髖關節的生物力學特征范文
時間：2023-11-10 18:16:24
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篇1
關鍵詞：初中；立定跳遠；力學；學教法
一、問題的提出
不同階段，學生的力量、速度、耐力、靈敏和柔韌等身體素質各不相同，為此，教師必須在不同的階段，根據學生的身體素質情況，選擇不同的體育項目，供學生練習、鍛煉。初中階段是學生力量素質發展的敏感期，此時，教師必須增加力量教學和訓練比重。各種跳躍運動是發展力量素質的最好方法，立定跳遠作為提高學生下肢力量、爆發力的運動項目，沒有過多的條件約束、簡便易行，是訓練學生下肢力量及爆發力的一項重要運動，能夠有效地提高學生的身體素質。因此，為了提高學生立定跳遠的成績，本文就利用運動生物力學原理對立定跳遠技術進行了分析，以期通過理論指導學生實踐，使學生掌握正確的練習方法。
二、研究對象與方法
本文以立定跳遠運動為研究對象，從生物力學角度談起，就其學練法進行了一番梳理，研究過程中運用到了文獻法、教學實踐法以及總結提煉法等。
三、結果與分析
（一）立定跳遠成績的組成分析
如圖1所示，立定跳遠的成績S=S1+S2+S3。S1是雙腳起跳離地瞬間身體重心投影點至起跳點之間的距離，S1的大小取決于三個因素：一是身高、腿長，身高腿長在起跳角不變的情況下，重心高則S1增大；二是對于同一練習者，起跳角a的角度越小，S1越大，角度越大，S1越小，但這并不等于說起跳角a的角度越小，立定跳遠成績會越好；三是起跳腳離地瞬間練習者髖、膝、踝三關節及趾關節蹬伸的伸展程度，蹬伸程度越充分則S1越大。S2是起跳腳離地瞬間重心在重心高度水平的拋射距離，根據拋射公式S2=V2×sin2a/g，g為重力加速度是常量，由此可見，S2取決于騰起初速度和拋射角度，騰起初速度越大，則S2也越大，理論上在a=45°時S2最大，但由于空氣阻力（可以忽略不計）及考慮S3，實踐中a﹤45°，理論證實a=42°時，S2+S3有最大值，這主要是因雙腳著地瞬間身體重心低于起跳腳離地瞬間身體重心之故。S3是重心回落到起跳離地重心高度水平線至雙腳著地間的距離，它由身高和落地技術動作決定，盡可能收腹舉腿、雙臂后擺并使雙腿較大幅度前伸而又不至于身體后倒的落地技術能獲得較大的S3。
（二）立定跳遠的生物力學分析
1.起跳技術分析
（1）關節蹬伸速度、幅度。立定跳遠的遠度主要由髖、膝、踝快速蹬伸及趾關節的末端參與作用而獲得，其中各關節的蹬伸速度、蹬伸幅度及協調發力順序是決定學生立定跳遠成績的關鍵技術。立定跳遠起跳過程可分為下蹲和蹬伸兩個環節，前一環節是后一環節的準備和基礎，動作質量的好壞對后一環節有著重要的影響。起跳的任務是使人體獲得最大騰起初速度及最佳騰起角。根據公式V=2H/t可知，加大起跳時工作距離H，縮短起跳時間t，可以增大騰起的初速度。良好的下蹲動作能為蹬伸創造條件，而下蹲動作能使下肢三關節處于最佳的發力角度，為蹬伸環節做好必要的準備。最大下蹲時下肢三關節角度的不同，會直接影響蹬伸效果，進而影響起跳效果。而最大下蹲過后，下肢關節在短時間內迅速伸展，給地面以爆發性力量蹬離地面的過程稱為蹬伸環節。此時，肌肉的工作形式經由下蹲階段的離心收縮、等長收縮、迅速轉變為向心收縮。下蹲階段伸膝肌群被動拉長，這樣，一方面大腿伸展肌群能貯存大量的彈性勢能，另一方面肌絲也有了一定的初長度（如果是最適初長度那當然是最好），這就可以使起跳腳對地面施加更大的作用力，從而產生較大的垂直作用力。此外，適宜的下蹲幅度，也能使下肢肌處于最適初長度，產生最快的收縮速度及最大的收縮力量，提高起跳效果。
研究資料證實，120°-140°是膝關節的最佳發力角度，立定跳遠準備起跳時，膝關節角度小于最佳發力角度，對于成績的提高是有利的，一般都從90°左右開始蹬伸發力，且蹬伸過程中，膝關節的角度必須超過135°，有研究顯示“膝關節角在135°以上的范圍進行發力時，屈膝肌群（股二頭肌、半腱肌、半膜肌、腓腸?。┓e極參與伸膝活動，其發揮的力量較大，而且隨著膝關節角度的增加而增大”。當然，雙腳起跳腳離地瞬間，理想的下肢姿勢是髖、膝、踝三關節完全伸直，這樣既能充分發揮三關節的肌肉力量，使力的作用點通過身體重心，又能增大力的做功距離，使雙腳離地瞬間有較高的身體重心。踝關節與髖關節和膝關節相比是小關節，但在立定跳遠項目中卻有著非常重要的作用?！捌鹛A段踝關節的屈伸能力決定起跳階段的蹬伸程度，踝關節在跳高起跳過程中起著關鍵作用。”踝關節的柔韌性和肌肉力量是影響立定跳遠成績的兩個重要指標，因此在立定跳遠練習中我們應對學生的踝關節進行有針對性的柔韌性和力量訓練，采用多種方法與手段以提高學生的踝關節力量與伸展幅度。下肢三關節的協調用力能力對立定跳遠成績也起著至關重要的作用。根據大關節先運動原理，立定跳遠首先應當是髖關節進行發力，其次是膝關節，最后是踝關節進行用力。這種協調用力能力就如同加速度逐漸減小的變加速運動，加速度逐漸在減小，但速度卻不斷增大。三關節完全伸直后，就能使作用力通過身體重心，提高力的利用率，進而提高起跳效果。
