膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析范文

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篇1

1前言

弓步技術(shù)是擊劍比賽中運(yùn)動(dòng)員得分的主要技術(shù)［5］。研究表明，在擊劍比賽中，男子運(yùn)動(dòng)員平均每23．9s使用一次弓步，女子運(yùn)動(dòng)員平均每20s就會(huì)使用一次弓步［2］。弓步的質(zhì)量直接關(guān)系比賽勝負(fù)，弓步速度是評(píng)價(jià)弓步質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是評(píng)價(jià)擊劍運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技水平的重要依據(jù)［5］。有研究發(fā)現(xiàn)，擊劍運(yùn)動(dòng)員弓步速度與弓步動(dòng)作中后腿伸膝最大角速度顯著相關(guān)，后腿的蹬伸速度是弓步速度的主要決定因素之一。舒建平［4］采用APAS系統(tǒng)對(duì)擊劍弓步動(dòng)作進(jìn)行分析后認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作中雙側(cè)膝關(guān)節(jié)角度變化大小是決定擊劍弓步速度的主要因素。在擊劍弓步動(dòng)作中，運(yùn)動(dòng)員前腿和后腿執(zhí)行不同的運(yùn)動(dòng)模式，后腿伸肌群快速收縮使后腿蹬地為弓步動(dòng)作提供驅(qū)動(dòng)力，而前腿快速伸膝帶動(dòng)小腿向前踢出［14，15］。在弓步動(dòng)作開始后，前腿的快速擺動(dòng)能獲得較大的沖力，延長(zhǎng)后腿蹬地的時(shí)間，配合后腿蹬地帶動(dòng)人體總重心前移，且前腿向前擺動(dòng)時(shí)膝關(guān)節(jié)的伸展程度能夠?qū)缴疃犬a(chǎn)生影響。另外，有研究報(bào)道，弓步速度和前腿膝關(guān)節(jié)最大功率到達(dá)時(shí)間及平均功率存在關(guān)聯(lián)［6］。綜合已有研究可以發(fā)現(xiàn)，下肢雙側(cè)膝關(guān)節(jié)在擊劍弓步動(dòng)作中的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)是影響弓步速度的重要因素。然而，已有研究大多集中在運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)膝關(guān)節(jié)在弓步動(dòng)作中的生物力學(xué)表現(xiàn)與弓步速度的關(guān)系方面，而不同水平運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)膝關(guān)節(jié)在弓步過程中的生物力學(xué)表現(xiàn)差異對(duì)弓步質(zhì)量的影響鮮見報(bào)道。本研究通過比較一般運(yùn)動(dòng)員與優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)膝關(guān)節(jié)在弓步過程中生物力學(xué)表現(xiàn)的差異，探究影響擊劍弓步速度的生物力學(xué)因素，為提高擊劍運(yùn)動(dòng)員弓步質(zhì)量提供參考。

2研究對(duì)象和方法

2．1研究對(duì)象上海市男子重劍隊(duì)運(yùn)動(dòng)員7人，其中，運(yùn)動(dòng)健將4人，一級(jí)運(yùn)動(dòng)員3人，為優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員；某體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練專業(yè)及附屬競(jìng)技學(xué)校男子擊劍二級(jí)運(yùn)動(dòng)員9人，為一般運(yùn)動(dòng)員。

2．2研究方法

2．2．1實(shí)驗(yàn)方案測(cè)試之前受試者進(jìn)行5min慢跑，跑步機(jī)速度設(shè)置為6．5km／h。慢跑完畢后再進(jìn)行5min拉伸活動(dòng)。測(cè)試時(shí)受試者面向劍靶，前后腳分別位于兩塊測(cè)力臺(tái)上，劍靶與受試者的距離根據(jù)受試者身高進(jìn)行調(diào)節(jié)，使靶面距運(yùn)動(dòng)員后腳腳尖水平距離為1．5倍身高［17］。要求受試者持劍以最快速度弓步刺靶（圖1），每名受試者試刺5次。每名受試者正式測(cè)試成功采集至少6次，選取其中峰值速度最大的3次弓步動(dòng)作進(jìn)行分析。

2．2．2所用儀器和評(píng)價(jià)參數(shù)測(cè)試設(shè)備采用瑞士生產(chǎn)的KISTLER三維測(cè)力臺(tái)（型號(hào)9287B，長(zhǎng)×寬：90×60cm，內(nèi)置信號(hào)放大器，采樣頻率1000Hz）和英國生產(chǎn)的16臺(tái)VICONT40鏡頭紅外高速運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)（ViconMotionAnalysisInc．，Oxford，UK，采樣頻率100Hz），對(duì)運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作地面反作用力（GRF）和運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步采集。

2．2．3數(shù)據(jù)處理將VICON系統(tǒng)中預(yù)處理過的數(shù)據(jù)（C3D文件）導(dǎo)入Visual3D（C－Motion，Inc．，Germantown，MD，U．S．A．）軟件。運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)和GRF濾波采用4th－orderButterworth低通濾波，截止頻率分別為12Hz和100Hz［18］。在Visual3D中構(gòu)建14環(huán)節(jié)人體模型［11］，根據(jù)人體慣性參數(shù)［20］確定人體重心位置，以人體重心在水平方向上的速度代表弓步速度。在Visual3D軟件中計(jì)算下肢3維運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)（采用右手法則）并導(dǎo)出。力矩、角速度、功率指標(biāo)，膝關(guān)節(jié)屈為負(fù)值（－），伸為正值（＋）。弓步動(dòng)作起點(diǎn)定義為前腳離開地面瞬間（前腳GRF＝0），動(dòng)作終點(diǎn)定義為前腿膝關(guān)節(jié)伸膝達(dá)最大角度。

2．2．4選取指標(biāo)1）弓步過程中受試者水平方向重心速度峰值（Hori－zontalPeakVelocityofCenterofGravity，HVmax），單位為m／s；2）經(jīng)體重標(biāo)準(zhǔn)化后的受試者弓步過程中后腿蹬地產(chǎn)生地面反作用力的水平方向分力峰值（GRFmax），單位為體重（BW）；3）膝關(guān)節(jié)角度（KneeJointAngle）為小腿向量與大腿向量的夾角（°），大腿向量由膝關(guān)節(jié)指向髖關(guān)節(jié)，小腿向量由膝關(guān)節(jié)指向踝關(guān)節(jié)，下肢直立位膝關(guān)節(jié)角度為180°；4）膝關(guān)節(jié)角速度峰值（PeakAngularVelocityofKneeJoint）為伸膝階段膝關(guān)節(jié)角速度最大值，單位為°／s；5）前腿伸膝時(shí)間（TimeofExtensioninLeadingKnee）為自前腿膝關(guān)節(jié)最小角度至最大角度所用時(shí)間，單位為s；6）通過逆向動(dòng)力學(xué)計(jì)算關(guān)節(jié)力矩峰值（PeakJointMoment），關(guān)節(jié)功率峰值（PeakJointPower）為關(guān)節(jié)力矩與關(guān)節(jié)角速度乘積的最大值（均在Visual3D軟件中直接計(jì)算）。力矩和功率峰值均為根據(jù)體重進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的結(jié)果，單位分別為Nm／kg和W／kg；7）前膝關(guān)節(jié)功率峰值到達(dá)時(shí)間（TimetoPeakPowerofLeadingKneeJoint）為自動(dòng)作起點(diǎn)至前腿伸膝功率達(dá)峰值所用時(shí)間，單位為s。

2．2．5統(tǒng)計(jì)學(xué)處理選取每名受試者峰值速度最快的3次弓步動(dòng)作，計(jì)算相關(guān)指標(biāo)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)（Inde－pendentttests）比較兩組受試者弓步動(dòng)作過程中膝關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)指標(biāo)及HVmax、GRFmax之間的差異，顯著性標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為α＝0．05。統(tǒng)計(jì)軟件為SPSS20．0。

3研究結(jié)果

3．1不同水平運(yùn)動(dòng)員弓步表現(xiàn)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員弓步過程中HVmax（P＝0．001）和GRF－max（P＝0．016）均顯著高于一般運(yùn)動(dòng)員（表2）。

3．2不同水平運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作前腿膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)指標(biāo)兩組運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作中前腿膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)指標(biāo)如表3所示。兩組運(yùn)動(dòng)員屈膝程度均為正值，可見運(yùn)動(dòng)員前腿膝關(guān)節(jié)屈膝末膝角小于初始膝角，說明在弓步開始時(shí)運(yùn)動(dòng)員前腿伸膝前首先屈膝。不同水平運(yùn)動(dòng)員前腿屈膝程度不同，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員屈膝程度顯著低于一般運(yùn)動(dòng)員（P＝0．037）。在隨后的伸膝階段，兩組運(yùn)動(dòng)員伸膝程度無顯著性差異（P＝0．293），但優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員伸膝末膝角顯著大于一般運(yùn)動(dòng)員（P＝0．018），伸膝角速度峰值顯著低于一般運(yùn)動(dòng)員（P＝0．029）。在弓步過程中，兩組運(yùn)動(dòng)員前腿膝關(guān)節(jié)伸膝力矩峰值（P＝0．056）和功率峰值（P＝0．074）均無顯著性差異。

3．3不同水平運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作后腿膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)指標(biāo)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作后腿伸膝末膝角與一般運(yùn)動(dòng)員無顯著性差異（P＝0．079），但優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員后腿膝關(guān)節(jié)伸膝力矩峰值（P＝0．030）顯著高于一般運(yùn)動(dòng)員，后腿伸膝功率峰值到達(dá)的時(shí)間顯著小于一般運(yùn)動(dòng)員（P＝0．021）；運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作中后腿伸膝角速度峰值組間無顯著差異。

4討論與分析

國內(nèi)、外對(duì)擊劍弓步動(dòng)作的研究多以運(yùn)動(dòng)員弓步重心平均速度、最大速度以及弓步距離作為評(píng)判弓步質(zhì)量的主要指標(biāo)［12］。在多數(shù)研究中，只要求受試者以最快速度做弓步動(dòng)作，并未設(shè)置弓步目標(biāo)和距離，且受試者未持劍，這可能會(huì)使不同受試者在測(cè)試時(shí)選擇不同標(biāo)準(zhǔn)的弓步距離，而運(yùn)動(dòng)員在做長(zhǎng)距離大幅度弓步和短距離快節(jié)奏弓步時(shí)速度可能并不相同。在征求運(yùn)動(dòng)員和教練員建議的基礎(chǔ)上，結(jié)合擊劍運(yùn)動(dòng)員比賽狀態(tài)下發(fā)動(dòng)弓步的距離，本研究將劍靶設(shè)置在距運(yùn)動(dòng)員準(zhǔn)備姿勢(shì)后腳腳尖1．5倍身高處［17］。這一距離下的弓步為長(zhǎng)弓步［17］，要求運(yùn)動(dòng)員持劍盡力做快速弓步刺靶，將弓步動(dòng)作中身體重心最大水平速度定義為弓步速度［9，10，16］。結(jié)果顯示，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員弓步水平方向重心速度峰值（2．64±0．16m／s）顯著高于一般運(yùn)動(dòng)員（2．32±0．13m／s，P＝0．001）。可見，以弓步速度作為評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員弓步質(zhì)量的指標(biāo)，本研究?jī)?yōu)秀運(yùn)動(dòng)員弓步質(zhì)量高于一般運(yùn)動(dòng)員。

在擊劍弓步動(dòng)作中，后腿蹬地獲得的水平方向地面反作用力是弓步向前的驅(qū)動(dòng)力，其大小是弓步速度的決定性因素［1，8，12］。本研究?jī)?yōu)秀運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作后腿蹬地水平方向地面反作用力峰值（0．91±0．10BW）顯著高于一般運(yùn)動(dòng)員（0．78±0．08BW，P＝0．016），說明優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員弓步向前的驅(qū)動(dòng)力高于一般運(yùn)動(dòng)員。目前有研究認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)員后腿膝關(guān)節(jié)伸肌力量是影響弓步驅(qū)動(dòng)力大小的重要因素。Guilhem等人［9］對(duì)優(yōu)秀擊劍運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)下肢主要肌肉進(jìn)行等速肌力測(cè)試，另外對(duì)其在弓步過程中的活動(dòng)進(jìn)行肌電測(cè)試，結(jié)合運(yùn)動(dòng)員弓步表現(xiàn)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，弓步后腿膝關(guān)節(jié)伸肌最大等速肌力與弓步速度峰值顯著相關(guān)（r＝0．60～0．81）；在弓步加速階段，運(yùn)動(dòng)員后腿伸肌的活動(dòng)水平與此階段運(yùn)動(dòng)員的重心平均速度相關(guān)，運(yùn)動(dòng)員弓步后腿臀大肌、股直肌、股外側(cè)肌、比目魚肌、腓腸肌外側(cè)的收縮對(duì)弓步速度貢獻(xiàn)明顯。另外，Cronin等人［6］對(duì)擊劍運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)伸肌進(jìn)行等速肌力測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，弓步速度與弓步后腿膝關(guān)節(jié)伸肌最大等速肌力的相關(guān)系數(shù)為0．62。通過已有研究可以發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員弓步后腿膝關(guān)節(jié)伸肌是貢獻(xiàn)弓步向前驅(qū)動(dòng)力的主要肌群之一，其爆發(fā)力及在擊劍弓步動(dòng)作中的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)能夠?qū)剿俣犬a(chǎn)生重要影響。

本研究結(jié)果顯示，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員弓步過程中后腿膝關(guān)節(jié)所能達(dá)到的力矩峰值（2．87±0．27Nm／kg）顯著高于一般運(yùn)動(dòng)員（2．37±0．38Nm／kg，P＝0．030），后腿伸膝功率峰值到達(dá)時(shí)間（0．45±0．06s）顯著小于一般運(yùn)動(dòng)員（0．59±0．13s，P＝0．021），且優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員后腿伸膝功率峰值（12．21±0．27W／kg）在統(tǒng)計(jì)學(xué)上有高于一般運(yùn)動(dòng)員（10．16±2．28W／kg，P＝0．082）的趨勢(shì)。可見，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員弓步后腿膝關(guān)節(jié)在短時(shí)間內(nèi)能產(chǎn)生更強(qiáng)的關(guān)節(jié)功率，反映出優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員具有更強(qiáng)的膝關(guān)節(jié)伸肌爆發(fā)力。本研究認(rèn)為，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員弓步速度大于一般水平運(yùn)動(dòng)員的重要原因是優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員弓步后腿膝關(guān)節(jié)伸肌具有更強(qiáng)的爆發(fā)力，在蹬地時(shí)能產(chǎn)生更大的水平方向地面反作用力，而這個(gè)力是弓步向前的驅(qū)動(dòng)力，弓步驅(qū)動(dòng)力的增大必然有利于弓步速度的提高。在對(duì)弓步后腿膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)方式的研究中，彭道福等人對(duì)影響12名擊劍運(yùn)動(dòng)員弓步速度的生物力學(xué)因素進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析后認(rèn)為，后腿膝關(guān)節(jié)角度變化越大，對(duì)運(yùn)動(dòng)員弓步速度的影響也越大，降低重心減小弓步動(dòng)作膝關(guān)節(jié)初始角度有利于弓步速度的提高。另外有研究表明，在擊劍運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作中后腿膝關(guān)節(jié)最大角度平均在170°以上，后腿基本接近伸直。然而，不同水平擊劍運(yùn)動(dòng)員在弓步準(zhǔn)備姿勢(shì)中的后腿膝關(guān)節(jié)角度以及弓步動(dòng)作中后腿膝關(guān)節(jié)最大角度是否存在差異尚不清楚。本研究結(jié)果顯示，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員和一般運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作中后腿膝關(guān)節(jié)初始角度、伸膝末角度均無顯著性差異（P＞0．05）。可見，優(yōu)秀擊劍運(yùn)動(dòng)員與一般水平擊劍運(yùn)動(dòng)員在弓步動(dòng)作中后腿膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)方式基本相似，弓步后腿膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方式可能并非導(dǎo)致不同水平擊劍運(yùn)動(dòng)員弓步速度差異的原因。近年來，前腿膝關(guān)節(jié)在擊劍弓步中的運(yùn)動(dòng)方式引起了研究者的注意，有研究發(fā)現(xiàn)，不同水平運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作中前腿膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)方式存在差異［7］。

Gholipour等人［7］使用高速攝像機(jī)分別采集優(yōu)秀擊劍運(yùn)動(dòng)員和擊劍初學(xué)者的弓步動(dòng)作，對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)，弓步開始后受試者前腿膝關(guān)節(jié)并非直接開始做伸膝動(dòng)作，而是先屈膝后伸膝，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員屈膝程度（20°±12°）顯著低于初學(xué)者（38°±15°，P＜0．05）。研究結(jié)果顯示，兩組受試者在弓步準(zhǔn)備姿勢(shì)時(shí)前腿膝角無顯著性差異（P＞0．05），在弓步啟動(dòng)后所有受試者前腿膝關(guān)節(jié)先做屈，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員屈膝程度（13．86°±6．52°）顯著低于一般運(yùn)動(dòng)員（25．35°±11．84°，P＝0．037），優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員屈膝末膝角（113．64°±12．57°）顯著大于一般運(yùn)動(dòng)員（100．26°±10．66°，P＝0．037），與Gholipour等人的研究結(jié)果相似。本研究認(rèn)為，一般運(yùn)動(dòng)員在弓步動(dòng)作中增大前腿伸膝之前的屈膝程度，使前腿股四頭肌初長(zhǎng)度被拉長(zhǎng)，為之后的加速伸膝積蓄了能量，有利于小腿向前加速擺動(dòng)。結(jié)果顯示，一般運(yùn)動(dòng)員前腿伸膝角速度峰值（428．50±135．13°／s）顯著高于優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員（287．08±82．31°／s，P＝0．029），說明一般運(yùn)動(dòng)員前腿伸膝過程中小腿向前擺動(dòng)的速度更快。從本研究的結(jié)果看，一般運(yùn)動(dòng)員后腿蹬地水平方向地面反作用力峰值顯著小于優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員（P＜0．05），推測(cè)一般運(yùn)動(dòng)員因后腿蹬地為弓步提供驅(qū)動(dòng)力不足，故通過增大前腿伸膝前的屈膝程度來提高伸膝角速度，使前側(cè)小腿向前快速擺動(dòng)帶動(dòng)身體總重心前移，以代償后腿蹬地力量的不足，試圖將弓步速度維持在較高水平。另外，一般運(yùn)動(dòng)員前腿伸膝之前較大的屈膝程度可能會(huì)對(duì)弓步效果產(chǎn)生不利影響。運(yùn)動(dòng)員弓步啟動(dòng)時(shí)前腿離地，后腿迅速蹬地產(chǎn)生向前的地面反作用力。本研究認(rèn)為，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員前腿由于屈膝程度較小，能更早地配合后腿蹬地進(jìn)行伸膝，并迅速向前踢出小腿完成弓步；而一般運(yùn)動(dòng)員前腿屈膝程度較大，可能會(huì)延長(zhǎng)屈膝時(shí)間，導(dǎo)致前腿伸膝與后腿蹬地銜接較慢，表現(xiàn)為前腿伸膝動(dòng)作更加倉促。本研究結(jié)果顯示，在前腿伸膝階段，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員前腿伸膝時(shí)間（0．39±0．09s）顯著長(zhǎng)于一般運(yùn)動(dòng)員（0．27±0．05s，P＝0．005），與上述推測(cè)一致。提示，相比于優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員，一般運(yùn)動(dòng)員因?yàn)榍巴认リP(guān)節(jié)伸膝動(dòng)作開始較晚，故需要更大的關(guān)節(jié)角速度在更短的時(shí)間內(nèi)完成伸膝動(dòng)作。這可能會(huì)造成一般運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作不如優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員更加舒展、有效，表現(xiàn)在前腿的過分使用，并可能對(duì)弓步末期前腿的落地造成不利影響。從戰(zhàn)術(shù)角度考慮，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員前腿更加寬松的伸膝時(shí)間可為最終的出劍和下劍選擇創(chuàng)造條件，而一般運(yùn)動(dòng)員前腿較快速的伸膝和落地反而會(huì)造成出劍和下劍選擇較少，難以做到根據(jù)對(duì)手反應(yīng)適時(shí)改變劍的落點(diǎn)。此外，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員前腿伸膝末膝角（169．35°±4．51°）顯著大于一般運(yùn)動(dòng)員（160．61°±7．66°，P＝0．018），說明優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員前腿在相對(duì)寬松的伸膝時(shí)間內(nèi)得到了較充分的伸展，前腿擺動(dòng)幅度更大，有利于增加弓步距離［4］。綜上，優(yōu)秀擊劍運(yùn)動(dòng)員弓步速度高于一般水平運(yùn)動(dòng)員，主要原因與弓步動(dòng)作中后腿膝關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)的差異有關(guān)。優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員弓步后腿膝關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)優(yōu)于一般運(yùn)動(dòng)員可能是由于優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員后腿膝關(guān)節(jié)伸肌爆發(fā)力強(qiáng)于一般運(yùn)動(dòng)員。運(yùn)動(dòng)員弓步啟動(dòng)后前腿首先屈膝后伸膝。在后腿提供驅(qū)動(dòng)力相對(duì)較小的情況下，一般運(yùn)動(dòng)員弓步啟動(dòng)時(shí)通過增大前腿伸膝前的屈膝程度來增大小腿擺動(dòng)速度，帶動(dòng)身體重心前移，以代償后腿蹬地力量的不足，試圖將弓步速度維持在較高水平。但是，一般運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作中前腿伸膝前相對(duì)較大的屈膝程度可能會(huì)限制弓步距離，同時(shí)，對(duì)出劍選擇及弓步落地后續(xù)連接動(dòng)作產(chǎn)生不利影響。

