试定义优势侧,进行两侧下肢3个高度(30cm、45cm、60cm)的无初速度单腿落地测试,用10镜头Vicon红外光点运动捕捉系统和2台Kistler三维测力台同步采集运动学、动力学数据,通过Nexus 2.10软件和Vusual3D软件对数据进行处理、分析,采用2×3重复测量双因素方差分析两侧下肢和3个下落高度对髋关节、膝关节、踝关节以及落地稳定性参数有无交互作用,若存在交互作用,则采用Bonferroni简单效应检验,LSD法进行均值多重比较,显著水平为p落地稳定性:无论高度,优势侧COP摇摆路径、平均频率小于非优势侧(p单腿落地时两侧下肢关节角度存在不对称特征,尤其是膝、髋关节屈曲角,优势侧表现出更合理的落地姿势;随着高度的增加,踝、膝、髋关节表现出更大的屈曲缓冲。(2)优势侧落地稳定性和动作控制能力均优于非优势侧,且伴随下落高度的增加单腿落地的稳定性呈下降趋势;相同下落高度,两侧下肢的地面反作用力峰值较接近,但非优势侧更“僵直”的落地姿势,会导致非优势侧落地不稳和损伤风险的增加。(3)在对下肢动作表现评估时,不宜采用单侧来代表整体。

关键词：下肢不对称单腿落地优势侧非优势侧

女性羽毛球运动员头顶球单腿落地动作的膝关节生物力学有限元分析

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女性羽毛球运动员头顶球单腿落地动作的膝关节生物力学有限元分析

作者：黎蒙上海体育学院

学位级别：硕士

研究目的:羽毛球是世界上最受欢迎的运动之一,由于其高强度和间隙性的运动特点,容易导致一系列的运动损伤,且女性运动员更容易发生损伤。头顶球技术作为羽毛球运动中最常见的技术之一,大多数动作发生在后场反手侧。膝关节软骨和半月板... 详细信息

研究目的:羽毛球是世界上最受欢迎的运动之一,由于其高强度和间隙性的运动特点,容易导致一系列的运动损伤,且女性运动员更容易发生损伤。头顶球技术作为羽毛球运动中最常见的技术之一,大多数动作发生在后场反手侧。膝关节软骨和半月板损伤作为常见的一种损伤,多见于头顶球单腿落地动作中。头顶球动作的单腿落地动作造成半月板和软骨损伤主要包括落地冲击对膝关节软骨和半月板造成急性损伤,以及长期的落地动产生的负荷造成软骨和半月板的慢性损伤。落地过程中膝关节的生物力学环境的改变是导致膝关节的损伤的重要因素。因此本研究的目的建立女性膝关节有限元模型,并基于女性羽毛球运动员头顶球单腿落地的运动学和动力学数据,利用模型计算膝关节内部生物力学特性,这对于了解膝关节软骨和半月板损伤机制至关重要。并通过模型模拟落地冲击力和关节角度的变化如何影响软骨和半月板生物力学,进一步对于预防膝关节的软骨损伤,疾病的治疗和康复有重要意义。研究方法:招募上海体育学院二级及一级健康女性羽毛球运动员共7名,下肢半年内无损伤且此前未接受过手术。使用Vicon三维红捕捉系统采集头顶球单腿落地动作的运动学,采集频率200Hz,使用Kilster三维测力台采集头顶球单腿落地动作的动力学,采集频率1000Hz,并对Vicon和Kilster采集进行时间同步。