蔡 廣，朱世成，潘其樂，朱镕鑫

速度素質(zhì)是田徑跑跳類項(xiàng)目最重要素質(zhì)之一，它與運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)成績(jī)有很大的相關(guān)性。影響最大速度的因素有很多，其中腳與地面支撐時(shí)間是最重要的因素之一[1]。在動(dòng)量保持或增加的情況下，腳與地面支撐時(shí)間越短，支撐力量越大，可見支撐時(shí)間是田徑跑跳類項(xiàng)目的重要技術(shù)指標(biāo)[2-3]。國(guó)內(nèi)外有關(guān)支撐時(shí)間的研究很多[4-9]，研究重點(diǎn)多集中于支撐時(shí)間與運(yùn)動(dòng)成績(jī)的關(guān)系，以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中支撐的力學(xué)分析，少見有關(guān)影響運(yùn)動(dòng)員支撐時(shí)間長(zhǎng)短因素的報(bào)道。本研究以短跑和中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，從運(yùn)動(dòng)員選材角度探討支撐時(shí)間與趾骨形態(tài)之間的關(guān)系。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象及等級(jí)分組

研究對(duì)象為上海市一二線短跑、中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員84名。短跑項(xiàng)目包括100 m、200 m、400 m，運(yùn)動(dòng)員取樣于莘莊運(yùn)動(dòng)基地；中長(zhǎng)跑項(xiàng)目包括800 m、1 500 m、5 000 m、10 000 m，運(yùn)動(dòng)員取樣于上海體育學(xué)院附屬競(jìng)技體育學(xué)校。運(yùn)動(dòng)員基本信息、性別分布、運(yùn)動(dòng)等級(jí)分布見表1。

表1 研究對(duì)象基本信息Table1 Basic Information of the Subjects

1.2 研究方法

1.2.1 趾骨長(zhǎng)度測(cè)試

1.2.1.1 儀器

平整場(chǎng)地或桌椅等其他平面一塊，透明薄層玻璃板、薄層錦綸棉（50 cm×30 cm）一張，珠印油少許均勻地涂抹在薄層錦綸棉上，30 cm長(zhǎng)塑料尺一把，干凈毛巾2塊，50 g洗潔精備用。

1.2.1.2 測(cè)試方法

受試者赤腳踩在錦綸棉上，然后平穩(wěn)站到透明薄層玻璃板上（腳底不得搓動(dòng)，以免印記模糊），待站穩(wěn)后離開玻璃板，足印取完后，受試者自己用干凈毛巾蘸少量洗潔精，將足下殘留印油擦去。

1.2.1.3 趾骨長(zhǎng)度測(cè)量

如圖1所示，在第一趾骨印記內(nèi)側(cè)緣最外側(cè)選取點(diǎn)A，在腳掌印記內(nèi)側(cè)緣最外側(cè)選取點(diǎn)B，連接A、B兩點(diǎn)，做直線AB。取5個(gè)趾印中心點(diǎn)分別為D1、D2、D3、D4、D5，然后通過(guò)5個(gè)腳趾印中心點(diǎn)作平行于AB的直線，這些直線與腳掌印前緣相交，交點(diǎn)與中心點(diǎn)間的線段長(zhǎng)度P1、P2、P3、P4、P5分別近似等于第一趾骨長(zhǎng)度、第二趾骨長(zhǎng)度、第三趾骨長(zhǎng)度、第四趾骨長(zhǎng)度、第五趾骨長(zhǎng)度。

圖1 趾骨長(zhǎng)度測(cè)量圖Figure1 Measurement of Plantar Length

1.2.1.4 趾骨整齊性量化

以第一趾骨印記前緣為切點(diǎn)，在水平面上做垂直于人體矢狀軸的切線，如圖1虛線所示。本文整齊性定義是指5個(gè)趾骨前緣越靠近切線，說(shuō)明5個(gè)趾骨整齊性越高。由圖1可見，5個(gè)趾骨整齊性越高，那么P2/P1、P3/P1、P4/P1、P5/P1也會(huì)越大，因此也可以認(rèn)為第二、第三、第四、第五跖骨與第一跖骨比值越大，或幾個(gè)比值之和越大，趾骨整齊性越高。本文用P2/P1比值大小代表第一和第二跖骨整齊性；用P2/P1+P3/P1之和大小代表前3個(gè)跖骨整齊性；用P2/P1+P3/P1+P4/P1+P5/P1之和大小代表5個(gè)跖骨整齊性。

