導語：如何才能寫好一篇膝關節生物力學分析，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1前言

弓步技術是擊劍比賽中運動員得分的主要技術［5］。研究表明，在擊劍比賽中，男子運動員平均每23．9s使用一次弓步，女子運動員平均每20s就會使用一次弓步［2］。弓步的質量直接關系比賽勝負，弓步速度是評價弓步質量的重要指標，也是評價擊劍運動員競技水平的重要依據［5］。有研究發現，擊劍運動員弓步速度與弓步動作中后腿伸膝最大角速度顯著相關，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系統對擊劍弓步動作進行分析后認為，運動員弓步動作中雙側膝關節角度變化大小是決定擊劍弓步速度的主要因素。在擊劍弓步動作中，運動員前腿和后腿執行不同的運動模式，后腿伸肌群快速收縮使后腿蹬地為弓步動作提供驅動力，而前腿快速伸膝帶動小腿向前踢出［14，15］。在弓步動作開始后，前腿的快速擺動能獲得較大的沖力，延長后腿蹬地的時間，配合后腿蹬地帶動人體總重心前移，且前腿向前擺動時膝關節的伸展程度能夠對弓步深度產生影響。另外，有研究報道，弓步速度和前腿膝關節最大功率到達時間及平均功率存在關聯［6］。綜合已有研究可以發現，下肢雙側膝關節在擊劍弓步動作中的運動表現是影響弓步速度的重要因素。然而，已有研究大多集中在運動員雙側膝關節在弓步動作中的生物力學表現與弓步速度的關系方面，而不同水平運動員雙側膝關節在弓步過程中的生物力學表現差異對弓步質量的影響鮮見報道。本研究通過比較一般運動員與優秀運動員雙側膝關節在弓步過程中生物力學表現的差異，探究影響擊劍弓步速度的生物力學因素，為提高擊劍運動員弓步質量提供參考。

2研究對象和方法

2．1研究對象上海市男子重劍隊運動員7人，其中，運動健將4人，一級運動員3人，為優秀運動員；某體育學院運動訓練專業及附屬競技學校男子擊劍二級運動員9人，為一般運動員。

2．2研究方法

2．2．1實驗方案測試之前受試者進行5min慢跑，跑步機速度設置為6．5km／h。慢跑完畢后再進行5min拉伸活動。測試時受試者面向劍靶，前后腳分別位于兩塊測力臺上，劍靶與受試者的距離根據受試者身高進行調節，使靶面距運動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次弓步動作進行分析。

2．2．2所用儀器和評價參數測試設備采用瑞士生產的KISTLER三維測力臺（型號9287B，長×寬：90×60cm，內置信號放大器，采樣頻率1000Hz）和英國生產的16臺VICONT40鏡頭紅外高速運動捕捉系統（ViconMotionAnalysisInc．，Oxford，UK，采樣頻率100Hz），對運動員弓步動作地面反作用力（GRF）和運動學數據進行同步采集。

2．2．3數據處理將VICON系統中預處理過的數據（C3D文件）導入Visual3D（C－Motion，Inc．，Germantown，MD，U．S．A．）軟件。運動學數據和GRF濾波采用4th－orderButterworth低通濾波，截止頻率分別為12Hz和100Hz［18］。在Visual3D中構建14環節人體模型［11］，根據人體慣性參數［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軟件中計算下肢3維運動學和動力學數據（采用右手法則）并導出。力矩、角速度、功率指標，膝關節屈為負值（－），伸為正值（＋）。弓步動作起點定義為前腳離開地面瞬間（前腳GRF＝0），動作終點定義為前腿膝關節伸膝達最大角度。

2．2．4選取指標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）經體重標準化后的受試者弓步過程中后腿蹬地產生地面反作用力的水平方向分力峰值（GRFmax），單位為體重（BW）；3）膝關節角度（KneeJointAngle）為小腿向量與大腿向量的夾角（°），大腿向量由膝關節指向髖關節，小腿向量由膝關節指向踝關節，下肢直立位膝關節角度為180°；4）膝關節角速度峰值（PeakAngularVelocityofKneeJoint）為伸膝階段膝關節角速度最大值，單位為°／s；5）前腿伸膝時間（TimeofExtensioninLeadingKnee）為自前腿膝關節最小角度至最大角度所用時間，單位為s；6）通過逆向動力學計算關節力矩峰值（PeakJointMoment），關節功率峰值（PeakJointPower）為關節力矩與關節角速度乘積的最大值（均在Visual3D軟件中直接計算）。力矩和功率峰值均為根據體重進行標準化后的結果，單位分別為Nm／kg和W／kg；7）前膝關節功率峰值到達時間（TimetoPeakPowerofLeadingKneeJoint）為自動作起點至前腿伸膝功率達峰值所用時間，單位為s。

2．2．5統計學處理選取每名受試者峰值速度最快的3次弓步動作，計算相關指標的平均值和標準差。采用獨立樣本t檢驗（Inde－pendentttests）比較兩組受試者弓步動作過程中膝關節動力學、運動學相關指標及HVmax、GRFmax之間的差異，顯著性標準設定為α＝0．05。統計軟件為SPSS20．0。

3研究結果

3．1不同水平運動員弓步表現優秀運動員弓步過程中HVmax（P＝0．001）和GRF－max（P＝0．016）均顯著高于一般運動員（表2）。

3．2不同水平運動員弓步動作前腿膝關節生物力學指標兩組運動員弓步動作中前腿膝關節運動學和動力學指標如表3所示。兩組運動員屈膝程度均為正值，可見運動員前腿膝關節屈膝末膝角小于初始膝角，說明在弓步開始時運動員前腿伸膝前首先屈膝。不同水平運動員前腿屈膝程度不同，優秀運動員屈膝程度顯著低于一般運動員（P＝0．037）。在隨后的伸膝階段，兩組運動員伸膝程度無顯著性差異（P＝0．293），但優秀運動員伸膝末膝角顯著大于一般運動員（P＝0．018），伸膝角速度峰值顯著低于一般運動員（P＝0．029）。在弓步過程中，兩組運動員前腿膝關節伸膝力矩峰值（P＝0．056）和功率峰值（P＝0．074）均無顯著性差異。

3．3不同水平運動員弓步動作后腿膝關節生物力學指標優秀運動員弓步動作后腿伸膝末膝角與一般運動員無顯著性差異（P＝0．079），但優秀運動員后腿膝關節伸膝力矩峰值（P＝0．030）顯著高于一般運動員，后腿伸膝功率峰值到達的時間顯著小于一般運動員（P＝0．021）；運動員弓步動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、外對擊劍弓步動作的研究多以運動員弓步重心平均速度、最大速度以及弓步距離作為評判弓步質量的主要指標［12］。在多數研究中，只要求受試者以最快速度做弓步動作，并未設置弓步目標和距離，且受試者未持劍，這可能會使不同受試者在測試時選擇不同標準的弓步距離，而運動員在做長距離大幅度弓步和短距離快節奏弓步時速度可能并不相同。在征求運動員和教練員建議的基礎上，結合擊劍運動員比賽狀態下發動弓步的距離，本研究將劍靶設置在距運動員準備姿勢后腳腳尖1．5倍身高處［17］。這一距離下的弓步為長弓步［17］，要求運動員持劍盡力做快速弓步刺靶，將弓步動作中身體重心最大水平速度定義為弓步速度［9，10，16］。結果顯示，優秀運動員弓步水平方向重心速度峰值（2．64±0．16m／s）顯著高于一般運動員（2．32±0．13m／s，P＝0．001）。可見，以弓步速度作為評價運動員弓步質量的指標，本研究優秀運動員弓步質量高于一般運動員。

在擊劍弓步動作中，后腿蹬地獲得的水平方向地面反作用力是弓步向前的驅動力，其大小是弓步速度的決定性因素［1，8，12］。本研究優秀運動員弓步動作后腿蹬地水平方向地面反作用力峰值（0．91±0．10BW）顯著高于一般運動員（0．78±0．08BW，P＝0．016），說明優秀運動員弓步向前的驅動力高于一般運動員。目前有研究認為，運動員后腿膝關節伸肌力量是影響弓步驅動力大小的重要因素。Guilhem等人［9］對優秀擊劍運動員雙側下肢主要肌肉進行等速肌力測試，另外對其在弓步過程中的活動進行肌電測試，結合運動員弓步表現進行分析后發現，弓步后腿膝關節伸肌最大等速肌力與弓步速度峰值顯著相關（r＝0．60～0．81）；在弓步加速階段，運動員后腿伸肌的活動水平與此階段運動員的重心平均速度相關，運動員弓步后腿臀大肌、股直肌、股外側肌、比目魚肌、腓腸肌外側的收縮對弓步速度貢獻明顯。另外，Cronin等人［6］對擊劍運動員膝關節伸肌進行等速肌力測試后發現，弓步速度與弓步后腿膝關節伸肌最大等速肌力的相關系數為0．62。通過已有研究可以發現，運動員弓步后腿膝關節伸肌是貢獻弓步向前驅動力的主要肌群之一，其爆發力及在擊劍弓步動作中的運動表現能夠對弓步速度產生重要影響。

本研究結果顯示，優秀運動員弓步過程中后腿膝關節所能達到的力矩峰值（2．87±0．27Nm／kg）顯著高于一般運動員（2．37±0．38Nm／kg，P＝0．030），后腿伸膝功率峰值到達時間（0．45±0．06s）顯著小于一般運動員（0．59±0．13s，P＝0．021），且優秀運動員后腿伸膝功率峰值（12．21±0．27W／kg）在統計學上有高于一般運動員（10．16±2．28W／kg，P＝0．082）的趨勢。可見，優秀運動員弓步后腿膝關節在短時間內能產生更強的關節功率，反映出優秀運動員具有更強的膝關節伸肌爆發力。本研究認為，優秀運動員弓步速度大于一般水平運動員的重要原因是優秀運動員弓步后腿膝關節伸肌具有更強的爆發力，在蹬地時能產生更大的水平方向地面反作用力，而這個力是弓步向前的驅動力，弓步驅動力的增大必然有利于弓步速度的提高。在對弓步后腿膝關節運動方式的研究中，彭道福等人對影響12名擊劍運動員弓步速度的生物力學因素進行灰色關聯分析后認為，后腿膝關節角度變化越大，對運動員弓步速度的影響也越大，降低重心減小弓步動作膝關節初始角度有利于弓步速度的提高。另外有研究表明，在擊劍運動員弓步動作中后腿膝關節最大角度平均在170°以上，后腿基本接近伸直。然而，不同水平擊劍運動員在弓步準備姿勢中的后腿膝關節角度以及弓步動作中后腿膝關節最大角度是否存在差異尚不清楚。本研究結果顯示，優秀運動員和一般運動員弓步動作中后腿膝關節初始角度、伸膝末角度均無顯著性差異（P＞0．05）。可見，優秀擊劍運動員與一般水平擊劍運動員在弓步動作中后腿膝關節運動方式基本相似，弓步后腿膝關節的運動方式可能并非導致不同水平擊劍運動員弓步速度差異的原因。近年來，前腿膝關節在擊劍弓步中的運動方式引起了研究者的注意，有研究發現，不同水平運動員弓步動作中前腿膝關節運動方式存在差異［7］。

