姚天奇 王爍 謝思源 尹煜華 王啟榮 矯瑋

1 北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)與康復(fù)學(xué)院（北京100084）

2 解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心康復(fù)醫(yī)學(xué)科（北京100853）

3 中國(guó)足球協(xié)會(huì)技術(shù)部（北京100022）

4 國(guó)家體育總局運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)研究所（北京100029）

1 前言

隨著青少年足球運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練、比賽的時(shí)間和強(qiáng)度逐漸增加，運(yùn)動(dòng)損傷的發(fā)生率也在提升。有研究表明，青少年足球運(yùn)動(dòng)員非接觸性損傷發(fā)生率較高，達(dá)到了40%以上[1]，其中以腘繩肌拉傷、前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）損傷和下腰痛較為常見(jiàn)，而這三種非接觸性損傷均與力量有關(guān)[2，3]。肌肉力量不平衡被視為導(dǎo)致非接觸性損傷的因素而受到關(guān)注[4]。對(duì)于下肢而言，這種不均衡通常采用腘繩肌/股四頭肌比率（hamstring/quadriceps ratio，H/Q 比率）來(lái)評(píng)價(jià)，其中包含“傳統(tǒng)H/Q比率”和“功能H/Q比率”兩個(gè)維度。對(duì)于軀干而言，這種不均衡通常以屈曲/伸展比率（flexion/extension ratio，F(xiàn)/E比率）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。有研究表明，這三種比率對(duì)于非接觸性損傷均有預(yù)測(cè)作用[2，3]。

17 歲是中國(guó)足球運(yùn)動(dòng)員通往職業(yè)賽場(chǎng)的重要關(guān)口，如果運(yùn)動(dòng)員在17 歲受傷，其再次受傷的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)顯著增加[5，6]，并很可能會(huì)直接影響職業(yè)生涯[7]。運(yùn)動(dòng)員發(fā)生ACL損傷后同側(cè)重建失敗和對(duì)側(cè)膝關(guān)節(jié)ACL損傷發(fā)生的可能性也較高，年輕且有過(guò)ACL 損傷史的運(yùn)動(dòng)員也更容易發(fā)生ACL 重建失敗[5]。同時(shí)，有研究發(fā)現(xiàn)，在季前測(cè)試中下肢功能H/Q 比率小于80%～89%的足球運(yùn)動(dòng)員腘繩肌拉傷的患病率是肌力均衡運(yùn)動(dòng)員的4.66 倍[8]。腘繩肌離心收縮力量較差的運(yùn)動(dòng)員腘繩肌拉傷的概率是腘繩肌離心收縮力量較好運(yùn)動(dòng)員的4.4倍，且腘繩肌一旦拉傷就容易反復(fù)受傷[6]。另有研究表明，核心區(qū)力量、本體感覺(jué)以及神經(jīng)肌肉控制均是預(yù)測(cè)下肢損傷風(fēng)險(xiǎn)的因素，其中核心區(qū)力量對(duì)于ACL 損傷具有較好的預(yù)測(cè)作用[3]。軀干F/E 比率作為ACL 損傷的預(yù)測(cè)因素對(duì)男性和女性運(yùn)動(dòng)員ACL損傷均具有預(yù)測(cè)作用[2]。因此，探究?jī)?yōu)秀U17足球運(yùn)動(dòng)員軀干及下肢力量比率特征，為有效預(yù)防優(yōu)秀U17 足球運(yùn)動(dòng)員的非接觸性損傷提供依據(jù)，就顯得十分重要。

在足球運(yùn)動(dòng)中，由于進(jìn)攻球員與防守球員技術(shù)特點(diǎn)不盡相同，對(duì)身體的要求也有所不同[6]。因此，不同位置足球運(yùn)動(dòng)員的力量水平可能存在差異，而這種差異也可能是造成不同位置運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)不同損傷的誘因。雖然此前已經(jīng)有研究表明，攻防球員的下肢力量不存在差異[9]，但也有研究者持不同的觀點(diǎn)[10]。就軀干力量比率而言，目前已經(jīng)有針對(duì)滑雪[2]、摔跤[11]等項(xiàng)目軀干力量比率特征的分析，但國(guó)內(nèi)外對(duì)不同位置足球運(yùn)動(dòng)員軀干力量比率特征的探討尚不充分。