1.2.2 跳深實(shí)驗(yàn)

1.2.2.1 測(cè)試儀器

NEWTEST Powertimer便攜式體能測(cè)試系統(tǒng)，40 cm臺(tái)階，1.5 m長(zhǎng)桿，2個(gè)40 cm高架桿。

1.2.2.2 測(cè)試方法

測(cè)試記錄被試腳與地面支撐時(shí)間。反應(yīng)墊連接主機(jī)，主機(jī)連接電腦。臺(tái)階放置離反應(yīng)墊邊緣20 cm處，兩40 cm高的架桿放置墊子兩側(cè)，1.5 m長(zhǎng)桿放置在架桿上。受試者雙手叉腰光腳站在臺(tái)階上，儀器準(zhǔn)備就緒，開始跳下，落在墊子上后，以最快的速度跳起，并跳過(guò)長(zhǎng)桿，落在長(zhǎng)桿的另外一側(cè)，且保證落在墊子上。每人測(cè)試3次，取測(cè)試支撐時(shí)間平均值和最小值，分別表示平均支撐時(shí)間和最快支撐時(shí)間。

1.2.3 數(shù)據(jù)分組

為探討趾骨形態(tài)（趾骨長(zhǎng)度、趾骨整齊性）對(duì)支撐時(shí)間的影響，本研究中需要對(duì)趾骨長(zhǎng)度及趾骨整齊性進(jìn)行分組，分組方式采用百分位數(shù)法，處于百分位數(shù)25%以內(nèi)為25%組（分別為跖骨短組、整齊性低組），處于百分位數(shù)75%以上為75%組（分別為跖骨長(zhǎng)組、整齊性高組）。為比較不同水平運(yùn)動(dòng)員趾骨形態(tài)特征，本文將受試者分為優(yōu)秀組和一般組，優(yōu)秀組包括健將和一級(jí)運(yùn)動(dòng)員，一般組包括二級(jí)和三級(jí)運(yùn)動(dòng)員。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

所有數(shù)據(jù)用SPSS18.0進(jìn)行處理，結(jié)果用均值±標(biāo)準(zhǔn)差（±SD）表示。2組之間的比較采用雙樣本均數(shù)T檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 趾骨長(zhǎng)度對(duì)支撐時(shí)間的影響

男子和女子第一趾骨長(zhǎng)度趾骨短組的最快和平均支撐時(shí)間都小于趾骨長(zhǎng)組（表2），雖然趨勢(shì)差異無(wú)顯著性，但是該趨勢(shì)與教練員經(jīng)驗(yàn)及科研人員提出理論基本符合[9]。男子第二趾骨長(zhǎng)度趾骨短組最快和平均支撐時(shí)間都大于趾骨長(zhǎng)組，差異具有顯著性。女子最快支撐時(shí)間趾骨短組小于趾骨長(zhǎng)組，平均支撐時(shí)間趾骨短組大于趾骨長(zhǎng)組，差異均無(wú)顯著性。第二趾骨長(zhǎng)度與支撐時(shí)間關(guān)系的結(jié)果正好與第一趾骨長(zhǎng)度結(jié)果相反，男子出現(xiàn)趾骨長(zhǎng)組支撐時(shí)間小于趾骨短組，女子平均支撐時(shí)間出現(xiàn)同樣的趨勢(shì)（表3）。

表2 第一趾骨長(zhǎng)度分組支撐時(shí)間比較（單位：ms）Table2 Comparison on Touchdown Times of the First Toe Length Groups(Unit:ms)

表3 第二趾骨長(zhǎng)度分組支撐時(shí)間比較（單位：ms）Table3 Comparison on Touchdown Times of the Second Toe Length Groups(Unit:ms)

2.2 趾骨整齊性對(duì)支撐時(shí)間的影響

表4可見男、女最快和平均支撐時(shí)間整齊性低組大于整齊性高組，男子差異具有顯著性（P＜0.05），女子差異無(wú)顯著性。表5是第二、三與第一趾骨長(zhǎng)度比值之和分組后支撐時(shí)間比較，顯示男子和女子最快和平均支撐時(shí)間都是整齊性低組大于整齊性高組，但差異無(wú)顯著性；表6是第二、第三、第四、第五趾骨與第一跖骨長(zhǎng)度比值之和分組后支撐時(shí)間比較，其規(guī)律與表5結(jié)果所示一致。