（2）兩臂擺動速度及幅度。在起跳階段，當兩臂加速上擺時，身體會產生一個方向向下的作用力，此力通過起跳腿傳遞到地面，從而增大了人體對地面的垂直作用力，同時地面也會給人體一個大小相等而方向相反的作用力。這樣，在起跳結束瞬間，運動員就可獲得一個較大的垂直速度，從而跳到更高的高度。在起跳瞬間，手臂的擺動對起跳效果有著非常重要的作用。從生物力學角度來講，手臂的擺動速度應越大越好，當雙腿下蹲緩沖時，兩臂由身后較高位置加速向下擺動，可以減小起跳腿對地面的作用力，避免起跳腿受力過大而過度屈曲，影響起跳效果。而在起跳蹬伸階段，兩臂加速向上擺動，會對軀干施加向下的作用力，這種作用力通過起跳腿傳至地面，進一步增加了起跳腿對地面的垂直作用力，根據牛頓第三定律，此時地面也會給人體一個大小相等、方向相反的反作用力，與不擺臂或擺臂速度很小相比，將引發地面作用于人體更大的反作用力。這樣在運動員起跳結束瞬間，由于力的增加便能產生更大的垂直速度。另外，雙臂擺動后上舉，也可以提高人體重心的位置。有研究顯示，雙臂及擺動腿完全向上伸直，可以使重心提高約身高的1/10。當起跳結束瞬間，雙臂快速制動，其慣性力的方向是向上的，能對起跳腿起到減壓的作用，對起跳腿的三關節快速蹬伸，特別是對力量較弱的踝關節快速大幅度伸展有著重要作用，對快速拔腰、提肩，帶動身體重心快速上升有積極作用。理想的手臂動作，應是下蹲結束瞬間，兩臂在體后盡可能高的位置；在蹬伸階段，兩臂應該向下、向前和向上快速有力地擺動。在擺動時，肘關節不應太彎曲，理想的角度大約在90°與完全伸直之間。我們可以用雙臂向上擺動的平均垂直速度和擺動幅度來評定擺動效果。在起跳過程中，雙臂擺動的平均垂直速度當然是越大越好，還應有較大的擺動幅度。這對于提肩拔腰動作和雙腳離地瞬間的身體重心高度都有影響。需要注意的是，臂的擺動幅度并非越大越好，但一般雙臂的肘關節不應低于肩關節，這樣才能形成有力的擺動和制動，提高起跳效果。
2.騰空階段技術分析
當雙腳離地瞬間起跳動作完成，人體便以初速度V進入斜拋的騰空階段。當人體重心達到最高點開始下降時，上體要積極下壓，同時雙臂也應迅速向前下方擺動，并同時收腹舉腿，同時為落地動作做好積極的準備。這不僅要求學生有積極的落地意識，還要求其有較強的腰腹肌力量。
3.落地階段技術分析
當雙腳與地面接觸瞬間，身體各相應關節應進行積極的屈曲緩沖，雙臂積極向后下方擺動并積極制動。當人體通過下肢與地面相互作用時，下肢各關節肌肉雖積極收縮，但由于重力的作用，仍被拉長作離心收縮，完成退讓工作。由沖量定理可知，Ft=mv，F=mv /t，mg為人體體重是定量，因此若想減小人體落地時對地面的沖擊力，就必須延長力的作用時間。這種緩沖動作對于動作的順利完成及人體保護有重要的作用。
（三）立定跳遠的學、練法分析
1.踝關節的力量及柔韌性學、練
通過力學及技術分析，我們可知道踝關節雖然相對于髖關節和膝關節是小關節，但它的力量及柔韌性對立定跳遠同樣有著非常重要的作用。
（1）僵尸跳：這主要是用來發展踝關節、小腿和足弓肌群的肌肉力量。雙手叉腰或自然下垂，髖關節和膝關節伸直，主要以踝關節的屈伸來完成動作。要求：兩腳左右開立、平行向前，等于或略小于肩寬，起跳時踝關節盡最大幅度伸展，落地時用前腳掌著地屈踝緩沖，接著再跳起，每次練習50-60次，練習4-5組。
（2）單腳僵尸跳：發展小腿、腳掌和踝關節力量。上體正直，膝部伸直，單腳向上跳起。跳時主要是用踝關節的力量，用前腳掌快速蹬地跳起，離地時腳面繃直，腳尖向下。原地跳時，不規定跳的次數，以踝關節發酸為準，然后換腳。每次練習重復4-5次。
（3）跪膝：此項練習在游泳初級訓練中較為多用，主要用來發展踝關節柔韌性。要求雙膝、雙踝靠攏跪于地面，臀部坐于雙腳后跟之上。每次練習3-5分鐘。
2.膝關節技術、力量及擺臂配合學、練
膝關節是人體大關節，其力量的強弱直接影響著學生的立定跳遠成績。
（1）蹲跳起：主要發展腿部肌肉和踝關節肌肉力量。雙腳左右開立，腳尖平行，等于或略小于肩寬，屈膝向下半蹲（膝關節角度最好等于90°），肘關節角度約120°，兩臂自然后擺，起跳時兩臂迅速有力地向前上擺，肘關節不低于肩關節，當腳尖等離地面時迅速制動，起跳時兩腿迅速蹬伸，使髖、膝、踝三個關節充分伸展，身體成一直線，最后用腳尖蹬離地面向上跳起，落地時用前腳掌著地屈膝、曲踝緩沖，接著再跳起。每次練習25—30次，重復3—4組。
（2）連續蛙跳：主要發展下肢肌肉力量、起跳技術及上下肢的協調蹬擺能力。雙腳左右開立，腳尖平行，等于或略小于肩寬，屈膝向下半蹲，當膝關節下蹲至90°時開始蹬伸發力準備起跳，肘關節角度約120°，下蹲時兩臂自然后擺，起跳時兩臂迅速有力地向前上擺，擺動幅度為肘關節不低于肩關節，當腳尖蹬離地面時迅速制動，起跳時兩腿迅速蹬伸，使髖、膝、踝三個關節充分伸展，身體成一直線，最后用腳尖蹬離地面向上跳起，落地時用全腳掌著地屈膝、曲踝緩沖，當膝關節緩沖到90°時，雙臂擺至身體后下方，接著再跳起。每次練習10跳，重復3組。開始對遠度不提出過多要求，主要以練習上下肢的協調技術為主，因為動作技能的形成是一個復雜的、鏈鎖的、本體感受的過程，只有在技能形成后，才能逐漸提高強度，打破動作平衡，重新建立動作平衡。
（3）跳伸練習：主要發展大腿肌肉退讓性工作能力。雙腳平行站立于約50cm的臺階上，向前下方跳出，雙腳落于小墊子上屈膝緩沖，當膝關節被動屈曲至90°時雙臂由前上方擺至身體后下方，同時快速蹬伸、擺臂向前上方跳出，要求下肢三關節完全伸直，肘關節擺至肩關節上方，突然制動。每次練習6—8次，重復3—4組。膝關節這種退讓性工作能力增強，可以提高起跳時下蹲的速度，使退讓性工作肌群產生更大的彈性勢能，縮短起跳時間，從而獲得更大的初速度，提高學生立定跳遠成績。