Gholipour等人［7］使用高速攝像機分別采集優秀擊劍運動員和擊劍初學者的弓步動作，對比分析后發現，弓步開始后受試者前腿膝關節并非直接開始做伸膝動作，而是先屈膝后伸膝，優秀運動員屈膝程度（20°±12°）顯著低于初學者（38°±15°，P＜0．05）。研究結果顯示，兩組受試者在弓步準備姿勢時前腿膝角無顯著性差異（P＞0．05），在弓步啟動后所有受試者前腿膝關節先做屈，優秀運動員屈膝程度（13．86°±6．52°）顯著低于一般運動員（25．35°±11．84°，P＝0．037），優秀運動員屈膝末膝角（113．64°±12．57°）顯著大于一般運動員（100．26°±10．66°，P＝0．037），與Gholipour等人的研究結果相似。本研究認為，一般運動員在弓步動作中增大前腿伸膝之前的屈膝程度，使前腿股四頭肌初長度被拉長，為之后的加速伸膝積蓄了能量，有利于小腿向前加速擺動。結果顯示，一般運動員前腿伸膝角速度峰值（428．50±135．13°／s）顯著高于優秀運動員（287．08±82．31°／s，P＝0．029），說明一般運動員前腿伸膝過程中小腿向前擺動的速度更快。從本研究的結果看，一般運動員后腿蹬地水平方向地面反作用力峰值顯著小于優秀運動員（P＜0．05），推測一般運動員因后腿蹬地為弓步提供驅動力不足，故通過增大前腿伸膝前的屈膝程度來提高伸膝角速度，使前側小腿向前快速擺動帶動身體總重心前移，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，一般運動員前腿伸膝之前較大的屈膝程度可能會對弓步效果產生不利影響。運動員弓步啟動時前腿離地，后腿迅速蹬地產生向前的地面反作用力。本研究認為，優秀運動員前腿由于屈膝程度較小，能更早地配合后腿蹬地進行伸膝，并迅速向前踢出小腿完成弓步；而一般運動員前腿屈膝程度較大，可能會延長屈膝時間，導致前腿伸膝與后腿蹬地銜接較慢，表現為前腿伸膝動作更加倉促。本研究結果顯示，在前腿伸膝階段，優秀運動員前腿伸膝時間（0．39±0．09s）顯著長于一般運動員（0．27±0．05s，P＝0．005），與上述推測一致。提示，相比于優秀運動員，一般運動員因為前腿膝關節伸膝動作開始較晚，故需要更大的關節角速度在更短的時間內完成伸膝動作。這可能會造成一般運動員弓步動作不如優秀運動員更加舒展、有效，表現在前腿的過分使用，并可能對弓步末期前腿的落地造成不利影響。從戰術角度考慮，優秀運動員前腿更加寬松的伸膝時間可為最終的出劍和下劍選擇創造條件，而一般運動員前腿較快速的伸膝和落地反而會造成出劍和下劍選擇較少，難以做到根據對手反應適時改變劍的落點。此外，優秀運動員前腿伸膝末膝角（169．35°±4．51°）顯著大于一般運動員（160．61°±7．66°，P＝0．018），說明優秀運動員前腿在相對寬松的伸膝時間內得到了較充分的伸展，前腿擺動幅度更大，有利于增加弓步距離［4］。綜上，優秀擊劍運動員弓步速度高于一般水平運動員，主要原因與弓步動作中后腿膝關節動力學表現的差異有關。優秀運動員弓步后腿膝關節動力學表現優于一般運動員可能是由于優秀運動員后腿膝關節伸肌爆發力強于一般運動員。運動員弓步啟動后前腿首先屈膝后伸膝。在后腿提供驅動力相對較小的情況下，一般運動員弓步啟動時通過增大前腿伸膝前的屈膝程度來增大小腿擺動速度，帶動身體重心前移，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，一般運動員弓步動作中前腿伸膝前相對較大的屈膝程度可能會限制弓步距離，同時，對出劍選擇及弓步落地后續連接動作產生不利影響。

5結論與建議

篇2

關鍵詞:跳高;髖關節;等速;肌力特征

中圖分類號:G804.66文獻標識碼:A文章編 號: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

影響運動成績的因素是多方面的,根據不同專項的不同需要,各影響因素所占的權重也 不盡相同。有資料表明,跳高專項影響運動成績的各因素按權重從大到小的排列順序為 [1,2]:身 高、爆發力、承受運動負荷能力、健康水平、軀干下肢比例、力量、速度、體重、心理穩定 性、意志努力、足形、大小腿比例等。在身高的不可控因素下,如何提高跳高運動員下肢肌 肉力量,應視為研究下肢肌肉力量特征的重點。因此,研究包含縱跳動作項目中運動員下肢 屈伸肌工作特征,成為等速測試的一個主要方面。本研究以跳高運動員髖關節肌群肌力的特 征為指標,通過等速測力系統對不同等級跳高運動員進行比較,對比分析影響不同水平跳高 運動員之間成績差異的生物力學原因,對于指導科學訓練是有益的。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象 研究對象來源于北京體育大學、首都體育學院跳高運動員16人。其中,一級8人,二級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

級別 年齡/歲身高/m體重/kg運動成績/m訓練年限/a一級201.88±0.04 70.89±6.942.05±0.06 5.8±2.3二級201.80±0.05 66.25±5.51.86±0.04 3.8±1.4 1.2 研究方法(實驗法)

1.2.1 實驗設備 所用設備為德國ISOMED2000等速測試儀。

1.2.2 實驗地點及時間 實驗地點:首都體育學院生物力學實 驗室。

實驗時間:2008年4月

1.2.3 實驗內容髖關節肌群在等速向心收縮(克制工作)時的生物力學特征,左擺動腿關節60°/s的向心收 縮。

髖關節肌群等速測試實驗參數見表2。

表2 等速測試實驗參數

伸/(°)•s -1 屈/(°)•s-1關節起始角度/(°)重復次數/次間歇時間/ s606010～906120 1.2.4 數理統計法對所測數據用SPSS11.5進行統計處理并加以分析,包括平均數、標準差、配對樣本T檢 驗、

投稿日期:2010-07-08

作者簡介:趙伏生,講師,碩士,研究方向體育教育訓練學。 相關分析、逐步回歸分析的計算。

2 結果與分析

2.1 一、二級運動員髖關節肌群峰力矩對比分析跳高運動是克服重力向上跳起的運動項目,肌肉活動的非平衡性是其主要特點之一[3 ,4]。通 過等速測力系統對跳高運動員髖關節肌群進行測試后比較分析,是獲得項目特點的有效途徑 [5]。

表3 一、二級運動員髖關節屈、伸肌群等速向心收縮

峰力矩比較

運動員起跳腿屈肌 擺動腿屈肌起跳腿伸肌擺動腿伸肌一級148.75±30.35170.25±18.39357.5±30.2 8320.75±7.46二級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。

從測試的結果看,跳高運動員髖關節峰力矩,左右側髖關節伸肌均大于屈肌,與伸肌較 屈肌發達一致。在60°/ s的速度下,一級運動員擺動腿髖關節屈肌峰力矩比二級運動員擺 動腿髖關節屈肌峰力矩大,兩者具有非常顯著性差異(P

從技術上分析,跳高起跳過程中擺動腿的屈膝上擺,是跳高起跳技術的重要環節之一。 擺動腿屈髖肌群快速的向心收縮產生的擺動力量解釋為四個方面,第一是為起跳時提高人體 重心垂直速度增加了動力源,此動力源與擺動腿的支撐效應是相聯系的;第二是為人體在起 跳時由內傾轉為豎直提供了動力源;第三是為人體起跳時繞縱軸旋轉提供了動力源,擺動腿 的加速上擺,帶動人體產生了繞縱軸的旋轉,旋轉的結果使人體逐漸背對橫桿,為過桿提供 保證;第四是在人體過桿時為人體繞額狀軸的旋轉提供動力源[6-8]。

在60°/ s的速度下,一級運動員起跳腿髖關節伸肌峰力矩比二級運動員起跳腿髖關節 伸肌峰力矩大,兩者具有顯著性差異(P

跳高起跳之前,擺動腿支撐技術是助跑與起跳銜接的樞紐,具有承上啟下的作用,擺動 腿支撐技術的好壞直接影響助跑速度的保持和發揮,它對起跳效果有著極其重要的影響。在 擺動腿的支撐階段,為更好的加速前移重心,推動起跳腿一側髖部超越擺動腿一側髖部,擺 動腿髖關節伸肌在屈位完成了離心收縮向向心收縮的轉化,其作用有兩方面:其一,擺動腿 髖關節伸肌離心收縮的能力是保持重心高度的重要環節,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,擺動腿髖關節伸肌向心收縮能力是保持助跑速度的重要環節,其 快速的蹬伸能有效防止擺動腿支撐無力的現象。

起跳腿快速踏上起跳點迅速完成緩沖到蹬伸的動作,蹬伸動作依次由髖、膝、踝順序用 力。由于人體是在快速跑動中起跳,起跳腿邁步動作對地面的沖擊力很大。大的沖擊力超過 了起跳腿的支撐能力,迫使人體重心下降,它表現在髖、膝、踝關節的彎屈,這時起跳腿的 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、踝關節的彎屈使 重心快速的向起跳腿支撐點上方移動;其二,起跳腿伸肌群做退讓性工作,即被動拉長,增 加了伸肌群的收縮初長度,這與投擲項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,減小了起跳時間,提高了助跑速度的利用率。起跳時由于支撐反作用力不是準確 地通過人體的重心,因此人體出現了一個偏心推力,偏心推力的方向與助跑的切線方向垂直 ,在擺動腿屈膝上擺使人體繞垂直軸旋轉的情況下,當人體轉動到背對橫桿的時候,偏心推 力產生了使人體繞額狀軸的旋轉,這兩個力對背越試跳高的騰空技術具有重要意義。

2.2 一、二級運動員髖關節肌群向心收縮相對峰力矩對比分析從表4的測試結果看,髖關節伸肌相對峰力矩大于屈肌相對峰力矩,與峰力矩測試結果相同 ;一級運動員擺動腿屈肌和起跳腿伸肌相對峰力矩都較二級運動員大,兩者均具有顯著性差 異(P

