陳玉霞，徐青華，金 哲，張 田，王向東

殘疾人體育是殘疾人事業(yè)的重要組成部分。 殘疾人體育是指?jìng)€(gè)體在生理、肢體等方面有功能障礙，通過(guò)參加體育鍛煉改善身體機(jī)能的運(yùn)動(dòng)。 殘疾人參與體育的目的在于：以體育活動(dòng)為載體，為殘疾人樹立體育康復(fù)健身的意識(shí)； 為殘疾人康復(fù)提供健身鍛煉的途徑，提高其生活質(zhì)量；為實(shí)現(xiàn)殘疾人平等參與社會(huì)生活、享受社會(huì)文明成果、獲得社會(huì)的認(rèn)知構(gòu)建平臺(tái)，“它超越缺陷， 通過(guò)意志、 技能、 體能的較量，向生命的潛能挑戰(zhàn)，展示人的創(chuàng)造力和價(jià)值。 同時(shí)促進(jìn)康復(fù)，陶冶情操，增強(qiáng)生活信心和勇氣，推動(dòng)平等參與”。 發(fā)展殘疾人體育是建立平等、互助、尊重的人類社會(huì)價(jià)值觀念的體現(xiàn)。

殘奧運(yùn)動(dòng)誕生于“二戰(zhàn)”后的歐洲。 由最初在英國(guó)進(jìn)行的針對(duì)脊髓損傷的士兵展開的體育活動(dòng)發(fā)展為至今的規(guī)范化和正規(guī)化的國(guó)際殘疾人體育運(yùn)動(dòng)，已然超出初期參與、展示的意義。殘奧會(huì)已成為競(jìng)技體育的一部分。 1984 年美國(guó)紐約殘奧會(huì)拉開了我國(guó)參加殘奧會(huì)的序幕，自此，我國(guó)殘奧運(yùn)動(dòng)由弱到強(qiáng)，逐步確立了在國(guó)際殘奧競(jìng)技舞臺(tái)上的領(lǐng)先地位，自2004 年雅典殘奧會(huì)至今，我國(guó)殘奧體育代表團(tuán)已連續(xù)4 次蟬聯(lián)夏季殘奧會(huì)金牌、獎(jiǎng)牌榜榜首。但是，由于我國(guó)冬季殘疾人奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)（簡(jiǎn)稱冬殘奧）項(xiàng)目起步較晚， 同傳統(tǒng)冰雪運(yùn)動(dòng)強(qiáng)國(guó)相比還存在很大差距， 迄今為止只在2018 年平昌冬殘奧會(huì)上取得過(guò)一枚集體項(xiàng)目金牌。 為提升我國(guó)冬殘奧競(jìng)技水平，發(fā)揮體育科技在奧運(yùn)備戰(zhàn)中的助力作用， 在第13 屆冬殘奧會(huì)舉辦之際，了解冬殘奧高山滑雪項(xiàng)目的發(fā)展歷史及技術(shù)發(fā)展歷程，對(duì)全面認(rèn)識(shí)其項(xiàng)目發(fā)展規(guī)律具有重要意義。 對(duì)坐姿高山滑雪技術(shù)研究現(xiàn)狀的梳理，有助于未來(lái)在該項(xiàng)目的研究及技術(shù)發(fā)展上取得突破。