綜上所述，目前我國(guó)仍缺乏對(duì)不同位置優(yōu)秀U17足球運(yùn)動(dòng)員軀干及下肢力量比率特征的探討，而軀干及下肢力量比率又是預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)員非接觸性損傷風(fēng)險(xiǎn)的重要因素。因此，本研究通過(guò)測(cè)試不同位置優(yōu)秀U17足球運(yùn)動(dòng)員軀干等長(zhǎng)力量及雙下肢的等速力量，并結(jié)合非接觸性損傷發(fā)生的危險(xiǎn)因素閾值，探討不同位置優(yōu)秀U17足球運(yùn)動(dòng)員的力量比率特征，為預(yù)防優(yōu)秀U17足球運(yùn)動(dòng)員的非接觸性損傷提供依據(jù)。

2 研究方法

2.1 研究設(shè)計(jì)

采用橫截面研究設(shè)計(jì)。防守球員定義為：門將、后衛(wèi)、后腰（防守型中場(chǎng)）；進(jìn)攻球員定義為：進(jìn)攻型中場(chǎng)、邊鋒、前鋒。采用下肢等速力量測(cè)試[12]和軀干等長(zhǎng)力量測(cè)試[13]的方法進(jìn)行力量測(cè)試，并記錄測(cè)試結(jié)果。

2.2 研究對(duì)象

北京某足球俱樂(lè)部U17年齡段男子足球運(yùn)動(dòng)員21名，其中一級(jí)運(yùn)動(dòng)員6 人，其余均為二級(jí)運(yùn)動(dòng)員，該隊(duì)在2016 和2017 兩個(gè)賽季中連續(xù)獲得全國(guó)校園足球高中聯(lián)賽總決賽冠軍和中國(guó)中學(xué)生錦標(biāo)賽冠軍，一般信息見(jiàn)表1。

表1 優(yōu)秀U17男子足球運(yùn)動(dòng)員基本信息

2.3 測(cè)試方法與指標(biāo)

在賽季準(zhǔn)備期進(jìn)行測(cè)試，用腳踢球的方式確定優(yōu)勢(shì)腿[10]。采用Biodex System 3 系統(tǒng)（Biodex Medical SystemtmInc，New York，USA）分別對(duì)進(jìn)攻和防守球員進(jìn)行低角速度（60 °/s）和高角速度（180 °/s）等速肌力測(cè)試，記錄其優(yōu)勢(shì)側(cè)和非優(yōu)勢(shì)側(cè)下肢的股四頭肌向心收縮峰值力矩（quadriceps concentric peak torque，QCPT）、股四頭肌離心收縮峰值力矩（quadriceps ec?centric peak torque，QEPT）、腘繩肌的向心收縮峰值力矩（hamstring concentric peak torque，HCPT）、腘繩肌的離心收縮峰值力矩（hamstring eccentric peak?torque，HEPT）。采用軀干等長(zhǎng)力量測(cè)試儀TORSO?LINE（Ergo-Fittm，Germany）對(duì)所有運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行軀干等長(zhǎng)肌力測(cè)試。其中包括六個(gè)動(dòng)作，分別是：屈曲、伸展、左側(cè)屈、右側(cè)屈、左側(cè)旋和右側(cè)旋。取得原始數(shù)據(jù)后，分別計(jì)算進(jìn)攻和防守球員的軀干F/E比率（屈曲峰值力矩/伸展峰值力矩）、優(yōu)勢(shì)側(cè)下肢和非優(yōu)勢(shì)側(cè)下肢在不同測(cè)試速度下的傳統(tǒng)H/Q比率（HCPT/QCPT）以及功能H/Q 比率（HEPT/QCPT），并計(jì)算每名球員的傳統(tǒng)H/Q比率和功能H/Q比率與閾值的差異。雙側(cè)均超過(guò)閾值為雙側(cè)達(dá)標(biāo)；均低于閾值為雙側(cè)不達(dá)標(biāo)；有一側(cè)高于閾值為單側(cè)不達(dá)標(biāo)。根據(jù)之前的研究[14]，H/Q比率閾值定義如下：在60 °/s和180 °/s等速測(cè)試中，傳統(tǒng)H/Q比率的閾值均為0.6；在60 °/s等速測(cè)試中，功能H/Q比率的閾值為0.8；在180 °/s 等速測(cè)試中，功能H/Q 比率的閾值為1。

2.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和計(jì)算。本研究通過(guò)2×2 混合模型方差分析比較不同位置球員（進(jìn)攻和防守）雙下肢（優(yōu)勢(shì)側(cè)和非優(yōu)勢(shì)側(cè)）的傳統(tǒng)H/Q 比率和功能H/Q 比率差異；通過(guò)卡方檢驗(yàn)比較不同測(cè)試速度下達(dá)標(biāo)人數(shù)的差異；通過(guò)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較不同位置球員軀干力量差異；通過(guò)配對(duì)t檢驗(yàn)比較所有運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)下肢股四頭肌和腘繩肌的向心收縮和離心收縮峰值力矩差異。