表4 P2/P1比值百分位數(shù)分組觸地時(shí)間比較（單位：ms）Table4 Comparison on Touchdown Times of P2/P1 Ratio Percentile Groups(Unit:ms)

表5 P2/P1和P3/P1比值之和百分位數(shù)分組支撐時(shí)間比較（單位：ms）Table5 Comparison on Touchdown Times of P2/P1 and P3/P1 Ratio Percentile Groups(Unit:ms)

表6 P2/P1、P3/P1、P4/P1和P5/P1比值之和百分位數(shù)分組支撐時(shí)間比較（單位：ms）Table6 Comparison on Touchdown Times of P2/P1,P3/P1,P4/P1and P5/P1Ratio Percentile Groups(Unit:ms)

從表4～6可見，第一、第二趾骨整齊性，第一、第二、第三趾骨整齊性以及全部趾骨整齊性與支撐時(shí)間的關(guān)系，男女均表現(xiàn)出整齊性高組支撐時(shí)間小于整齊性低組趨勢(shì)，此結(jié)果表明短跑或中長(zhǎng)跑項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員趾骨形態(tài)應(yīng)具備良好的整齊性趨勢(shì)，但是只有表4中男子結(jié)果有顯著性。

短跑或中長(zhǎng)跑項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員趾骨不宜過(guò)長(zhǎng)（特別是第一跖骨），5個(gè)跖骨越整齊越好的原因可能如下：（1）陸地上以足運(yùn)動(dòng)為主的項(xiàng)目，在快速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，必須以蹠趾關(guān)節(jié)強(qiáng)有力地支撐起整個(gè)人體，因此當(dāng)趾骨過(guò)長(zhǎng)時(shí)，支點(diǎn)變長(zhǎng)，腳掌圍繞支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)距離也就變長(zhǎng)，腳在地面支撐過(guò)渡的時(shí)間也會(huì)變長(zhǎng)，從而導(dǎo)致支撐時(shí)間變長(zhǎng)；（2）在跑跳中，第一趾骨是過(guò)渡期最后支點(diǎn)，且所受壓力最大[10-11]，垂直重力與趾骨支點(diǎn)之間形成的阻力臂，水平方向的動(dòng)力與趾骨支點(diǎn)形成的動(dòng)力臂，當(dāng)趾骨過(guò)長(zhǎng)時(shí)，阻力臂將增加，而水平動(dòng)力臂不變，支撐時(shí)間將會(huì)變長(zhǎng)；（3）5個(gè)腳趾整齊，則在蹬伸過(guò)程中支撐點(diǎn)較為一致，水平方向的作用力產(chǎn)生的力矩較大，從而縮短支撐時(shí)間。

2.3 不同級(jí)別運(yùn)動(dòng)員趾骨形態(tài)特征的比較

由表7可見：男子短跑運(yùn)動(dòng)員優(yōu)秀組第一趾骨長(zhǎng)度小于一般組，而第二、第三、第四、第五大于一般組，這正符合第一趾骨短，5個(gè)趾骨整齊的規(guī)律。表8中長(zhǎng)跑組也表現(xiàn)出了優(yōu)秀組第一趾骨短于一般組趨勢(shì)，而第二、第三、第四、第五趾骨并未出現(xiàn)優(yōu)秀組長(zhǎng)于一般組趨勢(shì)，此外這些趨勢(shì)均未出現(xiàn)顯著性差異，可能與樣本量較少有關(guān)。

表7 短跑優(yōu)秀組和一般組趾骨長(zhǎng)度比較（±SD）（單位：cm）Table7 Comparison on Plantar Length between Excellent and Average Sprinters(±SD)(Unit:cm)

表7 短跑優(yōu)秀組和一般組趾骨長(zhǎng)度比較（±SD）（單位：cm）Table7 Comparison on Plantar Length between Excellent and Average Sprinters(±SD)(Unit:cm)

注：*表示與優(yōu)秀組相比，差異具有顯著性，P＜0.05。

男女指標(biāo) 一般組（N=12）第一趾骨長(zhǎng)度（P1） 2.38±0.31 2.41±0.30 2.24±0.29 2.25±0.34第二趾骨長(zhǎng)度（P2） 3.03±0.30 2.83±0.40 2.41±0.42 2.65±0.36第三趾骨長(zhǎng)度（P3） 2.34±0.32 2.22±0.40 1.97±0.24 1.93±0.47第四趾骨長(zhǎng)度（P4） 1.97±0.21 1.91±0.39 1.56±0.35 1.77±0.37第五趾骨長(zhǎng)度（P5） 1.71±0.15 1.49±0.30*1.11±0.25 1.35±0.31優(yōu)秀組（N=9）一般組（N=25）優(yōu)秀組（N=7）