表4 一、二級運動員髖關節肌群等速向心收縮相對

峰力矩比較

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

2.3 一、二級運動員髖關節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度、生理橫斷面、神經刺激等決定, 而肌肉的初始長度隨關節角的改變而改變,力臂也隨關節角不同而不同[10-12]。 合理有效的最大肌 力矩,是獲得最佳運動效果的前提和保證。人體在運動過程中,隨著關節角度的改變,肌肉 收縮力和力臂的乘積在某一特定位置達到最大值,表現為峰值力矩。通過測試發現,髖關節 肌群峰值力矩角度在84.25±1.91到85.75±0.46的范圍內,而且屈、伸肌群最大峰力矩 產生的角度沒有差異。

表5 一、二級運動員髖關節肌群向心收縮時的峰力矩角

運動員起跳腿屈 肌/(°)擺動腿屈肌/(°)起跳腿伸肌/(°)擺動腿伸肌/(°)一級85.25±0.8985±1.8584.25±1.9185.5±1.6二級85.25±1.5885.5±0.9385.25±1.3985.75±0.46影響起跳高度的諸因素中,使運動員產生向上最大騰起速度的因素,取決于起跳過程中運動 員在垂直方向上所獲得的沖量值的大小[13]。通過測試,人體髖關節在85°左右時 ,表現為最大的峰值力矩。而整個起跳過程中力并不是恒定的,沖量等于一定時間間隔內各 沖量元的定積分:∫tt0Fdt。也就是說髖關節85°左右時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鍵因素之一。因此注重髖關節在85°左右時 的力量訓練對于提高跳高成績是有益的。

2.4 測試結果與運動成績的相關分析與逐步回歸分析從測試數據看擺動腿屈肌峰力矩與成績的相關度最高,四者的相關度依次為:起跳腿伸肌> 擺動腿屈肌>擺動腿伸肌>起跳腿屈肌(表6)。其中擺動腿伸肌的相關度較低,原因需進一步 研究。

表6 一、二級運動員髖關節肌群向心收縮峰力矩與

成績的相關計算 結果

運動員起跳腿屈肌 擺動腿屈肌起跳腿伸肌擺動腿伸肌成績0.0160.5660.6850.225 起跳腿髖關節伸肌峰力矩對成績的相關性最大,分析認為有如下原因:一是起跳腿作為 跳高技術動作的主要承受者,對起跳效果具有決定性的作用,而且在下肢環節中,髖關節肌 群的力量要大于膝、踝關節肌群,因此表現為峰力矩的相對最大值;二是牽張反射,起跳腿 髖關節伸肌在支撐階段是一個離心收縮過程,離心收縮時肌肉受到強烈牽張,肌梭或腱梭產 生興奮發放沖動,募集最可能多的運動單位參與收縮過程,從而表現出強大的收縮力;三是 離心收縮時,肌肉中彈性成分被拉長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,對成績與髖關節肌群峰力矩測試數據進行回歸分析,分析過程刪 除了對成績作用不顯著的自變量,建立的回歸方程為:

成績=140.76+0.685*起跳腿髖關節伸肌峰力矩值

對回歸方程進行檢驗見表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節伸肌峰力矩就可以預測跳高成績,同樣我們在測定跳 高成績后,也可大體估算起跳腿髖關節伸肌峰力矩值。這在實踐中對跳高訓練的效果評價具 有一定意義。

相關分析與逐步回歸分析中沒有將一、二級運動員髖關節肌群峰力矩數據分開處理,而是將 所有測試數據進行了整和分析[14-17]。原因是研究的樣本含量較少,數據的偶然 性機會 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 論

跳高運動技術是創造優異成績的重要環節,人體各肌群的力量水平是掌握運動技術的基 礎。通過對研究結果的分析認為:1)跳高運動髖關節肌群的力量水平是造成不同等級運動 員技術差異、成績差異的原因之一;2)力量因素是掌握優秀技術的基礎,在實際運動過程 中力量因素與技術因素共同存在,相互補充,任何單因素的作用都不能達到最佳的運動效果 ;3)髖關節屈、伸肌群最大峰力矩產生的角度在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,起跳腿髖關節伸肌與成績具有最大相關性;5)在研究不同等級 運動員髖關節肌群峰力矩存在差異的同時,分析力量因素導致的運動技術差異,使兩者相互 結合,對提高運動成績具有現實意義。

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篇3

關鍵詞：百米；途中跑；男子運動員；著地緩沖

中圖分類號：G822.1文獻標識碼：A文章編號：1007-3612(2008)03-0425-03

我國100 m跑水平與世界先進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運動成績停滯不前，其中跟途中跑技術沒有得到明顯的改善有很大關系。著地緩沖技術是短跑途中跑階段重要技術環節，它體現騰空著地技術效果，同時又為積極的后蹬做好準備。國內關于100 m途中跑著地緩沖技術的研究表明：美國運動員腳著地扒地更積極；著地距離更長；緩關節沖膝角度更大。但是大量的研究將著地緩沖技術的差異僅僅歸因于訓練水平的差異，并未對著地緩沖技術對諸如擺動腿的擺動和后蹬效果等途中跑整體技術方面的影響進行分析和對比研究。而且對我國傳統的短跑技術觀念和技術訓練方法對緩沖技術乃至整個途中跑技術造成的影響，沒有深刻的認識。

1研究方法

搜集大量有關中外優秀短跑運動員技術的文獻和研究資料，重點對近10年中美男子百米運動員技術資料進行對比和分析。運用運動生物力學原理，分析造成中外短跑緩沖技術差異的技術原因以及對整體技術的影響，探索提高我國短跑運動技術水平和運動成績的途徑。

2討論與分析

2.1中外短跑運動員著地緩沖技術的不同特征

通過表1我們發現：美國男子優秀百米運動員腳的著地緩沖技術特點表現為：“扒地”積極；著地距離長；緩沖時間長；緩沖幅度大。首先，美國高水平運動員腳著地前的“扒地”技術的效果明顯好于我國運動員，美國高水平運動員在腳著地瞬間腳相對于地面的向前的水平速度是+1.15 m/s、國內運動員為+1.35 m/s，由于美國運動員腳著地時腳相對于地面向前的水平速度小于國內運動員的腳著地速度，減小了腳在著地時的阻力，從而減少了腳著地瞬間身體重心在水平方向的速度損失。著地距離即著地點與身體重心垂直投影點的距離，中外運動員的著地距離相差0.11 m。緩沖時間即腳著地至膝關節角度最小時相的時間，中外運動員相差0.09 s。美國運動員短跑運動員途中跑膝關節角度由腳著地的144.4°至最大緩沖時的134．2°，膝關節的運動幅度為10.2°，我國運動員的膝關節的緩沖幅度僅為3°，相差7.2°。我國男子百米運動員著地緩沖技術特點相對于美百米運動員表現為：“扒地”效果差；著地距離短；緩沖時間短；緩沖幅度小。

2.2著地緩沖技術是造成我國百米運動員途中跑步幅結構不合理的重要原因

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

圖1途中跑各時相的時間比較

2.2.2中外運動員小腿前傾角的差異是由緩沖階段形成的美國運動員腳離地前的小腿前傾角明顯小于我國運動員分別是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，增大后蹬時的水平分力，從而縮短騰空時間和騰空距離，提高后蹬效果，改善途中跑步幅結構。美國運動員較長的緩沖距離、緩沖時間和較大的緩沖幅度，雖然增長了人體作減速運動的過程，但是也相對增大了踝、膝關節的退讓收縮的程度，踝、膝關節較大幅度的緩沖使小腿繞支撐點的前旋更加積極，有助于小腿前傾角的減小。我國運動員緩沖距離和時間短、緩沖幅度小，就會造成在最大緩沖時相（即后蹬開始時）的小腿前傾角相對較大，加大了后蹬的垂直分力，騰空距離和騰空時間相對較長，導致步幅結構的不合理。

2.3著地緩沖技術是提高蹬擺技術效果的關鍵環節

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

在短跑途中跑過程中，支撐腿的膝、踝關節肌肉經歷離心收縮――向心收縮過程，應該做為一個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，是后蹬動作的準備，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腿積極擺動所產生的反作用力使得支撐腿伸肌群被動拉長，增加了肌肉的初長度，同時由于人體組織的牽張反射作用，在后蹬階段發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行有效的緩沖技術動作，支撐腿很快進入后蹬階段，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，在為人體提供主要動力的后蹬階段獲得的加速度低，運動人體只能在較低水平上保持一定的速度。

2.3.2積極有效的擺動腿擺動技術基于合理的緩沖技術根據運動生物力學對人體在跑跳運動中擺動動作原理的分析，當支撐腿主動肌群退讓性收縮，人體支撐腿關節角度減小，同時手臂和腿部的加速擺動。擺動的反作用力使得支撐腿主動肌群被動拉長，肌肉張力增加，當肌肉張力增加到足以克服阻力時，肌肉開始向心收縮。在蹬伸的過程中，擺動動作制動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動作，是加大主動肌群張力，提高蹬伸動作速率的決定性技術因素。我國很多學者提出“擺動是短跑的主要動力”的觀點，顯示了在百米途中跑中擺動的重要作用，它一定程度上決定著后蹬階段支撐腿蹬伸的力量和速度，擺動腿大幅度的擺動成為現代短跑技術的突出特點。

但是，擺動動作的作用最終還要通過支撐腿的“緩沖-蹬伸”過程，發揮推動人體向前的運動的作用。只單純強調擺動腿擺動作用的觀點是片面的，它必須與支撐腿的工作特點結合起來進行分析。必須將積極擺腿與改進我國百米運動員的緩沖技術結合起來。如圖2，整個支撐階段擺動腿與軀干的角度由177°減小到106.5°，變化幅度為70.5°。從腳著地到最大緩沖時相0.045 s的時間內，擺動腿相對與軀干的角度由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的時間內角度變化為21.2°，平均角速度為424°/s，擺動腿高抬大腿擺動動作的70%是在緩沖過程完成的。只有與合理的緩沖技術協調配合，才能夠最大限度的發揮擺動腿的擺動作用，才能夠在支撐腿在后蹬階段發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間太短，導致緩沖幅度小、擺腿幅度小且效果差，不能發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傳統腳著地技術是影響我國百米緩沖技術的重要因素我國短跑運動員技術上的差距不能僅僅被認為是技術特點上的差異。這些差距歸根結底是由于我們一些技術觀念差異，以及我們在這種觀念下長期以來所運用的技術訓練方法。我們傳統的技術原理僅僅把著地緩沖階段看作被動的減速過程。在技術上要求“盡量使著地點靠近身體總重心的投影點”。常用技術教學和練習手段也都體現了這種觀念的要求，比如小步跑、高抬腿跑、后踢小腿跑、車輪跑等專門練習，擺動腿的下放均是大腿積極下壓小腿放松前擺扒地，即使是行進間的練習，也基本上是屬于“踏步跑”。包括后蹬跑在內的所有專門練習，腳的著地點也都位于身體重心投影點下方，緩沖幅度小、蹬擺效果差。而對于多數短跑運動員來說，技術專門練習是他們長期的必修課。所以這些長期的技術練習必然造成我國運動員在途中跑過程中，著地距離短和緩沖幅度小的技術特點。