各項(xiàng)指標(biāo)均以（±s）表示，以P<0.05為顯著性差異，并最終報(bào)告有顯著性結(jié)果的F值和ηp2來(lái)確定效果量，以0.01<ηp2<0.06 為小效果量，0.06<ηp2<0.13 為中等效果量，ηp2>0.13為大效果量[15]。

3 研究結(jié)果

在進(jìn)行180°/s等速測(cè)試時(shí)，傳統(tǒng)H/Q比率主效應(yīng)顯著（F1，19=7.23，P=0.011，ηp2=0.16），為大效果量；功能H/Q 比率主效應(yīng)顯著（F1，19=9.32，P<0.01，ηp2=0.197），為大效果量；優(yōu)秀U17 足球運(yùn)動(dòng)員非優(yōu)勢(shì)側(cè)的傳統(tǒng)H/Q比率和功能H/Q 比率均顯著低于優(yōu)勢(shì)側(cè)（表2）。不同位置并未對(duì)傳統(tǒng)H/Q比率和功能H/Q比率產(chǎn)生顯著性影響，不同位置和雙側(cè)下肢的交互作用未達(dá)到顯著水平。

表2 各H/Q比率結(jié)果

通過(guò)對(duì)達(dá)標(biāo)人數(shù)進(jìn)行卡方檢驗(yàn)，結(jié)果顯示，測(cè)試速度越高，功能H/Q 比率低于閾值的人數(shù)越多（表3）（χ2（6，n=84）=44.251，P<0.01）。本研究結(jié)果表明不同的測(cè)試速度對(duì)達(dá)標(biāo)人數(shù)有顯著性影響。

表3 不同測(cè)試速度下H/Q比率達(dá)標(biāo)率

軀干屈伸力量比率結(jié)果顯示，進(jìn)攻球員軀干F/E比率顯著高于防守球員（表4）。比較具體力量指標(biāo)，結(jié)果顯示，在高速測(cè)試中進(jìn)攻球員非優(yōu)勢(shì)側(cè)QCPT顯著高于優(yōu)勢(shì)側(cè)，HEPT 顯著低于優(yōu)勢(shì)側(cè)；而防守球員優(yōu)勢(shì)側(cè)與非優(yōu)勢(shì)側(cè)各肌群峰值力矩差異并不明顯（表4、5）。進(jìn)攻球員與防守球員在軀干屈曲、伸展、左側(cè)屈、右側(cè)屈、左側(cè)旋和右側(cè)旋的力量差異并不明顯。

表4 不同位置優(yōu)秀U17足球運(yùn)動(dòng)員軀干力量特征

表5 不同位置優(yōu)秀U17足球運(yùn)動(dòng)員雙下肢力量特征

4 分析與討論

有研究者認(rèn)為非接觸性ACL損傷與H/Q比率有關(guān)[8]，較低的傳統(tǒng)H/Q比率和功能性H/Q比率可能是造成非接觸性ACL 損傷的風(fēng)險(xiǎn)因素[14]。本研究發(fā)現(xiàn)，在高速測(cè)試中，進(jìn)攻和防守球員非優(yōu)勢(shì)側(cè)下肢的功能H/Q比率和傳統(tǒng)H/Q 比率均顯著性低于優(yōu)勢(shì)側(cè)，但是運(yùn)動(dòng)員場(chǎng)上位置的不同不會(huì)對(duì)下肢力量比率的測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響。并且隨著測(cè)試速度的提高，U17 運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)功能H/Q比率不達(dá)標(biāo)的人數(shù)顯著增加。足球運(yùn)動(dòng)中有許多動(dòng)作（如：跑動(dòng)和射門）都是在膝關(guān)節(jié)的高速運(yùn)動(dòng)中完成的[16]，因此，高速測(cè)試中H/Q 比率的差異更能反映足球運(yùn)動(dòng)員損傷發(fā)生的可能性。本研究結(jié)果表明，不論場(chǎng)上位置如何，U17 足球運(yùn)動(dòng)員非優(yōu)勢(shì)側(cè)下肢在高速運(yùn)動(dòng)中均可能存在更大的非接觸性損傷風(fēng)險(xiǎn)。不同位置的運(yùn)動(dòng)員下肢力量比率接近，不同位置的技術(shù)特點(diǎn)并不會(huì)對(duì)這個(gè)年齡段運(yùn)動(dòng)員的下肢力量特征產(chǎn)生顯著影響。本研究結(jié)果和Goulart 等[10]的結(jié)論一致，證實(shí)不同位置的U17足球運(yùn)動(dòng)員下肢傳統(tǒng)H/Q比率和功能H/Q 比率不存在顯著差異，但U17 足球運(yùn)動(dòng)員非優(yōu)勢(shì)側(cè)下肢在高速運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生損傷的風(fēng)險(xiǎn)更高。因此，青訓(xùn)教練在安排預(yù)防損傷的訓(xùn)練時(shí)，可以將所有位置的足球運(yùn)動(dòng)員作為一個(gè)整體進(jìn)行統(tǒng)一的訓(xùn)練，并重點(diǎn)優(yōu)化U17 足球運(yùn)動(dòng)員的非優(yōu)勢(shì)側(cè)下肢力量比率，以達(dá)到預(yù)防損傷的目的。