5結(jié)論與建議

篇2

關(guān)鍵詞:跳高;髖關(guān)節(jié);等速;肌力特征

中圖分類號(hào):G804.66文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編 號(hào):1007-3612(2010)10-0055-03

A Study on Mechanical Features of Hip Muscles of High-jumping A thletes

ZHAO Fu-sheng

(Weifang College, Weifang 261061, Shandong China)

Abstract: Purposes: to research the heart muscle contraction biomechanical characteristicsof the hip of high jumpersMethods: ISOMED2000 Patterned tester of German wa s adopted to test the biomechanical characteristics of the first and secondary c lass jumpers of hip muscles when their hip muscles are constantly having concent ric contraction at an equal speed (60°/s) Results: extensor muscles are morepowerful than the flexor muscles in hip peak torque and the left or right extens or muscles, and the flexor peak torque of swinging leg of the first class athlet e is bigger than secondary athletes with a significant difference(P

Key words: high jump; hip joint; equal speed; features of the muscle str ength

影響運(yùn)動(dòng)成績(jī)的因素是多方面的,根據(jù)不同專項(xiàng)的不同需要,各影響因素所占的權(quán)重也 不盡相同。有資料表明,跳高專項(xiàng)影響運(yùn)動(dòng)成績(jī)的各因素按權(quán)重從大到小的排列順序?yàn)?[1,2]:身 高、爆發(fā)力、承受運(yùn)動(dòng)負(fù)荷能力、健康水平、軀干下肢比例、力量、速度、體重、心理穩(wěn)定 性、意志努力、足形、大小腿比例等。在身高的不可控因素下,如何提高跳高運(yùn)動(dòng)員下肢肌 肉力量,應(yīng)視為研究下肢肌肉力量特征的重點(diǎn)。因此,研究包含縱跳動(dòng)作項(xiàng)目中運(yùn)動(dòng)員下肢 屈伸肌工作特征,成為等速測(cè)試的一個(gè)主要方面。本研究以跳高運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)肌群肌力的特 征為指標(biāo),通過等速測(cè)力系統(tǒng)對(duì)不同等級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行比較,對(duì)比分析影響不同水平跳高 運(yùn)動(dòng)員之間成績(jī)差異的生物力學(xué)原因,對(duì)于指導(dǎo)科學(xué)訓(xùn)練是有益的。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 研究對(duì)象來源于北京體育大學(xué)、首都體育學(xué)院跳高運(yùn)動(dòng)員16人。其中,一級(jí)8人,二級(jí)8人, 樣本具有一定代表性(表1)。

表1 受試者基本情況登記表

級(jí)別 年齡/歲身高/m體重/kg運(yùn)動(dòng)成績(jī)/m訓(xùn)練年限/a一級(jí)201.88±0.04 70.89±6.942.05±0.06 5.8±2.3二級(jí)201.80±0.05 66.25±5.51.86±0.04 3.8±1.4 1.2 研究方法(實(shí)驗(yàn)法)

1.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 所用設(shè)備為德國ISOMED2000等速測(cè)試儀。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)及時(shí)間 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn):首都體育學(xué)院生物力學(xué)實(shí) 驗(yàn)室。

實(shí)驗(yàn)時(shí)間:2008年4月

1.2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容髖關(guān)節(jié)肌群在等速向心收縮(克制工作)時(shí)的生物力學(xué)特征,左擺動(dòng)腿關(guān)節(jié)60°/s的向心收 縮。

髖關(guān)節(jié)肌群等速測(cè)試實(shí)驗(yàn)參數(shù)見表2。

表2 等速測(cè)試實(shí)驗(yàn)參數(shù)

伸/(°)•s -1 屈/(°)•s-1關(guān)節(jié)起始角度/(°)重復(fù)次數(shù)/次間歇時(shí)間/ s606010～906120 1.2.4 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)用SPSS11.5進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理并加以分析,包括平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、配對(duì)樣本T檢 驗(yàn)、

投稿日期:2010-07-08

作者簡(jiǎn)介:趙伏生,講師,碩士,研究方向體育教育訓(xùn)練學(xué)。 相關(guān)分析、逐步回歸分析的計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 一、二級(jí)運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)肌群峰力矩對(duì)比分析跳高運(yùn)動(dòng)是克服重力向上跳起的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,肌肉活動(dòng)的非平衡性是其主要特點(diǎn)之一[3 ,4]。通 過等速測(cè)力系統(tǒng)對(duì)跳高運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)肌群進(jìn)行測(cè)試后比較分析,是獲得項(xiàng)目特點(diǎn)的有效途徑 [5]。

表3 一、二級(jí)運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)屈、伸肌群等速向心收縮

峰力矩比較

運(yùn)動(dòng)員起跳腿屈肌 擺動(dòng)腿屈肌起跳腿伸肌擺動(dòng)腿伸肌一級(jí)148.75±30.35170.25±18.39357.5±30.2 8320.75±7.46二級(jí)136.25±15.6 144±14.4 327.5±22.88310.75±36.8T值 1.0363.178 2.2360.753sig0.318 0.007 0.042 0.464注:表示在0.005水平上有顯著性;表示在0.01水平上有顯著性;表示在0 05水平上有顯著性;(下表同);峰力矩單位N•M。

從測(cè)試的結(jié)果看,跳高運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)峰力矩,左右側(cè)髖關(guān)節(jié)伸肌均大于屈肌,與伸肌較 屈肌發(fā)達(dá)一致。在60°/ s的速度下,一級(jí)運(yùn)動(dòng)員擺動(dòng)腿髖關(guān)節(jié)屈肌峰力矩比二級(jí)運(yùn)動(dòng)員擺 動(dòng)腿髖關(guān)節(jié)屈肌峰力矩大,兩者具有非常顯著性差異(P

從技術(shù)上分析,跳高起跳過程中擺動(dòng)腿的屈膝上擺,是跳高起跳技術(shù)的重要環(huán)節(jié)之一。 擺動(dòng)腿屈髖肌群快速的向心收縮產(chǎn)生的擺動(dòng)力量解釋為四個(gè)方面,第一是為起跳時(shí)提高人體 重心垂直速度增加了動(dòng)力源,此動(dòng)力源與擺動(dòng)腿的支撐效應(yīng)是相聯(lián)系的;第二是為人體在起 跳時(shí)由內(nèi)傾轉(zhuǎn)為豎直提供了動(dòng)力源;第三是為人體起跳時(shí)繞縱軸旋轉(zhuǎn)提供了動(dòng)力源,擺動(dòng)腿 的加速上擺,帶動(dòng)人體產(chǎn)生了繞縱軸的旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)的結(jié)果使人體逐漸背對(duì)橫桿,為過桿提供 保證;第四是在人體過桿時(shí)為人體繞額狀軸的旋轉(zhuǎn)提供動(dòng)力源[6-8]。

在60°/ s的速度下,一級(jí)運(yùn)動(dòng)員起跳腿髖關(guān)節(jié)伸肌峰力矩比二級(jí)運(yùn)動(dòng)員起跳腿髖關(guān)節(jié) 伸肌峰力矩大,兩者具有顯著性差異(P

跳高起跳之前,擺動(dòng)腿支撐技術(shù)是助跑與起跳銜接的樞紐,具有承上啟下的作用,擺動(dòng) 腿支撐技術(shù)的好壞直接影響助跑速度的保持和發(fā)揮,它對(duì)起跳效果有著極其重要的影響。在 擺動(dòng)腿的支撐階段,為更好的加速前移重心,推動(dòng)起跳腿一側(cè)髖部超越擺動(dòng)腿一側(cè)髖部,擺 動(dòng)腿髖關(guān)節(jié)伸肌在屈位完成了離心收縮向向心收縮的轉(zhuǎn)化,其作用有兩方面:其一,擺動(dòng)腿 髖關(guān)節(jié)伸肌離心收縮的能力是保持重心高度的重要環(huán)節(jié),其抗離心收縮的能力能防止重心過 度下降和臀部下坐;其二,擺動(dòng)腿髖關(guān)節(jié)伸肌向心收縮能力是保持助跑速度的重要環(huán)節(jié),其 快速的蹬伸能有效防止擺動(dòng)腿支撐無力的現(xiàn)象。

起跳腿快速踏上起跳點(diǎn)迅速完成緩沖到蹬伸的動(dòng)作,蹬伸動(dòng)作依次由髖、膝、踝順序用 力。由于人體是在快速跑動(dòng)中起跳,起跳腿邁步動(dòng)作對(duì)地面的沖擊力很大。大的沖擊力超過 了起跳腿的支撐能力,迫使人體重心下降,它表現(xiàn)在髖、膝、踝關(guān)節(jié)的彎屈,這時(shí)起跳腿的 伸肌群做退讓性收縮。退讓性收縮的作用有兩方面的意義,其一,髖、膝、踝關(guān)節(jié)的彎屈使 重心快速的向起跳腿支撐點(diǎn)上方移動(dòng);其二,起跳腿伸肌群做退讓性工作,即被動(dòng)拉長(zhǎng),增 加了伸肌群的收縮初長(zhǎng)度,這與投擲項(xiàng)目的超越器械具有同樣的意義[9]。起跳腿 伸肌群的快速 向心收縮,減小了起跳時(shí)間,提高了助跑速度的利用率。起跳時(shí)由于支撐反作用力不是準(zhǔn)確 地通過人體的重心,因此人體出現(xiàn)了一個(gè)偏心推力,偏心推力的方向與助跑的切線方向垂直 ,在擺動(dòng)腿屈膝上擺使人體繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的情況下,當(dāng)人體轉(zhuǎn)動(dòng)到背對(duì)橫桿的時(shí)候,偏心推 力產(chǎn)生了使人體繞額狀軸的旋轉(zhuǎn),這兩個(gè)力對(duì)背越試跳高的騰空技術(shù)具有重要意義。

2.2 一、二級(jí)運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)肌群向心收縮相對(duì)峰力矩對(duì)比分析從表4的測(cè)試結(jié)果看,髖關(guān)節(jié)伸肌相對(duì)峰力矩大于屈肌相對(duì)峰力矩,與峰力矩測(cè)試結(jié)果相同 ;一級(jí)運(yùn)動(dòng)員擺動(dòng)腿屈肌和起跳腿伸肌相對(duì)峰力矩都較二級(jí)運(yùn)動(dòng)員大,兩者均具有顯著性差 異(P

表4 一、二級(jí)運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)肌群等速向心收縮相對(duì)

峰力矩比較

運(yùn)動(dòng)員起跳腿屈肌 擺動(dòng)腿屈肌起跳腿伸肌擺動(dòng)腿伸肌 一級(jí)2.12±0.382.43±0.225.09±0.254.59±0.1 7二級(jí)1.92±0.262.02±0.094.60±0.304.42±0.86T值1.1994.8443.5730.540sig0.2510.0090.0030.597注:相對(duì)峰力矩=峰力矩/體重(N•M/kg)。

2.3 一、二級(jí)運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)肌群向心收縮峰力矩角 影 響肌力矩的因素有力和力臂。肌力大小由肌肉的初始長(zhǎng)度、生理橫斷面、神經(jīng)刺激等決定, 而肌肉的初始長(zhǎng)度隨關(guān)節(jié)角的改變而改變,力臂也隨關(guān)節(jié)角不同而不同[10-12]。 合理有效的最大肌 力矩,是獲得最佳運(yùn)動(dòng)效果的前提和保證。人體在運(yùn)動(dòng)過程中,隨著關(guān)節(jié)角度的改變,肌肉 收縮力和力臂的乘積在某一特定位置達(dá)到最大值,表現(xiàn)為峰值力矩。通過測(cè)試發(fā)現(xiàn),髖關(guān)節(jié) 肌群峰值力矩角度在84.25±1.91到85.75±0.46的范圍內(nèi),而且屈、伸肌群最大峰力矩 產(chǎn)生的角度沒有差異。

表5 一、二級(jí)運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)肌群向心收縮時(shí)的峰力矩角

運(yùn)動(dòng)員起跳腿屈 肌/(°)擺動(dòng)腿屈肌/(°)起跳腿伸肌/(°)擺動(dòng)腿伸肌/(°)一級(jí)85.25±0.8985±1.8584.25±1.9185.5±1.6二級(jí)85.25±1.5885.5±0.9385.25±1.3985.75±0.46影響起跳高度的諸因素中,使運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)生向上最大騰起速度的因素,取決于起跳過程中運(yùn)動(dòng) 員在垂直方向上所獲得的沖量值的大小[13]。通過測(cè)試,人體髖關(guān)節(jié)在85°左右時(shí) ,表現(xiàn)為最大的峰值力矩。而整個(gè)起跳過程中力并不是恒定的,沖量等于一定時(shí)間間隔內(nèi)各 沖量元的定積分:∫tt0Fdt。也就是說髖關(guān)節(jié)85°左右時(shí)在所有沖量元中具有 最大沖量值,他的大小是決定最大騰起速度的關(guān)鍵因素之一。因此注重髖關(guān)節(jié)在85°左右時(shí) 的力量訓(xùn)練對(duì)于提高跳高成績(jī)是有益的。

2.4 測(cè)試結(jié)果與運(yùn)動(dòng)成績(jī)的相關(guān)分析與逐步回歸分析從測(cè)試數(shù)據(jù)看擺動(dòng)腿屈肌峰力矩與成績(jī)的相關(guān)度最高,四者的相關(guān)度依次為:起跳腿伸肌> 擺動(dòng)腿屈肌>擺動(dòng)腿伸肌>起跳腿屈肌(表6)。其中擺動(dòng)腿伸肌的相關(guān)度較低,原因需進(jìn)一步 研究。

表6 一、二級(jí)運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)肌群向心收縮峰力矩與

成績(jī)的相關(guān)計(jì)算 結(jié)果

運(yùn)動(dòng)員起跳腿屈肌 擺動(dòng)腿屈肌起跳腿伸肌擺動(dòng)腿伸肌成績(jī)0.0160.5660.6850.225 起跳腿髖關(guān)節(jié)伸肌峰力矩對(duì)成績(jī)的相關(guān)性最大,分析認(rèn)為有如下原因:一是起跳腿作為 跳高技術(shù)動(dòng)作的主要承受者,對(duì)起跳效果具有決定性的作用,而且在下肢環(huán)節(jié)中,髖關(guān)節(jié)肌 群的力量要大于膝、踝關(guān)節(jié)肌群,因此表現(xiàn)為峰力矩的相對(duì)最大值;二是牽張反射,起跳腿 髖關(guān)節(jié)伸肌在支撐階段是一個(gè)離心收縮過程,離心收縮時(shí)肌肉受到強(qiáng)烈牽張,肌梭或腱梭產(chǎn) 生興奮發(fā)放沖動(dòng),募集最可能多的運(yùn)動(dòng)單位參與收縮過程,從而表現(xiàn)出強(qiáng)大的收縮力;三是 離心收縮時(shí),肌肉中彈性成分被拉長(zhǎng)而在后繼的向心收縮中得以釋放,加大了向心收縮的效 果。

采用逐步回歸分析法,對(duì)成績(jī)與髖關(guān)節(jié)肌群峰力矩測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,分析過程刪 除了對(duì)成績(jī)作用不顯著的自變量,建立的回歸方程為:

成績(jī)=140.76+0.685*起跳腿髖關(guān)節(jié)伸肌峰力矩值

對(duì)回歸方程進(jìn)行檢驗(yàn)見表7。

表7 方差分析

方差來源 平方和自由度方差F值sig回歸647.7781647.778 12 356 0.003剩余733.972 14 52.427總和1381.75015從形式上看,回歸方 程是可逆的,我們知道了起跳腿髖關(guān)節(jié)伸肌峰力矩就可以預(yù)測(cè)跳高成績(jī),同樣我們?cè)跍y(cè)定跳 高成績(jī)后,也可大體估算起跳腿髖關(guān)節(jié)伸肌峰力矩值。這在實(shí)踐中對(duì)跳高訓(xùn)練的效果評(píng)價(jià)具 有一定意義。

相關(guān)分析與逐步回歸分析中沒有將一、二級(jí)運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)肌群峰力矩?cái)?shù)據(jù)分開處理,而是將 所有測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了整和分析[14-17]。原因是研究的樣本含量較少,數(shù)據(jù)的偶然 性機(jī)會(huì) 增大。由于樣本本身具有局限性,因此逐步回歸建立的方程僅供參考,不具有廣泛代表性。

3 結(jié) 論

跳高運(yùn)動(dòng)技術(shù)是創(chuàng)造優(yōu)異成績(jī)的重要環(huán)節(jié),人體各肌群的力量水平是掌握運(yùn)動(dòng)技術(shù)的基 礎(chǔ)。通過對(duì)研究結(jié)果的分析認(rèn)為:1)跳高運(yùn)動(dòng)髖關(guān)節(jié)肌群的力量水平是造成不同等級(jí)運(yùn)動(dòng) 員技術(shù)差異、成績(jī)差異的原因之一;2)力量因素是掌握優(yōu)秀技術(shù)的基礎(chǔ),在實(shí)際運(yùn)動(dòng)過程 中力量因素與技術(shù)因素共同存在,相互補(bǔ)充,任何單因素的作用都不能達(dá)到最佳的運(yùn)動(dòng)效果 ;3)髖關(guān)節(jié)屈、伸肌群最大峰力矩產(chǎn)生的角度在85°左右,左、右腿以及各屈伸肌沒有差 異;4)在所研究的因素中,起跳腿髖關(guān)節(jié)伸肌與成績(jī)具有最大相關(guān)性;5)在研究不同等級(jí) 運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)肌群峰力矩存在差異的同時(shí),分析力量因素導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)技術(shù)差異,使兩者相互 結(jié)合,對(duì)提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)具有現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn):

[1] 李世明.縱跳理論研究進(jìn)展[J].北京體育大學(xué)學(xué)報(bào),2004,24(1):65-67.

