楊海琪

(蘇州大學體育學院 江蘇蘇州 215000)

起跳—落地的過程不管是在人們日常生活中，還是在競技項目的比賽中都隨處可見，跳落方向的適當性影響著技術動作的銜接及下肢安全性。針對不同方向跳落，大多數(shù)研究主要集中在雙腿落地過程，而對單腿落地過程研究較少。

1 研究現(xiàn)狀

跳躍動作次數(shù)越多的項目，發(fā)生運動損傷的概率就越大。在美國某大學體操訓練規(guī)模達到1000人次的訓練比賽中發(fā)現(xiàn)，男、女運動員在運動中平均受傷次數(shù)分別為8.78次和9.37次。由于性別差異影響，大多數(shù)運動項目中女子運動員損傷概率都大于男子，并且在跳落過程中女子最大垂直地面反作用力要顯著高于男子。髕腱病是起跳運動員發(fā)病的主要原因。著陸力學被認為是與髕腱異常相關的因素，從澳大利亞籃球發(fā)展訓練營招募36名青少年精英籃球運動員（男性18名，女性18名），進行一系列的落地實驗，發(fā)現(xiàn)患有PT的運動員在初始足地接觸時顯示出類似的膝關節(jié)屈曲角度，在停跳水平著陸時采取類似的臀部伸展策略；評價不同年齡與性別受試者的立定跳遠成績，結果顯示，在所有變量上，年輕組（5～6歲）和年長組（6～7歲）的跳躍技能存在顯著的統(tǒng)計學差異；男、女生立定跳遠的成績無顯著差異。關于利用運動生物力學及肌電等研究人的起跳能力很常見，但是這些研究一般是以跳落過程中雙側下肢高度一致的想法為前提，所以許多實驗只對一側下肢進行了數(shù)據(jù)采集，研究也僅對一側肢體進行分析。在有關踝關節(jié)位置對小腿三頭肌收縮性能及運動單位放電率影響的研究中，研究者發(fā)現(xiàn)，小腿三頭肌的長度—張力關系可以通過改變膝關節(jié)位置、踝關節(jié)位置或兩者來改變。單腿著地與非計劃側著地的生物力學比較，結果表明，與單腿落地和單腿反跳相比，單腿跳躍著陸任務的關節(jié)力矩峰值、力量峰值和功峰值較大。與著陸任務相比，在非計劃側著地下，額面和矢狀面膝關節(jié)力矩、膝關節(jié)力量及髖關節(jié)和膝關節(jié)功的峰值更大。有學者招募了10名健康的男性為受試者，令其從30cm、45cm、60cm、75cm和90cm5個高度分別進行了5次成功的階梯著陸試驗，結果發(fā)現(xiàn)在更高的情況下，減震效果有所增加，但在5個著陸高度上的變化很小。與其他運動項目相比，如頭球和守門員很少受到關注；一些技術，如傳球和搶球、搶斷、摔倒行為、跳躍、跑步、短跑、起跑、停球和改變方向，沒有受到任何詳細的生物力學調查，足球運動員不僅要適應運動場地表面類型，還要從一個表面轉移到另一個表面，也是相關損傷的主要病因。因此，該文為模擬實際運動方向不確定性的情況，設計3種跳落方向。

有研究發(fā)現(xiàn)，起跳落地方向是在著地過程中是否造成傷害的重要影響因素，且僅在向前的起跳落地過程中，發(fā)生下肢傷害的概率是最低的。相關文獻往往側重于優(yōu)勢側生物力學領域的研究，而將非優(yōu)勢側和跳落方向與之融入的相關研究較少。在研究正常人的步態(tài)對稱性和占優(yōu)勢的一側時，一些學者得出結論，正常人占優(yōu)勢的一側主要用于運動控制，另一側負責姿勢穩(wěn)定。人的肢體對稱性是天生的，由于后期的勞動和習慣開始出現(xiàn)差異，久而久之差異強化，隨之肢體開始出現(xiàn)優(yōu)勢側與非優(yōu)勢側之分。

2 研究對象與方法

2.1 實驗對象

實驗招募12名女性在校大學生，為了使實驗達到最好的效果，這些學生被要求最近7天內不能有劇烈運動才有資格參加，所以實驗之前必須休息良好，最近3個月未發(fā)生相關運動損傷，受試者心理狀態(tài)良好。所有受試者在實驗之前都知道實驗的內容，但不知道實驗的目的。最終12名受試者入圍實驗，為了減少測量誤差，受試者的各項指標均由同一人測量。跑步機熱身5min后，測量受試者左右腿單腳立定跳數(shù)據(jù)，測量方法參照張英媛的研究，并確定優(yōu)勢側與非優(yōu)勢側。

2.2 實驗設備與過程

2.2.1 設備與儀器

（1）Vicon運動捕捉系統(tǒng)，配套直徑14mm的紅外反光球，選用系統(tǒng)中下半身模型，共16個點。（2）三維測力臺。（3）其他：游標卡尺，皮尺。

2.2.2 實驗過程

讓受試者進行練習至熟練。跑步機慢走熱身5min，后開始進行實驗。受試者位于距力臺中心標志點1m的正向、斜向、側向3個方向起跳。兩手掐腰，身體正直，雙腿起跳，起跳時雙腿開立約與肩寬，受試者聽口令開始起跳，優(yōu)勢側落地落于力臺的標志點處，且身體能夠保持穩(wěn)定算為成功。

2.3 指標選取

三維測力平臺主要記錄跳落過程中產(chǎn)生的力的三維變化，選取跳落的動力學指標的x、y、z軸方向的峰值力。采集運動過程關節(jié)角度變化，選擇膝、髖、踝節(jié)角度峰值為運動學指標，根據(jù)采樣頻率推算相關數(shù)據(jù)時間，從而進一步計算衍生指標載荷率（載荷率=垂直地面反作用力峰值/峰值時間）。