（4）啞鈴擺臂：主要發展上肢及肩帶力量。手持啞鈴肘關節成120°，雙腳成左右前弓步前后擺臂，要求擺動幅度要大，每組練習50—60次，重復4—5組；兩腳尖平行等于或略小于肩寬左右開立，雙手持啞鈴從體側至雙臂水平再至兩臂肩上舉，每組練習30次，重復3組。
（5）手持啞鈴雙腳左右開立跳：主要發展踝關節、肩帶力量及上下肢協調能力。兩腳開立至少大于肩寬，開立時雙臂擺至水平，并攏時擺至體側，要求動作連貫，節奏感強。每次練習30—40次，重復3—4組。
3.起跳角度及落地技術練習
圖2
實踐中我們發現，學生起跳角度幾乎沒有過大而都是偏小，為了糾正學生的這一錯誤動作，教師可利用小墊子來提高學生的起跳角度，如圖2所示。小墊子斜面與地面成42°角，要求起跳時身體成一直線與墊子平面平行，當身體重心達到最高點時收腹舉腿，積極準備落地動作。為了能夠更好地完成收腹舉腿動作及意識，我們應盡量讓學生采用跳遠中的滑坐式落地方式，有小墊子的保護，這種落地方式已成為可能。
四、結語
通過立定跳遠的生物力學分析，我們得知影響立定跳遠成績的主要因素是下肢三關節肌肉力量及蹬伸幅度、起跳角度及上肢擺臂技術。有了理論指導，我們便可以有針對性地進行學、練，從而提高練習效果。
參考文獻：
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篇2
摘 要 本文通過文獻資料法、實驗法、影像分析法、專家訪談法等方法，以沈陽音樂藝術學校的5名拉丁舞專業學生為研究對象，并有針對性的制定核心力量訓練的計劃、實施訓練方案，得出核心力量訓練對拉丁舞平轉技術有積極的影響，為今后拉丁舞選手的訓練注入了新的訓練內容，也為拉丁舞相關人士拓展了新的訓練思路。
關鍵詞 核心力量 平轉 生物力學
一、研究目的
核心力量作為一個新的訓練觀念正在引起體育舞蹈界的重視，本文旨在探索適宜與拉丁舞平轉技術的訓練方法和訓練計劃，從而幫助拉丁舞選手充分認識并且利用核心力量，提高平轉技術動作質量。
二、研究對象與方法
（一）研究對象
研究對象為沈陽音樂藝術學校拉丁舞專業5名學生，其中男生2人，女生3人，平均年齡17歲
（二）研究方法
1.文獻資料法。根據本研究的研究內容，查閱了中國期刊網的相關文獻與書籍，并對與本研究相關的文獻資料與學科知識進行歸納整理，為本題的研究提供了一定的理論依據和技術路線參考
2.實驗法。對實驗對象進行為期12周的核心訓練，并對研究對象實驗前后的平轉技術動作進行相關生物力學參數對比分析，依此論證核心力量訓練效果
3.影像分析法。依據本研究內容，基于現有條件及設備的限制，主要用攝影技術拍攝實驗對象的動作，再利用愛捷三維圖像解析系統對其進行測量分析
4.專家訪談法。本文采用專家訪談法，對體育舞蹈、運動生物力學、運動訓練、體能訓練等方面的專家和教師進行訪談，對核心力量訓練相關理論及測試指標等進行專家評定，為研究內容和研究方法的確定提供了依據。
三、結果與分析
（一）特征畫面的定義
本實驗中所使用的攝像機的頻率為50Hz，每秒可以捕捉到50幀的圖像，每幀圖像間隔0.02秒，根據本研究的目的和任務，將拉丁舞平轉360度技術動作的的特征畫面定義為：平轉準備姿勢和平轉360度時身體姿勢
1.準備姿勢：平轉的準備階段，雙肘打開，眼睛注視行進方向，軀干部分保持與地面垂直（脊柱于地面垂直），左腳上步，左腳為主力腳，右腳為動力腳，肩膀與髖關節形成反身動作，肌肉擰轉對抗發力，為轉圈儲備一定的能量。
2.360度時身體姿勢：運動員完成360度的轉動，眼睛目視行進方向，肘關節保持收緊，身體集中且與地面保持垂直，保持收緊，后背保持下沉，雙腳并攏，重心更多的在左腳前腳掌，為下一步的連續轉動做準備。
（二）平轉準備姿勢實驗前、后髖關節角度參數對比分析
運動生物力學指出，力是物體與物體之間的相互作用，如若把人體看作是一個力學系統的話，對于這個整體而言，人體參與運動的力可以分為內力和外力，內力是人體內部各肌肉之間相互作用而產生，肉眼不容易觀察卻存在，而外力則表現在外，容易被人體覺察，對于拉丁舞而言，尤其是單人舞技巧動作，身體當中的內力更多的表現為人體對地面的壓力――借助自身的體重，通過腳踝對地面施加壓力得以實現；肌肉的擰轉對抗，擰轉對抗所產生的彈性勢能為下一部動作的完成在儲備能量。內力雖可以引起系統內部各部分之間的相對運動，但不能引起整個力學系統質心的運動[1]。拉丁舞這項運動是人體內力和外力協調作用的效果，內力像是一個催化劑一樣，可以加強外力的作用效果；那么人體借助外力又可以使動作完成的更為流暢、協調，兩者相得益彰、相輔相成。
通過數據分析可知，實驗前后主力腿側左髖的角度無明顯變化，動力腿側髖關節角度變大，平轉在本研究中是向左轉動，左腿是主力腿，主力腿一側髖角度數無明顯變化，動力腿一側髖關節角度變大，說明肩膀和髖關節的擰轉對抗發力越強烈，為下一階段的轉動在儲備能量，同時也證明了核心力量的訓練效果。
（三）平轉360度時身體姿勢實驗前、后身體髖關節角度參數對比分析
轉動360度時身體姿勢，是對整個轉動過程最后的一個檢驗，如果在整個過程當中身體脊柱能夠保持與地面的相對垂直，那么此時的身體姿勢又在為下一個階段的多圈的連續的轉動打下了一個很好的基礎，因為連續多圈的轉動是由一個個單圈的動作連接而成，多圈轉動的完成質量除了和單圈轉動的完成程度有關外，更為重要的是圈與圈之間銜接的好與壞。此時如若身體（脊柱）與地面保持較好的垂直程度，可以證明整個轉圈的過程動作質量完成程度比較高，同時這也為下一步的連續的轉動創作了良好的條件。