1 殘疾人高山滑雪的發(fā)展

1.1 殘疾人高山滑雪的起源及發(fā)展

殘疾人滑雪于1935 年起源于歐洲，并在20 世紀(jì)40 年代首次在美國(guó)受到關(guān)注。 腦癱、 多發(fā)性硬化癥、脊髓損傷、截癱、截肢、失明、脊柱裂和營(yíng)養(yǎng)不良癥等殘疾類型人群均能參加該運(yùn)動(dòng)。 該項(xiàng)目在發(fā)展初期受到參與人群、 技術(shù)難度和缺少必要的適應(yīng)性器械的制約。 最早在瑞典出現(xiàn)時(shí)該項(xiàng)目被稱為“手杖滑雪”（Crutch Skiing）。 1940 年，奧地利的齊格弗里德·德雷克斯勒成為第一位 “殘障人士” 滑雪者， 他原來(lái)是一名健全人高山滑雪運(yùn)動(dòng)員，在一次滑降比賽中膝蓋受傷，此后只能利用一個(gè)雪板參與該項(xiàng)目，這是殘疾人高山滑雪的雛形。在20 世紀(jì)50 年代，殘疾人滑雪技術(shù)和滑雪器械得到了快速發(fā)展，到20 世紀(jì)60 年代，殘疾人滑雪呈現(xiàn)出更加有組織的形式， 許多職業(yè)俱樂(lè)部開始出現(xiàn)。 越南戰(zhàn)爭(zhēng)推動(dòng)了美國(guó)殘疾人滑雪的進(jìn)一步發(fā)展。 1968 年，在科羅拉多州丹佛市Fitzsimons 綜合醫(yī)院和丹佛兒童醫(yī)院的整形外科醫(yī)生Paul Brown博士和William Stanek 醫(yī)生開始使用滑雪作為康復(fù)計(jì)劃的一部分。 高級(jí)滑雪教練Edwin Lucks 發(fā)明了一種直立滑雪方法，用于雙側(cè)膝關(guān)節(jié)截肢者，通過(guò)髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和軀干屈伸來(lái)控制滑雪姿勢(shì)。 1967 年，Jim Winthers 帶領(lǐng)一個(gè)團(tuán)隊(duì)組建了國(guó)家截肢滑雪者協(xié)會(huì)，旨在統(tǒng)一為截肢滑雪者服務(wù)，并為不斷增加的人群提供技術(shù)指導(dǎo)。

1.2 殘疾人滑雪技術(shù)的歷史演變

1.2.1 三點(diǎn)支撐滑雪技術(shù)

三點(diǎn)支撐滑雪技術(shù)（Three-Track Skiing）（圖1）。該技術(shù)要求運(yùn)動(dòng)員利用一側(cè)下肢和雙側(cè)上肢完成全程滑行，早期的截肢、脊髓灰質(zhì)炎或創(chuàng)傷性損傷以及偏癱患者主要利用該技術(shù)進(jìn)行高山滑雪比賽。

圖1 “三點(diǎn)支撐”滑雪圖Figure1 The picture of "Three-point support" skiing

1.2.2 四點(diǎn)支撐滑行技術(shù)

四點(diǎn)支撐滑行技術(shù)。該技術(shù)是指在滑行過(guò)程中，滑雪者利用2 個(gè)普通滑雪板滑行，2 個(gè)雪杖用于輔助支撐。 該技術(shù)最常用于腦癱、多發(fā)性硬化癥、肌肉營(yíng)養(yǎng)不良或骨髓增生異常的患者人群。 由于下肢肌肉不平衡和痙攣， 滑雪者利用該器材滑行時(shí)需要軀干經(jīng)常前傾狀態(tài)。

1.2.3 坐姿滑行技術(shù)

坐姿滑行技術(shù)（圖2）。 目前，輪椅人群（例如，截癱或低位四肢截癱人群） 進(jìn)行滑雪比賽或訓(xùn)練時(shí)多采用該技術(shù)。 1978 年P(guān)eter Axelson 在美國(guó)殘疾人滑雪錦標(biāo)賽上展示了這種滑雪器材， 從而推動(dòng)了該技術(shù)的發(fā)展。 該技術(shù)早期主要適用于胸椎截癱平面在第2 至第4 的脊髓損傷患者。當(dāng)高山滑行時(shí)，該技術(shù)需要運(yùn)動(dòng)員借助身體前傾或側(cè)傾完成轉(zhuǎn)向， 因此需要固定綁帶穿過(guò)軀干進(jìn)行固定， 以便輔助支撐和控制平衡。同時(shí)，患者軀干需要緊抵支撐艙以獲得足夠的支撐力， 其技術(shù)特點(diǎn)與健全人滑雪者充分利用雪鞋控制方向和進(jìn)行應(yīng)急反應(yīng)類似。

圖2 早期的坐姿滑雪器Figure2 The early sitting skiers

1.2.4 單板滑行技術(shù)

單板滑行技術(shù)。 單板滑行是高山站姿項(xiàng)目中的一種滑行技術(shù)。該技術(shù)最早出現(xiàn)于1982 年的德國(guó)西部，1985 年被引入美國(guó)。 單板滑行技術(shù)的發(fā)展加速了健全人滑行技術(shù)在殘疾人項(xiàng)目中的應(yīng)用。

2 冬殘奧高山滑雪場(chǎng)地及坐式滑雪器特點(diǎn)