[2] 王保成.田徑運(yùn)動(dòng)理論創(chuàng)新探索[M].北京:北京體育大學(xué)出版社,2003:49,235.

[3] 趙新濤.男子標(biāo)槍運(yùn)動(dòng)員肩、肘、髖關(guān)節(jié)伸屈肌等速測(cè)試研究[J].北京體育大學(xué) 學(xué)報(bào),2007,30(11):191-192.

[4] 盧德明,王向東.青年人六大環(huán)節(jié)肌力研究[M].北京:北京體育大學(xué)出版社,2004:3 9-52.

[5] 呂新穎,段子才,吳云飛.髖、膝關(guān)節(jié)等速肌力特征與部分運(yùn)動(dòng)能力指標(biāo)的綜合測(cè)試分 析[J].北京體育大學(xué)學(xué)報(bào),2004,24(9):1226-1228.

[6] 趙金花,高健.我國優(yōu)秀女子撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)能力的有效指標(biāo)及其評(píng)價(jià)模型研究[ J].沈陽體育學(xué)院學(xué)報(bào),2009,28(6):92-95.

[7] 周思紅.不同離心速度訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)員肩關(guān)節(jié)伸肌群的肌力影響[J].西安體育學(xué)院學(xué) 報(bào),2009,26(4):464-467.

[8] 王凌飛.我國優(yōu)秀女子背越式跳高運(yùn)動(dòng)員助跑最后兩步和起跳速度特征的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究 [J].沈陽體育學(xué)院學(xué)報(bào),2008,27(1):89-91.

[9] 劉世敏,張躍,趙君軍.廣東省優(yōu)秀短跑、跨欄、三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)肌肉力量的等 速研究[J].成都體育學(xué)院學(xué)報(bào),2001,27(1):79-82.

[10] 李秋萍.速滑運(yùn)動(dòng)員左擺動(dòng)腿關(guān)節(jié)屈伸肌張力比較研究[J].沈陽體育學(xué)院學(xué)報(bào),20 08,27(4):67-69.

[11] 朱民華.女子少年運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)力量特征及其與短跑、跳躍成績(jī)的關(guān)系[J].中國 體育教練員,2009,(4):58-59.

[12] 張海平.不同項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員大腿伸、屈肌群面積與髖關(guān)節(jié)屈伸力矩的相關(guān)研究[J]. 沈陽體育學(xué)院學(xué)報(bào),2005,24(4):64-67.

[13] 單大卯,伍勰.髂腰肌對(duì)髖關(guān)節(jié)功能的實(shí)驗(yàn)性研究[J].西安體育學(xué)院學(xué)報(bào),2006,2 3(1):67-70.

[14] 單大卯.髖關(guān)節(jié)肌群功能特性的定量分析研究[J].西安體育學(xué)院學(xué)報(bào),2006,21(6 ):491-494.

[15] 樸忠淑,高松薰.膝關(guān)節(jié)及髖關(guān)節(jié)等速肌力與功率自行車及滑板滑行無氧功之間的關(guān) 系[J].體育科學(xué),2005,25(4):58-61.

篇3

關(guān)鍵詞：百米；途中跑；男子運(yùn)動(dòng)員；著地緩沖

中圖分類號(hào)：G822.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-3612(2008)03-0425-03

我國100 m跑水平與世界先進(jìn)水平相比存在較大差距，其中男子水平差距更為明顯。近些年，我國100 m運(yùn)動(dòng)成績(jī)停滯不前，其中跟途中跑技術(shù)沒有得到明顯的改善有很大關(guān)系。著地緩沖技術(shù)是短跑途中跑階段重要技術(shù)環(huán)節(jié)，它體現(xiàn)騰空著地技術(shù)效果，同時(shí)又為積極的后蹬做好準(zhǔn)備。國內(nèi)關(guān)于100 m途中跑著地緩沖技術(shù)的研究表明：美國運(yùn)動(dòng)員腳著地扒地更積極；著地距離更長(zhǎng)；緩關(guān)節(jié)沖膝角度更大。但是大量的研究將著地緩沖技術(shù)的差異僅僅歸因于訓(xùn)練水平的差異，并未對(duì)著地緩沖技術(shù)對(duì)諸如擺動(dòng)腿的擺動(dòng)和后蹬效果等途中跑整體技術(shù)方面的影響進(jìn)行分析和對(duì)比研究。而且對(duì)我國傳統(tǒng)的短跑技術(shù)觀念和技術(shù)訓(xùn)練方法對(duì)緩沖技術(shù)乃至整個(gè)途中跑技術(shù)造成的影響，沒有深刻的認(rèn)識(shí)。

1研究方法

搜集大量有關(guān)中外優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員技術(shù)的文獻(xiàn)和研究資料，重點(diǎn)對(duì)近10年中美男子百米運(yùn)動(dòng)員技術(shù)資料進(jìn)行對(duì)比和分析。運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理，分析造成中外短跑緩沖技術(shù)差異的技術(shù)原因以及對(duì)整體技術(shù)的影響，探索提高我國短跑運(yùn)動(dòng)技術(shù)水平和運(yùn)動(dòng)成績(jī)的途徑。

2討論與分析

2.1中外短跑運(yùn)動(dòng)員著地緩沖技術(shù)的不同特征

通過表1我們發(fā)現(xiàn)：美國男子優(yōu)秀百米運(yùn)動(dòng)員腳的著地緩沖技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)為：“扒地”積極；著地距離長(zhǎng)；緩沖時(shí)間長(zhǎng)；緩沖幅度大。首先，美國高水平運(yùn)動(dòng)員腳著地前的“扒地”技術(shù)的效果明顯好于我國運(yùn)動(dòng)員，美國高水平運(yùn)動(dòng)員在腳著地瞬間腳相對(duì)于地面的向前的水平速度是+1.15 m/s、國內(nèi)運(yùn)動(dòng)員為+1.35 m/s，由于美國運(yùn)動(dòng)員腳著地時(shí)腳相對(duì)于地面向前的水平速度小于國內(nèi)運(yùn)動(dòng)員的腳著地速度，減小了腳在著地時(shí)的阻力，從而減少了腳著地瞬間身體重心在水平方向的速度損失。著地距離即著地點(diǎn)與身體重心垂直投影點(diǎn)的距離，中外運(yùn)動(dòng)員的著地距離相差0.11 m。緩沖時(shí)間即腳著地至膝關(guān)節(jié)角度最小時(shí)相的時(shí)間，中外運(yùn)動(dòng)員相差0.09 s。美國運(yùn)動(dòng)員短跑運(yùn)動(dòng)員途中跑膝關(guān)節(jié)角度由腳著地的144.4°至最大緩沖時(shí)的134．2°，膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)幅度為10.2°，我國運(yùn)動(dòng)員的膝關(guān)節(jié)的緩沖幅度僅為3°，相差7.2°。我國男子百米運(yùn)動(dòng)員著地緩沖技術(shù)特點(diǎn)相對(duì)于美百米運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)為：“扒地”效果差；著地距離短；緩沖時(shí)間短；緩沖幅度小。

2.2著地緩沖技術(shù)是造成我國百米運(yùn)動(dòng)員途中跑步幅結(jié)構(gòu)不合理的重要原因

2.2.1中外男子百米運(yùn)動(dòng)員支撐時(shí)間上的差異，是由緩沖時(shí)間上的差異造成的美國運(yùn)動(dòng)員支撐與騰空重心位移距離比為1：1.2，我國運(yùn)動(dòng)員為1：1.5，美國運(yùn)動(dòng)員支撐時(shí)間與騰空時(shí)間比1：1.2，我國運(yùn)動(dòng)員為1：1.45。國內(nèi)外對(duì)比說明，我國運(yùn)動(dòng)員騰空時(shí)間過長(zhǎng)（圖1），而支撐時(shí)間相對(duì)過短。支撐時(shí)間中的后蹬時(shí)間相差無幾，差異主要表現(xiàn)在緩沖時(shí)間較短（表2）。美國優(yōu)秀百米運(yùn)動(dòng)員緩沖時(shí)間是0.045 s，緩沖時(shí)間與后蹬時(shí)間的比例是11.11，而我國運(yùn)動(dòng)員緩沖時(shí)間僅為0.036 s，緩沖時(shí)間與后蹬時(shí)間的比例是1∶1.44，美國運(yùn)動(dòng)員的支撐時(shí)間比國內(nèi)運(yùn)動(dòng)員長(zhǎng)0.007 s，緩沖時(shí)間比我國運(yùn)動(dòng)員的緩沖時(shí)間長(zhǎng)0.009 s，因此，中外男子百米運(yùn)動(dòng)員支撐時(shí)間上的差異，是由緩沖時(shí)間上的差異造成的。

圖1途中跑各時(shí)相的時(shí)間比較

2.2.2中外運(yùn)動(dòng)員小腿前傾角的差異是由緩沖階段形成的美國運(yùn)動(dòng)員腳離地前的小腿前傾角明顯小于我國運(yùn)動(dòng)員分別是23.1°和41.8°。從腳著地到腳離地小腿前傾角的變化幅度分別為53.6°和39.7°，相差13.9°。緩沖階段小腿前傾角變化幅度就相差11.1°之多，而后蹬階段僅相差2.8°，從此不難看出小腿前傾角減小的差異主要是緩沖階段形成的（表2）。

緩沖階段小腿前傾角的減小，有助于減小后蹬角，增大后蹬時(shí)的水平分力，從而縮短騰空時(shí)間和騰空距離，提高后蹬效果，改善途中跑步幅結(jié)構(gòu)。美國運(yùn)動(dòng)員較長(zhǎng)的緩沖距離、緩沖時(shí)間和較大的緩沖幅度，雖然增長(zhǎng)了人體作減速運(yùn)動(dòng)的過程，但是也相對(duì)增大了踝、膝關(guān)節(jié)的退讓收縮的程度，踝、膝關(guān)節(jié)較大幅度的緩沖使小腿繞支撐點(diǎn)的前旋更加積極，有助于小腿前傾角的減小。我國運(yùn)動(dòng)員緩沖距離和時(shí)間短、緩沖幅度小，就會(huì)造成在最大緩沖時(shí)相（即后蹬開始時(shí)）的小腿前傾角相對(duì)較大，加大了后蹬的垂直分力，騰空距離和騰空時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，導(dǎo)致步幅結(jié)構(gòu)的不合理。

2.3著地緩沖技術(shù)是提高蹬擺技術(shù)效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

2.3.1適當(dāng)加大我國短跑運(yùn)動(dòng)員緩沖距離有助于提高支撐腿蹬伸效果通過以上數(shù)據(jù)表明：美國優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的著地緩沖距離較長(zhǎng)，緩沖時(shí)間也較長(zhǎng)，但是表現(xiàn)出來的后蹬效果更好，在后蹬階段支撐腿的膝關(guān)節(jié)角度蹬伸幅度比國內(nèi)運(yùn)動(dòng)員大6.6°，后蹬距離長(zhǎng)0.07 m，但是后蹬時(shí)間卻不比我們長(zhǎng)（分別為0.050 s和0.052 s）。也就是說，美國優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在相同的時(shí)間內(nèi)肌肉工作距離更長(zhǎng)，速度更快，效率更高。

在短跑途中跑過程中，支撐腿的膝、踝關(guān)節(jié)肌肉經(jīng)歷離心收縮――向心收縮過程，應(yīng)該做為一個(gè)完整的用力過程考慮。著地緩沖階段，也就是支撐腿肌肉離心收縮過程，是后蹬動(dòng)作的準(zhǔn)備，后蹬是緩沖階段能量的釋放。在著地緩沖階段，由于地面的沖力和擺動(dòng)腿積極擺動(dòng)所產(chǎn)生的反作用力使得支撐腿伸肌群被動(dòng)拉長(zhǎng)，增加了肌肉的初長(zhǎng)度，同時(shí)由于人體組織的牽張反射作用，在后蹬階段發(fā)揮更大的收縮力量和更快的收縮速度。但是，如果著地距離太短，則人體在腳著地后來不及進(jìn)行有效的緩沖技術(shù)動(dòng)作，支撐腿很快進(jìn)入后蹬階段，支撐腿肌肉工作距離短、力量小、速度慢、效率低，所能克服的阻力也小，在為人體提供主要?jiǎng)恿Φ暮蟮烹A段獲得的加速度低，運(yùn)動(dòng)人體只能在較低水平上保持一定的速度。

2.3.2積極有效的擺動(dòng)腿擺動(dòng)技術(shù)基于合理的緩沖技術(shù)根據(jù)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)對(duì)人體在跑跳運(yùn)動(dòng)中擺動(dòng)動(dòng)作原理的分析，當(dāng)支撐腿主動(dòng)肌群退讓性收縮，人體支撐腿關(guān)節(jié)角度減小，同時(shí)手臂和腿部的加速擺動(dòng)。擺動(dòng)的反作用力使得支撐腿主動(dòng)肌群被動(dòng)拉長(zhǎng)，肌肉張力增加，當(dāng)肌肉張力增加到足以克服阻力時(shí)，肌肉開始向心收縮。在蹬伸的過程中，擺動(dòng)動(dòng)作制動(dòng)加快支撐腿的蹬伸速度。在此過程中，支撐腿的緩沖過程和積極有力的擺動(dòng)動(dòng)作，是加大主動(dòng)肌群張力，提高蹬伸動(dòng)作速率的決定性技術(shù)因素。我國很多學(xué)者提出“擺動(dòng)是短跑的主要?jiǎng)恿Α钡挠^點(diǎn)，顯示了在百米途中跑中擺動(dòng)的重要作用，它一定程度上決定著后蹬階段支撐腿蹬伸的力量和速度，擺動(dòng)腿大幅度的擺動(dòng)成為現(xiàn)代短跑技術(shù)的突出特點(diǎn)。

但是，擺動(dòng)動(dòng)作的作用最終還要通過支撐腿的“緩沖-蹬伸”過程，發(fā)揮推動(dòng)人體向前的運(yùn)動(dòng)的作用。只單純強(qiáng)調(diào)擺動(dòng)腿擺動(dòng)作用的觀點(diǎn)是片面的，它必須與支撐腿的工作特點(diǎn)結(jié)合起來進(jìn)行分析。必須將積極擺腿與改進(jìn)我國百米運(yùn)動(dòng)員的緩沖技術(shù)結(jié)合起來。如圖2，整個(gè)支撐階段擺動(dòng)腿與軀干的角度由177°減小到106.5°，變化幅度為70.5°。從腳著地到最大緩沖時(shí)相0.045 s的時(shí)間內(nèi)，擺動(dòng)腿相對(duì)與軀干的角度由177度減小到127.7°，變化幅度為49.3°，平均角速度為1095°/s，最大緩沖至腳離地的0.50 s的時(shí)間內(nèi)角度變化為21.2°，平均角速度為424°/s，擺動(dòng)腿高抬大腿擺動(dòng)動(dòng)作的70%是在緩沖過程完成的。只有與合理的緩沖技術(shù)協(xié)調(diào)配合，才能夠最大限度的發(fā)揮擺動(dòng)腿的擺動(dòng)作用，才能夠在支撐腿在后蹬階段發(fā)揮更大的力量和速度，提高蹬伸效果。如果緩沖距離和緩沖時(shí)間太短，導(dǎo)致緩沖幅度小、擺腿幅度小且效果差，不能發(fā)揮最佳的積極擺腿的作用，最終影響支撐階段人體組織的工作效果。

2.4傳統(tǒng)腳著地技術(shù)是影響我國百米緩沖技術(shù)的重要因素我國短跑運(yùn)動(dòng)員技術(shù)上的差距不能僅僅被認(rèn)為是技術(shù)特點(diǎn)上的差異。這些差距歸根結(jié)底是由于我們一些技術(shù)觀念差異，以及我們?cè)谶@種觀念下長(zhǎng)期以來所運(yùn)用的技術(shù)訓(xùn)練方法。我們傳統(tǒng)的技術(shù)原理僅僅把著地緩沖階段看作被動(dòng)的減速過程。在技術(shù)上要求“盡量使著地點(diǎn)靠近身體總重心的投影點(diǎn)”。常用技術(shù)教學(xué)和練習(xí)手段也都體現(xiàn)了這種觀念的要求，比如小步跑、高抬腿跑、后踢小腿跑、車輪跑等專門練習(xí)，擺動(dòng)腿的下放均是大腿積極下壓小腿放松前擺扒地，即使是行進(jìn)間的練習(xí)，也基本上是屬于“踏步跑”。包括后蹬跑在內(nèi)的所有專門練習(xí)，腳的著地點(diǎn)也都位于身體重心投影點(diǎn)下方，緩沖幅度小、蹬擺效果差。而對(duì)于多數(shù)短跑運(yùn)動(dòng)員來說，技術(shù)專門練習(xí)是他們長(zhǎng)期的必修課。所以這些長(zhǎng)期的技術(shù)練習(xí)必然造成我國運(yùn)動(dòng)員在途中跑過程中，著地距離短和緩沖幅度小的技術(shù)特點(diǎn)。

同時(shí)值得注意的是所有以上專門練習(xí)腳著地時(shí)膝關(guān)節(jié)幾乎是伸直的狀態(tài)下完成下地動(dòng)作的，我國傳統(tǒng)技術(shù)對(duì)腳著地的要求也正是“擺動(dòng)腿大腿積極下壓帶動(dòng)小腿前伸，膝關(guān)節(jié)幾乎伸直下扒”，所以我國男子百米運(yùn)動(dòng)員腳著地瞬間膝關(guān)節(jié)角度比美國高水平短跑運(yùn)動(dòng)員大8度（表1）。這種“扒地”技術(shù)不僅不利于提高腳著地效果（分析見作者在“對(duì)改進(jìn)100 m途中跑著地技術(shù)及其對(duì)整體技術(shù)效果影響的實(shí)驗(yàn)研究”一文），同時(shí)在腳著地時(shí)膝關(guān)節(jié)正處于伸展過程之中，著地后膝關(guān)節(jié)繼續(xù)向后的趨勢(shì)不利于膝關(guān)節(jié)的屈膝緩沖和減小小腿的前傾角。因此通過運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)研究，作者在“對(duì)改進(jìn)100 m途中跑著地技術(shù)及其對(duì)整體技術(shù)效果影響的實(shí)驗(yàn)研究”一文中提出“在腳著地前，控制擺動(dòng)腿大腿下放，積極回?cái)[小腿‘扒地’技術(shù)”，不僅有利于提高腳著地效果，同時(shí)由于積極的屈膝回?cái)[小腿，使得腳著地后更加有利于支撐腿的屈膝緩沖和小腿前傾角的減小，從而提高緩沖效果為更加有效的后蹬提供有利的前提。

短跑的技術(shù)練習(xí)應(yīng)該著眼于現(xiàn)代短跑技術(shù)要求，改進(jìn)專門練習(xí)形式和練習(xí)要求。首先，短跑專門練習(xí)應(yīng)該在跑進(jìn)中進(jìn)行，腳的著地點(diǎn)在身體重心投影點(diǎn)的前方，避免“踏步跑”。同時(shí)在腳著地前控制大腿下放，積極回?cái)[小腿“扒地”而不是伸膝前擺下放，以有利于積極的著地緩沖和小腿的前傾角的減小，提高后蹬效果，改善途中跑步幅結(jié)構(gòu)。

3結(jié)論與建議

1) 美國男子優(yōu)秀百米運(yùn)動(dòng)員腳的著地緩沖技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)為：“扒地”積極；著地距離長(zhǎng)；緩沖時(shí)間長(zhǎng)；緩沖幅度大；我國男子百米運(yùn)動(dòng)員著地緩沖技術(shù)特點(diǎn)相對(duì)于美百米運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)為：“扒地”效果差；著地距離短；緩沖時(shí)間短；緩沖幅度小。2) 較長(zhǎng)的緩沖距離、緩沖時(shí)間和較大的緩沖幅度，使小腿繞支撐點(diǎn)的前旋更加積極，有助于小腿前傾角的減小。從而減小后蹬角，增大后蹬階段向后的水平分力，縮短騰空時(shí)間和距離，提高后蹬效果，最終改善途中跑步幅結(jié)構(gòu)。 3) 擺動(dòng)腿高抬大腿擺動(dòng)動(dòng)作的70%是在緩沖過程完成的。只有與合理的緩沖技術(shù)協(xié)調(diào)配合，才能夠最大限度的發(fā)揮擺動(dòng)腿的擺動(dòng)作用，才能夠在支撐腿在后蹬階段發(fā)揮更大的力量和蹬伸速度，提高蹬伸效果。如果緩沖距離太短、小緩沖時(shí)間太短，從而導(dǎo)致緩沖幅度小、擺腿幅度小且效果差，不能發(fā)揮最佳的積極擺腿的作用，最終影響支撐階段人體工作效果。4) “擺動(dòng)腿大腿積極下壓帶動(dòng)小腿小腿前伸，膝關(guān)節(jié)幾乎伸直下扒”的“扒地”技術(shù)和我國傳統(tǒng)短跑技術(shù)專門練習(xí)的要求，是影響我國百米運(yùn)動(dòng)員形成合理著地緩沖技術(shù)的重要原因。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 王吉吉夫.關(guān)于短跑途中跑前蹬階段的機(jī)制探討［J］.武漢體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2000(3).