通過數據分析可知，在動作結束瞬間實驗前左髖和右髖關節角度平均值分別是169.698°、168.597°。實驗后測髖關節的角度平均值明顯大于前測數據且趨于180°，說明經過核心力量訓練后，選手對于髖關節肌肉的控制能力比前測時好，且保證了身體（脊柱）與地面的垂直，說明在整個平轉的過程當中，選手對身體的控制能力比前測明顯提高，利于轉動動作的完成。
四、結論與建議
（一）經過核心力量訓練，選手在完成高難度動作中的身體控制能力得到加強，同時也符合拉丁舞這個運動項目的技術要求，這種訓練方法是適應專項需求的，應得到推廣
（二）核心力量訓練是運動訓練的重要內容，也為傳統力量訓練輸入了新鮮血液，然而，如今的核心力量訓練在方法體系、負荷控制以及專項適應性等方面依然停留在粗放水平上，缺乏必要的方法論的指導
篇3
中圖分類號 R684 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6805（2013）29-0153-03
發育性髖關節發育不良（Developmental dysplasia of the hip，DDH），原先稱為先天性髖關節脫位（Congenital dislocation of the hip，CDH），是一種對兒童身心健康影響較大的疾患，主要是指出生時髖關節發育不全并在出生后繼續惡化的髖關節發育性異常病變。病變主要累及髖臼、股骨頭、關節囊和髖關節周圍的韌帶和肌肉，主要表現為髖臼和股骨頭的匹配和包容關系的異常。目前在DDH的診治上，越早發現，越早診治，臨床療效越好是目前一致的共識。隨著患者年齡的增長，病變程度逐漸增高，治療的難度將會加大，療效也會越差，所以目前世界許多國家包括我國均開始推行嬰幼兒髖關節DDH的篩查，盡可能使DDH患者得到早期發現，早期診斷和連貫合理的治療，避免患者過早面臨髖關節骨性關節炎（Osteoarthritis，OA）的危險[1]。DDH是一種較為常見的髖關節畸形，有關其發病率，世界上有許多醫療機構進行了廣泛的調查，發現不同的種族和地區差異性很大。有文獻報道成人DDH的發病率在1%～10%[2]之間不等，男女比例約為1：6，大約1/4的患者有明顯的家族史[3]。在我國各地發病率也不同，南方較低，北方較高，為0.07‰～1.75‰[4]。DDH是一種與出生有關的髖關節發育性病變，這種病變將在個體的整個發育過程中持續存在，未經治療的DDH患者其髖關節的病理改變會隨著年齡的增長而逐漸加重，等到成年后出現明顯的癥狀和體征時，其髖關節的疼痛和畸形已變得很嚴重，病情通常也更加復雜，往往給治療帶來了許多較大的困難和療效的不確定性。
1 成人DDH的解剖結構及生物力學特點
成人DDH使正常力學穩定性的解剖學基礎發生了改變，其特征主要表現為髖臼變得淺平，前壁變薄，而后壁較厚，髖臼上緣呈斜坡狀改變，存在部分區域的骨質缺損和骨質硬化，關節周圍韌帶痙攣，關節囊增厚擴張。髖臼外緣通常是重力的載荷區，起著傳遞重力至骨盆的重要作用。當髖臼外上緣骨質缺損時，重力向后下方及恥骨轉移，使重力更多的移向健側，久而久之患側股骨頭逐漸變細，股骨頸的前傾角逐漸加大。頭臼不稱又使頭與臼之間的接觸面積有所減少，應力集中，加速退行性病變的發生。
2 病因
DDH的具體發病原因迄今仍不十分清楚。經研究已注意到遺傳因素，髖臼發育不良及關節韌帶松弛，以及胎兒在子宮內胎位異常，承受不正常的機械性壓力，影響髖關節的發育等可以引起發育性髖關節發育不良。成人DDH是因為先天性髖臼發育缺陷所導致的長期生物力學異常而逐漸出現的髖臼小而淺平，股骨頭變形，髖關節半脫位，髖關節全脫位，負重區軟骨退變并發展成為骨性關節炎的一種常見疾病。
3 診斷及分型
成人DDH通常在20～40歲之間出現明顯的癥狀和體征，部分患者也可終身沒有癥狀而不被察覺，早期主要表現為髖關節半脫位或髖關節全脫位，晚期則出現繼發性退行性骨性關節炎。在臨床上早期多主要表現為患側髖關節的疲勞感，酸脹及隱痛，也可發生于其他部位，如腹股溝區、大腿前方及臀部。髖關節局部壓痛，叩擊痛，旋轉痛，活動度正常或超常。中晚期臨床癥狀主要表現為髖關節疼痛加重，繼發跛行，出現休息痛，髖關節半脫位或全脫位并導致肢體短縮畸形，隨著骨性關節炎逐漸加重而導致髖關節活動不同程度的受限。臨床的常規體檢包括Barlow試驗、Ortolani試驗、Allis征和Trendelenburg征等。常用的X線片診斷方法包括ACM角、髖臼角、CE角與髖臼指數等。此外，劉旭林等[5]首次提出了CT診斷成人髖臼發育不良的診斷標準。
目前，臨床上常用的分型為Crowe分型[6]，Crowe等根據X線片測量股骨頭移位距離與股骨頭及骨盆高度的比例將DDH分為4型。Ⅰ型：股骨頭移位占股骨頭高度不到50%，或骨盆高度不到10%；Ⅱ型：股骨頭移位占股骨頭高度的50%～75%，或骨盆高度的10%-15%；Ⅲ型：股骨頭移位占股骨頭高度的75%～100%，或骨盆高度的15%～20%；Ⅳ型：股骨頭移位超過股骨頭高度的100%，或骨盆高度的20%。
4 治療方法