表8 中長(zhǎng)跑優(yōu)秀組和一般組趾骨長(zhǎng)度比較（±SD）（單位：cm）Table8 Comparison on Plantar Length between Excellent and Average Runners of Middle and Long Distance(±SD)(Unit:cm)

表8 中長(zhǎng)跑優(yōu)秀組和一般組趾骨長(zhǎng)度比較（±SD）（單位：cm）Table8 Comparison on Plantar Length between Excellent and Average Runners of Middle and Long Distance(±SD)(Unit:cm)

男女指標(biāo) 一般組（N=7）第一趾骨長(zhǎng)度（P1） 2.13±0.08 2.15±0.34 1.83±0.21 2.21±0.39第二趾骨長(zhǎng)度（P2） 2.50±0.48 2.79±0.42 2.00±0.75 2.40±0.48第三趾骨長(zhǎng)度（P3） 2.05±0.36 2.24±0.38 1.70±0.70 1.91±0.52第四趾骨長(zhǎng)度（P4） 1.63±0.38 1.76±0.33 1.70±0.89 1.77±0.31第五趾骨長(zhǎng)度（P5） 1.28±0.18 1.28±0.35 1.30±0.26 1.34±0.21優(yōu)秀組（N=6）一般組（N=15）優(yōu)秀組（N=3）

2.4 趾骨形態(tài)特征對(duì)速度類運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目選材啟示

身體形態(tài)是從事任何運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的物質(zhì)基礎(chǔ)，大部分優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員身體形態(tài)都有其特定的項(xiàng)目特征。在傳統(tǒng)的選材學(xué)中，下肢長(zhǎng)度是田徑項(xiàng)目選材中重要的形態(tài)指標(biāo)[12-13]，部分項(xiàng)目涉及足弓形態(tài)選材，如中長(zhǎng)跑項(xiàng)目需要定性評(píng)估其足弓形態(tài)等級(jí)（高足弓、低足弓），因?yàn)樵谥虚L(zhǎng)跑項(xiàng)目中，如果足弓過(guò)低，神經(jīng)血管就會(huì)受到壓迫，長(zhǎng)時(shí)間的跑動(dòng)，會(huì)引起疲勞和不適[14]。本研究區(qū)別于傳統(tǒng)足弓形態(tài)研究，主要集中于足底形態(tài)中趾骨形態(tài)，并進(jìn)行了探索性量化測(cè)試，探討了趾骨整齊性對(duì)支撐時(shí)間的影響。本研究結(jié)果顯示第一趾骨及趾骨整齊性與支撐時(shí)間有明顯的關(guān)系，且不同等級(jí)的運(yùn)動(dòng)員趾骨形態(tài)有明顯特點(diǎn)，由于樣本量不平衡和樣本較少的原因，只有部分表現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是由于大多結(jié)果表現(xiàn)出一致的趨勢(shì)性特點(diǎn)，且其趨勢(shì)與教練員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)一致，也就是短跑運(yùn)動(dòng)員在選材過(guò)程需要選第一跖骨短，且5個(gè)趾骨整齊性較高的運(yùn)動(dòng)員[9]，因此本研究結(jié)果提示在速度類運(yùn)動(dòng)員選材中趾骨形態(tài)可以作為一項(xiàng)探索性形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行應(yīng)用，待樣本量完善后，可以再進(jìn)行回顧性研究，進(jìn)一步證實(shí)教練員的經(jīng)驗(yàn)與想法。

3 小結(jié)

男女均表現(xiàn)出第一趾骨短組最快和平均支撐時(shí)間短，第二趾骨長(zhǎng)組平均支撐時(shí)間短，5個(gè)趾骨整齊性高組支撐時(shí)間小于整齊性低組的趨勢(shì)。本文結(jié)果表明短跑或中長(zhǎng)跑項(xiàng)目第一趾骨越短，5個(gè)趾骨的整齊性越高，越有利于減少跑動(dòng)過(guò)程中腳與地面支撐時(shí)間，但是由于部分結(jié)果在統(tǒng)計(jì)學(xué)上并無(wú)顯著性，因此有待擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步證實(shí)。