同時值得注意的是所有以上專門練習腳著地時膝關節幾乎是伸直的狀態下完成下地動作的，我國傳統技術對腳著地的要求也正是“擺動腿大腿積極下壓帶動小腿前伸，膝關節幾乎伸直下扒”，所以我國男子百米運動員腳著地瞬間膝關節角度比美國高水平短跑運動員大8度（表1）。這種“扒地”技術不僅不利于提高腳著地效果（分析見作者在“對改進100 m途中跑著地技術及其對整體技術效果影響的實驗研究”一文），同時在腳著地時膝關節正處于伸展過程之中，著地后膝關節繼續向后的趨勢不利于膝關節的屈膝緩沖和減小小腿的前傾角。因此通過運動生物力學分析和實驗研究，作者在“對改進100 m途中跑著地技術及其對整體技術效果影響的實驗研究”一文中提出“在腳著地前，控制擺動腿大腿下放，積極回擺小腿‘扒地’技術”，不僅有利于提高腳著地效果，同時由于積極的屈膝回擺小腿，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。

短跑的技術練習應該著眼于現代短跑技術要求，改進專門練習形式和練習要求。首先，短跑專門練習應該在跑進中進行，腳的著地點在身體重心投影點的前方，避免“踏步跑”。同時在腳著地前控制大腿下放，積極回擺小腿“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，改善途中跑步幅結構。

3結論與建議

1) 美國男子優秀百米運動員腳的著地緩沖技術特點表現為：“扒地”積極；著地距離長；緩沖時間長；緩沖幅度大；我國男子百米運動員著地緩沖技術特點相對于美百米運動員表現為：“扒地”效果差；著地距離短；緩沖時間短；緩沖幅度小。2) 較長的緩沖距離、緩沖時間和較大的緩沖幅度，使小腿繞支撐點的前旋更加積極，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，縮短騰空時間和距離，提高后蹬效果，最終改善途中跑步幅結構。 3) 擺動腿高抬大腿擺動動作的70%是在緩沖過程完成的。只有與合理的緩沖技術協調配合，才能夠最大限度的發揮擺動腿的擺動作用，才能夠在支撐腿在后蹬階段發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、小緩沖時間太短，從而導致緩沖幅度小、擺腿幅度小且效果差，不能發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) “擺動腿大腿積極下壓帶動小腿小腿前伸，膝關節幾乎伸直下扒”的“扒地”技術和我國傳統短跑技術專門練習的要求，是影響我國百米運動員形成合理著地緩沖技術的重要原因。

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篇4

關鍵詞 生物力學 步態 最新進展 應用領域

中圖分類號：R743 文獻標識碼：A

步行是人們在日常生活中最基本的運動方式，而步態是指人類步行的行為特征。步態生物力學研究是運用力學方法和技術，并基于人體機能解剖學和生理學的基本理論對人體行走功能狀態進行測量、分析、評價的應用研究。吳劍等（2002）在“步態生物力學研究進展”中對2002年之前的研究進展進行了論述，隨著科學技術的發展和三維步態分析儀器開發利用，國內外對步態研究的進程也呈現出逐步加快的趨勢，但目前在眾多的研究成果中，還沒有對新時期步態生物力學的研究進展進行的研究，因此本文通過對步態生物力學的研究進行分析，旨在為促進步態生物力學的研究進程，為以后的研究奠定基礎。

1步態的一般生物力學研究進展

1.1步態周期

步態周期是指從一側足跟著地到該足跟再次著地所構成的周期。一個步態周期分為支撐相與擺動相2個相位。支撐相在整個步態周期中約占60%；擺動相約占40%。而跑動時支撐相約占整個步態周期的65%，擺動相約占35%。一條腿在一個完整的步態周期中經歷的狀態依次為：足跟著地、足放平、支撐、足尖離地、腿彎曲擺動、腿伸直向外擺動、然后足跟著地，進入新的步態周期。前4個狀態是支撐相，后3個狀態是擺動相。步態周期與身高的差異不顯著。

1.2步長與跨步長

步長是指同側足跟或足尖到邁步后足跟或足尖之間的距離，正常成人的步長值約為150―160cm。跨步長是指行走時一側足跟到對側足跟之間的最大距離，正常成年人的跨步長約為127cm，正常成年人隨著年齡的增長，其跨步長與年齡成負相關，與身高成正相關，另外跨步長與步頻也有相關關系。

1.3步頻與步速

步頻是指行走時每分鐘邁出的步數，步頻=60（s）/步長平均時間（s）。步速是指步行的平均速度（m/s）。對20-39歲、40-59歲、60-79歲三個年齡段的正常成人進行步態分析表明：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身體質心起伏

人起步時，雖然地面作用于人的腳底的靜摩擦力對人這一質點組不做功，但這一靜摩擦力對人的質心做功，正因為這個功使人的質心動能增大，人才得以起步運行。另一方面，質心動能的獲得，是以人體各質點克服靜摩擦力相對于質心做功為代價的。這一代價來源于人體各質點間相互作用的非保守力的功。對于一個健康的成人，當其正常行走時，質心起伏的幅度約為4.4cm。

1.5關節角度

人體下肢步態運動可以簡化為一個四剛體模型（包括軀干）。對于髖關節和膝關節，圍繞靜止站立位有曲屈和伸展兩個方向，定義伸展為角度負向，彎曲為角度正向；對于踝關節有背屈和跖屈兩個方向，定義背屈為角度負方向，跖屈為角度正方向。Grabiner等認為膝關節必須在支撐期完全伸直，在擺動期屈曲大約60是教謀匾跫？

2步態生物力學研究的應用

2.1功能檢測與評定

步態生物力學的研究對象為生物體的移動狀態，測量參數具有自主控制成分。步行的對稱性和圓滑性可以根據步態分析所得的參數（包括：運動學、步態時間―距離參數和動力學參數）進行推測，穩定性和波動性可根據重心位移和力的作用點進行判斷，其速度、節奏和持久性的判斷則是根據步速、步頻和步行的持續距離。從已有的研究中，主要對妊娠期婦女、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行功能檢測與評定。

邱紀方等對20例痙攣型腦癱患兒及青年，連續進行了步態的評測（包括運動分析），其測量指標分別為：屈髖畸形（改良托馬斯試驗）、膝關節伸展、繩肌長度（角）、比目魚肌長度、腓腸肌長度等。其結果表明：所有指標均與CCC具有良好的一致性（0.67～0.96）；觀測者間一致性隨測量指標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Footscan USB2平板式足底壓測試系統對體質量指數>28 kg/m2的肥胖學生進行動態足底壓力測試，以此探索肥胖人群足底壓力參數的分布規律。

周有禮等通過對的動力學分析，解決了孕婦完整人體檢測資料缺乏的困境，為發現妊娠婦女步態研究奠定了基礎，但是缺乏具體的評價指標。

王琳等采用橫向比較性研究設計法對中國青春期前BMI（體重指數）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和姿勢控制方面是否存在差別進行了研究，結果顯示：肥胖兒童在步態的穩定性和姿勢控制上均不如正常兒童的穩定。

2.2疾病的預防

篇5

【關鍵詞】關節鏡 自體半腱肌、股薄肌 韌帶 重建 職稱論文

膝關節韌帶的損傷及斷裂在臨床上較多見，膝關節前交叉韌帶 (anterior cruciate ligament，acl)、后交叉韌帶 (posteriorcruciate ligament，pcl)其中一個或同時斷裂，多由高能量損傷導致，常伴有膝關節其它結構損傷，導致膝關節嚴重不穩和功能障礙[1]，acl及pcl損傷后難以自愈，產生明顯的膝關節不穩，繼發關節軟骨和半月板損傷，導致膝關節退行性骨關節炎，嚴重影響關節功能，必須及時修復，選擇何種方法，對于糾正恢復改善由于前、后交叉韌帶斷裂所引起的前、后向不穩和前、后向旋轉不穩非常重要[2]。我科自2009年3月～2012年4月對38例病人應用自體肌腱關節鏡下重建acl、pcl，現將手術方法及效果報告如下。

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節其它結構損傷，導致膝關節嚴重不穩15例，重物砸傷18例，運動損傷5例，前交叉韌帶與后交叉韌帶同時損傷10例，其中合并半月板損傷18例，傷后至手術時間為7天～1年。臨床診斷根據外傷史、主訴癥狀、體征、mri確定。所有患者均有膝關節疼痛、腫脹、行走不穩、跛行，查體lachman試驗均陽性，12例抽屜試驗陽性，11例軸移試驗陽性。

1．2 手術方法

患者取仰臥位，采用連續硬膜外麻醉或蛛網膜下腔阻滯麻醉，患肢及對側下肢使用氣囊止血帶。常規應用關節鏡，依次探查關節腔，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，對于合并半月板損傷者，根據損傷程度行半月板修整或部分切除術。于脛骨結節內下lcm沿肌腱走行斜向內上方作切口長約3cm，找到半腱肌腱和股薄肌腱止點，用取腱器取下半腱肌腱、股薄肌腱，在肌腱操作臺上修整肌腱，刮除腱表面附著肌肉，肌腱兩端應用編織縫線編織縫合2～3cm，將其進行預張后，測量肌腱直徑，備用。首先建立acl或pcl骨隧道，將脛骨止點定位器置于脛骨后窩，關節線平面下lcm處，自脛骨結節下緣平面前內側呈55°角打入導針，沿導針鉆直徑與移植腱相同的脛骨隧道；置入股骨止點定位器于股骨髁間窩內側壁。自股內側髁打入導針，沿導針鉆直徑與移植腱相同的股骨隧道。再建立acl骨隧道，脛骨止點定位器定位于外側半月板前角游離緣延長線與脛骨髁問內、外側棘連線內中l／3 垂線的交點，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定位器，于屈膝90，定位于股骨外側髁內側面，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個孔內，經脛骨隧道牽入股骨隧道，穿出骨皮質后，調整endobuton位置，將肌腱向下拉緊，使endobuton貼近股骨皮質，脛骨側采用界面螺釘固定。最后檢建acl、pcl的位置、張力和固定穩定性。術后行內外側應力試驗膝關節穩定性可，較術前明顯改善，關節內留置負壓引流管，縫合傷口，無菌輔料適當加壓包扎。

1.3 術后處理

術后常規給予預防感染、補液、消腫及對癥等治療。引流液量小于50ml后，拔除引流管。術后麻醉清醒后即進行股四頭肌等長收縮、足背伸一跖屈等活動，進行直腿抬高及膝關節逐漸屈伸等活動，術后2周手術切口折線，繼續股四頭肌肌力、關節活動度鍛煉，膝關節活動度達90°，4周后加強股四頭肌肌力、關節活動度鍛煉，術后 8個月內避免患膝劇烈剪切、旋轉運動。術后定期隨訪，檢查膝關節活動度、股四頭肌力、前后向穩定性，術后3個月采用lysholm評分標準對膝關節功能進行評定。