隨著患者年齡的增長，骨性改變及塑形能力逐漸減弱，所以目前對于成人DDH主要采用手術治療，手術治療應根據患者的年齡并結合病情發展的不同階段，采用相應的外科治療措施進行干預。最終的治療目的是改變異常的髖臼方向使其變為正常的生理方向，并增加髖臼對股骨頭的包容性，使股骨頭與髖臼達到同心圓的復位，從而緩解髖關節的疼痛，恢復髖關節的功能。目前治療成人DDH的方法主要分為骨盆截骨術和人工關節置換術。應用于成人DDH的截骨術主要有骨盆髖臼周圍截骨術[7-8]，二聯骨盆截骨術[9]，三聯髖臼周圍截骨術[10]，以及Chiari骨盆內移截骨術和髖臼造蓋術等，其目的就是增加髖臼對股骨頭的覆蓋，達到頭與臼之間的和諧匹配。而對于DDH晚期階段的患者，由于其繼發骨性關節炎并伴有髖關節功能障礙和明顯的疼痛，同時這部分患者年齡偏大，此期采取人工全髖關節置換術（Total Hip Replacement，THR）可以說是最為合適的治療方案。目前主要是根據髖關節病變發展的不同階段，采取相應的治療措施。
4.1 早期
此期患者經常感到髖關節容易疲勞，髖關節局部酸脹，輕度疼痛，或有雙下肢不等長和跛行步態，但無明顯的髖關節病變。該期的治療目的是防止髖關節向半脫位或全脫位方向發展。應囑咐患者平時應減少患側肢體的負荷，應避免過于繁重的體力勞動和過于強烈的活動。此期可考慮作預防性手術，可行各種髖臼改向及髖臼周圍截骨術等，以增大髖臼的覆蓋面，防止向髖關節半脫位，髖關節全脫位及骨性關節炎發展。目前主要常用的手術方法有骨盆髖臼周圍截骨術，二聯骨盆截骨術和三聯髖臼周圍截骨術等。
4.2 中期
此期髖關節疼痛加重，繼發有髖關節半脫位，髖關節全脫位，輕度骨性關節炎表現。治療的主要目的是以減輕髖關節疼痛，緊縮關節囊，增加髖關節的穩定性為主。主要的代表性手術有Chiari骨盆內移截骨術及各種髖臼加蓋術等。
4.3 晚期
該期髖臼發育不良并合并嚴重的髖關節骨性關節炎，大部分關節軟骨已被破壞，軟骨下骨質外露及囊性病變，骨質增生呈象牙樣改變，髖臼及股骨頭變性，關節間隙變窄或消失。此時，髖關節疼痛已非常嚴重，患者步行困難，髖關節活動明顯受限。此期治療的主要目的是解除髖關節疼痛，恢復髖關節的功能。此期采取人工全髖關節置換術可以說是最為合適的治療方案。
5 展望
DDH早發現早診斷是獲得早期治療的保證。目前發達國家已開始對新生兒進行普查，這是早期發現DDH的重要措施。對DDH高危嬰兒，如臀位產嬰兒，陽性家族史嬰兒，來自于DDH高發地區的嬰兒，關節韌帶過度松弛的嬰兒等應詳細多次反復檢查其髖關節。在撫養嬰兒的過程中，禁止將嬰兒下肢伸直捆綁，保持髖關節外展位對穩定髖關節十分有利，這是預防本病發生的重要措施。在DDH人工關節置換的進展方面，現今金屬對金屬人工全髖關節及表面置換術的臨床隨訪結果令人較滿意[11]，由于金屬對金屬的低摩擦界面，減少了年輕手術患者翻修的可能性[12]。一些體外試驗及臨床隨訪觀察結果證實，大直徑金屬對金屬人工全髖關節置換假體在降低界面摩擦的同時，也降低了髖關節脫位的風險，但是對于其全面的評價仍需要進一步的臨床隨訪觀察。對于年輕的DDH患者應首先考慮骨盆截骨術，中老年患者伴有嚴重的髖關節疼痛和髖關節功能障礙時才考慮人工全髖關節置換術。髖臼的重建和股骨柄的置換對治療的效果，術后髖關節的功能恢復都起著至關重要的作用。同時術后并發癥的防治也是不可忽視的地方?？傊?，治療DDH的目的和原則是緩解髖關節的疼痛，改善髖關節的功能，改善并提高DDH患者的生命和生活質量。
參考文獻
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篇4
【關鍵詞】 中醫微創；股骨頭壞死；疼痛；鉤針；針刀
缺血性股骨頭壞死是一種常見病，股骨頭壞死的病因多種多樣，但其共同的病理機制是骨組織缺血。疼痛是其最常見的早期癥狀，50%急性發作，特征是髖部不適，位置不確定，可能與骨內壓增高、組織缺血或微骨折有關。我院采用中醫微創為主，鉤針、針刀等療法治療缺血性股骨頭壞死引起的疼痛癥狀，效果較好?，F在報告如下。
1 資料與方法
1.1 臨床資料 選取我院2013年1月～12月收治的股骨頭壞死所引起疼痛癥狀的患者836例，年齡最小者13歲，最大者79歲；男性518，女性318；13～18歲140例，19～50歲436例，51～65歲229例，65～79歲31例；病程最短1個月，最常10年，平均（3.6±2）年。采用視覺模擬評分法對患者治療前的疼痛進行評估，“0～2”分為“優”，“3～5”分為“良”，“6～8”分為 “可”，>“8”分為“差”。優0例，良10例，可327例，差499例
1.2 納入標準 符合國家中醫藥管理局中醫病證診斷標準（行業標準）：有明顯的髖部外傷史；無髖部外以內收肌起點處為主，疼痛可呈持續性或間歇性，可向下放射痛至膝關節；行走困難，有外傷史而有長期服用激素，過量飲酒等；髖部疼痛，跛行，進行性加重；髖關節功能障礙，以內旋外展受限為主，被動活動髖關節可有周圍組織痛性痙攣，X線攝片檢查可見股骨頭密度改變及中后期的股骨頭塌陷[1]。
1.3 體 征 髖關節局部深壓疼痛，內收肌起止點壓痛，“4”字試驗（+），托馬氏征（+），直腿抬高試驗（+），外展、內收、外旋、內旋活動受限，患肢可短縮，或有髖關節半脫位體征，縱向叩擊試驗有時（+），蹣跚步態，或跛行。