Visual 3D对运动学和动力学数据进行处理,处理后的运动学和动力学数据作为有限元模型的边界条件和加载载荷。利用一名健康成年女性膝关节MRI数据,建立包含骨、软骨、半月板和韧带的膝关节有限元模型,并对模型有效性进行验证。将一条接近平均值的运动学和动力学数据作为边界条件和加载载荷输入有限元模型,计算膝关节内部生物力学特征。进一步利用膝关节有限元模型模拟计算不同负荷和不同角度时膝关节软骨和半月板的应力值以了解负荷和角度的变化如何影响软骨和半月板生物力学。研究结果:1.女性运动员头顶球单腿落地冲击阶段膝关节运动学:矢状面（+:伸;-:屈曲）:-46.8±16.3°,冠状面（+:外翻;-:内翻）:5.0±6.3°和额状面（+:内旋;-:外旋）:-6.7±7.3°,动力学:垂直地反力1.7±0.8倍体重,峰值垂直地反力为3.7±0.6倍体重,水平地反力值为-0.7±0.6倍体重,峰值水平地反力为1.9±0.4倍体重。2.头顶球单腿落地阶段股骨软骨、半月板和胫骨软骨在6个特征时刻的对应的峰值应力和应力分布结果依次为:第一峰值地反力时刻（F1）:1.134MPa,内侧;17.71MPa,后内侧;2.159MPa,外侧;第二峰值地反力时刻（F2）:3.686 MPa,外侧;12.82 MPa,后内侧;8.488 MPa,外侧;最大外展角度时刻（F3）:2.818 MPa,外侧;9.271 MPa,后外侧;5.113 MPa,外侧;最大内收角度时刻（F4）:1.417 MPa,内侧;11.20 MPa,前内侧;4.408 MPa,内侧;最大外旋角度时刻（F5）:2.906 MPa,外侧;27.2 MPa,后内侧;4.424 MPa;最大内旋角度时刻（F6）:3.497 MPa,外侧;6.644 MPa,前外侧;4.362 MPa,外侧。3.利用膝关节有限元模型计算了不同负荷和不同关节角度下的软骨和半月板峰值应力,更小的负荷和角度引起的软骨和半月板的应力更小。研究结论:1.头顶球单腿落地过程中,运动员膝关节屈曲角度持续增加,并伴随外翻和外旋的增加,其中外翻和外旋角度很容易接近关节极限角度以及落地过程中较高的垂直和水平地反力冲击,造成膝关节内部负荷显著增加。2.头顶球单腿落地过程中,半月板的应力值显著高于股骨软骨和胫骨软骨的应力值,因此半月板传递更多负荷。多个特征时刻的峰值应力出现在半月板后角,很容易增加半月板后角损伤以及与后角连接的韧带和软骨的损伤风险。因此落地动作更容易增加半月板及周围韧带和软骨损伤风险。3.膝关节模拟结果显示,膝关节屈曲角度增加或者外翻和旋转角度减小,能一定程度减小软骨和半月板应力值。建议运动员在落地过程中通过增加膝关节屈曲角度或者减小外翻或者旋转角度的方法减小落地时软骨和半月板应力值。同时也可以针对羽毛球运动员落地动力学的特点,设计出缓冲效果更好的装备,从而帮助运动员减缓在落地过程中的冲击力。