1.4 檢查項目 ①體征檢查 (膝關節的腫脹程度、活動度及疼痛程度)；②依據 lysholm膝關節評分標準及能否進行體育運動(基本的跑步、打球、跳躍及單側患肢蹲立)。

1.5 統計學分析數據 以x+s表示。用spss 13.0軟件進行統計學處理。

2 結果

38例均獲得隨訪，時間1～24個月，恢復良好，無傷口感染、移植物斷裂、螺釘松動、神經血管損傷等并發癥。2例出現輕度關節積液，對癥處理后癥狀完全消失。38例患者術后，前后抽屜試驗均為陰性，lachman試驗陰性，無關節不穩的現象。3例患者出現髕前輕微疼痛，關節活動范圍減少10-5°，但不影響日常活動。38例患者術前 lysholm評分為22.3+4.6分，術后隨訪評分為83.2±7.3，差異具有顯著性(p<0.01)，多數患者自述滿意。

3 討論

前后交叉韌帶損傷主要發生于交通事故等嚴重的外傷，且多伴有內外側副韌帶或半月板的損傷，會導致膝關節功能嚴重障礙，如果診斷及治療不及時、合理，將會不可避免地產生膝關節的功能障礙甚至病殘，應采取積極的手術治療。而切開重建術創傷大 ，伸膝裝置容易損傷，致術后關節僵硬、強直遠期療效差[5]。隨著微創技術的發展，關節鏡下同期重建前后交叉韌帶陸續有許多成功的報道。有研究發現[6]，前、后交叉韌帶斷裂時，難以調節重建韌帶的張力，也難以維持膝關節的穩定性。而膝關節韌帶的重建，則不僅有利于維持膝關節的穩定性，也有利于正確調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，加快膝關節的恢復。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，術后隨診，未發現移植物斷裂和松動，效果可靠。

移植物的選擇是前、后又韌帶重建的關鍵點之一 ，隨著對膝關節生物力學的進一步認識及固定方法的改進，自體半腱肌腱和股薄肌腱具有良好的生物學性能、供區并發癥少、關節鏡下微創植入 、固定方法可靠和臨床應用效果良好等優點被廣泛認同[7]。研究顯示[8]，兩股半腱肌腱強度為acl的130％，四束股半腱肌腱能夠提供正常前交義韌帶強度的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要求 。大量實驗及臨床結果證實,任何移植物結構開始消弱的環節是移植物與骨的固定界面而不是移植物本身的強度。界面固定螺釘為梭狀，固定力量成梯度增加，預留移植物有限蠕變范圍，剛度更加接近生理。關節鏡下重建膝關節前后交叉韌帶，必須熟練掌握關節鏡下重建交叉韌帶的技術、正確選擇交叉韌帶移植物、準確定位前后交叉韌帶兩止點的位置。除此之外，保持移植物在膝關節屈伸活動中等長是重建交叉韌帶的重要生物力學原則。術后功能鍛煉對于恢復膝關節功能也相當重要。本組患者術后進行系統的康復訓練，改善關節活動度，增強股四頭肌肌力。在重建術后早期，移植物要經歷一個初始強度及生物力學屬性下降的過程，因此我們強調在重建術后12周內，患肢負重鍛煉需在膝關節支具保護下進行。本組患者的膝關節活動度、穩定性和整體功能的恢復也證明了積極康復的有效性和安全性。

參考文獻

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[5]劉杰，王巖，土立德．實 l}j關節鏡 手術學lj1．人民軍醫出版社 ，2006 ；

篇6

【關鍵詞】 髕骨骨折；鎳鈦聚髕器；內固定

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

髕骨骨折是一種關節內骨折，多數是由于直接和間接暴力聯合作用導致，相關資料顯示其發生率約占全身骨折的1.65％［1］。髕骨屬于人體內最大的籽骨，具有重要的功能，不僅是腚骨關節的重要組成結構，還具有增加股四頭肌的伸膝力量和減少關節間摩擦的作用。由于髕骨關節軟骨面結構復雜，包含許多小的關節面，因此一旦發生髕骨骨折，必須最大限度的恢復其軟骨面的連續性，促進骨折的早期愈合，盡早進行膝關節功能鍛煉，以防預后不良導致膝關節僵硬［2］。臨床上有多種內固定方法進行髕骨骨折的治療，為了比較鎳鈦聚髕器和鋼絲克氏針內固定治療髕骨骨折的療效，我科分別用兩種方法對107例髕骨骨折患者進行了治療，現將結果報告如下。

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分為觀察組和對照組，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準［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25例； 閉合性骨折51例，開放性骨折4例；均為新鮮骨折；對照組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過統計學處理，差異無統計學意義(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檢查，除外嚴重心、肝腎功能不全不能耐受的患者，仔細閱讀患者膝關節正側位X線片，制定準確的手術方案。

1.2.1 觀察組行鎳鈦聚髕器內固定治療 手術采用腰麻或硬模外麻醉，患者取仰臥位，大腿中部預置氣囊止血帶，常規消毒，鋪無菌單。手術采用膝內側弧形切口，翻轉髕前皮瓣，顯露骨折端，注意保護髕骨周圍軟組織。若為開放骨折，注意進行徹底的清創、消毒。復位骨折斷端，利用巾鉗夾緊髕骨兩側進行臨時固定，測量髕骨縱軸長度,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，同時利用冰水紗布濕敷髕前組織進行降溫。按照各爪枝位置，在髕底及髕尖部位各刺2~3個1 cm長的小口，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節活動，以利于未完全復位的骨折塊復位。或在伸膝0°位時，用手掌輕叩，按壓髕骨，利于股髕關節面的磨合，整復變位和碎裂的髕骨關節面。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，對位不滿意者可冷卻本器后重新安裝，術畢依次縫合各層軟組織。

1.2.2 對照組采用鋼絲克氏針張力帶內固定術 切開復位步驟同鎳鈦聚髕器內固定,將2枚克氏針從骨折遠端穿入,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分別環繞2枚克氏針,在髕骨下極擰緊結扎固定骨折,觀察復位準確后，將克氏針針尾、鋼絲端彎曲剪短并埋入軟組織內，術畢依次縫合各層軟組織。

1.3 術后處理 術后第2天開始練習股四頭肌收縮，7 d后在床上主動練習關節伸屈活動。術后2周拆線，可扶住拐杖下床行走。一般術后3~5周患者膝部功能可接近健側水平。術后6個月可取出聚髕器。

1.4 療效標準［4］ 優:膝關節功能正常,無疼痛及肌肉萎縮,行走正常,屈伸及下蹲無困難；良:膝關節功能基本正常,無疼痛,有輕度肌萎縮,行走正常,下蹲稍有困難；可:膝關節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 統計學方法 利用SPSS15.0軟件進行統計分析，進行χ2檢驗，P

2 結果

隨訪觀察12~24個月，觀察組優47例，良6例，可1例，差1例，優良率為96.4％；對照組優30例，良7例，可8例，差7例，優良率為71.2％，兩組比較差異有統計學意義(P

3 討論

由于髕骨解剖結構的重要性，治療髕骨骨折時應注意以下原則［5］：①骨折復位應盡可能地達到解剖復位；②應當采用可靠的內固定治療髕骨骨折，直至骨折斷端愈合；③術中應特別注意恢復重建膝關節的連續性，以盡快恢復膝關節的功能。因此，選擇的手術方案是否合理將直接影響膝關節功能的預后。目前臨床上有多種內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固定術。

本研究利用上述兩種方法分別對107例髕骨骨折患者進行了治療，結果發現采用鎳鈦聚髕器內固定術的觀察組優良率為96.4％，而采用明顯鋼絲克氏針張力帶內固定術的對照組優良率為71.2％，觀察組的優良率明顯優于對照組，差異有統計學意義。分析原因我們認為克氏針張力帶固定術雖然具有可靠的生物力學固定效果，但是容易出現松動，手術過程中存在穿針困難，不易將骨折碎塊聚攏，不能在近關節面部位產生有效的壓應力，影響了療效。另外克氏針的位置、粗細選擇不當及內固定物的排斥反應均會使手術失敗，如果固定后克氏針的針端向前旋轉，則會刺激皮膚產生疼痛，影響膝關節功能的恢復［6］。而鎳鈦聚髕器內固定作為最近幾年開展起來的新方法，具有如下優點：①創傷小,術中骨膜損傷少,內固定不必在骨質上鉆孔,避免了過多破壞骨結構,有利于骨折愈合［7］；②組織相容性好,可在0℃低溫下塑變、40℃溫度下回復原定形狀，具有記憶功能和回彈力。另外其獨特的5爪環抱式內固定提供了良好的力學條件，其縱向壓應力可以抵消因股四頭肌活動時產生的張應力,而剩余的部分壓應力可用于維持骨折復位及骨折生長愈合,無需進行外固定,可早期行膝關節功能鍛煉［8］；③操作簡便,放置和取出無需特殊器械，大大降低了手術操作難度及手術時間。另外鎳鈦聚髕器還適用于多平面、嚴重的粉碎性骨折，特別是治療髕骨下極粉碎性骨折是其他內固定器材無法比擬的。

綜上所述，鎳鈦聚髕器內固定治療髕骨骨折療效顯著，固定牢固可靠,可盡早進行功能鍛煉,保存膝關節功能,是比較理想的內固定方法。

參 考 文 獻

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

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篇7

關鍵詞：跳高后備人才；起跳技術；運動學分析；診斷

中圖分類號：G804.2文獻標識碼：A文章編號：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

作者簡介：陳興勝，副教授，碩士生導師，研究方向體育教育訓練學。

為了保證我國跳高項目穩定性和連續性，盡快實現奧運戰略目標，培養青少年跳高后備人才是當務之急。本文以目前我國優秀少年男子跳高后備運動員為研究對象，采用運動生物力學方法深入剖析跳高運動技術，探究跳高運動的技術規律，并且結合研究對象個體實際情況，對其動作與國內外優秀跳高運動員的技術進行比較，找出差距，有針對性地進行技術改進，以推動我國跳高運動可持續性發展。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象 以湖北省田徑隊優秀少年跳高運動員劉晨陽為研究對象，該運動員年齡16歲，身高1.88 m，訓練年限4 a，運動水平為運動健將,最好成績為2.09 m。目前已確定為我國男子跳高后備力量重點培養對象。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法 根據本課題研究需要，查閱文獻60余篇，并對其進行了整理分類和分析，為本研究提供理論和方法學的依據。