［2］ 駱健.對(duì)短跑途中跑著地緩沖技術(shù)的生物力學(xué)研究［J］.成都體育學(xué)院學(xué)報(bào)，1995(1).

［3］ 駱健.再論短跑途中跑著地緩沖技術(shù)［J］.成都體育學(xué)院學(xué)報(bào)，1997(4).

［4］ 駱健.試論100 m途中跑后蹬階段技術(shù)［J］.體育科學(xué)，1997(6).

［5］ 黃宗誠，等.短跑下地動(dòng)作的生物力學(xué)分析［A］.運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)論文選［M］.北京：人民體育出版社，1990，9.

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關(guān)鍵詞 生物力學(xué) 步態(tài) 最新進(jìn)展 應(yīng)用領(lǐng)域

中圖分類號(hào)：R743 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

步行是人們?cè)谌粘Ｉ钪凶罨镜倪\(yùn)動(dòng)方式，而步態(tài)是指人類步行的行為特征。步態(tài)生物力學(xué)研究是運(yùn)用力學(xué)方法和技術(shù)，并基于人體機(jī)能解剖學(xué)和生理學(xué)的基本理論對(duì)人體行走功能狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量、分析、評(píng)價(jià)的應(yīng)用研究。吳劍等（2002）在“步態(tài)生物力學(xué)研究進(jìn)展”中對(duì)2002年之前的研究進(jìn)展進(jìn)行了論述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和三維步態(tài)分析儀器開發(fā)利用，國內(nèi)外對(duì)步態(tài)研究的進(jìn)程也呈現(xiàn)出逐步加快的趨勢(shì)，但目前在眾多的研究成果中，還沒有對(duì)新時(shí)期步態(tài)生物力學(xué)的研究進(jìn)展進(jìn)行的研究，因此本文通過對(duì)步態(tài)生物力學(xué)的研究進(jìn)行分析，旨在為促進(jìn)步態(tài)生物力學(xué)的研究進(jìn)程，為以后的研究奠定基礎(chǔ)。

1步態(tài)的一般生物力學(xué)研究進(jìn)展

1.1步態(tài)周期

步態(tài)周期是指從一側(cè)足跟著地到該足跟再次著地所構(gòu)成的周期。一個(gè)步態(tài)周期分為支撐相與擺動(dòng)相2個(gè)相位。支撐相在整個(gè)步態(tài)周期中約占60%；擺動(dòng)相約占40%。而跑動(dòng)時(shí)支撐相約占整個(gè)步態(tài)周期的65%，擺動(dòng)相約占35%。一條腿在一個(gè)完整的步態(tài)周期中經(jīng)歷的狀態(tài)依次為：足跟著地、足放平、支撐、足尖離地、腿彎曲擺動(dòng)、腿伸直向外擺動(dòng)、然后足跟著地，進(jìn)入新的步態(tài)周期。前4個(gè)狀態(tài)是支撐相，后3個(gè)狀態(tài)是擺動(dòng)相。步態(tài)周期與身高的差異不顯著。

1.2步長(zhǎng)與跨步長(zhǎng)

步長(zhǎng)是指同側(cè)足跟或足尖到邁步后足跟或足尖之間的距離，正常成人的步長(zhǎng)值約為150―160cm。跨步長(zhǎng)是指行走時(shí)一側(cè)足跟到對(duì)側(cè)足跟之間的最大距離，正常成年人的跨步長(zhǎng)約為127cm，正常成年人隨著年齡的增長(zhǎng)，其跨步長(zhǎng)與年齡成負(fù)相關(guān)，與身高成正相關(guān)，另外跨步長(zhǎng)與步頻也有相關(guān)關(guān)系。

1.3步頻與步速

步頻是指行走時(shí)每分鐘邁出的步數(shù)，步頻=60（s）/步長(zhǎng)平均時(shí)間（s）。步速是指步行的平均速度（m/s）。對(duì)20-39歲、40-59歲、60-79歲三個(gè)年齡段的正常成人進(jìn)行步態(tài)分析表明：20-39歲年齡段的正常成人的步頻為1.9412，步速為1.2616；40-59歲年齡段的步頻為1.8117，步速為1.0514；60-79歲年齡段的步頻為1.7621，步速為0.9524 。

1.4身體質(zhì)心起伏

人起步時(shí)，雖然地面作用于人的腳底的靜摩擦力對(duì)人這一質(zhì)點(diǎn)組不做功，但這一靜摩擦力對(duì)人的質(zhì)心做功，正因?yàn)檫@個(gè)功使人的質(zhì)心動(dòng)能增大，人才得以起步運(yùn)行。另一方面，質(zhì)心動(dòng)能的獲得，是以人體各質(zhì)點(diǎn)克服靜摩擦力相對(duì)于質(zhì)心做功為代價(jià)的。這一代價(jià)來源于人體各質(zhì)點(diǎn)間相互作用的非保守力的功。對(duì)于一個(gè)健康的成人，當(dāng)其正常行走時(shí)，質(zhì)心起伏的幅度約為4.4cm。

1.5關(guān)節(jié)角度

人體下肢步態(tài)運(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)化為一個(gè)四剛體模型（包括軀干）。對(duì)于髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)，圍繞靜止站立位有曲屈和伸展兩個(gè)方向，定義伸展為角度負(fù)向，彎曲為角度正向；對(duì)于踝關(guān)節(jié)有背屈和跖屈兩個(gè)方向，定義背屈為角度負(fù)方向，跖屈為角度正方向。Grabiner等認(rèn)為膝關(guān)節(jié)必須在支撐期完全伸直，在擺動(dòng)期屈曲大約60是教謀匾跫？

2步態(tài)生物力學(xué)研究的應(yīng)用

2.1功能檢測(cè)與評(píng)定

步態(tài)生物力學(xué)的研究對(duì)象為生物體的移動(dòng)狀態(tài)，測(cè)量參數(shù)具有自主控制成分。步行的對(duì)稱性和圓滑性可以根據(jù)步態(tài)分析所得的參數(shù)（包括：運(yùn)動(dòng)學(xué)、步態(tài)時(shí)間―距離參數(shù)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)）進(jìn)行推測(cè)，穩(wěn)定性和波動(dòng)性可根據(jù)重心位移和力的作用點(diǎn)進(jìn)行判斷，其速度、節(jié)奏和持久性的判斷則是根據(jù)步速、步頻和步行的持續(xù)距離。從已有的研究中，主要對(duì)妊娠期婦女、老年人、“三癱一截”（腦癱、截癱、偏癱、截肢）的殘疾者、肥胖人群的行走人群進(jìn)行功能檢測(cè)與評(píng)定。

邱紀(jì)方等對(duì)20例痙攣型腦癱患兒及青年，連續(xù)進(jìn)行了步態(tài)的評(píng)測(cè)（包括運(yùn)動(dòng)分析），其測(cè)量指標(biāo)分別為：屈髖畸形（改良托馬斯試驗(yàn)）、膝關(guān)節(jié)伸展、繩肌長(zhǎng)度（角）、比目魚肌長(zhǎng)度、腓腸肌長(zhǎng)度等。其結(jié)果表明：所有指標(biāo)均與CCC具有良好的一致性（0.67～0.96）；觀測(cè)者間一致性隨測(cè)量指標(biāo)的改變而有較大改變，CCC為0.34～0.87。髖外伸展的CCC左髖是0.34，右髖為0.42。

李艷霞等采用比利時(shí)Footscan USB2平板式足底壓測(cè)試系統(tǒng)對(duì)體質(zhì)量指數(shù)>28 kg/m2的肥胖學(xué)生進(jìn)行動(dòng)態(tài)足底壓力測(cè)試，以此探索肥胖人群足底壓力參數(shù)的分布規(guī)律。

周有禮等通過對(duì)的動(dòng)力學(xué)分析，解決了孕婦完整人體檢測(cè)資料缺乏的困境，為發(fā)現(xiàn)妊娠婦女步態(tài)研究奠定了基礎(chǔ)，但是缺乏具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

王琳等采用橫向比較性研究設(shè)計(jì)法對(duì)中國青春期前BMI（體重指數(shù)）小于30 kg/ m2的男性肥胖兒童和體重正常的男性兒童在步態(tài)和姿勢(shì)控制方面是否存在差別進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示：肥胖兒童在步態(tài)的穩(wěn)定性和姿勢(shì)控制上均不如正常兒童的穩(wěn)定。

2.2疾病的預(yù)防

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【關(guān)鍵詞】關(guān)節(jié)鏡 自體半腱肌、股薄肌 韌帶 重建 職稱論文

膝關(guān)節(jié)韌帶的損傷及斷裂在臨床上較多見，膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶 (anterior cruciate ligament，acl)、后交叉韌帶 (posteriorcruciate ligament，pcl)其中一個(gè)或同時(shí)斷裂，多由高能量損傷導(dǎo)致，常伴有膝關(guān)節(jié)其它結(jié)構(gòu)損傷，導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)嚴(yán)重不穩(wěn)和功能障礙[1]，acl及pcl損傷后難以自愈，產(chǎn)生明顯的膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)，繼發(fā)關(guān)節(jié)軟骨和半月板損傷，導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)退行性骨關(guān)節(jié)炎，嚴(yán)重影響關(guān)節(jié)功能，必須及時(shí)修復(fù)，選擇何種方法，對(duì)于糾正恢復(fù)改善由于前、后交叉韌帶斷裂所引起的前、后向不穩(wěn)和前、后向旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)非常重要[2]。我科自2009年3月～2012年4月對(duì)38例病人應(yīng)用自體肌腱關(guān)節(jié)鏡下重建acl、pcl，現(xiàn)將手術(shù)方法及效果報(bào)告如下。

1 臨床資料與方法

1．1 一般資料

本組38例患者，男25例，女13例；年齡19～45歲，平均32歲；左膝20例，右膝15例。其中交通事故傷伴有膝關(guān)節(jié)其它結(jié)構(gòu)損傷，導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)嚴(yán)重不穩(wěn)15例，重物砸傷18例，運(yùn)動(dòng)損傷5例，前交叉韌帶與后交叉韌帶同時(shí)損傷10例，其中合并半月板損傷18例，傷后至手術(shù)時(shí)間為7天～1年。臨床診斷根據(jù)外傷史、主訴癥狀、體征、mri確定。所有患者均有膝關(guān)節(jié)疼痛、腫脹、行走不穩(wěn)、跛行，查體lachman試驗(yàn)均陽性，12例抽屜試驗(yàn)陽性，11例軸移試驗(yàn)陽性。

1．2 手術(shù)方法

患者取仰臥位，采用連續(xù)硬膜外麻醉或蛛網(wǎng)膜下腔阻滯麻醉，患肢及對(duì)側(cè)下肢使用氣囊止血帶。常規(guī)應(yīng)用關(guān)節(jié)鏡，依次探查關(guān)節(jié)腔，本組中可見前或后交叉韌帶全部斷裂，清除前、后交叉韌帶斷端及周圍纖維粘連組織，對(duì)于合并半月板損傷者，根據(jù)損傷程度行半月板修整或部分切除術(shù)。于脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)下lcm沿肌腱走行斜向內(nèi)上方作切口長(zhǎng)約3cm，找到半腱肌腱和股薄肌腱止點(diǎn)，用取腱器取下半腱肌腱、股薄肌腱，在肌腱操作臺(tái)上修整肌腱，刮除腱表面附著肌肉，肌腱兩端應(yīng)用編織縫線編織縫合2～3cm，將其進(jìn)行預(yù)張后，測(cè)量肌腱直徑，備用。首先建立acl或pcl骨隧道，將脛骨止點(diǎn)定位器置于脛骨后窩，關(guān)節(jié)線平面下lcm處，自脛骨結(jié)節(jié)下緣平面前內(nèi)側(cè)呈55°角打入導(dǎo)針，沿導(dǎo)針鉆直徑與移植腱相同的脛骨隧道；置入股骨止點(diǎn)定位器于股骨髁間窩內(nèi)側(cè)壁。自股內(nèi)側(cè)髁打入導(dǎo)針，沿導(dǎo)針鉆直徑與移植腱相同的股骨隧道。再建立acl骨隧道，脛骨止點(diǎn)定位器定位于外側(cè)半月板前角游離緣延長(zhǎng)線與脛骨髁問內(nèi)、外側(cè)棘連線內(nèi)中l(wèi)／3 垂線的交點(diǎn)，自脛骨上端 pcl脛骨隧道的前外上方lcm鉆直徑與移植腱相同的脛骨隧道。自脛骨隧道插入股骨止點(diǎn)定位器，于屈膝90，定位于股骨外側(cè)髁內(nèi)側(cè)面，鉆股骨隧道。將肌腱穿入en— dobuton的尼龍袢，選用兩根不同顏色的尼龍線分別傳入 endobuton的2個(gè)孔內(nèi)，經(jīng)脛骨隧道牽入股骨隧道，穿出骨皮質(zhì)后，調(diào)整endobuton位置，將肌腱向下拉緊，使endobuton貼近股骨皮質(zhì)，脛骨側(cè)采用界面螺釘固定。最后檢建acl、pcl的位置、張力和固定穩(wěn)定性。術(shù)后行內(nèi)外側(cè)應(yīng)力試驗(yàn)膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性可，較術(shù)前明顯改善，關(guān)節(jié)內(nèi)留置負(fù)壓引流管，縫合傷口，無菌輔料適當(dāng)加壓包扎。

1.3 術(shù)后處理

術(shù)后常規(guī)給予預(yù)防感染、補(bǔ)液、消腫及對(duì)癥等治療。引流液量小于50ml后，拔除引流管。術(shù)后麻醉清醒后即進(jìn)行股四頭肌等長(zhǎng)收縮、足背伸一跖屈等活動(dòng)，進(jìn)行直腿抬高及膝關(guān)節(jié)逐漸屈伸等活動(dòng)，術(shù)后2周手術(shù)切口折線，繼續(xù)股四頭肌肌力、關(guān)節(jié)活動(dòng)度鍛煉，膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度達(dá)90°，4周后加強(qiáng)股四頭肌肌力、關(guān)節(jié)活動(dòng)度鍛煉，術(shù)后 8個(gè)月內(nèi)避免患膝劇烈剪切、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。術(shù)后定期隨訪，檢查膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度、股四頭肌力、前后向穩(wěn)定性，術(shù)后3個(gè)月采用lysholm評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)膝關(guān)節(jié)功能進(jìn)行評(píng)定。

1.4 檢查項(xiàng)目 ①體征檢查 (膝關(guān)節(jié)的腫脹程度、活動(dòng)度及疼痛程度)；②依據(jù) lysholm膝關(guān)節(jié)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及能否進(jìn)行體育運(yùn)動(dòng)(基本的跑步、打球、跳躍及單側(cè)患肢蹲立)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析數(shù)據(jù) 以x+s表示。用spss 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。

2 結(jié)果

38例均獲得隨訪，時(shí)間1～24個(gè)月，恢復(fù)良好，無傷口感染、移植物斷裂、螺釘松動(dòng)、神經(jīng)血管損傷等并發(fā)癥。2例出現(xiàn)輕度關(guān)節(jié)積液，對(duì)癥處理后癥狀完全消失。38例患者術(shù)后，前后抽屜試驗(yàn)均為陰性，lachman試驗(yàn)陰性，無關(guān)節(jié)不穩(wěn)的現(xiàn)象。3例患者出現(xiàn)髕前輕微疼痛，關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍減少10-5°，但不影響日常活動(dòng)。38例患者術(shù)前 lysholm評(píng)分為22.3+4.6分，術(shù)后隨訪評(píng)分為83.2±7.3，差異具有顯著性(p<0.01)，多數(shù)患者自述滿意。

3 討論

前后交叉韌帶損傷主要發(fā)生于交通事故等嚴(yán)重的外傷，且多伴有內(nèi)外側(cè)副韌帶或半月板的損傷，會(huì)導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)功能嚴(yán)重障礙，如果診斷及治療不及時(shí)、合理，將會(huì)不可避免地產(chǎn)生膝關(guān)節(jié)的功能障礙甚至病殘，應(yīng)采取積極的手術(shù)治療。而切開重建術(shù)創(chuàng)傷大 ，伸膝裝置容易損傷，致術(shù)后關(guān)節(jié)僵硬、強(qiáng)直遠(yuǎn)期療效差[5]。隨著微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展，關(guān)節(jié)鏡下同期重建前后交叉韌帶陸續(xù)有許多成功的報(bào)道。有研究發(fā)現(xiàn)[6]，前、后交叉韌帶斷裂時(shí)，難以調(diào)節(jié)重建韌帶的張力，也難以維持膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。而膝關(guān)節(jié)韌帶的重建，則不僅有利于維持膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，也有利于正確調(diào)整和維持重建韌帶的張力。前后叉韌帶重建可以最大程度地緩解疼痛，加快膝關(guān)節(jié)的恢復(fù)。本組病例中采用半腱肌腱及股薄肌腱作為移植物重建后交叉韌帶，界面擠壓螺釘固定，術(shù)后隨診，未發(fā)現(xiàn)移植物斷裂和松動(dòng)，效果可靠。