2.4 分析統(tǒng)計方法

采用配對t檢驗比較3個方向的優(yōu)勢腿與非優(yōu)勢進行跳落的生物力學數(shù)據(jù)，結果用“均值±標準差”表示，P值小于0.05表示差異具有顯著性，否則不具有顯著性。

3 研究結果

3.1 同方向下優(yōu)勢側與非優(yōu)勢側落地下肢生物力學差異比較

各生物力學指標統(tǒng)計通過配對樣本t檢驗，分析同方向優(yōu)勢側與非優(yōu)勢側數(shù)據(jù)如下：正向起跳落地，優(yōu)勢側與非優(yōu)勢側在踝關節(jié)屈曲角度最大值差異顯著；斜向45°起跳落地時，雙側的膝關節(jié)屈曲角度最大值差異顯著，優(yōu)勢側和非優(yōu)勢側的踝關節(jié)屈曲角度最大值具有顯著性差異；側向跳落時也如此，以上顯著性P值均小于0.05。

3.2 優(yōu)勢側在3個方向落地下肢生物力學差異比較

各生物力學指標統(tǒng)計通過配對樣本t檢驗分析優(yōu)勢側組內三方向數(shù)據(jù)如下。峰值時間：正向、斜向、側向的峰值時間長短上呈遞增狀態(tài)；正向與側向的差異具有顯著性；斜向與側向的差異具有顯著性。載荷率：側向與正向差異具有顯著性。x軸地面反作用力：正向、斜向、側向的x軸地面反作用力值上呈遞增狀態(tài)，正向與斜向差異具有顯著性；正向與側向差異具有顯著性。y軸地面反作用力：正向與斜向差異具有顯著性；正向與側向差異具有顯著性；斜向與側向差異具有顯著性。以上所有顯著性P值均小于0.05。但是在髖關節(jié)角度、膝關節(jié)角度、踝關節(jié)角度和z軸方向上的力差異不顯著。

3.3 非優(yōu)勢側在3個方向落地下肢生物力學差異比較

PVGRE：正向、斜向、側向的x軸地面反作用力值上呈遞減狀態(tài)，正向與斜向差異具有顯著性；正向與側向差異具有顯著性。峰值時間：正向、斜向、側向的峰值時間長短上呈遞增狀態(tài)；正向與側向的差異具有顯著性；斜向與側向的差異具有顯著性。載荷率：正向、斜向、側向的峰值時間長短上呈遞減狀態(tài)；正向與側向的差異具有顯著性；斜向與側向的差異具有顯著性。x軸地面反作用力：正向與斜向差異具有顯著性；正向與側向差異具有顯著性。y軸地面反作用力：正向與斜向差異具有顯著性；正向與側向差異具有顯著性；斜向與側向差異具有顯著性。最大屈曲髖角：正向與斜向差異具有顯著性。最大屈曲膝角、踝角均不存在顯著性差異。

4 分析與討論

有國外的學者分析了雙腿連續(xù)垂直跳落的生物力學，發(fā)生了非優(yōu)勢側限制了關節(jié)的屈曲和伸展，從而降低了起跳落地這一過程的受傷風險。對優(yōu)勢與非優(yōu)勢兩側分別在跳落過程中腿部的僵硬度進行數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，優(yōu)勢側腿部剛度較高，原因是由于優(yōu)勢側具有較為發(fā)達的腿部肌肉，該文結果與之相同：在斜向跳落時，膝關節(jié)屈曲角度峰值非優(yōu)勢側大于優(yōu)勢側。該研究表明，優(yōu)勢側大于非優(yōu)勢側的踝關節(jié)屈曲角度在每個方向上差異顯著，而地面反作用力峰值無顯著性差異。考慮到可能是由于優(yōu)勢側有較大的下肢僵硬程度，但踝關節(jié)屈曲角又較大，因此指出了垂直地面反作用力峰值無顯著性差異的原因。雖然每一名測試對象，都為兩側的單腿跳落，但由于性別的原因男女在跳距的差距明顯，這也解釋了試驗優(yōu)勢側與非優(yōu)勢側為主導因素，3個方向地面垂直反作用力峰值沒有顯著性差異的原因可能是由于受試者為女性。

在優(yōu)勢側落地下，峰值時間側向大于正向和斜向，且差異具有顯著性。猜想與側向跳落的難度較大有關。內外方向即x軸方向地面反作用力峰值，斜向和側向均顯著大于正向，研究認為，盡管在內部和外部方向上的地面反作用力很小，但也有利于肢體的平衡與控制的穩(wěn)定性，也是導致膝關節(jié)炎的重要因素之一。所以，不同方向的差異不容忽視。因此，不同方向的差異不容忽視。應重視臨床診斷，治療和康復等相關領域。y軸即前后方向上的力，三方向相互間的差異均具有顯著性，這與殷冉的實驗結果一致，這是由于不同跳落方向造成的不同地面反作用力。

在非優(yōu)勢側落地下，與傾斜和橫向相比，髖部屈曲角度和垂直地面反作用力的峰值在向前方向上有顯著不同。而優(yōu)勢側并沒有表現(xiàn)此差異，猜想可能與非優(yōu)勢側有著較小的肌肉力量導致較大的下肢靈活度有關系。

5 結語

在日常的體能訓練中，不要忽略踝關節(jié)和髖關節(jié)周圍肌群在跳落過程中的能量吸收，并且可以加強跖屈肌群和髖屈肌群的訓練，這對在不同方向落地后肢體的平衡與穩(wěn)定有很大的幫助。日常多進行斜向和側向肌群的輔助訓練以降低運動損傷出現(xiàn)的概率。