根據(jù)2022 年北京冬殘奧會(huì)設(shè)項(xiàng)規(guī)定，本屆冬殘奧會(huì)高山滑雪項(xiàng)目共設(shè)5 個(gè)小項(xiàng)， 分別為回轉(zhuǎn)、大回轉(zhuǎn)、超大回轉(zhuǎn)、滑降和全能項(xiàng)目，包含站姿、坐姿和盲人3 個(gè)組別。 殘奧高山滑雪每個(gè)小項(xiàng)的比賽場(chǎng)地各不相同，主要體現(xiàn)在起、終點(diǎn)的垂直落差和旗門的數(shù)量與設(shè)置。 5 個(gè)小項(xiàng)的比賽場(chǎng)地設(shè)置如表1所示。

表1 冬殘奧高山滑雪項(xiàng)目場(chǎng)地技術(shù)指標(biāo)Table1 The course technical index of Winter Paralympic Alpine Skiing

與健全人高山滑雪項(xiàng)目相比， 殘疾人高山滑雪的一個(gè)特有比賽器材是坐式滑雪器（圖3），是坐姿運(yùn)動(dòng)員專用滑行裝備?；┢鞯慕Y(jié)構(gòu)包括3 部分：上部的座艙部分用來(lái)支撐大腿、 骨盆以及軀干下部并與包裹腿部的穴斗相連接；下部的底盤連接滑雪板；中部的減震系統(tǒng)用于連接上下兩部分。 座椅下面的懸掛系統(tǒng)一方面可以緩沖坡面起伏產(chǎn)生的作用力對(duì)運(yùn)動(dòng)員軀干的沖擊， 另一方面可以通過(guò)減震系統(tǒng)改變滑雪器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，運(yùn)動(dòng)員通過(guò)主動(dòng)收縮、伸展身體， 借助可伸縮的減震系統(tǒng)可以改變重心高低，實(shí)現(xiàn)彈性儲(chǔ)能的存儲(chǔ)和釋放，從而發(fā)揮旗門轉(zhuǎn)彎前的減速和直線滑行階段的加速作用。 運(yùn)動(dòng)員參與的比賽小項(xiàng)不同，坐式滑雪器的使用技巧也不同，J?rg Sp?rri 等的研究認(rèn)為，為了充分發(fā)揮坐式滑雪器的系統(tǒng)性能， 在快速轉(zhuǎn)彎的技巧性項(xiàng)目中要盡量減小系統(tǒng)的慣性力矩（如回轉(zhuǎn)項(xiàng)目），但是在大回轉(zhuǎn)或滑降等速度型項(xiàng)目中， 則可以通過(guò)增大慣性力矩來(lái)提高加速效果。

圖3 殘奧高山滑雪坐姿滑雪器示意圖Figure3 The sketch of sitting skier for Paralympic Alpine Skiing

3 坐姿高山滑雪的相關(guān)技術(shù)分析

高山滑雪項(xiàng)目需要運(yùn)動(dòng)員不斷調(diào)整轉(zhuǎn)彎技術(shù)以適應(yīng)地形、坡度、旗門設(shè)置和雪地條件變化所設(shè)計(jì)的復(fù)雜技術(shù)，需要進(jìn)行精細(xì)的生物力學(xué)分析。

3.1 軀干肌群動(dòng)作平衡控制

Weyand 等通過(guò)對(duì)脊髓損傷患者軀干肌群與動(dòng)態(tài)坐姿平衡功能的相關(guān)性研究發(fā)現(xiàn)， 軀干屈肌、伸肌和旋轉(zhuǎn)肌群的肌力與坐姿平衡功能高度相關(guān)。根據(jù)該研究結(jié)果，在坐姿高山滑雪運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員如果要提高對(duì)坐姿滑雪器的控制，需要提高腹內(nèi)斜肌、腹外斜肌、豎脊肌等肌群的肌力水平。 Kim 等的研究發(fā)現(xiàn)，為了提高脊髓損傷人群的坐姿平衡能力， 需要充分發(fā)揮橫膈膜在姿勢(shì)調(diào)整中的作用，他們?cè)趯?duì)手搖自行車運(yùn)動(dòng)員的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)該殘疾類型運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中摔倒時(shí)，橫膈膜發(fā)揮了姿勢(shì)調(diào)整的作用。 還有研究發(fā)現(xiàn)，脊髓損傷的損傷平面在第9 胸椎以下時(shí)，脊髓損傷與坐姿平衡之間沒(méi)有明顯的相關(guān)性。 根據(jù)該研究結(jié)論，即便脊髓損傷平面較高，但如果軀干肌力較好，其動(dòng)態(tài)坐姿平衡能力也可以達(dá)到較高水平。 Benedikt 等的研究認(rèn)為，對(duì)于坐姿滑雪運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)，身體功能殘疾導(dǎo)致部分運(yùn)動(dòng)功能和感覺(jué)功能受限，而在滑行中，身體姿勢(shì)的調(diào)節(jié)往往需要整合本體感覺(jué)和外部感覺(jué)信息，當(dāng)這些信息受到干擾時(shí)，姿勢(shì)控制就會(huì)受到影響。 這也是為什么殘疾人功能分級(jí)既包含醫(yī)學(xué)損傷評(píng)估又考慮功能表現(xiàn)的原因之一，同時(shí)為該項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)選材提供了參考。