移植物的選擇是前、后又韌帶重建的關(guān)鍵點(diǎn)之一 ，隨著對(duì)膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)及固定方法的改進(jìn)，自體半腱肌腱和股薄肌腱具有良好的生物學(xué)性能、供區(qū)并發(fā)癥少、關(guān)節(jié)鏡下微創(chuàng)植入 、固定方法可靠和臨床應(yīng)用效果良好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛認(rèn)同[7]。研究顯示[8]，兩股半腱肌腱強(qiáng)度為acl的130％，四束股半腱肌腱能夠提供正常前交義韌帶強(qiáng)度的229％，因此四束股薄肌腱和四束半腱肌腱重建前后交叉韌帶能夠滿足其生物力學(xué)要求 。大量實(shí)驗(yàn)及臨床結(jié)果證實(shí),任何移植物結(jié)構(gòu)開始消弱的環(huán)節(jié)是移植物與骨的固定界面而不是移植物本身的強(qiáng)度。界面固定螺釘為梭狀，固定力量成梯度增加，預(yù)留移植物有限蠕變范圍，剛度更加接近生理。關(guān)節(jié)鏡下重建膝關(guān)節(jié)前后交叉韌帶，必須熟練掌握關(guān)節(jié)鏡下重建交叉韌帶的技術(shù)、正確選擇交叉韌帶移植物、準(zhǔn)確定位前后交叉韌帶兩止點(diǎn)的位置。除此之外，保持移植物在膝關(guān)節(jié)屈伸活動(dòng)中等長(zhǎng)是重建交叉韌帶的重要生物力學(xué)原則。術(shù)后功能鍛煉對(duì)于恢復(fù)膝關(guān)節(jié)功能也相當(dāng)重要。本組患者術(shù)后進(jìn)行系統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練，改善關(guān)節(jié)活動(dòng)度，增強(qiáng)股四頭肌肌力。在重建術(shù)后早期，移植物要經(jīng)歷一個(gè)初始強(qiáng)度及生物力學(xué)屬性下降的過程，因此我們強(qiáng)調(diào)在重建術(shù)后12周內(nèi)，患肢負(fù)重鍛煉需在膝關(guān)節(jié)支具保護(hù)下進(jìn)行。本組患者的膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度、穩(wěn)定性和整體功能的恢復(fù)也證明了積極康復(fù)的有效性和安全性。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙金忠，蔣堯，沈?yàn)|．關(guān)節(jié)鏡 f采用腘繩h兒肌臟和微型紐扣鋼板 同時(shí)重建前后十字韌帶 lj1．中華骨科雜志，2003，23：206～209

[2] colosimo at，carrol pf，heido rs，et a1．simuhaneous acl and pcl reconstruction[j]．j knee surg，2003，16：i9l一197

[3] 蔣青，陳東陽，徐志宏等．膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)副韌帶、前交義韌帶、后交叉韌帶聯(lián)合損傷的手術(shù)治療 [j1．中華創(chuàng)傷雜志，2005，21：329—332

[4] faneli ca，edson cj．a(chǎn)rthroscopicdly assisted combined an—terior and posterior cruciate ligament reconstruction in the muhiple 1igament injured knee：2 to 10 year tblow-up[j]．a(chǎn)rthroscopy，2002，l8：703—712

[5]劉杰，王巖，土立德．實(shí) l}j關(guān)節(jié)鏡 手術(shù)學(xué)lj1．人民軍醫(yī)出版社 ，2006 ；

篇6

【關(guān)鍵詞】 髕骨骨折；鎳鈦聚髕器；內(nèi)固定

Comparison of two kinds of internal fixation methods in treatment of patellar fracture

FU Lianchong,YANG Juan,LIU Ming.Orthopedic Surgery,The People’s of Hanting District in Weifang City,Shandong 261100,China

【Abstract】 Objective To compare the clinical effects of nickel titanium patellar concentrator and tension band in treatment of patellar fracture.Methods 107 patients with patellar fracture in orthopedie suryery were randomly divided into the observation group and the control group.55cases(55knees)of the observation group were treated by nickel titanium patellar concentrator therapy and 52 cases(52knees)of the control group were treated by tension band therapy.The patients were followed up for 12~24 months and the effects were compared.Results The excellent and good rates of the observation group was 96.4%and the control group 71.2％，the observation group was better than the control group(P

【Key words】 Patellar fracture; Nickel titanium patella concentrator; Internal fixation

髕骨骨折是一種關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，多數(shù)是由于直接和間接暴力聯(lián)合作用導(dǎo)致，相關(guān)資料顯示其發(fā)生率約占全身骨折的1.65％［1］。髕骨屬于人體內(nèi)最大的籽骨，具有重要的功能，不僅是腚骨關(guān)節(jié)的重要組成結(jié)構(gòu)，還具有增加股四頭肌的伸膝力量和減少關(guān)節(jié)間摩擦的作用。由于髕骨關(guān)節(jié)軟骨面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含許多小的關(guān)節(jié)面，因此一旦發(fā)生髕骨骨折，必須最大限度的恢復(fù)其軟骨面的連續(xù)性，促進(jìn)骨折的早期愈合，盡早進(jìn)行膝關(guān)節(jié)功能鍛煉，以防預(yù)后不良導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)僵硬［2］。臨床上有多種內(nèi)固定方法進(jìn)行髕骨骨折的治療，為了比較鎳鈦聚髕器和鋼絲克氏針內(nèi)固定治療髕骨骨折的療效，我科分別用兩種方法對(duì)107例髕骨骨折患者進(jìn)行了治療，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 來我科就診的107例髕骨骨折患者隨機(jī)分為觀察組和對(duì)照組，其中觀察組55例(55膝)：男36例，女19例；年齡最大為74歲，最小14歲，平均42.2歲；病因：摔傷29例，車禍撞傷14例，高空墜落傷7例，重物砸傷4例，其他原因所致1例；骨折類型分型參照胥少汀分類標(biāo)準(zhǔn)［3］：橫行骨折30例，粉碎性骨折17例，髕骨上極粉碎性骨折3例，髕骨下極粉碎性骨折5例，其中將髕骨上、下極粉碎性骨折分入髕骨粉碎性骨折類型中， 共計(jì)25例； 閉合性骨折51例，開放性骨折4例；均為新鮮骨折；對(duì)照組52例(52膝)：

男34例，女18例；年齡最大為75歲，最小14歲，平均42.5歲；病因：摔傷25例，車禍撞傷13例，高空墜落傷8例，重物砸傷4例，其他原因所致2例；骨折類型：橫行骨折28例，粉碎性骨折15例，髕骨上極粉碎性骨折5例，髕骨下極粉碎性骨折4例，其中將髕骨上、下極粉碎性骨折分入髕骨粉碎性骨折類型中，共計(jì)24例；閉合性骨折49例，開放性骨折3例；均為新鮮骨折。兩組患者的一般情況經(jīng)過統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2 治療方法 所有患者入院后均完善相關(guān)檢查，除外嚴(yán)重心、肝腎功能不全不能耐受的患者，仔細(xì)閱讀患者膝關(guān)節(jié)正側(cè)位X線片，制定準(zhǔn)確的手術(shù)方案。

1.2.1 觀察組行鎳鈦聚髕器內(nèi)固定治療 手術(shù)采用腰麻或硬模外麻醉，患者取仰臥位，大腿中部預(yù)置氣囊止血帶，常規(guī)消毒，鋪無菌單。手術(shù)采用膝內(nèi)側(cè)弧形切口，翻轉(zhuǎn)髕前皮瓣，顯露骨折端，注意保護(hù)髕骨周圍軟組織。若為開放骨折，注意進(jìn)行徹底的清創(chuàng)、消毒。復(fù)位骨折斷端，利用巾鉗夾緊髕骨兩側(cè)進(jìn)行臨時(shí)固定，測(cè)量髕骨縱軸長(zhǎng)度,選擇合適的聚髕器先在在0℃~4℃的冰鹽水中浸泡5 min以上,用持針鉗在冰水中將聚髕器各爪枝均勻地展開，同時(shí)利用冰水紗布濕敷髕前組織進(jìn)行降溫。按照各爪枝位置，在髕底及髕尖部位各刺2~3個(gè)1 cm長(zhǎng)的小口，夾住聚髕器腰部，將髕尖各爪枝刺入髕韌帶并將髕尖鉤住，此后將固定器向近端牽拉，將聚髕器的兩個(gè)爪枝扣住髕底部。注意使聚髕器腰部緊密聚貼髕體，然后扶住患肢小腿作輕柔的小幅度關(guān)節(jié)活動(dòng)，以利于未完全復(fù)位的骨折塊復(fù)位。或在伸膝0°位時(shí)，用手掌輕叩，按壓髕骨，利于股髕關(guān)節(jié)面的磨合，整復(fù)變位和碎裂的髕骨關(guān)節(jié)面。然后用40°~50℃熱鹽水紗布加溫聚髕器1~2 min，使聚髕器各爪技收縮固定。伸膝0°檢查髕面是否平滑，對(duì)位不滿意者可冷卻本器后重新安裝，術(shù)畢依次縫合各層軟組織。

1.2.2 對(duì)照組采用鋼絲克氏針張力帶內(nèi)固定術(shù) 切開復(fù)位步驟同鎳鈦聚髕器內(nèi)固定,將2枚克氏針從骨折遠(yuǎn)端穿入,由近端穿出,注意上下端針尾露出約0.5 cm,用鋼絲在髕骨前面張力側(cè)分別環(huán)繞2枚克氏針,在髕骨下極擰緊結(jié)扎固定骨折,觀察復(fù)位準(zhǔn)確后，將克氏針針尾、鋼絲端彎曲剪短并埋入軟組織內(nèi)，術(shù)畢依次縫合各層軟組織。

1.3 術(shù)后處理 術(shù)后第2天開始練習(xí)股四頭肌收縮，7 d后在床上主動(dòng)練習(xí)關(guān)節(jié)伸屈活動(dòng)。術(shù)后2周拆線，可扶住拐杖下床行走。一般術(shù)后3~5周患者膝部功能可接近健側(cè)水平。術(shù)后6個(gè)月可取出聚髕器。

1.4 療效標(biāo)準(zhǔn)［4］ 優(yōu):膝關(guān)節(jié)功能正常,無疼痛及肌肉萎縮,行走正常,屈伸及下蹲無困難；良:膝關(guān)節(jié)功能基本正常,無疼痛,有輕度肌萎縮,行走正常,下蹲稍有困難；可:膝關(guān)節(jié)有疼痛及肌肉萎縮并伴屈曲受限,但>90°,平地行走無跛行,上下樓及下蹲困難；差:有疼痛及肌萎縮,屈曲

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 利用SPSS15.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)行χ2檢驗(yàn)，P

2 結(jié)果

隨訪觀察12~24個(gè)月，觀察組優(yōu)47例，良6例，可1例，差1例，優(yōu)良率為96.4％；對(duì)照組優(yōu)30例，良7例，可8例，差7例，優(yōu)良率為71.2％，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P

3 討論

由于髕骨解剖結(jié)構(gòu)的重要性，治療髕骨骨折時(shí)應(yīng)注意以下原則［5］：①骨折復(fù)位應(yīng)盡可能地達(dá)到解剖復(fù)位；②應(yīng)當(dāng)采用可靠的內(nèi)固定治療髕骨骨折，直至骨折斷端愈合；③術(shù)中應(yīng)特別注意恢復(fù)重建膝關(guān)節(jié)的連續(xù)性，以盡快恢復(fù)膝關(guān)節(jié)的功能。因此，選擇的手術(shù)方案是否合理將直接影響膝關(guān)節(jié)功能的預(yù)后。目前臨床上有多種內(nèi)固定方法用于髕骨骨折的治療，如鎳鈦聚髕器和鋼絲克氏針張力帶內(nèi)固定術(shù)。

本研究利用上述兩種方法分別對(duì)107例髕骨骨折患者進(jìn)行了治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用鎳鈦聚髕器內(nèi)固定術(shù)的觀察組優(yōu)良率為96.4％，而采用明顯鋼絲克氏針張力帶內(nèi)固定術(shù)的對(duì)照組優(yōu)良率為71.2％，觀察組的優(yōu)良率明顯優(yōu)于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。分析原因我們認(rèn)為克氏針張力帶固定術(shù)雖然具有可靠的生物力學(xué)固定效果，但是容易出現(xiàn)松動(dòng)，手術(shù)過程中存在穿針困難，不易將骨折碎塊聚攏，不能在近關(guān)節(jié)面部位產(chǎn)生有效的壓應(yīng)力，影響了療效。另外克氏針的位置、粗細(xì)選擇不當(dāng)及內(nèi)固定物的排斥反應(yīng)均會(huì)使手術(shù)失敗，如果固定后克氏針的針端向前旋轉(zhuǎn)，則會(huì)刺激皮膚產(chǎn)生疼痛，影響膝關(guān)節(jié)功能的恢復(fù)［6］。而鎳鈦聚髕器內(nèi)固定作為最近幾年開展起來的新方法，具有如下優(yōu)點(diǎn)：①創(chuàng)傷小,術(shù)中骨膜損傷少,內(nèi)固定不必在骨質(zhì)上鉆孔,避免了過多破壞骨結(jié)構(gòu),有利于骨折愈合［7］；②組織相容性好,可在0℃低溫下塑變、40℃溫度下回復(fù)原定形狀，具有記憶功能和回彈力。另外其獨(dú)特的5爪環(huán)抱式內(nèi)固定提供了良好的力學(xué)條件，其縱向壓應(yīng)力可以抵消因股四頭肌活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的張應(yīng)力,而剩余的部分壓應(yīng)力可用于維持骨折復(fù)位及骨折生長(zhǎng)愈合,無需進(jìn)行外固定,可早期行膝關(guān)節(jié)功能鍛煉［8］；③操作簡(jiǎn)便,放置和取出無需特殊器械，大大降低了手術(shù)操作難度及手術(shù)時(shí)間。另外鎳鈦聚髕器還適用于多平面、嚴(yán)重的粉碎性骨折，特別是治療髕骨下極粉碎性骨折是其他內(nèi)固定器材無法比擬的。

綜上所述，鎳鈦聚髕器內(nèi)固定治療髕骨骨折療效顯著，固定牢固可靠,可盡早進(jìn)行功能鍛煉,保存膝關(guān)節(jié)功能,是比較理想的內(nèi)固定方法。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］ S.Terry Canale(AM).坎貝爾骨科手術(shù)學(xué).山東科學(xué)技術(shù)出版社.2001:2.

［2］ 王健.空心拉力釘可吸收縫線張力帶法治療髕骨骨折.臨床骨科雜志,2008,11(1):93.

［3］ 胥少汀,葛寶豐,徐印坎.實(shí)用骨科學(xué).人民衛(wèi)生出版社,2003:19421945.

［4］ 陸裕補(bǔ),胥少汀,葛豐寶,等.實(shí)用骨科學(xué).人民軍醫(yī)出版社,1991:680.

［5］ Heppenstall RB.Fracture treatment and healing.Listed Lord:Sanders Company.1980:759769.

［6］ 康波.鎳鈦聚髕器與張力帶內(nèi)固定治療髕骨骨折療效比較.臨床骨科雜志,2009,12(1):66.

篇7

關(guān)鍵詞：跳高后備人才；起跳技術(shù)；運(yùn)動(dòng)學(xué)分析；診斷

中圖分類號(hào)：G804.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-3612（2011）08-0060-03

Biomechanics Analysis on the Taking-off Techniques of Elite Juvenile High Jump Players

CHEN Xing-sheng1， YE Ji-qiang2

（1.Wuhan Sports University，Wuhan 430079， Hubei China；2.Hubei Water Resources Technical College，Wuhan 430070， Hubei China）

Abstract:The research uses two sets of home-made IPC high-speed camera system to take picture of back-style high jump of the elite juvenile player，Liu Chen-yang by 240 frm/s. And the research uses the three dimension graphs analysis system， ARIEL， to analyze his taking-off technique so as to compare his kinematics technique parameter with the overseas elite players and find out the distance to provide scientific references and information support to the tailored training of the talent reserve of the high-jump players.

Key words: talent reserve of high-jump players； taking-off techniques； kinematics analysis； diagnosis

投稿日期：2011-06-20

作者簡(jiǎn)介：陳興勝，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向體育教育訓(xùn)練學(xué)。

為了保證我國跳高項(xiàng)目穩(wěn)定性和連續(xù)性，盡快實(shí)現(xiàn)奧運(yùn)戰(zhàn)略目標(biāo)，培養(yǎng)青少年跳高后備人才是當(dāng)務(wù)之急。本文以目前我國優(yōu)秀少年男子跳高后備運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，采用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)方法深入剖析跳高運(yùn)動(dòng)技術(shù)，探究跳高運(yùn)動(dòng)的技術(shù)規(guī)律，并且結(jié)合研究對(duì)象個(gè)體實(shí)際情況，對(duì)其動(dòng)作與國內(nèi)外優(yōu)秀跳高運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)進(jìn)行比較，找出差距，有針對(duì)性地進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，以推動(dòng)我國跳高運(yùn)動(dòng)可持續(xù)性發(fā)展。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 以湖北省田徑隊(duì)優(yōu)秀少年跳高運(yùn)動(dòng)員劉晨陽為研究對(duì)象，該運(yùn)動(dòng)員年齡16歲，身高1.88 m，訓(xùn)練年限4 a，運(yùn)動(dòng)水平為運(yùn)動(dòng)健將,最好成績(jī)?yōu)?.09 m。目前已確定為我國男子跳高后備力量重點(diǎn)培養(yǎng)對(duì)象。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法 根據(jù)本課題研究需要，查閱文獻(xiàn)60余篇，并對(duì)其進(jìn)行了整理分類和分析，為本研究提供理論和方法學(xué)的依據(jù)。

1.2.2 比較法 對(duì)國內(nèi)外優(yōu)秀跳高運(yùn)動(dòng)員黃海強(qiáng)、朱建華、索托馬約爾等運(yùn)動(dòng)成績(jī)、技術(shù)參數(shù)等方面進(jìn)行對(duì)比研究。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)法 在湖北省體育科學(xué)研究所田徑運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，利用兩臺(tái)國產(chǎn)功控機(jī)高速攝像系統(tǒng)進(jìn)行同步拍攝劉晨陽的跳高動(dòng)作，采用的是美國產(chǎn)的PULNiX TM-6710CL攝像鏡頭和德國進(jìn)口的高速采集卡。其中拍攝頻率為240幀/s，其攝影框架為愛捷009-D，并設(shè)23球13球?yàn)閄軸，即身體前進(jìn)方向，Y軸為身體左右運(yùn)動(dòng)方向，Z軸為身體上下移動(dòng)方向。兩機(jī)主光軸夾角為90°，鏡頭主光軸相對(duì)地面高度1.1 m，兩機(jī)間距13 m左右。本文受試者從左側(cè)助跑右側(cè)起跳，跳過1.95 m高度。對(duì)拍攝所得的圖像采用美國ARIEL三維圖像解析系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行解析，其中選用漢納范人體模型，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字低通濾波平滑處理，平滑系數(shù)為8。

1.2.4 理論分析法 以運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)相關(guān)理論為依據(jù)，結(jié)合劉晨陽跳高起跳動(dòng)作特點(diǎn)進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 起跳腿著地瞬間和離地瞬間身體重心的速度分析 運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)身體重心初速度大小是決定跳高成績(jī)好壞的要因素之一，在合理起跳角度前提下初速度越大所能越過的高度就越大。