1.2.2 比較法 對國內外優秀跳高運動員黃海強、朱建華、索托馬約爾等運動成績、技術參數等方面進行對比研究。

1.2.3 實驗法 在湖北省體育科學研究所田徑運動場，利用兩臺國產功控機高速攝像系統進行同步拍攝劉晨陽的跳高動作，采用的是美國產的PULNiX TM-6710CL攝像鏡頭和德國進口的高速采集卡。其中拍攝頻率為240幀/s，其攝影框架為愛捷009-D，并設23球13球為X軸，即身體前進方向，Y軸為身體左右運動方向，Z軸為身體上下移動方向。兩機主光軸夾角為90°，鏡頭主光軸相對地面高度1.1 m，兩機間距13 m左右。本文受試者從左側助跑右側起跳，跳過1.95 m高度。對拍攝所得的圖像采用美國ARIEL三維圖像解析系統對運動員的技術動作進行解析，其中選用漢納范人體模型，對原始數據進行數字低通濾波平滑處理，平滑系數為8。

1.2.4 理論分析法 以運動生物力學相關理論為依據，結合劉晨陽跳高起跳動作特點進行分析與評價。

2 結果與分析

2.1 起跳腿著地瞬間和離地瞬間身體重心的速度分析 運動員起跳時身體重心初速度大小是決定跳高成績好壞的要因素之一，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。

根據表1中相關數據，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、垂直速度與國內外優秀運動員的相應參數對比分析發現，總體上與世界優秀運動員平均值的參數懸殊較大。與國內優秀運動員的平均值在有些參數上稍顯接近，這主要表現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垂直速度的轉化貢獻不大。該運動員在起跳后身體重心的垂直速度為3.94 m/s，接近國內優秀運動員的平均水平（3.99±0.22）m/s，說明該運動員在起跳階段起跳腿、擺動腿、兩臂的蹬擺對身體重心的垂直速度獲得起到關鍵的作用。

表1 研究對象與優秀運動員起跳腿著地瞬間和離地瞬間身體重心速度變化對照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 根據運動生物力學中運動學原理可知，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，也是與運動員本身的身高和起跳時的動作技術緊密相聯的，其中身高方面的原因是我國跳高運動員與歐美跳高運動員之間存在顯著差異之處。

表2 研究對象與國內外優秀運動員起跳階段身體重心

高度參數對照

由表2中相關數據可知，劉晨陽身體重心的垂直加速距離與黃海強相差0.23 m，與朱建華相差0.25 m，而與索托馬約爾的差距高達0.38 m，可見劉晨陽的身體重心加速距離是非常短的。同時由表3中的數據還可以看出，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，最終導致身體重心垂直加速的距離縮短。再者，從H1/身高的數據也同樣可以看出，劉晨陽的H1/身高的值最低，遠遠落后于黃海強、朱建華、索托馬約爾。這也說明在起跳階段劉晨陽的蹬伸動作不充分、不到位，從而影響到整個起跳效果。

2.3 起跳時間的分析 從表3中相關數據可以看出，劉晨陽在起跳階段所用的總時間為0.162 s，在正常范圍值0.12～0.18 s之內，但小于黃海強和朱建華起跳時間及世界男子優秀跳高運動員起跳的平均時間。這并不能說明劉晨陽起跳技術快速有力，還要根據緩沖和蹬伸時間長短及所占總時間百分比來進一步分析。陳潔敏、章鶯通過對我國部分優秀男子跳高運動員起跳技術的運動學分析發現：在背越式跳高起跳過程中，垂直速度大的運動員所用緩沖時間小于蹬伸時間，而垂直速度小的運動員所用緩沖時間要大于蹬伸時間，最后得出在起跳過程中要盡量縮短緩沖時間的結論［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間分別占總時間的49%、51%，兩個階段的動作時間幾乎相等，這與表4中所列的黃海強、朱建華的時間參數差別較大，特別是朱建華在起跳過程中緩沖階段的所用時間只占總時間的三分之一，因此，劉晨陽在起跳技術動作上緩沖時間和蹬伸時間的分配不合理，要注意適當較少緩沖時間而增加蹬伸時間。

表3 研究對象與國內外優秀運動員的起跳時間對照

2.4 起跳階段起跳腿關節角度分析 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重要的指標。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力作用伸髖并積極放腳準備起跳，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。《田徑運動高級教程》中認為起跳腿在著地瞬間髖角在150°～160°為宜［2］。另《田徑》教材中認為起跳腿在膝關節最大緩沖時應構成約140°～160°的角［3］。

表4 研究對象起跳階段起跳腿角度參數統計

從圖1曲線可以發現，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，說明在此過程中被試者緩沖、蹬伸作用明顯。由表5中相關數據可知，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，至最大緩沖時起跳腿的髖角為164.63°，緩沖幅度為7.51°，這說明劉晨陽在起跳時能夠積極的送髖和放腳，但緩沖幅度明顯偏小，應該是起跳腳著地瞬間右髖關節送髖幅度不大髖角過小所致。起跳腿的膝關節角度在最大緩沖時為146.38°，緩沖幅度為6.11°，在適宜范圍之內。從運動生物力學理論上講，如果緩沖階段膝角過大，就會使得起跳腿所承受的作用力增加，損失助跑速度，有時過于伸直會使膝關節受到損傷；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力，所以膝角在緩沖階段必須處于適宜的范圍之內才能正常發力起跳。

根據陳潔敏、章鶯對我國部分優秀男子跳高運動員跳高技術進行的分析研究結果顯示，在起跳腿離地瞬間我國男子優秀運動員的髖角平均為180.0±4.88°，膝角超過170°。又有由表5中相關數據可知，劉晨陽在蹬離地面瞬間的髖角為175.23°，與我國優秀男子跳高運動員的參數相接近，此刻髖關節送髖和蹬伸較充分；而蹬離地面瞬間的膝角為158.61°，這與國內優秀男子運動員的指標相差甚遠，說明膝關節蹬伸不充分。同時踝關節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，說明踝關節在最后蹬伸階段的蹬伸非常不充分，可能是踝關節柔韌性較差或者力量薄弱所致。在起跳階段運動員身體沒有進行充分蹬伸就會使垂直奮力小導致垂直分速度的小，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化，進而影響人體騰空后到達最高點的高度H2。由以上分析可知，起跳階段，在起跳腿緩沖時劉晨陽的髖、膝關節蹬伸動作均較正常；在起跳腿蹬伸過程中除了髖關節伸展較充分外，膝和踝關節蹬伸均不理想，膝關節屈曲度稍大而踝關節蹬伸極為不充分。

2.5 起跳階段兩臂擺動動作技術運動學分析 在起跳過程中，兩臂快速有力的擺動有利于較好地提高運動員的身體重心。陳朝陽、李建設通過研究跳高運動員兩臂擺動對踏跳及騰空后人體騰起高度作用效果認為運動員兩臂向上擺動所獲得的人體總重心騰起高度是兩臂不擺動情況下的1.14倍［4］。從運動生物力學力學角度講，在起跳過程中兩臂的擺動速度是越大越好，因為兩臂擺動的速度方向是向上而所產生的慣性方向向下，這就導致人體施加給地面一個壓力，擺臂的速度越大壓力也就越大。目前國內外背越式優秀跳高運動員中擺臂方式因人而異，沒有統一的動作模式，但無論上何種擺臂姿勢都要求擺動動作幅度大，加速節奏明顯，能充分發揮腿、臂擺動配合的積極作用，優化起跳效果。

表5 起跳階段劉晨陽與索托馬約爾擺臂垂直速度參數

從圖2、3左右臂擺動變化曲線可以看出，劉晨陽在起跳階段雙臂做到了快速積極的擺動，左臂的擺動速度最大達到了7.7 m/s，最小擺動速度為3.5 m/s，右臂的擺動速度最大達到了8.3 m/s，最小擺動速度為2.9 m/s。從表6中相關數據可以看出，劉晨陽的左右臂擺動速度分別為5.5 m/s、5.0 m/s，這與國內外優秀跳高運動員所表現出的左臂擺動速度高于右臂擺動速度的情況相一致。與世界跳高名將索托馬約爾的兩臂擺動速度相比，左臂擺動的速度與之接近，而右臂的擺動速度為5.0 m/s甚至超過了索托馬約爾的2.9 m/s，高于國內一般跳高運動員的手臂擺動速度。這說明該運動員的上肢力量較強，可以通過積極快速的擺動兩臂來獲得更大的起跳動力。

3 結 論

1）我國少年跳高選手劉晨陽在起跳階段兩臂能夠協調有力快速的擺動，手臂擺動產生的相對動量較大，為完成起跳動作提供了有力保證。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，與國內外優秀選手存在一定差距。

2）劉晨陽起跳時間較短而且緩沖時間和蹬伸時間分配不合理，應該適當縮短緩沖時間和延長蹬伸時間，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，但蹬擺力量和速度顯得不夠，也不充分，導致起跳離地時的身體重心高度較低，影響了起跳動作效果。

4）研究結果表明，運動員起跳時的垂直方向速度及腿蹬伸動量還沒有發揮最大效益, 提示優秀后備運動員有較大的挖掘潛勢。

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篇8

關節內相互接觸的骨端表面有一層透明軟骨，它光滑而富有彈性,可以傳遞應力，作相對運動。關節滑膜產生滑液關節，減少磨擦。關節活動時，軟骨相互壓縮、放松，就像海綿中的水擠進擠出一樣,帶進營養物質,帶出代謝產物。

人的關節從娘胎開始“動”，一直“動”到生命最后一息，一生中不知要經過多少次磨擦！雖說關節軟骨是自然界中最耐磨的物質之一，但“水滴石穿，繩鋸木斷”，日久天長，難免損壞退變。尤其是人到中年后，代謝減緩，軟骨基質中的重要物質開始流失，保水性能降低，關節腔滑液形成減少，軟骨表面變得干燥，失去光澤、發黃，彈性降低。隨時間推移，逐漸加重，軟骨層變薄，出現裂隙，發生破碎。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，刺激滑膜發生充血、水腫、滲液等炎癥反應，同時，關節邊緣骨質增生、肥大。周圍肌肉收縮、痙攣。在此基礎上，可引起退變性關節炎、骨性關節炎，或肥大性關節炎。退變性關節炎多見于負重大、活動度大的髖關節、膝關節和脊柱腰椎。通常是幾個關節有病，也有單獨一個關節發病的。它嚴重影響中老年人生活質量，威脅健康。

如何減少關節磨損

對脊柱和四肢骨、關節畸形或疾病，應及早治療。減少關節磨損是預防退變性關節炎的有效和重要措施。

適當運動可促進關節軟骨吸收營養，并保持活動范圍，但應勞逸結合，不可過度。關節運動次數過多，磨損概率就會增加，加上運動時關節承受的壓力比直立時大，更易引起骨關節的損傷。