3.2 轉(zhuǎn)彎技術(shù)身體姿態(tài)角度的運(yùn)動(dòng)學(xué)

比賽成績(jī)受滑雪者的初始速度、 身體動(dòng)作姿態(tài)的影響。 有學(xué)者從滑行動(dòng)作角度方面對(duì)滑行中身體姿態(tài)的平衡控制進(jìn)行了研究。 為了保持滑行中的平衡，運(yùn)動(dòng)員須以正確的角度提前轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)中心，以便充分利用滑雪板與雪面的接觸面， 提高轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力，為此，在轉(zhuǎn)彎時(shí)應(yīng)通過(guò)降低內(nèi)側(cè)肩部高度、抬高外側(cè)肩部高度的方式提高滑行效果。 此外，Klefbeck 等研究認(rèn)為，在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中有效降低身體重心高度，有利于轉(zhuǎn)彎時(shí)的平衡控制。 Lenik 等利用運(yùn)動(dòng)員滑雪板前部到后部連線與踝關(guān)節(jié)速度矢量之間的夾角與平衡的關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)， 旗門轉(zhuǎn)彎階段該角度越大，轉(zhuǎn)彎時(shí)越容易出現(xiàn)側(cè)滑和摔倒現(xiàn)象，該研究認(rèn)為，以卡賓技術(shù)完成的轉(zhuǎn)彎中，該角度的平均值約為（6.1±3.2）°，利用跳躍技術(shù)完成的轉(zhuǎn)彎中，該角度的平均值約為（15.5±10.5）°。

3.3 高山滑雪的動(dòng)力學(xué)

高山滑雪動(dòng)力學(xué)研究主要考慮滑雪器的性能，雪橇性能對(duì)高山滑雪運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)產(chǎn)生很大的影響。 高山滑雪項(xiàng)目衡量滑雪者和外部設(shè)備之間負(fù)荷的常用指標(biāo)是地面反作用力 （Ground Reaction Force，GRF）。 Supej 等對(duì)使用不同性能雪橇的滑雪者的速度、加速度、轉(zhuǎn)彎半徑的質(zhì)量中心、轉(zhuǎn)彎半徑、GRF 進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)， 在優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員和一般滑雪運(yùn)動(dòng)員之間的GRF 分布基本相似。 Supej 指出最短的軌跡不一定是最快的， 特別是較小的轉(zhuǎn)彎半徑可能不利于滑雪者的瞬間表現(xiàn)。 空氣阻力和滑雪器與雪面之間的摩擦阻力對(duì)滑雪性能產(chǎn)生不利影響。盡量減少滑雪者正面姿勢(shì)的區(qū)域面積是減少空氣阻力的關(guān)鍵，可提升速度、降低總時(shí)間。 而滑雪器與雪面的情況正好相反，在速度較慢，尤其是轉(zhuǎn)彎時(shí)，地面摩擦力非常重要，在激烈的轉(zhuǎn)彎過(guò)程中，滑雪者應(yīng)更注意保持滑雪器的平穩(wěn)， 而不是盡量減少暴露的正面姿勢(shì)區(qū)域。

3.4 能量消耗

Supej 等的研究指出，在旗門附近的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)彎半徑短（＜15 m）時(shí)，大部分能量會(huì)消散，在開始轉(zhuǎn)彎前的身體重心轉(zhuǎn)移過(guò)程消耗的能量最少。 在轉(zhuǎn)彎半徑較小時(shí)，機(jī)械能的差異與轉(zhuǎn)彎半徑直接相關(guān)。良好的轉(zhuǎn)彎通常有利于潛在的能量發(fā)揮 （及將滑雪器與雪面摩擦力和空氣動(dòng)力學(xué)阻力與優(yōu)化的滑雪軌跡相結(jié)合），這在要求速度和時(shí)間的大多數(shù)平坦滑道部分尤為重要。特別是在陡峭的坡面上，盡量減少能量消耗并不一定能確保整體用時(shí)最短。 特別是對(duì)優(yōu)秀滑雪運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)， 身體重心高度和最佳軌跡相結(jié)合才能產(chǎn)生最好的效果。