根據(jù)表1中相關(guān)數(shù)據(jù)，劉晨陽在起跳腿著地瞬間和離地瞬間其身體重心水平速度、垂直速度與國內(nèi)外優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的相應(yīng)參數(shù)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，總體上與世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員平均值的參數(shù)懸殊較大。與國內(nèi)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的平均值在有些參數(shù)上稍顯接近，這主要表現(xiàn)在垂直速度前后變化上面。在起跳腳著地瞬間其身體重心的水平速度僅為5.48 m/s，說明助跑速度的提升能力較差，在起跳后，身體重心的水平速度的變化量也僅為2.12 m/s，說明身體重心的水平速度對(duì)垂直速度的轉(zhuǎn)化貢獻(xiàn)不大。該運(yùn)動(dòng)員在起跳后身體重心的垂直速度為3.94 m/s，接近國內(nèi)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的平均水平（3.99±0.22）m/s，說明該運(yùn)動(dòng)員在起跳階段起跳腿、擺動(dòng)腿、兩臂的蹬擺對(duì)身體重心的垂直速度獲得起到關(guān)鍵的作用。

表1 研究對(duì)象與優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員起跳腿著地瞬間和離地瞬間身體重心速度變化對(duì)照m/s

注：V1：起跳腿著地瞬間重心的水平速度；V2：起跳腿離地瞬間重心的水平速度；V1V1－V2；V3：起跳腿著地瞬間重心的垂直速度；V4：起跳腿離地瞬間重心的垂直速度；V2V4－V3。

2.2 起跳階段身體重心高度的分析 根據(jù)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)中運(yùn)動(dòng)學(xué)原理可知，人體在垂直方向的速度受人體在起跳過程中蹬伸距離影響的，適當(dāng)增加起跳腿的蹬伸距離有利于垂直速度的提高。因此，在起跳過程中增加蹬伸距離是提高垂直速度的一個(gè)主要因素。垂直方向的蹬伸距離即身體重心在垂直方向的加速距離，是由起跳腿離地瞬間身體重心高度（H1）與起跳腿著地瞬間身體重心之間的高度差決定的，也是與運(yùn)動(dòng)員本身的身高和起跳時(shí)的動(dòng)作技術(shù)緊密相聯(lián)的，其中身高方面的原因是我國跳高運(yùn)動(dòng)員與歐美跳高運(yùn)動(dòng)員之間存在顯著差異之處。

表2 研究對(duì)象與國內(nèi)外優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員起跳階段身體重心

高度參數(shù)對(duì)照

由表2中相關(guān)數(shù)據(jù)可知，劉晨陽身體重心的垂直加速距離與黃海強(qiáng)相差0.23 m，與朱建華相差0.25 m，而與索托馬約爾的差距高達(dá)0.38 m，可見劉晨陽的身體重心加速距離是非常短的。同時(shí)由表3中的數(shù)據(jù)還可以看出，劉晨陽在起跳腿著地瞬間其身體重心的高度是最低的（0.82 m），起跳腿離地時(shí)身體重心高度仍然是最低的（1.01 m）。起跳腿從著地到離地時(shí)雖然身體重心有所變化，但由于蹬伸不充分和腿部力量及助跑速度的多重因素影響，最終導(dǎo)致身體重心垂直加速的距離縮短。再者，從H1/身高的數(shù)據(jù)也同樣可以看出，劉晨陽的H1/身高的值最低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于黃海強(qiáng)、朱建華、索托馬約爾。這也說明在起跳階段劉晨陽的蹬伸動(dòng)作不充分、不到位，從而影響到整個(gè)起跳效果。

2.3 起跳時(shí)間的分析 從表3中相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出，劉晨陽在起跳階段所用的總時(shí)間為0.162 s，在正常范圍值0.12～0.18 s之內(nèi)，但小于黃海強(qiáng)和朱建華起跳時(shí)間及世界男子優(yōu)秀跳高運(yùn)動(dòng)員起跳的平均時(shí)間。這并不能說明劉晨陽起跳技術(shù)快速有力，還要根據(jù)緩沖和蹬伸時(shí)間長(zhǎng)短及所占總時(shí)間百分比來進(jìn)一步分析。陳潔敏、章鶯通過對(duì)我國部分優(yōu)秀男子跳高運(yùn)動(dòng)員起跳技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析發(fā)現(xiàn)：在背越式跳高起跳過程中，垂直速度大的運(yùn)動(dòng)員所用緩沖時(shí)間小于蹬伸時(shí)間，而垂直速度小的運(yùn)動(dòng)員所用緩沖時(shí)間要大于蹬伸時(shí)間，最后得出在起跳過程中要盡量縮短緩沖時(shí)間的結(jié)論［1］。在本研究中受試者劉晨陽在起跳階段緩沖和蹬伸階段的時(shí)間分別占總時(shí)間的49%、51%，兩個(gè)階段的動(dòng)作時(shí)間幾乎相等，這與表4中所列的黃海強(qiáng)、朱建華的時(shí)間參數(shù)差別較大，特別是朱建華在起跳過程中緩沖階段的所用時(shí)間只占總時(shí)間的三分之一，因此，劉晨陽在起跳技術(shù)動(dòng)作上緩沖時(shí)間和蹬伸時(shí)間的分配不合理，要注意適當(dāng)較少緩沖時(shí)間而增加蹬伸時(shí)間。

表3 研究對(duì)象與國內(nèi)外優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的起跳時(shí)間對(duì)照

2.4 起跳階段起跳腿關(guān)節(jié)角度分析 髖角是指身體軀干與大腿之間形成的夾角，起跳時(shí)起跳腳著地瞬間髖角的大小，是衡量是否積極放腳起跳的一個(gè)重要的指標(biāo)。在助跑最后一步騰空階段，起跳腿依靠股后肌群及臀肌的發(fā)力作用伸髖并積極放腳準(zhǔn)備起跳，所以髖角的大小與起跳腳放腳的積極性有著密切關(guān)系，髖角越大說明放腳就越積極，但并非髖角越大越好。《田徑運(yùn)動(dòng)高級(jí)教程》中認(rèn)為起跳腿在著地瞬間髖角在150°～160°為宜［2］。另《田徑》教材中認(rèn)為起跳腿在膝關(guān)節(jié)最大緩沖時(shí)應(yīng)構(gòu)成約140°～160°的角［3］。

表4 研究對(duì)象起跳階段起跳腿角度參數(shù)統(tǒng)計(jì)

從圖1曲線可以發(fā)現(xiàn)，在起跳階段，起跳腿的踝角、膝角、髖角變化角明顯而且都成增大趨勢(shì)，說明在此過程中被試者緩沖、蹬伸作用明顯。由表5中相關(guān)數(shù)據(jù)可知，在緩沖階段，劉晨陽在起跳階段起跳腳著地瞬間的髖角為157.12°，在適宜范圍之內(nèi)，至最大緩沖時(shí)起跳腿的髖角為164.63°，緩沖幅度為7.51°，這說明劉晨陽在起跳時(shí)能夠積極的送髖和放腳，但緩沖幅度明顯偏小，應(yīng)該是起跳腳著地瞬間右髖關(guān)節(jié)送髖幅度不大髖角過小所致。起跳腿的膝關(guān)節(jié)角度在最大緩沖時(shí)為146.38°，緩沖幅度為6.11°，在適宜范圍之內(nèi)。從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)理論上講，如果緩沖階段膝角過大，就會(huì)使得起跳腿所承受的作用力增加，損失助跑速度，有時(shí)過于伸直會(huì)使膝關(guān)節(jié)受到損傷；如果緩沖階段膝角過小，則說明起跳腿過于彎曲，不利于后階段的蹬伸發(fā)力，所以膝角在緩沖階段必須處于適宜的范圍之內(nèi)才能正常發(fā)力起跳。

根據(jù)陳潔敏、章鶯對(duì)我國部分優(yōu)秀男子跳高運(yùn)動(dòng)員跳高技術(shù)進(jìn)行的分析研究結(jié)果顯示，在起跳腿離地瞬間我國男子優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的髖角平均為180.0±4.88°，膝角超過170°。又有由表5中相關(guān)數(shù)據(jù)可知，劉晨陽在蹬離地面瞬間的髖角為175.23°，與我國優(yōu)秀男子跳高運(yùn)動(dòng)員的參數(shù)相接近，此刻髖關(guān)節(jié)送髖和蹬伸較充分；而蹬離地面瞬間的膝角為158.61°，這與國內(nèi)優(yōu)秀男子運(yùn)動(dòng)員的指標(biāo)相差甚遠(yuǎn)，說明膝關(guān)節(jié)蹬伸不充分。同時(shí)踝關(guān)節(jié)在起跳腿蹬離地面瞬間其角度僅為135.01°，距理想值180°同樣是相差甚遠(yuǎn)，說明踝關(guān)節(jié)在最后蹬伸階段的蹬伸非常不充分，可能是踝關(guān)節(jié)柔韌性較差或者力量薄弱所致。在起跳階段運(yùn)動(dòng)員身體沒有進(jìn)行充分蹬伸就會(huì)使垂直奮力小導(dǎo)致垂直分速度的小，使得起跳蹬離地面瞬間的身體重心高度H1較低；再者影響水平速度向垂直速度的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而影響人體騰空后到達(dá)最高點(diǎn)的高度H2。由以上分析可知，起跳階段，在起跳腿緩沖時(shí)劉晨陽的髖、膝關(guān)節(jié)蹬伸動(dòng)作均較正常；在起跳腿蹬伸過程中除了髖關(guān)節(jié)伸展較充分外，膝和踝關(guān)節(jié)蹬伸均不理想，膝關(guān)節(jié)屈曲度稍大而踝關(guān)節(jié)蹬伸極為不充分。

2.5 起跳階段兩臂擺動(dòng)動(dòng)作技術(shù)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 在起跳過程中，兩臂快速有力的擺動(dòng)有利于較好地提高運(yùn)動(dòng)員的身體重心。陳朝陽、李建設(shè)通過研究跳高運(yùn)動(dòng)員兩臂擺動(dòng)對(duì)踏跳及騰空后人體騰起高度作用效果認(rèn)為運(yùn)動(dòng)員兩臂向上擺動(dòng)所獲得的人體總重心騰起高度是兩臂不擺動(dòng)情況下的1.14倍［4］。從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)力學(xué)角度講，在起跳過程中兩臂的擺動(dòng)速度是越大越好，因?yàn)閮杀蹟[動(dòng)的速度方向是向上而所產(chǎn)生的慣性方向向下，這就導(dǎo)致人體施加給地面一個(gè)壓力，擺臂的速度越大壓力也就越大。目前國內(nèi)外背越式優(yōu)秀跳高運(yùn)動(dòng)員中擺臂方式因人而異，沒有統(tǒng)一的動(dòng)作模式，但無論上何種擺臂姿勢(shì)都要求擺動(dòng)動(dòng)作幅度大，加速節(jié)奏明顯，能充分發(fā)揮腿、臂擺動(dòng)配合的積極作用，優(yōu)化起跳效果。

表5 起跳階段劉晨陽與索托馬約爾擺臂垂直速度參數(shù)

從圖2、3左右臂擺動(dòng)變化曲線可以看出，劉晨陽在起跳階段雙臂做到了快速積極的擺動(dòng)，左臂的擺動(dòng)速度最大達(dá)到了7.7 m/s，最小擺動(dòng)速度為3.5 m/s，右臂的擺動(dòng)速度最大達(dá)到了8.3 m/s，最小擺動(dòng)速度為2.9 m/s。從表6中相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出，劉晨陽的左右臂擺動(dòng)速度分別為5.5 m/s、5.0 m/s，這與國內(nèi)外優(yōu)秀跳高運(yùn)動(dòng)員所表現(xiàn)出的左臂擺動(dòng)速度高于右臂擺動(dòng)速度的情況相一致。與世界跳高名將索托馬約爾的兩臂擺動(dòng)速度相比，左臂擺動(dòng)的速度與之接近，而右臂的擺動(dòng)速度為5.0 m/s甚至超過了索托馬約爾的2.9 m/s，高于國內(nèi)一般跳高運(yùn)動(dòng)員的手臂擺動(dòng)速度。這說明該運(yùn)動(dòng)員的上肢力量較強(qiáng)，可以通過積極快速的擺動(dòng)兩臂來獲得更大的起跳動(dòng)力。

3 結(jié) 論

1）我國少年跳高選手劉晨陽在起跳階段兩臂能夠協(xié)調(diào)有力快速的擺動(dòng)，手臂擺動(dòng)產(chǎn)生的相對(duì)動(dòng)量較大，為完成起跳動(dòng)作提供了有力保證。在起跳階段，身體重心水平速度和垂直速度稍偏小，且各分方向的速度變化量不大，與國內(nèi)外優(yōu)秀選手存在一定差距。

2）劉晨陽起跳時(shí)間較短而且緩沖時(shí)間和蹬伸時(shí)間分配不合理，應(yīng)該適當(dāng)縮短緩沖時(shí)間和延長(zhǎng)蹬伸時(shí)間，以保證在起跳階段能夠充分的蹬伸。

3）劉晨陽有積極送髖的意識(shí)，但蹬擺力量和速度顯得不夠，也不充分，導(dǎo)致起跳離地時(shí)的身體重心高度較低，影響了起跳動(dòng)作效果。

4）研究結(jié)果表明，運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)的垂直方向速度及腿蹬伸動(dòng)量還沒有發(fā)揮最大效益, 提示優(yōu)秀后備運(yùn)動(dòng)員有較大的挖掘潛勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 陳潔敏，章鶯.對(duì)我國部分優(yōu)秀男子跳高運(yùn)動(dòng)員起跳技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析［J］.中國體育科技，2001，37（4）：37-40.

［2］ 文超.田徑運(yùn)動(dòng)高級(jí)教材［M］.北京：人民體育出版社，1994：401-431.

［3］ 《田徑》教材編寫組.田徑［M］.北京：高等教育出版社，1994:238-259.

篇8

關(guān)節(jié)內(nèi)相互接觸的骨端表面有一層透明軟骨，它光滑而富有彈性,可以傳遞應(yīng)力，作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。關(guān)節(jié)滑膜產(chǎn)生滑液關(guān)節(jié)，減少磨擦。關(guān)節(jié)活動(dòng)時(shí)，軟骨相互壓縮、放松，就像海綿中的水?dāng)D進(jìn)擠出一樣,帶進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì),帶出代謝產(chǎn)物。

人的關(guān)節(jié)從娘胎開始“動(dòng)”，一直“動(dòng)”到生命最后一息，一生中不知要經(jīng)過多少次磨擦！雖說關(guān)節(jié)軟骨是自然界中最耐磨的物質(zhì)之一，但“水滴石穿，繩鋸木斷”，日久天長(zhǎng)，難免損壞退變。尤其是人到中年后，代謝減緩，軟骨基質(zhì)中的重要物質(zhì)開始流失，保水性能降低，關(guān)節(jié)腔滑液形成減少，軟骨表面變得干燥，失去光澤、發(fā)黃，彈性降低。隨時(shí)間推移，逐漸加重，軟骨層變薄，出現(xiàn)裂隙，發(fā)生破碎。破損部位雖有新生硬骨代替，但其功能卻相差很多。脫落下來的軟骨碎片，刺激滑膜發(fā)生充血、水腫、滲液等炎癥反應(yīng)，同時(shí)，關(guān)節(jié)邊緣骨質(zhì)增生、肥大。周圍肌肉收縮、痙攣。在此基礎(chǔ)上，可引起退變性關(guān)節(jié)炎、骨性關(guān)節(jié)炎，或肥大性關(guān)節(jié)炎。退變性關(guān)節(jié)炎多見于負(fù)重大、活動(dòng)度大的髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和脊柱腰椎。通常是幾個(gè)關(guān)節(jié)有病，也有單獨(dú)一個(gè)關(guān)節(jié)發(fā)病的。它嚴(yán)重影響中老年人生活質(zhì)量，威脅健康。

如何減少關(guān)節(jié)磨損

對(duì)脊柱和四肢骨、關(guān)節(jié)畸形或疾病，應(yīng)及早治療。減少關(guān)節(jié)磨損是預(yù)防退變性關(guān)節(jié)炎的有效和重要措施。

適當(dāng)運(yùn)動(dòng)可促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨吸收營養(yǎng)，并保持活動(dòng)范圍，但應(yīng)勞逸結(jié)合，不可過度。關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)次數(shù)過多，磨損概率就會(huì)增加，加上運(yùn)動(dòng)時(shí)關(guān)節(jié)承受的壓力比直立時(shí)大，更易引起骨關(guān)節(jié)的損傷。

運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)姿勢(shì)不正確，如突然轉(zhuǎn)動(dòng)身體，可致關(guān)節(jié)受力不均，受到擠壓和扭轉(zhuǎn)，損害關(guān)節(jié)面。爬樓梯或爬山時(shí)，膝關(guān)節(jié)處于半屈曲狀態(tài)，一條腿承重量大約是正常站立時(shí)的5～10倍。膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)在屈曲狀態(tài)下承受旋轉(zhuǎn)扭力，更易加重加快關(guān)節(jié)面的磨損。快速長(zhǎng)跑、踢足球、打籃球、舉重等運(yùn)動(dòng)過程中，關(guān)節(jié)面承受應(yīng)力過大，不很適合老年人。專家認(rèn)為，慢跑、散步、做體操、騎自行車、游泳、打太極拳、跳舞等，是比較合適的運(yùn)動(dòng)方式。鍛煉場(chǎng)所最好選在公園、田野、河畔、山邊、湖畔等處。這些地方車少，人不多，而草木較多、環(huán)境優(yōu)美、空氣新鮮。

運(yùn)動(dòng)裝備運(yùn)動(dòng)時(shí)最好穿專用的鞋子。跑、跳、舞蹈以跳躍動(dòng)作為主，鞋底前1/3至1/2處應(yīng)柔軟，以吸收沖擊力，增加反彈效果。慢跑運(yùn)動(dòng)鞋頭高而圓，應(yīng)有鞋舌以保護(hù)腳背及伸肌腱。網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)突發(fā)性移位動(dòng)作多，鞋底應(yīng)堅(jiān)硬耐磨，并強(qiáng)化腳弓部位，半統(tǒng)式鞋可適當(dāng)保護(hù)腳踝又不會(huì)太影響靈活度。跳舞時(shí)，以木板地上運(yùn)動(dòng)為主，多跑步動(dòng)作和滑動(dòng)，鞋宜輕巧，平底最好，前足部分最好稍軟，以便做踮腳動(dòng)作。

無論什么情況下，鞋跟不要超過3厘米。女性穿上高跟鞋，身體重心前移，負(fù)重力線改變，胸部前挺，臀部上提，優(yōu)美曲線更加突出。但同時(shí)也對(duì)足部有損害，也會(huì)加重膝關(guān)節(jié)磨損。生物力學(xué)分析提示，穿高跟鞋上下樓梯(尤其是下樓梯)，膝關(guān)節(jié)負(fù)荷加重，加上振動(dòng)，膝關(guān)節(jié)將受到加倍磨損。

準(zhǔn)備活動(dòng)運(yùn)動(dòng)前應(yīng)做好準(zhǔn)備活動(dòng)。運(yùn)動(dòng)中注意循序漸進(jìn)，逐漸加大關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍，防止損傷，甚至小骨片撕脫等。活動(dòng)量以身體舒適、微有出汗適宜，持之以恒。

整理活動(dòng) 劇烈運(yùn)動(dòng)后應(yīng)做整理活動(dòng)，即進(jìn)行一些強(qiáng)度較小，時(shí)間較短，與主要的鍛煉內(nèi)容區(qū)別較大的放松活動(dòng)。它可以幫助機(jī)體在較劇烈的運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，更平穩(wěn)地向安靜狀態(tài)過渡。