关键词：女性羽毛球单腿落地有限元分析应力

羽毛球运动员头顶球单腿落地动作的下肢多关节动力及控制特征分析

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羽毛球运动员头顶球单腿落地动作的下肢多关节动力及控制特征分析

作者：亓晶上海体育学院

学位级别：硕士

研究目的:羽毛球运动是一项隔网类竞技项目,具有竞争激烈、对抗性强的特点。随着参加羽毛球运动人数的迅速增加,发生的损伤也在逐渐增加。在羽毛球运动中,单腿落地动作是最常见的运动模式之一,尤其是头顶球动作的单腿落地,它使下肢关节... 详细信息

研究目的:羽毛球运动是一项隔网类竞技项目,具有竞争激烈、对抗性强的特点。随着参加羽毛球运动人数的迅速增加,发生的损伤也在逐渐增加。在羽毛球运动中,单腿落地动作是最常见的运动模式之一,尤其是头顶球动作的单腿落地,它使下肢关节承受了更大的关节负荷,增加了损伤的发生几率。有研究显示在羽毛球运动中,女性比男性损伤的发生率更高。因此本文试图分析羽毛球运动员头顶球单腿落地动作中所表现出的生物力学特征,进一步以男性运动员作为对照,探讨女性损伤多发的力学机制,以期为女性制定针对性训练计划预防损伤提供指导意义。研究方法:招募16名（男性8名,女性8名）上海体育学院羽毛球二级及以上运动员为受试者,进行羽毛球头顶球单腿落地动作的采集。利用Vicon三维红外动作捕捉系统（采样频率:200 Hz）,Kistler三维测力台（采样频率:1000 Hz）和Delsys无线肌电采集系统（采样频率:2000 Hz）同步采集受试者单腿落地时的marker点轨迹、地面反作用力和下肢肌肉活动。采用独立样本t检验,比较分析男女运动员在单腿落地动作阶段的下肢髋、膝、踝三关节运动学参数（关节角度、关节角速度、重心位移）、动力学参数（地面反作用力、关节力矩）、刚度和能量参数以及肌肉活动（预激活、后激活和共激活）间的差异,显著性水平均为a=0.05。研究结果:1头顶球单腿落地动作的一般特征:1)在头顶球单腿落地动作中,男性、女性运动员均表现出相同的关节角度变化。从触地至膝关节屈曲最大角度的整个落地缓冲阶段,髋关节屈曲角度持续增大,外展角持续减小,触地时刻外旋随后逐渐产生内旋;膝关节屈曲角度持续增大,并表现为外翻和外旋;触地时足与地面夹角最大,后开始足背屈,同时伴随足内翻及胫骨旋内或旋外;2)在整个落地过程阶段,男性、女性运动员髋、膝、踝做功均为负值,表现为吸收能量。其中以踝关节为主,其次为膝关节,髋关节吸收能量的能力最弱;3)预激活阶段与后激活阶段女性与男性膝关节共激活比无差异且均小于1。2头顶球单腿落地动作的性别差异:1)在地反力峰值时刻女性髋关节外展角度显著大于男性（p=0.043）,缓冲阶段的最大外展角速度显著大于男性（p=0.027）;2)在地反力峰值时刻女性膝关节屈曲角度（p=0.034）、外翻角度（p=0.017）均大于男性,而伸膝力矩峰值（p=0.046）小于男性;3)女性运动员在触地时刻足与地面夹角（p=0.044）、足内翻角（p=0.042）、内翻角速度（p=0.028）、内外旋（p=0.044）以及缓冲阶段踝屈伸活动度（p=0.038）等参数均大于男性。而在落地缓冲阶段女性踝关节跖屈力矩峰值（p=0.035）显著小于男性;4)女性的下肢刚度显著高于男性（p=0.047）,而膝关节刚度小于男性（p=0.036）;5)肌电活动:预激活阶段女性胫骨前肌RMS比男性高42%（p=0.011）,且落地时踝关节胫骨前肌与腓肠肌外侧的肌肉共激活程度显著高于男性（p=0.042）;在后激活阶段,女性股四头肌（p=0.028）和腘绳肌（p=0.040）的激活程度均显著高于男性。研究结论:（1）头顶球单腿落地动作中,运动员以跖屈肌群为主,伸膝肌群为辅的能量吸收策略来抵抗冲击负荷。（2）头顶球单腿落地动作中,运动员明显表现出以股四头肌主导的肌肉激活模式。股四头肌与腘绳肌之间激活程度的不匹配可能使股四头肌过度收缩,导致胫骨前移,从而增加了损伤的潜在风险。（3）女性运动员较男性更大的膝外翻角度和力矩,以及触地时刻足与地面更大的夹角、伴随足内翻及胫骨旋外。这些特征会降低运动员落地时关节稳定性,增加关节负荷。同时,女性表现出更高的下肢刚度,在一定程度上增加了冲击负荷,减小了缓冲幅度与能量吸收。而膝关节刚度更小也抑制了对膝关节的保护作用。进而使女性运动员承受了更大的下肢损伤,尤其是ACL损伤风险。（4）建议运动员在落地过程中,可以通过增加关节活动范围,减小足与地面夹角或关节旋转的方式落地,以提高关节对能量的有效吸收,降低落地冲击,减少损伤的发生;结合肌肉训练,针对股四头肌和腘绳肌的协调,提高下肢大关节肌群的肌肉力量,同时不能忽视踝关节周围相应小肌群的力量训练,以提高关节稳定性。

关键词：羽毛球头顶球单腿落地下肢控制损伤

躯干运动控制对落地过程中膝关节生物力学指标的影响

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医用生物力学 2021年第6期36卷 963-969页

作者：马彬谢地陈卉芳张甜甜贾毓栋谷鹏松孙景毅王海妹刘海斌李晓铭山东第一医科大学(山东省医学科学院)运动医学与康复学院山东泰安271000 广州医科大学护理学院广州511436

目的明确躯干运动控制对单腿落地过程中膝关节生物力学的影响。方法招募20名健康男性篮球运动员,采用Vicon运动捕捉系统、Kistler三维测力台、Noraxon表面肌电测试系统测量在躯干控制条件下单腿落地过程中膝关节运动学、动力学和表面肌... 详细信息