1.4 治 療 鉤針局部大面積減壓、減張、松解、疏通，針刀精確松解肌腱起止點，鉤針與針刀完美結合，使髖關節周圍軟組織比較徹底減壓、減張，使髖關節周圍軟組織生物力學得到再平衡[3]。側臥位，患側在上，定位大轉子上緣2～3cm處，常規在股骨頭投影弧線上定3點，常規皮膚消毒，術者戴帽子口罩、無菌手套、鋪無菌巾。定向刀口線與股骨長軸平行，針體與局部體表垂直，針刀操作時針刺入股骨頭表面，刺切2刀，并根據病情，酌情使用鉤針松解：①內收肌群起止點； ②韌帶：髂股韌帶、恥股韌帶等；④閉孔神經出口；⑤隱神經髕下支；⑥髂腰肌起止點[4]。術后3d，針孔處保持清潔，避免醫源性感染，增加患者不必要的痛苦?；颊呤状沃委煴M量住院2周，后續治療可以3個月為1個治療周期。
2 結 果
術后第二天，仍然采用視覺模擬評分法評估療效：術后疼痛評估，優390例，良436例，可10例，差0例，總有效為98.8%。
3 討 論
引起缺血性股骨頭壞死的原因多種多樣，任何原因造成股骨頭血供明顯減少，乃至喪失，均可導致本病的發生。多年來流行病學對其發病率尚未得到完全準確的統計，但一致認為呈明顯上升趨勢，發病人群以中壯年多于兒童，男多于女?；颊邅磲t院治療，最迫切的問題是解決疼痛，從836例患者治療前后的評估上，中醫微創（鉤針，針刀）在治療缺血性股骨頭壞死疼痛癥狀有效率為98.8%，具有突出優勢。缺血性股骨頭壞死疼痛病因：關節周圍髖軟組織生物力學平衡失調，導致髖關節周圍軟組織張力、壓力增高，局部微循環失衡，髖關節周圍軟組織形成粘連與瘢痕，進一步導致髖關節周圍軟組織張力、壓力增高，引起一系列的循環障礙和代謝異常，刺激神經，導致疼痛。臨床實踐中，通過松解髖關節周圍軟組織形成粘連與瘢痕，減張、減壓，疼痛得到了良好的解決。疼痛與股骨頭內部結構的不穩定密切相關，缺血性股骨頭壞死患者的股骨頭內微小骨折在不斷地發生，即骨小梁的斷裂，骨細胞的缺血、變性、壞死在不斷進行，引起一系列的循環障礙和代謝異常，并刺激周圍的軟組織和髖周圍的神經，引起疼痛反應。臨床實踐來看，股骨頭之外軟組織的因素需要引起高度的重視。缺血性股骨頭壞死患者普遍存在髖關節周圍肌肉、韌帶、肌腱的孿縮，導致髖關節疼痛與功能障礙。在早期，軟組織的疼痛與功能障礙可以限制患者的髖關節活動，起到減輕股骨頭的動力負荷之作用。但隨著病情的進展，上述病理改變，加重了髖關節的壓力負荷，使得髖關節腔內高壓狀態，反過來進一步惡化了股骨頭的缺血、瘀血狀態，微循環障礙進一步加重，進一步導致疼痛加重。中醫微創有效地解決上述病理狀態。中醫微創治療首先松解髖關節囊，達到減輕腔內壓的作用，增加微循環灌注。解除軟組織的粘連、疤痕和攣縮，恢復軟組織的力學動態平衡狀態和力學靜態平衡狀態。其次，消除肌肉緊張、痙攣， 改善髖關節周圍肌肉微循環，改善代謝，促進炎癥致痛物質的清除。最后，中醫微創器械還具有針刺的效應，且“得氣”感比針刺更強，能舒通經絡，調節臟腑氣血功能，激發體內調節作用，產生鎮痛物質（如腦啡呔等），達到“去痛致松”的目的。從臨床治療結果分析，中醫微創（針刀、鉤針等）在宏觀軟組織層面取得了滿意的效果，但是在微觀分子及分子以下層面，中醫微創（針刀、鉤針等）基礎研究方向還任重道遠，需要有識之士開拓進取。
參考文獻
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篇5
【關鍵詞】短跑 髖部 運動員
【中圖分類號】G822.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2012）07－0193－01
一 短跑技術演變的過程
短跑技術經歷了“踏步式”“邁步式”“擺動式”，直到今天的“蹬擺結合，以擺為主”的技術演變過程。在短跑途中跑關鍵技術的研究中，許多體育專家、學者談到了髖在短跑中的重要作用?！八腕y”“挺髖”“轉髖”已成為經常用到的運動技術提示語。王志強的研究認為：“髖是人體水平加速前移的馬達，人體水平運動的原動力是擺動腿的折疊前擺與支撐腿的快速伸髖在時空上的巧妙配合?！斌y在短跑中的作用和意義可以歸納為：（1）髖是人體水平運動和主要內部動力來源之一；（2）“用髖跑”可以充分加大步長。
從跑動時的步頻和步長的角度研究短跑速度來看，無論是加快步頻，還是加大步長，都能提高跑動的速度。但從生物學角度看，步頻與肌纖維類型、神經類型密切相關，快肌纖維組成百分比越高、步頻越快；神經類型靈活、興奮性高的運動員步頻優于其他神經類型的運動員。雖然通過一定手段對步頻進行強化訓練，可以使步頻提高。但神經類型主要受遺傳決定。普遍認為，提高步頻的最佳年齡在10～13歲。而步長主要靠后天形成，步長的提高卻不受年齡限制，在運動訓練中，大有潛力可挖。在運動員身材條件（身高腿長）相當的情況下，只要不斷增大肌力，發展柔韌性，跑速就能得到不同程度的提高。所以增大步長成為提高運動員短跑速度的主要手段。
通過上述分析，可以很清晰地發現“髖”在“以髖為軸的快速擺動和工作肌群之間的高度協調”的現代短跑技術中，對提高短跑運動員的步長起到至關重要的作用。
二 髖部影響短跑速度的關鍵因素
髖部影響短跑速度的關鍵因素是柔韌性和髖部的肌肉力量，最終體現在技術動作上就是短跑的“伸髖”技術。伸髖，是指支撐腿蹬地最后瞬間，支撐腿的大腿在髖關節處充分后伸，而擺動腿充分屈曲，帶動髖關節前移使骨盆圍繞支撐腿的髖關節的垂直軸做旋轉運動，兩大腿呈最大夾角。髖關節的靈活性和力量，影響跑的髖關節的運動幅度，最終影響步長的大小。