篇9

[摘要] 目的 研究兔前交叉韌帶骨-肌腱結(jié)合部（BTJ）損傷愈合模型中Tob蛋白的表達(dá)情況及其價(jià)值。 方法 取2.0～3.5 kg新西蘭大白兔（第二軍醫(yī)大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供），采用隨機(jī)數(shù)表法分為假手術(shù)組、BTJ損傷愈合組、BTJ損傷愈合+si-Tob注射組，檢測(cè)Tob基因的mRNA水平、蛋白水平及生物力學(xué)指標(biāo)：肌腱開始斷裂負(fù)荷、完全斷裂負(fù)荷。 結(jié)果 BTJ損傷愈合組的開始斷裂負(fù)荷[（27.3±4.9）N比（42.9±8.4）N，t = 9.472，P = 0.014]、完全斷裂負(fù)荷[（44.2±7.8）N比（68.8±12.1）N，t=6.783，P=0.028）]均低于假手術(shù)組，Tob基因的mRNA水平[（192.6±30.6）比（100.0±13.4），t = 11.874，P = 0.009）]和蛋白水平[（228.3±37.9）比（100.0±14.9），t = 13.273，P = 0.003]均高于假手術(shù)組；BTJ損傷愈合+si-Tob注射組的開始斷裂負(fù)荷[（38.5±7.2）N比（27.3±4.9）N，t = 6.374，P = 0.029）]、完全斷裂負(fù)荷[（63.1±11.4）N比（44.2±7.8）N，t = 6.938，P = 0.025）]均高于BTJ損傷愈合組，Tob基因的mRNA水平[（120.3±20.3）比（192.6±30.6），t = 8.993，P = 0.023）]和蛋白水平[（135.8±18.9）比（228.3±37.9），t = 10.374，P = 0.018]均低于BTJ損傷愈合組。 結(jié)論 Tob蛋白參與BTJ的損傷修復(fù)過程，抑制Tob的表達(dá)，有助于提高肌腱的強(qiáng)度和極限負(fù)荷。

[關(guān)鍵詞] 骨-肌腱結(jié)合部；Tob蛋白；前交叉韌帶；生物力學(xué)

[中圖分類號(hào)] R684.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-7210（2013）11（b）-0020-04

Expression of Tob protein in BTJ injury-healing mode of rabbit anterior cruciate ligament and its value analysis

JIA Yixin SHEN Feng WANG Jin KANG Yifan

Department of Orthopedics， Changhai Hospital Affiliated to Second Military Medical University， Shanghai 200433， China

[Abstract] Objective To study the expression and its value of Tob protein in BTJ injury mode of rabbit anterior cruciate ligament. Methods 2.0-3.5 kg New Zealand white rabbits （provided by animal laboratory center of Second Military Medical University） were randomly divided into sham group， BTJ injury-healing group and BTJ injury-healing+si-Tob injection group. Then mRNA level， protein level of Tob and biomechanical indexes including started breaking load and completely breaking load were detected. Results Started breaking load[（27.3±4.9） N vs （42.9±8.4） N，t=9.472，P=0.014） and completely breaking load [（44.2±7.8） N vs （68.8±12.1） N，t = 6.783， P = 0.028] of BTJ injury-healing group were lower than those of the sham group； Tob mRNA [（192.6±30.6） vs （100±13.4）， t = 11.874， P = 0.009] and protein [（228.3±37.9） vs （100.0±14.9）， t = 13.273， P = 0.003] levels were higher than those of sham group. Started breaking load [（38.5±7.2） N vs （27.3±4.9） N， t = 6.374， P = 0.029] and completely breaking load [（63.1±11.4） N vs （44.2±7.8） N， t = 6.938， P = 0.025] of BTJ injury-healing+si-Tob injection group were higher than those of BTJ injury-healing group； Tob mRNA [（120.3±20.3） vs （192.6±30.6）， t = 8.993， P = 0.023） and protein [（135.8±18.9） vs （228.3±37.9）， t = 10.374， P = 0.018） levels were lower than those of BTJ injury-healing group. Conclusion Tob protein is involved in the process of BTJ injury and healing， inhibited the expression of Tob. It is helpful for improving the strength and ultimate load of tendon

[Key words] Bone-tendon junction； Tob protein； Anterior cruciate ligament； Biological mechanics

[作者簡(jiǎn)介] 賈一鑫（1988.1-），男，湖北孝感人，第二軍醫(yī)大學(xué)2010級(jí)骨科專業(yè)在讀碩士研究；研究方向：骨與關(guān)節(jié)損傷。

[通訊作者] 康一凡（1963.6-），男，福建莆田人，博士，教授；研究方向：骨與關(guān)節(jié)損傷。

韌帶、肌腱止點(diǎn)損傷后的重建與修復(fù)是臨床研究的熱點(diǎn)問題。骨-肌腱結(jié)合部（bone-tendon junction，BTJ）的愈合過程會(huì)發(fā)生組織形態(tài)重塑，進(jìn)而形成瘢痕連接，其傳遞載荷和分散應(yīng)力的功能、強(qiáng)度和極限負(fù)荷較正常的軟骨性BTJ均明顯減弱，不利于臨床治療。探尋參與BTJ愈合過程的分子機(jī)制有助于為臨床治療韌帶、肌腱止點(diǎn)損傷提供參考。本研究分析了兔前交叉韌帶BTJ損傷愈合模型中Tob蛋白的表達(dá)情況及其價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下：

1 材料與方法

1.1 材料

新西蘭大白兔45只（第二軍醫(yī)大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供，動(dòng)物使用許可證號(hào)：滬2012-SYXK-0003），雌性，體重2.0～3.5 kg，平均（2.89±0.52）kg；Tob siRNA（貨號(hào)：sc-37504）購買于Santa Cruz公司，濃度10 μmol/L；轉(zhuǎn)染試劑NeoFX Transfection Agent（貨號(hào)：AM4511）購買于Ambion公司，規(guī)格1 mL/支；mRNA柱式提取+反轉(zhuǎn)錄試劑盒、熒光定量PCR試劑盒購買于天根公司；抗體購買于Abcam公司；手術(shù)器械及其常規(guī)耗材均由第二軍醫(yī)大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。

1.2 方法

1.2.1 分組方法 將新西蘭大白兔由1～45編號(hào)，并采用隨機(jī)數(shù)表法分為三組：假手術(shù)組、BTJ損傷愈合組、BTJ損傷愈合+si-Tob注射組，每組各15只。假手術(shù)組僅做縱形切口、暴露關(guān)節(jié)腔的操作；BTJ損傷愈合組按照BTJ損傷愈合模型建立方法進(jìn)行操作；BTJ損傷愈合+si-Tob注射組在建立BTJ損傷愈合模型的基礎(chǔ)上給予Tob siRNA注射。

1.2.2 BTJ損傷愈合模型建立方法 3%戊巴比妥鈉1 mL/kg耳緣靜脈注射，麻醉后將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物固定于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，剪毛后常規(guī)消毒，在髕骨內(nèi)側(cè)由髕骨上緣3 cm處起到脛骨結(jié)節(jié)處止做縱形切口，使髕骨向外側(cè)脫位，暴露前交叉韌帶并切除。分離并切取同側(cè)的趾長(zhǎng)伸肌肌腱，兩端用3-0縫線縫編后置于生理鹽水中備用。在脛骨端，以脛骨隆突為進(jìn)針點(diǎn)向原前交叉韌帶止點(diǎn)位置做一直徑約為2.5 mm的骨隧道，并經(jīng)過該隧道向上后外側(cè)通向髁間窩的后外側(cè)壁，用克氏針引導(dǎo)趾長(zhǎng)伸肌肌腱的牽引線穿過骨隧道，并在屈膝60°的情況下收緊打結(jié)固定；在股骨側(cè)，于股骨髁上2.0 cm處做兩個(gè)間距5 mm 的骨隧道，將趾長(zhǎng)伸肌肌腱的另一端以“U”字形埋入并打結(jié)固定。術(shù)畢用雙氧水和生理鹽水分別沖洗術(shù)腔，逐層關(guān)閉切口。術(shù)后給予青霉素肌內(nèi)注射、碘伏傷口換藥，持續(xù)3 d。

1.2.3 Tob siRNA注射方法 取10 μmol/L Tob siRNA溶液10 μL，與等體積的轉(zhuǎn)染試劑混合，室溫靜置10 min后將混合液加入無菌生理鹽水180 μL中，并注射進(jìn)入一側(cè)膝關(guān)節(jié)腔，每日1次，直至處死動(dòng)物當(dāng)天。

1.2.4 標(biāo)本采集方法 術(shù)后4周處死實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，保留兩側(cè)膝關(guān)節(jié)。一側(cè)取移植的趾長(zhǎng)伸肌肌腱，投入液氮保存；另一側(cè)取股骨-肌腱-脛骨復(fù)合體，置于生理鹽水中保存，并立即進(jìn)行拉力測(cè)試。

1.2.5 熒光定量PCR 稱取趾長(zhǎng)伸肌肌腱組織約60 mg，加入Trizol裂解液1 mL后充分勻漿，采用mRNA柱式提取+反轉(zhuǎn)錄試劑盒合成cDNA第一鏈，采用熒光定量PCR試劑盒分別擴(kuò)增看家基因actin及目的基因Tob，以假手術(shù)組肌腱組織中Tob mRNA的含量為100，通過ΔΔCt計(jì)算其余兩組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中肌腱組織中Tob mRNA含量。

1.2.6 Western-Blot法 稱取趾長(zhǎng)伸肌肌腱組織約40 mg，加入蛋白裂解液RIPA后充分勻漿并離心，取上清通過BCA法進(jìn)行蛋白濃度定量，上樣量按每孔80 mg總蛋白計(jì)算。配置4%的濃縮膠和10%的分離膠，點(diǎn)樣后進(jìn)行100 V、20 min，120 V、90 min的垂直電泳和100V、90 min的電轉(zhuǎn)膜。完成后取出NC膜投入5%脫脂牛奶中，室溫封閉2 h，而后在TBST溶液中震蕩洗滌5 min ×3遍，根據(jù)分子量裁剪NC膜并分別加入2%BSA溶液配置的1∶1000的Tob、actin第一抗體，4℃搖床孵育過夜。第2天取出NC膜，TBST溶液中震蕩洗滌5 min ×3遍，加入5%脫脂牛奶配置的1∶1000的HRP標(biāo)記的種屬特異性第二抗體，室溫孵育2 h后在TBST溶液中震蕩洗滌10 min ×3遍，最后進(jìn)行顯影。計(jì)算蛋白條帶的灰度值，以Tob灰度值/actin灰度值作為蛋白含量，令假手術(shù)組蛋白含量的均值為100，計(jì)算其余兩組的蛋白含量。

1.2.7 生物力學(xué)檢測(cè)方法 將分離得到的股骨-肌腱-脛骨復(fù)合體固定于AGS型生物力學(xué)檢測(cè)儀器（Shimadzu Corporation公司），以50 mm/min的垂直速度進(jìn)行最大載荷拉伸試驗(yàn)，觀察肌腱開始斷裂及完全斷裂時(shí)所加載的負(fù)荷。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)；相關(guān)性分析采用以Tob蛋白水平為自變量，開始鍛煉負(fù)荷、完全斷裂負(fù)荷為應(yīng)變量進(jìn)行單因素回歸分析；以P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 三組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生物力學(xué)分析

BTJ損傷愈合組的開始斷裂負(fù)荷、完全斷裂負(fù)荷均低于假手術(shù)組，差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.01）；BTJ損傷愈合+si-Tob注射組的開始斷裂負(fù)荷、完全斷裂負(fù)荷均高于BTJ損傷愈合組，差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.01）。見表1。

表1 三組生物力學(xué)結(jié)果比較（N，x±s）

注：與假手術(shù)組比較，**P < 0.01；與 BTJ損傷愈合組比較， ##P < 0.01；BTJ：骨-肌腱結(jié)合部

2.2 三組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的Tob表達(dá)情況

BTJ損傷愈合組Tob基因的mRNA水平和蛋白水平均高于假手術(shù)組，差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P

A：Tob蛋白電泳圖；B：三組Tob mRNA和蛋白表達(dá)水平比較；與假手術(shù)組比較，**P

圖1 三組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的Tob表達(dá)情況

2.3 Tob蛋白水平與生物力學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性分析

以Tob蛋白水平為自變量，開始斷裂負(fù)荷、完全斷裂負(fù)荷為應(yīng)變量進(jìn)行單因素回歸分析，結(jié)果顯示，肌腱開始斷裂負(fù)荷、完全斷裂負(fù)荷與Tob的蛋白含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.01）。見圖2。

3 討論

骨科臨床實(shí)踐中，韌帶（如前交叉韌帶等）或肌腱止點(diǎn)（如肩袖、跟腱等）損傷后的重建與修復(fù)，存在著難以解決的矛盾：一方面，醫(yī)患都希望術(shù)后能夠早期活動(dòng)以避免關(guān)節(jié)的僵硬和肌肉萎縮，盡快恢復(fù)正常運(yùn)動(dòng)；另一方面，肌腱與骨愈合緩慢，往往需要6周甚至更長(zhǎng)時(shí)間才形成較穩(wěn)定的瘢痕連接，與正常的纖維軟骨性的BTJ相比，其強(qiáng)度和極限負(fù)荷還有很大差距，而這種瘢痕連接需要長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月甚至1年的時(shí)間才能通過重新塑形改造形成纖維軟骨性的BTJ[1]。長(zhǎng)期的骨科臨床實(shí)踐證明，在關(guān)節(jié)鏡術(shù)后（肩袖修補(bǔ)術(shù)、交叉韌帶重建術(shù)）BTJ能否實(shí)現(xiàn)良好的組織形態(tài)重塑對(duì)于患者遠(yuǎn)期預(yù)后至關(guān)重要[2]。

Benjamin等[3]對(duì)成人BTJ的組織學(xué)進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)正常的BTJ由肌腱組織、非鈣化的纖維軟骨、鈣化的纖維軟骨和骨4層緊密相連的組織結(jié)構(gòu)組成。這種由軟到硬，逐層變化的結(jié)構(gòu)能夠減少腱骨界面的應(yīng)力集中，有效地將載荷由腱傳遞到骨[4]。有關(guān)韌帶重建和肌腱止點(diǎn)修補(bǔ)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不論是在骨道內(nèi)還是在骨表面，自然情況下，骨與肌腱之間的愈合會(huì)發(fā)生組織形態(tài)重塑，進(jìn)而瘢痕連接，其傳遞載荷和分散應(yīng)力的功能、強(qiáng)度和極限負(fù)荷較軟骨性BTJ均明顯減弱[5]。研究BTJ損傷愈合過程中組織形態(tài)重塑、強(qiáng)度和極限負(fù)荷減弱的機(jī)制，有望促進(jìn)恢復(fù)軟骨性連接，提高BTJ愈合的速度和強(qiáng)度[6]。

BTG蛋白家族是抗增生蛋白家族的一員，在世紀(jì)之交被發(fā)現(xiàn)。人們將其劃分為apro1-6族，主要包括Pc3/Tis21/Btg2，Btg1，Tob，Tob2，Ana/Btg3，Pc3k等。現(xiàn)在已經(jīng)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)BTG蛋白家族深度參與不同種類細(xì)胞的周期調(diào)控，在組織的形成及治療中有重要意義[7]。BTG蛋白家族中種類繁多且作用各異，其中隸屬于apro6族的Tob蛋白深度參與了BMP/Smad通路調(diào)控[8]，因此尤為引起關(guān)注。本研究通過建立兔前交叉韌帶BTJ損傷愈合模型分析在BTJ修復(fù)過程中可能參與的分子機(jī)制及其生物學(xué)應(yīng)力情況。

在腱骨愈合部的組織形態(tài)重塑中，軟骨源性生長(zhǎng)因子CDMP-1、2、3通過BMP/Smad通路發(fā)揮了重要作用，可促進(jìn)成纖維細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化，進(jìn)而降低腱骨愈合部瘢痕生長(zhǎng)，促進(jìn)軟骨形成，有望實(shí)現(xiàn)組織形態(tài)重塑[9]。現(xiàn)有研究表明，Tob蛋白可以選擇性結(jié)合Smad1、5、8，進(jìn)而對(duì)BMP/Smad通路產(chǎn)生抑制作用[10]。同時(shí)Tob蛋白又可與I-Samd6、7互相影響，產(chǎn)生協(xié)同作用，從而影響腱骨愈合部組織形態(tài)重塑[11]。通過上述研究比較BTJ損傷愈合組和假手術(shù)組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物肌腱組織中Tob含量及生物力學(xué)指標(biāo)可知，BTJ損傷愈合動(dòng)物模型的Tob含量明顯增高，開始斷裂負(fù)荷、完全斷裂負(fù)荷明顯降低。這就說明BTJ損傷愈合過程中肌腱的強(qiáng)度和極限負(fù)荷減弱，Tob表達(dá)量增多。

進(jìn)一步通過Tob表達(dá)量與開始斷裂負(fù)荷、完全斷裂負(fù)荷的相關(guān)性分析可知，肌腱開始斷裂負(fù)荷、完全斷裂負(fù)荷與Tob的蛋白含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，這就說明BTJ損傷愈合過程中肌腱強(qiáng)度和極限負(fù)荷的減弱與與Tob表達(dá)量的增多有關(guān)。為了明確Tob表達(dá)情況與肌腱生物力學(xué)指標(biāo)的關(guān)系，本研究通過局部注射小干擾片段的方式敲低Tob的表達(dá)，進(jìn)而檢測(cè)相應(yīng)的生物力學(xué)指標(biāo)，由結(jié)果可知：BTJ損傷愈合+si-Tob注射組的開始斷裂負(fù)荷、完全斷裂負(fù)荷均高于BTJ損傷愈合組。這就說明降低BTJ損傷愈合局部的Tob含量有助于提高肌腱的強(qiáng)度和極限負(fù)荷。

綜上所述，Tob蛋白參與BTJ的損傷修復(fù)過程，抑制Tob的表達(dá)有助于提高肌腱的強(qiáng)度和極限負(fù)荷。

[參考文獻(xiàn)]

[1] Yeh LC，Lee JC. Effects of cartilage-derived morphogenetic protein-3 on the expression of chondrogenic and osteoblastic markers in the pluripotent mesenchymal C3H10T1/2 cell line[J]. Growth Factors，2010，28（2）：117-128.

[2] Gu Y，Wang Y，Dai H，et al. Chondrogenic differentiation of canine myoblasts induced by cartilage-derived morphogenetic protein-2 and transforming growth factor-β1 in vitro [J]. Mol Med Report，2012，5（3）：767-772.

[3] Benjamin M，Evens EJ，Copp L. The histology of tendon attachments to bone in man[J]. J Anat，1986，149：89-100.

[4] Moffat KL，Sun WH，Pena PE，et al. Characterization of the structure–function relationship at the ligament-to-bone interface [J]. Proc Natl Acad Sci USA，2008，105（23）：7947-7952.

[5] 潘瑋敏，胡蘊(yùn)玉，魏義勇，等.應(yīng)用重組合異種骨促進(jìn)前交叉韌帶重建術(shù)后腱-骨愈合的研究[J].中國矯形外科雜志，2009，17（16）：1250-1253.

[6] 董向輝，凌鳴，馮偉樓，等.關(guān)節(jié)滑液對(duì)兔前交叉韌帶重建后腱骨愈合生物力學(xué)和組織學(xué)的影響[J]. 中國組織工程研究，2012，16（11）：1937-1940.

[7] Karve TM，Rosen EM. B-cell translocation gene 2（BTG2）stimulates cellular antioxidant defenses through the antioxidant transcription factor NFE2L2 in human mammary epithelial cells[J]. J Biol Chem，2012，287（37）：31503-31514.