目的明确躯干运动控制对单腿落地过程中膝关节生物力学的影响。方法招募20名健康男性篮球运动员,采用Vicon运动捕捉系统、Kistler三维测力台、Noraxon表面肌电测试系统测量在躯干控制条件下单腿落地过程中膝关节运动学、动力学和表面肌电的参数。结果深吸气落地和带杆落地与自然落地比较在触地时刻膝关节屈曲角、峰值屈曲角、峰值屈曲力矩有统计学差异,触地时刻膝关节屈曲角、峰值屈曲角显著增大,峰值屈曲力矩显著减小;深吸气落地和带杆落地膝关节峰值外翻角、峰值外翻力矩及膝关节腘绳肌、股四头肌肌肌电活动量差异无统计学意义。结论深吸气或带杆落地降低了篮球运动员落地运动中前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)损伤的风险,研究结果为篮球运动员落地运动中ACL损伤预防提供理论基础。

关键词：膝关节躯干控制优势侧单腿落地前交叉韧带

疲劳状态下护踝对排球运动员FAI者落地时下肢运动生物力学的影响

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疲劳状态下护踝对排球运动员FAI者落地时下肢运动生物力学的影响

超重人群在不同高度单腿跳落着地过程中下肢生物力学研究

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作者：张泽毅范婷杨亦敏刘卉张美珍太原理工大学北京体育大学

研究目的:功能性踝关节不稳（Functional Ankle Instability,FAI）会增加踝关节扭伤风险,且在疲劳状态下尤为突出。护踝被认为可以有效预防该损伤,其中半刚性护踝和弹性护踝的预防作用最为明显。但这两类护踝对FAI者疲劳前后的保护效果... 详细信息

研究目的:功能性踝关节不稳（Functional Ankle Instability,FAI）会增加踝关节扭伤风险,且在疲劳状态下尤为突出。护踝被认为可以有效预防该损伤,其中半刚性护踝和弹性护踝的预防作用最为明显。但这两类护踝对FAI者疲劳前后的保护效果尚不明确。因此,本研究通过分析疲劳前后FAI者佩戴不同护踝落地时的下肢运动生物力学特征,以期更全面了解护踝的保护机制。研究方法:招募18名排球运动员FAI者为受试者,进行疲劳诱导。该研究采用了一种专项性疲劳方案,这种疲劳方案可以模拟排球比赛中拦网、跨步、跳跃等专项动作。疲劳方案包含3个站点,分别为东南密苏里敏捷练习、固定弓步、快速跳跃。要求受试者先练习一次疲劳协议,并建立基线时间。之后要求受试者循环练习以上三个站点的内容。若单次循环时间较基线测试时间延长50%,同时心率大于180次/分、自觉用力程度（rating of perceived exertion,RPE）＞17则判定为疲劳。运用12镜头红外光点运动捕捉系统（NokovMars2H,中国）以200Hz的采集频率获得受试者疲劳前、后落地时的运动学数据。同时使用三维测力台（Bertec,美国）对受试者疲劳前、后落地过程中的动力学数据进行采集,采样频率为1000Hz。使用Cortex-64 2.6.2（Motion Analysis Inc,USA）软件对运动学和动力学数据进行处理和分析得到下肢受力情况和关节三维运动特征。采用2×3重复设计双因素方差分析（ANOVA）检验不同状态（疲劳前vs.疲劳后）和护踝类型（半刚性护踝vs.弹性护踝vs.空白组）对下肢运动生物力学的影响。若因素间存在显著性交互作用,则按照不同护踝分别通过配对样本t检验分析状态间是否存在差异。再用单因素方差分析分别比较疲劳前后护踝间是否具有显著性差异。主效应差异采用LSD进行校正,统计分析的显著性标准定为一类误差概率不大于0.05。再用统计参数映射（statistical parametric mapping,SPM）进一步确定指标达到显著影响的时间范围。研究结果:排球运动员完成该研究疲劳模型的基线测试用时46.2秒±12.1秒,最终判定疲劳时间为74.9秒±12.3秒。疲劳前平均心率为122.1次/分±9.2次/分,疲劳诱导过程中平均心率为157.3次/分±8.3次/分,最高心率达到188.0次/分±10.8次/分。疲劳后RPE量表等级达到17.9级±0.9级。受试者达到疲劳时间后,其心率均达到疲劳判定原则中的180次/分以上,RPE均达到疲劳判定标准17级以上,说明本研究疲劳方案能够模拟真实疲劳状态。重复设计的双因素方差结果表明护踝和疲劳对着地时刻的踝关节内翻角（F[2,114]=2.812,P=0.041）和踝关节内翻角峰值（F[2,114]=2.537,P=0.05）以及矢状面活动度（F[2,114]=3.539,P=0.032）有显著交互影响。研究结果进一步显示不论是否疲劳,弹性护踝降低了着地时刻的踝关节内翻角和踝关节内翻峰值（P＜0.05）,限制时间为整个落地周期的82%和100%。弹性护踝还增大了疲劳前踝关节矢状面活动度（17.4%;P＜0.001）。不论是否疲劳半刚性护踝降低了两个时刻的踝关节内翻角（P＜0.05）,限制时间为100%动作周期。特别是疲劳前半刚性护踝对内翻角的减小程度更大（半刚性93.9%vs.弹性51.6%;P=0.026）。此外,不论是否疲劳半刚性护踝使内外方向（疲劳前:10.7%,疲劳后:11.3%）和垂直方向（疲劳前:8.6%,疲劳后:14.0%）的落地所需稳定时间缩短（P＜0.05）,且引起疲劳状态下前后方向的地面反作用力下降（52.4%;P=0.001）。研究结论:FAI者在疲劳后表现出更大的踝关节内翻角、落地稳定所需时间,更小的矢状面活动度、达到地面反作用力峰值时间。这些指标的变化都会增大重复扭伤风险,同时也改变了半刚性和弹性护踝的干预机制。具体而言,不论是否疲劳弹性护踝主要通过降低踝关节内翻角来减小FAI者重复扭伤风险,但需要注意的是弹性护踝限制了疲劳前踝关节矢状面活动度,可能造成矢状面负荷过大。而半刚性护踝除能改善内翻外,还提升了内外、垂直方向的动态稳定性,尤其是降低了疲劳后前后方向的地面反作用力。由此得出半刚性护踝的保护机制更为全面,研究结果提示排球运动员FAI者佩戴半刚性护踝降低重复扭伤风险的效果更佳。