運動姿勢姿勢不正確，如突然轉動身體，可致關節受力不均，受到擠壓和扭轉，損害關節面。爬樓梯或爬山時，膝關節處于半屈曲狀態，一條腿承重量大約是正常站立時的5～10倍。膝關節和髖關節在屈曲狀態下承受旋轉扭力，更易加重加快關節面的磨損。快速長跑、踢足球、打籃球、舉重等運動過程中，關節面承受應力過大，不很適合老年人。專家認為，慢跑、散步、做體操、騎自行車、游泳、打太極拳、跳舞等，是比較合適的運動方式。鍛煉場所最好選在公園、田野、河畔、山邊、湖畔等處。這些地方車少，人不多，而草木較多、環境優美、空氣新鮮。

運動裝備運動時最好穿專用的鞋子。跑、跳、舞蹈以跳躍動作為主，鞋底前1/3至1/2處應柔軟，以吸收沖擊力，增加反彈效果。慢跑運動鞋頭高而圓，應有鞋舌以保護腳背及伸肌腱。網球運動突發性移位動作多，鞋底應堅硬耐磨，并強化腳弓部位，半統式鞋可適當保護腳踝又不會太影響靈活度。跳舞時，以木板地上運動為主，多跑步動作和滑動，鞋宜輕巧，平底最好，前足部分最好稍軟，以便做踮腳動作。

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，負重力線改變，胸部前挺，臀部上提，優美曲線更加突出。但同時也對足部有損害，也會加重膝關節磨損。生物力學分析提示，穿高跟鞋上下樓梯(尤其是下樓梯)，膝關節負荷加重，加上振動，膝關節將受到加倍磨損。

準備活動運動前應做好準備活動。運動中注意循序漸進，逐漸加大關節活動范圍，防止損傷，甚至小骨片撕脫等。活動量以身體舒適、微有出汗適宜，持之以恒。

整理活動 劇烈運動后應做整理活動，即進行一些強度較小，時間較短，與主要的鍛煉內容區別較大的放松活動。它可以幫助機體在較劇烈的運動結束后，更平穩地向安靜狀態過渡。

篇9

[摘要] 目的 研究兔前交叉韌帶骨-肌腱結合部（BTJ）損傷愈合模型中Tob蛋白的表達情況及其價值。 方法 取2.0～3.5 kg新西蘭大白兔（第二軍醫大學動物實驗中心提供），采用隨機數表法分為假手術組、BTJ損傷愈合組、BTJ損傷愈合+si-Tob注射組，檢測Tob基因的mRNA水平、蛋白水平及生物力學指標：肌腱開始斷裂負荷、完全斷裂負荷。 結果 BTJ損傷愈合組的開始斷裂負荷[（27.3±4.9）N比（42.9±8.4）N，t = 9.472，P = 0.014]、完全斷裂負荷[（44.2±7.8）N比（68.8±12.1）N，t=6.783，P=0.028）]均低于假手術組，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]均高于假手術組；BTJ損傷愈合+si-Tob注射組的開始斷裂負荷[（38.5±7.2）N比（27.3±4.9）N，t = 6.374，P = 0.029）]、完全斷裂負荷[（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。 結論 Tob蛋白參與BTJ的損傷修復過程，抑制Tob的表達，有助于提高肌腱的強度和極限負荷。

[關鍵詞] 骨-肌腱結合部；Tob蛋白；前交叉韌帶；生物力學

[中圖分類號] R684.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 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

[作者簡介] 賈一鑫（1988.1-），男，湖北孝感人，第二軍醫大學2010級骨科專業在讀碩士研究；研究方向：骨與關節損傷。

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

韌帶、肌腱止點損傷后的重建與修復是臨床研究的熱點問題。骨-肌腱結合部（bone-tendon junction，BTJ）的愈合過程會發生組織形態重塑，進而形成瘢痕連接，其傳遞載荷和分散應力的功能、強度和極限負荷較正常的軟骨性BTJ均明顯減弱，不利于臨床治療。探尋參與BTJ愈合過程的分子機制有助于為臨床治療韌帶、肌腱止點損傷提供參考。本研究分析了兔前交叉韌帶BTJ損傷愈合模型中Tob蛋白的表達情況及其價值，現報道如下：

1 材料與方法

1.1 材料

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

1.2 方法

1.2.1 分組方法 將新西蘭大白兔由1～45編號，并采用隨機數表法分為三組：假手術組、BTJ損傷愈合組、BTJ損傷愈合+si-Tob注射組，每組各15只。假手術組僅做縱形切口、暴露關節腔的操作；BTJ損傷愈合組按照BTJ損傷愈合模型建立方法進行操作；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，麻醉后將實驗動物固定于實驗臺上，剪毛后常規消毒，在髕骨內側由髕骨上緣3 cm處起到脛骨結節處止做縱形切口，使髕骨向外側脫位，暴露前交叉韌帶并切除。分離并切取同側的趾長伸肌肌腱，兩端用3-0縫線縫編后置于生理鹽水中備用。在脛骨端，以脛骨隆突為進針點向原前交叉韌帶止點位置做一直徑約為2.5 mm的骨隧道，并經過該隧道向上后外側通向髁間窩的后外側壁，用克氏針引導趾長伸肌肌腱的牽引線穿過骨隧道，并在屈膝60°的情況下收緊打結固定；在股骨側，于股骨髁上2.0 cm處做兩個間距5 mm 的骨隧道，將趾長伸肌肌腱的另一端以“U”字形埋入并打結固定。術畢用雙氧水和生理鹽水分別沖洗術腔，逐層關閉切口。術后給予青霉素肌內注射、碘伏傷口換藥，持續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，并注射進入一側膝關節腔，每日1次，直至處死動物當天。

1.2.4 標本采集方法 術后4周處死實驗動物，保留兩側膝關節。一側取移植的趾長伸肌肌腱，投入液氮保存；另一側取股骨-肌腱-脛骨復合體，置于生理鹽水中保存，并立即進行拉力測試。

1.2.5 熒光定量PCR 稱取趾長伸肌肌腱組織約60 mg，加入Trizol裂解液1 mL后充分勻漿，采用mRNA柱式提取+反轉錄試劑盒合成cDNA第一鏈，采用熒光定量PCR試劑盒分別擴增看家基因actin及目的基因Tob，以假手術組肌腱組織中Tob mRNA的含量為100，通過ΔΔCt計算其余兩組實驗動物中肌腱組織中Tob mRNA含量。

1.2.6 Western-Blot法 稱取趾長伸肌肌腱組織約40 mg，加入蛋白裂解液RIPA后充分勻漿并離心，取上清通過BCA法進行蛋白濃度定量，上樣量按每孔80 mg總蛋白計算。配置4%的濃縮膠和10%的分離膠，點樣后進行100 V、20 min，120 V、90 min的垂直電泳和100V、90 min的電轉膜。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，最后進行顯影。計算蛋白條帶的灰度值，以Tob灰度值/actin灰度值作為蛋白含量，令假手術組蛋白含量的均值為100，計算其余兩組的蛋白含量。

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

1.3 統計學方法

采用SPSS 18.0統計學軟件進行數據分析，計量資料數據用均數±標準差（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；相關性分析采用以Tob蛋白水平為自變量，開始鍛煉負荷、完全斷裂負荷為應變量進行單因素回歸分析；以P < 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 三組實驗動物的生物力學分析

BTJ損傷愈合組的開始斷裂負荷、完全斷裂負荷均低于假手術組，差異有高度統計學意義（P < 0.01）；BTJ損傷愈合+si-Tob注射組的開始斷裂負荷、完全斷裂負荷均高于BTJ損傷愈合組，差異有高度統計學意義（P < 0.01）。見表1。

表1 三組生物力學結果比較（N，x±s）

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

2.2 三組實驗動物的Tob表達情況

BTJ損傷愈合組Tob基因的mRNA水平和蛋白水平均高于假手術組，差異有高度統計學意義（P

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

圖1 三組實驗動物的Tob表達情況

2.3 Tob蛋白水平與生物力學指標的相關性分析

以Tob蛋白水平為自變量，開始斷裂負荷、完全斷裂負荷為應變量進行單因素回歸分析，結果顯示，肌腱開始斷裂負荷、完全斷裂負荷與Tob的蛋白含量呈負相關關系，差異有高度統計學意義（P < 0.01）。見圖2。

3 討論

骨科臨床實踐中，韌帶（如前交叉韌帶等）或肌腱止點（如肩袖、跟腱等）損傷后的重建與修復，存在著難以解決的矛盾：一方面，醫患都希望術后能夠早期活動以避免關節的僵硬和肌肉萎縮，盡快恢復正常運動；另一方面，肌腱與骨愈合緩慢，往往需要6周甚至更長時間才形成較穩定的瘢痕連接，與正常的纖維軟骨性的BTJ相比，其強度和極限負荷還有很大差距，而這種瘢痕連接需要長達6個月甚至1年的時間才能通過重新塑形改造形成纖維軟骨性的BTJ[1]。長期的骨科臨床實踐證明，在關節鏡術后（肩袖修補術、交叉韌帶重建術）BTJ能否實現良好的組織形態重塑對于患者遠期預后至關重要[2]。

Benjamin等[3]對成人BTJ的組織學進行了研究，結果發現正常的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構組成。這種由軟到硬，逐層變化的結構能夠減少腱骨界面的應力集中，有效地將載荷由腱傳遞到骨[4]。有關韌帶重建和肌腱止點修補的動物實驗發現，不論是在骨道內還是在骨表面，自然情況下，骨與肌腱之間的愈合會發生組織形態重塑，進而瘢痕連接，其傳遞載荷和分散應力的功能、強度和極限負荷較軟骨性BTJ均明顯減弱[5]。研究BTJ損傷愈合過程中組織形態重塑、強度和極限負荷減弱的機制，有望促進恢復軟骨性連接，提高BTJ愈合的速度和強度[6]。

BTG蛋白家族是抗增生蛋白家族的一員，在世紀之交被發現。人們將其劃分為apro1-6族，主要包括Pc3/Tis21/Btg2，Btg1，Tob，Tob2，Ana/Btg3，Pc3k等。現在已經陸續發現BTG蛋白家族深度參與不同種類細胞的周期調控，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通路調控[8]，因此尤為引起關注。本研究通過建立兔前交叉韌帶BTJ損傷愈合模型分析在BTJ修復過程中可能參與的分子機制及其生物學應力情況。

在腱骨愈合部的組織形態重塑中，軟骨源性生長因子CDMP-1、2、3通過BMP/Smad通路發揮了重要作用，可促進成纖維細胞向軟骨細胞分化，進而降低腱骨愈合部瘢痕生長，促進軟骨形成，有望實現組織形態重塑[9]。現有研究表明，Tob蛋白可以選擇性結合Smad1、5、8，進而對BMP/Smad通路產生抑制作用[10]。同時Tob蛋白又可與I-Samd6、7互相影響，產生協同作用，從而影響腱骨愈合部組織形態重塑[11]。通過上述研究比較BTJ損傷愈合組和假手術組實驗動物肌腱組織中Tob含量及生物力學指標可知，BTJ損傷愈合動物模型的Tob含量明顯增高，開始斷裂負荷、完全斷裂負荷明顯降低。這就說明BTJ損傷愈合過程中肌腱的強度和極限負荷減弱，Tob表達量增多。