[8] 陳伯健，劉軍，許樹柴，等.早期關(guān)節(jié)活動(dòng)對(duì)前交叉韌帶重建后腱骨愈合的影響[J].中國組織工程研究，2012，16（33）：6081-6086.

[9] Matsuda S，Rouault J，Magaud J，et al. In search of a function for the TIS21/PC3/BTG1/TOB family [J]. FEBS Lett，2001，497（23）：67-72.

[10] Murray DH，Kubiak EN，Jazrawi LM，et al. The effect of cartilage-derived morphogenetic protein 2 on initial healing of a rotator cuff defect in a rat model [J]. J Shoulder Elbow Surg，2007， 16（2）：251-254.

篇10

關(guān)鍵詞： 女子舉重；抓舉；生物力學(xué)；高速攝像

中圖分類號(hào)： G 884 文章編號(hào)：1009-783X（2013）06-0573-04 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Research on the Comparison of Snatch Technical Parameters of Female Weightlifters on Different Levels

WANG Xiangdong1，REN Jingping2，XU Wenquan3

Abstract：In this paper，10 elite women weightlifting athletes and 10 ordinary women weightlifters are tested through comparing the technical parameters of excellent weight lifting athletes and normal athletes，and find that：（1）There is not much difference between elite athletes and ordinary athletes on the maximum barbell speed and the rising height of barbell on the inertia rise stage and there is no significant statistically difference.（2）In the stretching knee and lifting barbell stage，ordinary athletes of knee joint angle and hip joint angle changes are greater than those of the elite athletes，while in the stretching body and barbell accelerating phase，changes of knee joint angle，hip joint angle and trunk angle are greater than those of the ordinary athletes，but there are no significant differences.（3）In the stretching knee and lifting barbell stage，the barbell height percentage and effective work percentage of ordinary athletes are greater than those of elite athletes，and in the stretching body acceleration phase and barbell inertia rising stage，the barbell height percentage and effective work percentage of elite athletes are higher than those of ordinary athletes，but there are no significant differences.（4）In each action stage，outstanding athletes’ relative average power and relative effective force are greater than the ordinary athlete，especially in the stretching body acceleration phase，elite athletes show more obvious advantages.These differences indicate that excellent athletes have better explosive force level and the action is also more reasonable than that of ordinary athletes.

Key words：female weightlifting；snatch；sport biomechanics；high speed camera

收稿日期：2013-07-12

作者簡(jiǎn)介：王向東（1973—），男，山西人，博士，研究員，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)生物力學(xué)；任景萍（1970—），女，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)人體科學(xué)：徐文泉（1969—），男，副教授，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)。

女子舉重作為我國的優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目，從2000年至今共計(jì)奪取了14枚奧運(yùn)會(huì)金牌。關(guān)于女子舉重的生物力學(xué)研究有許多，但是多數(shù)文章都將優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員作為研究對(duì)象[1-4]，對(duì)普通女子舉重運(yùn)動(dòng)員的抓舉動(dòng)作技術(shù)研究很少見到，尤其從運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)比優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員和普通運(yùn)動(dòng)員技術(shù)上的差異的研究還未見到。由于測(cè)試時(shí)要求對(duì)運(yùn)動(dòng)員作動(dòng)作無干擾、非接觸[5]，通過攝像、解析獲取抓舉動(dòng)作技術(shù)參數(shù)是舉重科研界最常用的手段。采用在杠鈴上安裝傳感器等動(dòng)力學(xué)手段，不但會(huì)干擾運(yùn)動(dòng)員做動(dòng)作，而且比賽中也不允許；因此，通過動(dòng)力學(xué)測(cè)試手段很難獲取運(yùn)動(dòng)員真實(shí)的技術(shù)參數(shù)。高速攝像的普及和精度的提高使科研人員通過運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)量、經(jīng)過計(jì)算推導(dǎo)獲得抓舉的動(dòng)力學(xué)參數(shù)（功、功率和等效力等）成為可能。

本文主要是運(yùn)用高速攝像采集系統(tǒng)對(duì)不同水平運(yùn)動(dòng)員的抓舉動(dòng)作技術(shù)進(jìn)行錄像采集并通過運(yùn)動(dòng)解析手段對(duì)技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行分析，得到不同水平運(yùn)動(dòng)員抓舉動(dòng)作各階段的相關(guān)指標(biāo)。通過對(duì)不同水平運(yùn)動(dòng)員的常用技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比研究，看優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員和普通運(yùn)動(dòng)員在動(dòng)作技術(shù)參數(shù)上是否存在差異，進(jìn)而揭示優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)特征，為舉重技術(shù)診斷提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本文選取了2011年女子舉重亞錦賽和2011年女子全國冠軍賽的7個(gè)級(jí)別的20名女子舉重運(yùn)動(dòng)員作為研究對(duì)象。本研究中選取的10名優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員均為各級(jí)別的前2名，選取的10名普通運(yùn)動(dòng)員均為各級(jí)別的后2名。具體情況見表1。

表 1 運(yùn)動(dòng)員情況 （n=20）

1.2 研究方法

1.2.1 高速攝像法

在比賽現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用星高鈦高速攝像采集系統(tǒng)（XGT-BAS-1S）對(duì)運(yùn)動(dòng)員的比賽動(dòng)作進(jìn)行平面定點(diǎn)拍攝（拍攝頻率為100 Hz，拍攝位置為舉重運(yùn)動(dòng)員的正側(cè)面，攝像機(jī)位置與運(yùn)動(dòng)員距離10 m左右，攝像機(jī)的主光軸對(duì)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)員的髖關(guān)節(jié)），如圖1所示。

1.2.2 錄像解析法

將拍攝的動(dòng)作視頻導(dǎo)入到星高鈦解析軟件，根據(jù)抓舉技術(shù)特點(diǎn)選取運(yùn)動(dòng)員的肩關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)和杠鈴片中心5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行建模并逐幅解析（如圖2所示）。解析后導(dǎo)出每個(gè)運(yùn)動(dòng)員在5個(gè)特征畫面的髖、膝、踝關(guān)節(jié)角度的變化情況、杠鈴上升高度和杠鈴上升花費(fèi)時(shí)間的變化數(shù)據(jù)及4個(gè)動(dòng)作階段的膝角、髖角和軀干角的變化及杠鈴上升高度的變化情況。

圖 1 高速采集系統(tǒng) 圖 2 簡(jiǎn)化模型

1.2.3 動(dòng)作階段的劃分

本文對(duì)抓舉技術(shù)動(dòng)作地分析是從杠鈴離地瞬間開始到杠鈴達(dá)到最高點(diǎn)，這一階段是抓舉動(dòng)作的主要階段[6-9]。為了便于科學(xué)、細(xì)致地分析抓舉技術(shù)動(dòng)作，將這個(gè)動(dòng)作階段又劃分為4個(gè)階段：1）伸膝提鈴階段，從杠鈴離地開始至伸膝最大時(shí)刻（膝關(guān)節(jié)角最大），通常稱之為伸膝提鈴動(dòng)作；2）引膝到位階段，膝關(guān)節(jié)角從伸膝最大時(shí)刻開始到引膝最大時(shí)刻（膝關(guān)節(jié)角最小），即引膝提鈴動(dòng)作；3）展體加速階段，膝關(guān)節(jié)角從引膝最大時(shí)刻（膝角最小）開始到杠鈴上升速度達(dá)到最大時(shí)刻，即最大發(fā)力階段；4）慣性上升階段，從杠鈴上升速度最大時(shí)刻開始到杠鈴達(dá)到最高點(diǎn)。劃分動(dòng)作階段的特征畫面如圖3所示。

圖 3 抓舉技術(shù)的特征畫面

1.2.4 研究指標(biāo)及其定義

舉重運(yùn)動(dòng)員提舉杠鈴的力可以分解為水平方向的力和垂直向上的力，也就是說運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴分別有水平方向和垂直方向的做功；但是運(yùn)動(dòng)員使杠鈴發(fā)生水平方向的運(yùn)動(dòng)所做的是無用功，只有垂直向上的做功才是有效功。根據(jù)功能原理得出：W=（12mv22+mgh2）-（12mv21+mgh1），其中m為運(yùn)動(dòng)員所舉起的杠鈴質(zhì)量，v2為本階段末杠鈴的垂直速度，g是重力加速度，h2為本階段末杠鈴的高度，v1為本階段杠鈴的初始垂直速度，h1為本階段初始時(shí)杠鈴的高度。知道了某一動(dòng)作階段結(jié)束時(shí)杠鈴的速度和杠鈴的質(zhì)量就可以算出此時(shí)杠鈴的動(dòng)能，根據(jù)杠鈴此時(shí)的高度和杠鈴質(zhì)量可以算出此時(shí)杠鈴的重力勢(shì)能，將動(dòng)能和重力勢(shì)能相加便可得到本階段動(dòng)作結(jié)束時(shí)杠鈴的機(jī)械能；同理，可求出本階段動(dòng)作開始時(shí)杠鈴的機(jī)械能。將本階段動(dòng)作結(jié)束時(shí)的機(jī)械能減去本階段動(dòng)作開始時(shí)的機(jī)械能便可得出在該動(dòng)作階段杠鈴機(jī)械能的增加，而杠鈴機(jī)械能的增加恰恰是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做了功，由此便可間接求出本階段運(yùn)動(dòng)員所做的功的多少，從而更進(jìn)一步根據(jù)杠鈴上升的高度h，由F=Wh計(jì)算出運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴施加的向上的有效作用力F。P=Wt，P1=PG，P為運(yùn)動(dòng)員的有效功率，W為運(yùn)動(dòng)員所做的有效功，t為杠鈴上升到某一階段所花費(fèi)的時(shí)間，P1為運(yùn)動(dòng)員的相對(duì)有效功率，G為運(yùn)動(dòng)員體重。

1.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法

使用SPSS 17.0對(duì)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員與普通運(yùn)動(dòng)員抓舉過程中的人體關(guān)節(jié)角度變化、杠鈴上升高度百分比、杠鈴上升花費(fèi)時(shí)間百分比、有效功百分比、相對(duì)平均功率和相對(duì)有效力等指標(biāo)進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，顯著性差異用P

表 2 研究指標(biāo)及其定義

2 結(jié)果與討論

2.1 不同水平運(yùn)動(dòng)員最大鈴速和慣性上升階段鈴升的比較

抓舉過程中杠鈴垂直方向的最大鈴速和慣性上升階段杠鈴上升的高度被認(rèn)為是衡量舉重運(yùn)動(dòng)員發(fā)力效果的主要指標(biāo)。多數(shù)教練認(rèn)為發(fā)力結(jié)束后最大鈴速越大、杠鈴在慣性上升階段上升的高度越高就說明運(yùn)動(dòng)員發(fā)力效果越好，運(yùn)動(dòng)員的下降定鈴、鎖肩、支撐的時(shí)間就越充分，動(dòng)作的成功率也就越高。反之，抓舉動(dòng)作就容易失敗。以往的經(jīng)驗(yàn)告訴我們優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在最大鈴速和慣性上升階段鈴升這2個(gè)指標(biāo)肯定要大于普通運(yùn)動(dòng)員；但從表3可以看出，對(duì)于最大鈴速和慣性上升階段鈴升2個(gè)指標(biāo)來說，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員和普通運(yùn)動(dòng)員相比數(shù)據(jù)基本相同，甚至普通運(yùn)動(dòng)員的最大鈴速平均值比優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員還要大。通過對(duì)10 名優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員和10名普通運(yùn)動(dòng)員的最大鈴速和慣性上升階段鈴升進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果顯示二者P值都大于顯著性水平0.05，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員和普通運(yùn)動(dòng)員比較無顯著性差異。

表 3 不同水平運(yùn)動(dòng)員最大鈴速和

慣性上升階段鈴升的比較

（n=20）

2.2 不同水平運(yùn)動(dòng)員各動(dòng)作階段身體關(guān)節(jié)角度變化情況

通過運(yùn)動(dòng)員在抓舉過程中身體各關(guān)節(jié)角度的變化情況可以看出，運(yùn)動(dòng)員在各階段完成動(dòng)作的幅度大小、是否存在腰背過早參與動(dòng)作及過早發(fā)力的現(xiàn)象。

通過表4可以明顯看出，在伸膝提鈴階段普通運(yùn)動(dòng)員的膝角變化和髖角變化均大于優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員，這是因?yàn)槠胀ㄟ\(yùn)動(dòng)員在此階段可能腰背打開過早，存在過早發(fā)力的問題。在展體加速階段優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在膝角變化、髖角變化和俯仰變化方面均大于普通運(yùn)動(dòng)員，運(yùn)動(dòng)員身體各環(huán)節(jié)伸展越充分對(duì)杠鈴做功距離就越長(zhǎng)，這說明在抓舉的展體加速階段優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員發(fā)力效果明顯好于普通運(yùn)動(dòng)員。

通過對(duì)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員和普通運(yùn)動(dòng)員各動(dòng)作階段的膝角變化、髖角變化和俯仰變化進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，其P值都大于0.05，表明二者在4個(gè)動(dòng)作階段的膝角變化、髖角變化和俯仰變化均無顯著差異。

表 4 不同水平運(yùn)動(dòng)員各動(dòng)作

階段身體關(guān)節(jié)角度變化

（n=20）

2.3 不同水平運(yùn)動(dòng)員各動(dòng)作階段杠鈴上升時(shí)間百分比、杠鈴上升高度百分比和有效功百分比情況

從表5可以看出，普通運(yùn)動(dòng)員在伸膝提鈴階段的杠鈴上升高度百分比和有效功百分比均大于優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員對(duì)應(yīng)的指標(biāo)，而在展體加速階段和慣性上升階段優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的杠鈴上升高度百分比和有效功百分比均大于普通運(yùn)動(dòng)員對(duì)應(yīng)的指標(biāo)。結(jié)合表4數(shù)據(jù)本研究進(jìn)一步表明，在伸膝提鈴階段普通運(yùn)動(dòng)員身體打開過早，髖關(guān)節(jié)過早參與發(fā)力，而優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在展體加速階段由于身體充分伸展，各關(guān)節(jié)同時(shí)發(fā)力導(dǎo)致杠鈴上升高度和做功都超出了普通運(yùn)動(dòng)員。

表 5 不同水平運(yùn)動(dòng)員各動(dòng)作階段杠鈴上升高度百分比、杠鈴上升時(shí)間百分比、有效功百分比 （n=20）

%

通過對(duì)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員和普通運(yùn)動(dòng)員在各動(dòng)作階段的杠鈴上升高度百分比、杠鈴上升花費(fèi)時(shí)間百分比和有效功百分比進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果顯示所有的P值均大于0.05，表明了優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員和普通運(yùn)動(dòng)員在抓舉過程中杠鈴上升高度百分比、杠鈴上升花費(fèi)時(shí)間百分比和有效功百分比之間比較均無顯著差異。

2.4 不同水平運(yùn)動(dòng)員各動(dòng)作階段相對(duì)平均功率、相對(duì)有效力的比較

通過表6可以看出優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在各個(gè)動(dòng)作階段的相對(duì)平均功率和相對(duì)有效力均大于普通運(yùn)動(dòng)員，尤其在展體加速階段優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)得更加明顯。這些差異表明優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在展體加速階段比普通運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)出更好的爆發(fā)力水平，動(dòng)作技術(shù)更加合理。

表 6 不同水平運(yùn)動(dòng)員各動(dòng)作

階段相對(duì)平均功率、相對(duì)有效力

（n=20）

注：*表示在各動(dòng)作階段中優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員和普通運(yùn)動(dòng)員的相對(duì)平均功率和相對(duì)有效力間有著顯著差異，P

對(duì)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員和普通運(yùn)動(dòng)員各動(dòng)作階段的相對(duì)平均功率和相對(duì)有效力進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果為：1）不同水平運(yùn)動(dòng)員在伸膝提鈴和引膝到位階段中相對(duì)平均功率的P值大于0.05，展體加速和慣性上升階段中相對(duì)平均功率的P值小于0.05，表明二者在伸膝提鈴和引膝到位階段中相對(duì)平均功率無顯著差異，在展體加速階段和慣性上升階段中，二者的相對(duì)平均功率有顯著差異。2）不同水平運(yùn)動(dòng)員各動(dòng)作階段相對(duì)有效力的P值均小于0.05，表明在抓舉4個(gè)動(dòng)作階段中優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員與普通運(yùn)動(dòng)員的相對(duì)有效力存在顯著差異。表面上看，杠鈴的重量是造成差異的主要原因，但最終還是由運(yùn)動(dòng)員的專項(xiàng)力量水平?jīng)Q定的。3）在伸膝提鈴和引膝到位階段，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員和普通運(yùn)動(dòng)員的相對(duì)平均功率無顯著差異，而在展體加速階段二者的相對(duì)平均功率存在顯著差異，說明展體加速階段的相對(duì)平均功率也是判斷一個(gè)運(yùn)動(dòng)員是否優(yōu)秀的重要指標(biāo)。

3 結(jié)論

通過比較優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員和普通運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)：

1）在最大鈴速和慣性上升階段鈴升這2個(gè)指標(biāo)方面，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員與普通運(yùn)動(dòng)員比較，數(shù)據(jù)上相差無幾，統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)無顯著性差異。

2）在伸膝提鈴階段普通運(yùn)動(dòng)員的膝角變化和髖角變化均大于優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員，而在展體加速階段優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在膝角變化、髖角變化和軀干俯仰變化方面均大于普通運(yùn)動(dòng)員，但是均無顯著性差異。

3）普通運(yùn)動(dòng)員在伸膝提鈴階段的杠鈴上升高度百分比和有效功百分比均大于優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員，而在展體加速階段和慣性上升階段優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的杠鈴上升高度百分比和有效功百分比均大于普通運(yùn)動(dòng)員，但是均無顯著性差異。

4）優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在各個(gè)動(dòng)作階段的相對(duì)平均功率和相對(duì)有效力均大于普通運(yùn)動(dòng)員，尤其在展體加速階段優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)得更加明顯，這些差異表明優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在展體加速階段比普通運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)出更好的爆發(fā)力水平，動(dòng)作技術(shù)更加合理。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王向東，劉夢(mèng)飛，徐文泉.優(yōu)秀女子舉重運(yùn)動(dòng)員抓舉技術(shù)的生物力學(xué)分析[J].中國體育科技，2008，44（6）：93-95.

[2] 王向東，毛勇，劉夢(mèng)飛，等.優(yōu)秀女子舉重運(yùn)動(dòng)員抓舉技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究[J].成都體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，35（2）：50-53.

[3] 李建英，季躍龍.第11屆全運(yùn)會(huì)女子舉重冠軍抓舉技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)特征研究[J].成都體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，36（7）：60-62.

[4] 李建英，王舉濤.第十一屆全運(yùn)會(huì)歐陽曉芳抓舉122kg創(chuàng)全國紀(jì)錄技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J].中國體育科技，2010，46（5）：70-73.

[5] 盧德明.影響運(yùn)動(dòng)技術(shù)訓(xùn)練水平提高的幾個(gè)難題[C]//中國數(shù)字化虛擬人體的科技問題.北京：香山科學(xué)會(huì)議第174 次學(xué)術(shù)討論會(huì)，2001：67-68.

[6] 郭廷棟.競(jìng)技舉重運(yùn)動(dòng)[M].北京：人民體育出版社，1990.

[7] 戴光裕.錢光鑒.奧林匹克舉重[M].北京：人民體育出版社，2001.