下肢力量比率過(guò)低可能與股四頭肌力量占優(yōu)勢(shì)及腘繩肌力量不足有關(guān)。股四頭肌力量占優(yōu)勢(shì)被認(rèn)為是非接觸性ACL 損傷的風(fēng)險(xiǎn)因素之一[17]，當(dāng)股四頭肌力量傳遞到脛骨近端時(shí)，脛骨相對(duì)于股骨的前向位移顯著增加，這是股四頭肌對(duì)ACL 負(fù)荷產(chǎn)生影響的主要途徑[18]。腘繩肌力量不足同樣也被視為非接觸性ACL損傷的風(fēng)險(xiǎn)因素之一，當(dāng)腘繩肌的離心收縮力矩不足以限制膝關(guān)節(jié)伸直的趨勢(shì)時(shí)，就有可能發(fā)生非接觸性損傷[8，19]。在足球運(yùn)動(dòng)中，腘繩肌的重要作用之一就是在減速過(guò)程中進(jìn)行離心收縮，從而控制膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，并且可以通過(guò)調(diào)整腘繩肌和股四頭肌激活的比率來(lái)調(diào)節(jié)脛骨的移動(dòng)[20]；在身體需要加速時(shí)，腘繩肌進(jìn)行向心收縮協(xié)助臀肌完成沖刺、變向和鏟球等動(dòng)作[21]。

鑒于此，優(yōu)化U17 足球運(yùn)動(dòng)員在高速運(yùn)動(dòng)中的下肢力量比率，并維持下肢肌力平衡，可以從兩個(gè)方面入手。一是減少股四頭肌力量，二是增加腘繩肌力量。但降低運(yùn)動(dòng)員股四頭肌的力量又會(huì)影響運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)[22]。因此，有針對(duì)性地加強(qiáng)腘繩肌的離心收縮力量可能是提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)和預(yù)防膝關(guān)節(jié)損傷的重要途經(jīng)。目前，國(guó)內(nèi)U17足球運(yùn)動(dòng)員在日常訓(xùn)練中以腘繩肌向心收縮的練習(xí)居多，但忽視了腘繩肌離心收縮的訓(xùn)練。在專項(xiàng)體能訓(xùn)練中，教練員大多會(huì)安排沖刺練習(xí)。在沖刺過(guò)程中腘繩肌輔助臀大肌完成髖的后伸運(yùn)動(dòng)以獲得向前的沖量，因此運(yùn)動(dòng)員在高速運(yùn)動(dòng)中表現(xiàn)出更好的腘繩肌向心收縮峰值力矩。但是專項(xiàng)體能訓(xùn)練中很少進(jìn)行“減速、制動(dòng)變向”等腘繩肌離心做功的練習(xí)，從而造成了運(yùn)動(dòng)員腘繩肌離心做功能力較差。而在力量訓(xùn)練時(shí)，教練員也往往只注重腘繩肌向心做功方式的練習(xí)，而較少采用腘繩肌離心做功方式的練習(xí)，最終導(dǎo)致功能H/Q 比率低于閾值。有研究表明，腘繩肌功能性練習(xí)組合（包括：北歐腘繩肌練習(xí)、單腿硬拉、滑板和瑞士球腘繩肌練習(xí)等）對(duì)提高腘繩肌離心力量和改善功能H/Q比率有顯著作用[23]。另有研究表明，更多激活腘繩肌可以使H/Q 比率增加，從而增加關(guān)節(jié)穩(wěn)定性[24]。因此，教練員可以嘗試采用腘繩肌功能性練習(xí)組合和腘繩肌激活訓(xùn)練等方式，提高足球運(yùn)動(dòng)員腘繩肌離心力量，增加其關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。