進一步通過Tob表達量與開始斷裂負荷、完全斷裂負荷的相關性分析可知，肌腱開始斷裂負荷、完全斷裂負荷與Tob的蛋白含量呈負相關關系，這就說明BTJ損傷愈合過程中肌腱強度和極限負荷的減弱與與Tob表達量的增多有關。為了明確Tob表達情況與肌腱生物力學指標的關系，本研究通過局部注射小干擾片段的方式敲低Tob的表達，進而檢測相應的生物力學指標，由結果可知：BTJ損傷愈合+si-Tob注射組的開始斷裂負荷、完全斷裂負荷均高于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度和極限負荷。

綜上所述，Tob蛋白參與BTJ的損傷修復過程，抑制Tob的表達有助于提高肌腱的強度和極限負荷。

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篇10

關鍵詞： 女子舉重；抓舉；生物力學；高速攝像

中圖分類號： G 884 文章編號：1009-783X（2013）06-0573-04 文獻標志碼： 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

作者簡介：王向東（1973—），男，山西人，博士，研究員，研究方向為運動生物力學；任景萍（1970—），女，研究方向為運動人體科學：徐文泉（1969—），男，副教授，研究方向為運動訓練學。

女子舉重作為我國的優勢項目，從2000年至今共計奪取了14枚奧運會金牌。關于女子舉重的生物力學研究有許多，但是多數文章都將優秀運動員作為研究對象[1-4]，對普通女子舉重運動員的抓舉動作技術研究很少見到，尤其從運動學和動力學參數對比優秀運動員和普通運動員技術上的差異的研究還未見到。由于測試時要求對運動員作動作無干擾、非接觸[5]，通過攝像、解析獲取抓舉動作技術參數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力學手段，不但會干擾運動員做動作，而且比賽中也不允許；因此，通過動力學測試手段很難獲取運動員真實的技術參數。高速攝像的普及和精度的提高使科研人員通過運動學測量、經過計算推導獲得抓舉的動力學參數（功、功率和等效力等）成為可能。

本文主要是運用高速攝像采集系統對不同水平運動員的抓舉動作技術進行錄像采集并通過運動解析手段對技術動作進行分析，得到不同水平運動員抓舉動作各階段的相關指標。通過對不同水平運動員的常用技術指標進行對比研究，看優秀運動員和普通運動員在動作技術參數上是否存在差異，進而揭示優秀運動員的技術特征，為舉重技術診斷提供科學依據。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

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個級別的20名女子舉重運動員作為研究對象。本研究中選取的10名優秀運動員均為各級別的前2名，選取的10名普通運動員均為各級別的后2名。具體情況見表1。

表 1 運動員情況 （n=20）

1.2 研究方法

1.2.1 高速攝像法

在比賽現場運用星高鈦高速攝像采集系統（XGT-BAS-1S）對運動員的比賽動作進行平面定點拍攝（拍攝頻率為100 Hz，拍攝位置為舉重運動員的正側面，攝像機位置與運動員距離10 m左右，攝像機的主光軸對準運動員的髖關節），如圖1所示。

1.2.2 錄像解析法

將拍攝的動作視頻導入到星高鈦解析軟件，根據抓舉技術特點選取運動員的肩關節、髖關節、膝關節、踝關節和杠鈴片中心5個點進行建模并逐幅解析（如圖2所示）。解析后導出每個運動員在5個特征畫面的髖、膝、踝關節角度的變化情況、杠鈴上升高度和杠鈴上升花費時間的變化數據及4個動作階段的膝角、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 圖 2 簡化模型

1.2.3 動作階段的劃分

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

圖 3 抓舉技術的特征畫面

1.2.4 研究指標及其定義

舉重運動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，也就是說運動員對杠鈴分別有水平方向和垂直方向的做功；但是運動員使杠鈴發生水平方向的運動所做的是無用功，只有垂直向上的做功才是有效功。根據功能原理得出：W=（12mv22+mgh2）-（12mv21+mgh1），其中m為運動員所舉起的杠鈴質量，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為本階段初始時杠鈴的高度。知道了某一動作階段結束時杠鈴的速度和杠鈴的質量就可以算出此時杠鈴的動能，根據杠鈴此時的高度和杠鈴質量可以算出此時杠鈴的重力勢能，將動能和重力勢能相加便可得到本階段動作結束時杠鈴的機械能；同理，可求出本階段動作開始時杠鈴的機械能。將本階段動作結束時的機械能減去本階段動作開始時的機械能便可得出在該動作階段杠鈴機械能的增加，而杠鈴機械能的增加恰恰是因為運動員對杠鈴做了功，由此便可間接求出本階段運動員所做的功的多少，從而更進一步根據杠鈴上升的高度h，由F=Wh計算出運動員對杠鈴施加的向上的有效作用力F。P=Wt，P1=PG，P為運動員的有效功率，W為運動員所做的有效功，t為杠鈴上升到某一階段所花費的時間，P1為運動員的相對有效功率，G為運動員體重。

1.2.5 數據統計法

使用SPSS 17.0對優秀運動員與普通運動員抓舉過程中的人體關節角度變化、杠鈴上升高度百分比、杠鈴上升花費時間百分比、有效功百分比、相對平均功率和相對有效力等指標進行獨立樣本t檢驗，顯著性差異用P

表 2 研究指標及其定義

2 結果與討論

2.1 不同水平運動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為是衡量舉重運動員發力效果的主要指標。多數教練認為發力結束后最大鈴速越大、杠鈴在慣性上升階段上升的高度越高就說明運動員發力效果越好，運動員的下降定鈴、鎖肩、支撐的時間就越充分，動作的成功率也就越高。反之，抓舉動作就容易失敗。以往的經驗告訴我們優秀運動員在最大鈴速和慣性上升階段鈴升這2個指標肯定要大于普通運動員；但從表3可以看出，對于最大鈴速和慣性上升階段鈴升2個指標來說，優秀運動員和普通運動員相比數據基本相同，甚至普通運動員的最大鈴速平均值比優秀運動員還要大。通過對10 名優秀運動員和10名普通運動員的最大鈴速和慣性上升階段鈴升進行獨立樣本t檢驗，檢驗結果顯示二者P值都大于顯著性水平0.05，統計結果表明優秀運動員和普通運動員比較無顯著性差異。

表 3 不同水平運動員最大鈴速和

慣性上升階段鈴升的比較

（n=20）

2.2 不同水平運動員各動作階段身體關節角度變化情況

通過運動員在抓舉過程中身體各關節角度的變化情況可以看出，運動員在各階段完成動作的幅度大小、是否存在腰背過早參與動作及過早發力的現象。

通過表4可以明顯看出，在伸膝提鈴階段普通運動員的膝角變化和髖角變化均大于優秀運動員，這是因為普通運動員在此階段可能腰背打開過早，存在過早發力的問題。在展體加速階段優秀運動員在膝角變化、髖角變化和俯仰變化方面均大于普通運動員，運動員身體各環節伸展越充分對杠鈴做功距離就越長，這說明在抓舉的展體加速階段優秀運動員發力效果明顯好于普通運動員。

通過對優秀運動員和普通運動員各動作階段的膝角變化、髖角變化和俯仰變化進行獨立樣本t檢驗，其P值都大于0.05，表明二者在4個動作階段的膝角變化、髖角變化和俯仰變化均無顯著差異。

表 4 不同水平運動員各動作

階段身體關節角度變化

（n=20）

2.3 不同水平運動員各動作階段杠鈴上升時間百分比、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，普通運動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秀運動員對應的指標，而在展體加速階段和慣性上升階段優秀運動員的杠鈴上升高度百分比和有效功百分比均大于普通運動員對應的指標。結合表4數據本研究進一步表明，在伸膝提鈴階段普通運動員身體打開過早，髖關節過早參與發力，而優秀運動員在展體加速階段由于身體充分伸展，各關節同時發力導致杠鈴上升高度和做功都超出了普通運動員。

表 5 不同水平運動員各動作階段杠鈴上升高度百分比、杠鈴上升時間百分比、有效功百分比 （n=20）

%

通過對優秀運動員和普通運動員在各動作階段的杠鈴上升高度百分比、杠鈴上升花費時間百分比和有效功百分比進行獨立樣本t檢驗，結果顯示所有的P值均大于0.05，表明了優秀運動員和普通運動員在抓舉過程中杠鈴上升高度百分比、杠鈴上升花費時間百分比和有效功百分比之間比較均無顯著差異。

2.4 不同水平運動員各動作階段相對平均功率、相對有效力的比較

通過表6可以看出優秀運動員在各個動作階段的相對平均功率和相對有效力均大于普通運動員，尤其在展體加速階段優秀運動員的優勢表現得更加明顯。這些差異表明優秀運動員在展體加速階段比普通運動員表現出更好的爆發力水平，動作技術更加合理。

表 6 不同水平運動員各動作

階段相對平均功率、相對有效力

（n=20）

注：*表示在各動作階段中優秀運動員和普通運動員的相對平均功率和相對有效力間有著顯著差異，P

對優秀運動員和普通運動員各動作階段的相對平均功率和相對有效力進行獨立樣本t檢驗，結果為：1）不同水平運動員在伸膝提鈴和引膝到位階段中相對平均功率的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，二者的相對平均功率有顯著差異。2）不同水平運動員各動作階段相對有效力的P值均小于0.05，表明在抓舉4個動作階段中優秀運動員與普通運動員的相對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，但最終還是由運動員的專項力量水平決定的。3）在伸膝提鈴和引膝到位階段，優秀運動員和普通運動員的相對平均功率無顯著差異，而在展體加速階段二者的相對平均功率存在顯著差異，說明展體加速階段的相對平均功率也是判斷一個運動員是否優秀的重要指標。

3 結論

通過比較優秀運動員和普通運動員的技術參數，發現：

1）在最大鈴速和慣性上升階段鈴升這2個指標方面，優秀運動員與普通運動員比較，數據上相差無幾，統計學檢驗無顯著性差異。

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

3）普通運動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秀運動員，而在展體加速階段和慣性上升階段優秀運動員的杠鈴上升高度百分比和有效功百分比均大于普通運動員，但是均無顯著性差異。

4）優秀運動員在各個動作階段的相對平均功率和相對有效力均大于普通運動員，尤其在展體加速階段優秀運動員的優勢表現得更加明顯，這些差異表明優秀運動員在展體加速階段比普通運動員表現出更好的爆發力水平，動作技術更加合理。

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