关键词：运动性疲劳护踝单腿落地运动学动力学

来源： cnki会议评论

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超重人群在不同高度单腿跳落着地过程中下肢生物力学研究

作者：刘丹苏州大学

学位级别：硕士

研究目的:超重和肥胖已成为最严重的公共健康问题,运动成为了解决这一问题的重要手段,但随之而来的运动损伤问题也日益突出。探讨超重人群在不同高度跳落着地过程中人体下肢运动学、动力学变化特征等生物力学差异以及可能产生的损伤风... 详细信息

研究目的:超重和肥胖已成为最严重的公共健康问题,运动成为了解决这一问题的重要手段,但随之而来的运动损伤问题也日益突出。探讨超重人群在不同高度跳落着地过程中人体下肢运动学、动力学变化特征等生物力学差异以及可能产生的损伤风险因素,可为预防跳落动作下肢运动损伤提供理论依据,也能为超重人群参加运动提供一定的指导。研究方法:采用INBODY身体成分测试仪,按照BMI和BF%确定超重和正常体重(对照组)男生各12名,超重组满足24 kg/m单腿落地动作过程中的运动学和动力学指标进行采集。对所采集到运动学和动力学数据在不同组别和不同高度下的差异采用双因素重复测量方差分析,对不同人群之间身体成分等特征的差异比较采用独立样本t检验。研究结果:相同高度下超重组与正常组比较,(1)踝关节触地前100ms时屈曲角度较大、最大背屈角度较小,最大跖屈角度增加,缓冲至最低点时背屈角度较小,以及着地到最大背屈时间较短,差异均具有统计学意义(P0.05)。(2)AGRF和平均载荷率较大,GRF峰值到达的时间较短,差异具有统计学意义(P单腿跳落着地过程中,与正常人群相比,超重人群具有不同的下肢关节生物力学表现,踝关节的运动控制机制对超重人群下肢的缓冲具有重要作用。(2)不同高度单腿跳落着地过程中,超重人群表现出向前地面反作用力峰值和载荷率增大的特点,落地模式较为“僵直”,可能会增加超重人群的下肢损伤。(3)不同高度单腿跳落着地过程中,超重人群具有较大的踝跖屈力矩意味着更多的使用踝关节吸收地面反作用力,会增加踝关节的损伤风险。(4)无论是超重人群还是正常人群,随着跳落高度的增加,完成动作需要更大的关节屈曲角度来增加下肢缓冲表现,超重人群的变化更显著,是超重人群预防损伤的策略。

关键词：单腿落地关节力矩超重人群下肢生物力学落地缓冲