發展髖關節的力量主要是發展位于髖前側大腿屈?。瑚难 ⒐芍奔?、闊筋膜張肌、恥骨肌等屈大腿力量；位于髖關節后側臀肌、半腱肌、半膜肌、股二頭肌等后伸大腿力量。髂腰肌由髂肌和腰大肌組成。髂肌呈扇形，起自髂窩；腰大肌為長形，起自腰椎體側面及橫突。向下兩肌相合，經腹股溝韌帶深面，止于股骨小轉子。近側支撐時，它的拉力是由下向上，收縮時能使大腿屈，在跑動中大腿能否快速前擺和高抬與髂腰肌收縮的速度和力量有很大的關系。而在遠側支撐時，兩側髂腰肌同時收縮，使軀干前屈和骨盆前傾，又為跑動中身體重心積極前送完成抬腿下壓動作從而獲得向前的速度創造了良好的條件。而運動解剖學和運動生物力學研究結果表明，在跑動中髂腰肌是“伸髂”的唯一肌肉，它的作用可以使跑的步長增大。跑的技術中，大腿后群的雙關節肌：股二頭肌、半腱肌、半膜肌，起著特殊作用。這些肌肉參與蹬地的伸髖功能，當骨盆前傾蹬地最后階段，又參與伸膝的作用，腳蹬離地面后，擔負著屈膝折疊小腿的功能。
三 發展大腿屈肌群力量和股后伸肌群力量
髖關節的力量訓練主要分為髖前側的髂腰肌、股直肌、闊筋膜張肌、恥骨肌等大腿屈肌和髖關節后側臀肌、半腱肌、半膜肌、股二頭肌等大腿伸肌。
1．發展大腿屈肌群力量
第一，發展髂腰肌的快速力量既要提高肌肉收縮速度，又要提高最大力量。運動員在完成動作時在保證動作速度的前提下，不斷增加負荷。教練員應根據這一特征來安排訓練負荷，并在運動員精力充沛時進行。如：（負重）懸垂舉腿；仰臥腿拉橡皮帶交替高抬膝；（負重）擺髖繞欄；小腿負沙袋行進間正踢腿；仰臥負沙袋屈髖擺腿；進行跑動練習，如高抬腿跑、后蹬跑、車輪跑、跨步跳等進行短距離、長距離、組合練習等。
第二，發展髂腰肌的快速力量耐力時，短跑運動員主要進行動力性力量耐力訓練。訓練時，教練員應嚴格控制間歇時間，使其髂腰肌有一定的疲勞積累，并在運動員尚未恢復的情況下進行下一組練習。
2．發展股后伸肌群力量
第一，發展股后肌群協同伸髖力量，該練習手段不僅可發展股后肌群伸髖力量，也有益于跑的送髖能力提高。如：支撐蹬伸送髖；單腳高支撐仰臥挺髖；阻力直腿后擺。
第二，發展股后肌群屈收力量，該手段側重于加強股后肌群屈收能力，同時通過屈收力量訓練，也可有效地發展股后肌群最大力量。如：俯臥跪起；阻力快收，俯臥墊上，雙腳各套一橡皮條；做小腿快速交換收縮用力；負重后踢腿跑。
篇6
現如今有較多的學者認為，一方面我國百米運動員的成績不如歐美選手是因為在身體素質方面不如國外運動員，另一方面是因為我國優秀女子百米運動員所達到的最大速度以及保持最大速度的能力遠不及國外運動員。影響途百米中跑速度的因素有許多，但主要是步長和步頻，速度等于二者的乘積，只有合理安排這兩者之間的關系才能達到較高的運動成績，當然不同運動員有不同的特點，跑動技術因人而異。我國優秀100米運動員全國紀錄保持者李雪梅、第十運會冠軍秦旺平、第十二運會冠軍陶宇佳與美國優秀100米運動員喬伊娜、瓊斯和牙買加優秀100米運動員奧蒂、費雷澤相比較，在步頻的控制方面我國優秀百米運動員強于國外優秀百米運動員，但是在步長的控制方面遠遠不如國外運動員，通過對比我國優秀女子百米運動員和國外運動員的步長步頻，可以發現影響我國優秀女子百米運動員的成績因素是步長的控制。通過觀分析賽錄像，我們可以看到，我國運動員在起跑加速階段步頻大于國外運動員，短時間就能達到很快的速度，幾乎與外國選手并進，但是卻在途中跑中開始落后。在途中跑中，隨著我國優秀女子百米運動員的最大速度的出現，運動員的步頻達到了個人的極限。因此，途中跑最大速度的獲得主要是靠步頻的增加獲得。通過查閱相關的運動學資料發現，運動員的步頻主要是有遺傳因素和后天的訓練決定的，而影響步長的因素很多，從技術角度來分析，它受著地點距身體重心的距離，小腿后蹬角度的大小大腿前擺的高度，髖關節前送程度，身材高低等影響，從運動解剖方面來分析，步長受髖關節的靈活性，髖關節的動作幅度，下肢的最大力量，柔韌性等因素影響，從動力學角度來看，受肌肉短時最大隨意力量，快速爆發力的影響。在影響女子百米運動員眾多影響因素中，只要我們能抓住訓練步長的要點，就能夠控制整個百米成績的提高。對于這一點，我認為步長可以通過后天訓練得到提高。因而，在步長與步頻中，步長訓練比步頻訓練對短跑成績的影響要大得多。
2、我國優秀女子短跑運動員與國外優秀女子短跑運動員途中跑階段支撐腿的騰空時間對比
運用運動生物力學對短跑運動員的途中跑技術分析發現：“運動員在快速加速的過程中支撐腿所占的時間與騰空階段非常接近，如果運動員能夠協調兩腿的支撐與騰空時間，這將非常有助于提高步頻和步長的發揮速度；在后蹬的跑動技術方面，如果支撐期和騰空期時間間隔較大，就會造成兩腿支撐與騰空的時間控制失調，造成步頻的嚴重下降。所以說如果只強調后蹬動作的幅度達和后蹬力量大，就會造成步頻最后影響整個百米跑的速度。有些學者對途中跑過程中單步時間進行了比較。在每一個單步過程中，美國優秀女子百米運動員支撐與騰空時間比是1:1.2；而我國短跑運動員達到了1：1.45。對比分析支撐于騰空時間發現騰空時間長，這是造成我國運動員單步時間較長的主要因素。美國優秀女子百米運動員在每一個單步時間內，支撐時間和騰空時間都非常短，而且支撐與騰空時間基本接近，充分說明他們在跑動中具有蹬擺效果好、身體重心向前性強和步頻能力較高的技術特征?？梢姡诎倜椎耐局信苡柧氝^程只是簡單的減少支撐時間而不減少騰空時間是不合理的，應該注重提高運動員的支撐時間與騰空時間的最佳時間配合。
3、結論與建議
篇7
關鍵詞:斜坡跑;超速訓練;同步測試;生物力學參數;機制
中圖分類號:G822.12
文獻標識碼:A
文章編 號:1007-3612(2010)01-0123-06