非接觸性損傷不僅與下肢力量有關(guān)，也與核心區(qū)力量有關(guān)。核心區(qū)肌肉的激活發(fā)生在下肢激活之前[25]，運(yùn)動(dòng)員通過(guò)建立近端的穩(wěn)定性，從而保證遠(yuǎn)端運(yùn)動(dòng)的安全性[26]。如果運(yùn)動(dòng)員在下肢承重時(shí)，缺乏核心和髖關(guān)節(jié)的控制則可能會(huì)導(dǎo)致下肢力線的坍塌[2]、膝關(guān)節(jié)外翻[2，27]，從而誘發(fā)膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)，引起下肢損傷[28]。有研究表明，足球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行核心力量訓(xùn)練也可以增加下肢力量，使傳統(tǒng)H/Q比率提高7.7%，改善雙側(cè)下肢不對(duì)稱[29]。Colby等認(rèn)為，核心力量和腘繩肌、股四頭肌力量都是ACL損傷預(yù)防策略的重要組成部分[30]。

核心力量同樣也是預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)員腰部非接觸性損傷風(fēng)險(xiǎn)的重要因素[31]，其中軀干F/E比率是較為重要的預(yù)測(cè)因素之一[2]。有研究表明，遭受過(guò)ACL損傷的男性滑雪運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)出明顯的軀干屈曲肌力過(guò)強(qiáng)，而伸展肌力不足的特征[2]。也有研究發(fā)現(xiàn)，有腰痛的運(yùn)動(dòng)員軀干F/E 比率顯著高于無(wú)腰痛的運(yùn)動(dòng)員[11]。以上研究結(jié)果表明，軀干F/E比率較高的運(yùn)動(dòng)員發(fā)生非接觸性損傷的可能性要高于軀干F/E較小的運(yùn)動(dòng)員。本研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)攻球員軀干F/E比率要顯著高于防守球員，提示進(jìn)攻球員發(fā)生非接觸性損傷的可能性要高于防守球員。因此，教練員要重視核心力量的訓(xùn)練，尤其是背肌力量的練習(xí)。較好的軀干伸展肌力會(huì)使運(yùn)動(dòng)員在落地過(guò)程中更好地控制重心，并使運(yùn)動(dòng)員獲得更大的軀干前傾角、髖關(guān)節(jié)屈曲角和膝關(guān)節(jié)屈曲角，從而降低ACL 損傷風(fēng)險(xiǎn)[32]。目前，大多數(shù)預(yù)防足球運(yùn)動(dòng)員非接觸性損傷的訓(xùn)練方案中都包含有核心力量和核心穩(wěn)定性的訓(xùn)練[33]，核心力量訓(xùn)練也被認(rèn)為是預(yù)防ACL 損傷較為有效的手段之一[2]。

通過(guò)進(jìn)一步對(duì)比雙側(cè)下肢同名肌的等速力量，本研究發(fā)現(xiàn)，在高速測(cè)試中，進(jìn)攻球員非優(yōu)勢(shì)側(cè)股四頭肌向心收縮力量顯著高于優(yōu)勢(shì)側(cè)，但腘繩肌離心收縮力量顯著低于優(yōu)勢(shì)側(cè)。因此，教練員在進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，應(yīng)注意運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)下肢力量的對(duì)稱性問(wèn)題，雙側(cè)下肢肌力不對(duì)稱也是造成損傷的重要風(fēng)險(xiǎn)因素。因此，應(yīng)根據(jù)每名球員的力量水平安排有針對(duì)性的力量訓(xùn)練。

綜上所述，建議青訓(xùn)教練員在訓(xùn)練中根據(jù)每名球員的力量水平，有針對(duì)性地安排所有U17 足球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行腘繩肌高速離心收縮的訓(xùn)練和核心力量訓(xùn)練。提高腘繩肌離心收縮力量，尤其是提高腘繩肌在高速運(yùn)動(dòng)中的離心收縮肌力，這可能是有效預(yù)防下肢非接觸性損傷的重要途經(jīng)。

5 結(jié)論

優(yōu)秀U17足球運(yùn)動(dòng)員非優(yōu)勢(shì)側(cè)下肢的傳統(tǒng)H/Q 比率和功能H/Q 比率均顯著低于優(yōu)勢(shì)側(cè)，非優(yōu)勢(shì)側(cè)下肢存在更大的非接觸性損傷風(fēng)險(xiǎn)。盡管不同場(chǎng)上位置的優(yōu)秀U17足球運(yùn)動(dòng)員之間軀干F/E比率有差異，但場(chǎng)上位置對(duì)下肢力量比率沒(méi)有影響。隨著測(cè)試速度的提高，達(dá)到下肢力量比率閾值的人數(shù)越少。較防守球員而言，進(jìn)攻球員軀干和下肢的肌力不平衡更為顯著。