3.5 其他相關(guān)研究

高山滑雪項(xiàng)目的研究需考慮復(fù)雜的場(chǎng)地環(huán)境。由于受場(chǎng)地因素限制， 傳統(tǒng)的生物力學(xué)研究受到了限制。由于各種傳感器的小型化和靈活性，可穿戴設(shè)備已廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域， 如體育科學(xué)、 醫(yī)學(xué)信息學(xué)、康復(fù)等。一項(xiàng)最新的研究通過(guò)自主開發(fā)的一種可穿戴系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控并獲取高山滑雪的多源信息，建立雙鏈生物力學(xué)模型來(lái)分析運(yùn)動(dòng)員在高山滑雪雪橇的表現(xiàn)?？纱┐髟O(shè)備的應(yīng)用，將會(huì)推動(dòng)高山滑雪項(xiàng)目研究的進(jìn)一步發(fā)展。

4 目前研究的不足與展望

目前， 坐姿高山滑雪運(yùn)動(dòng)員技術(shù)分析主要針對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平衡控制能力， 從肌力水平和滑行時(shí)的關(guān)節(jié)角度來(lái)探討運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)表現(xiàn)。但是，運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)除了受肌力水平和滑行時(shí)的關(guān)節(jié)角度影響之外，還受到其他多重因素的影響。隨著科技手段的發(fā)展， 未來(lái)還需要對(duì)影響運(yùn)動(dòng)員技術(shù)表現(xiàn)的其他關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步研究， 如肌肉形態(tài)、 肌肉的協(xié)同模式、環(huán)節(jié)互動(dòng)動(dòng)力學(xué)，以及視覺(jué)、本體感覺(jué)交互作用等因素的影響。

高山滑雪是最危險(xiǎn)的冬季運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目之一。最常見(jiàn)的損傷是膝關(guān)節(jié)損傷， 且近三分之一膝關(guān)節(jié)損傷的滑雪者都患有嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng)恐懼。 運(yùn)動(dòng)恐懼對(duì)高山滑雪運(yùn)動(dòng)員技術(shù)動(dòng)作產(chǎn)生的影響尚不得而知。不同水平運(yùn)動(dòng)員技術(shù)動(dòng)作的差異表現(xiàn)尚不清楚，未來(lái)的研究需著眼于通過(guò)對(duì)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員關(guān)鍵技術(shù)的研究，建立高山滑雪項(xiàng)目的最優(yōu)化動(dòng)作模型，闡明運(yùn)動(dòng)員提升運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的人體動(dòng)作模式和發(fā)力的優(yōu)化方案，這將對(duì)提升運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，助力運(yùn)動(dòng)員提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)具有重要意義。

此外， 殘疾人運(yùn)動(dòng)員的分級(jí)級(jí)別是身體競(jìng)技能力的直接表現(xiàn)， 級(jí)別不同， 殘疾程度和功能表現(xiàn)不同?，F(xiàn)有分級(jí)規(guī)則多為定性描述標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法準(zhǔn)確判定運(yùn)動(dòng)員的真實(shí)技術(shù)水平。 需要建立基于循證分級(jí)系統(tǒng)來(lái)量化殘疾人的分級(jí)體系， 為定量評(píng)價(jià)殘疾人分級(jí)提供相對(duì)客觀的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 未來(lái)的研究可以通過(guò)環(huán)節(jié)慣性參數(shù)建立仿真模型。研發(fā)簡(jiǎn)單、高效的殘疾人高山滑雪現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)技術(shù)分析系統(tǒng)，對(duì)運(yùn)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋。

5 小結(jié)

在殘疾人體育運(yùn)動(dòng)的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題， 從科學(xué)理論的高度解決問(wèn)題， 推動(dòng)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的發(fā)展和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的提升是現(xiàn)階段快速提高競(jìng)技水平的直接需求。根據(jù)殘疾人競(jìng)技體育的發(fā)展規(guī)律和項(xiàng)目特點(diǎn)，量化殘疾人功能分級(jí)體系；運(yùn)用生物力學(xué)手段、方法為冬殘奧高山滑雪項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行集中攻關(guān)， 建立運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的優(yōu)化動(dòng)作模型；從指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)實(shí)踐、提高實(shí)際訓(xùn)練效果的目的出發(fā)， 建立關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的評(píng)價(jià)體系。未來(lái)的研究?jī)?nèi)容需涵蓋基礎(chǔ)研究、技術(shù)攻關(guān)和成果轉(zhuǎn)化等。