A Biomechanical Analysis about Slope Overspeed Running in Sprint
Technique Training
LUO Jiong
(College of Physical Education,Southwest University,Chongqing
400715,China)
Abstract: The camera, electromyography, and three-dimensional force simultaneous ly technique was used to test four different slopes running speed training, resu lts showed that the slope overspeed training changed the touchdown legs of time allocation and make the buffer time significantly shorter, frog stretch distance increase significantly,the two ratio of the Buffer Time/Back Step time and s upport time/empty out time tend to more reasonable level;The slope overspeed training made swing leg swing breadth larger, a smaller hip angle of leave off t he ground, thigh scissors speed increase significantly which are conducive to r aising speed of human physical mass centre;The slope running has faster speed of swing leg knee-joint and faster“pawing" speed of touchdown legs than Level R oad run which makes a smaller knee angle and hip angle when the athlete touch gr ound,Thus facilitating the SSC fulfilling its functions; The slope overspeed ru nning caused leg stiffness changes significantly and its reason is due to slope
running brought the pressure center of touchdown legs shift to backward range la rger and faster, which changes of athletes legs touchdown manners;The slope an gle size has greater impact on running training effect, 2° or 3° slope can inc r ease the athletes running speed, without affecting the athletes running action t echnical structure,which have been determined the best-oriented slope angle for this experiments objects.
Key words: slope running;speeding training;simultaneous testing;biome chanics parameters; mechanism
從1896年第一屆現代奧運會,美國運動員伯克以11.8 s奪得 100 m跑桂冠,到2008年牙買 加 人博爾特創造了9.69 s的世界記錄,100 m跑成績提高了2.1 s,究其原因一方面是源于短 跑 實踐技術理論的不斷完善和發展,另一方面是科學化訓練及場地器械的更新等因素?！俺?訓練”在短跑訓練中較為流行,它是通過讓運動員完成超出他能力水平的練習來增加步長和 步頻,通過這種訓練方法使神經和肌肉系統逐漸適應較高的收縮頻率。
查閱相關文獻,國外對短跑運動員的超速訓練十分重視,并采用了多種手段,如下坡跑 、高速自行車練習、橡皮筋牽引跑、短跑控制器、跑步機訓練及固定跑臺及斜坡跑道等。我 國對這方面訓練與研究相對薄弱。2001年12月,國家體育總局科教司批準立項之課題《短跑 技術原理及訓練方法研究》,課題組成員經反復論證,吸取了過去國內超速訓練用的斜坡跑 道坡度大,距離長,既影響運動員跑的動作技術結構又容易造成損傷的缺陷,并參照國外資 料,在北京體育大學東田徑場修建了四條跑道,這是目前我國唯一的較完善的斜坡訓練跑道 ,跑道的開始部分都是20 m長的水平跑道,接著分別是坡角為1°、2°、3°和4°而坡面 長為15 m的斜坡跑道,坡面下沿緊接的是正常的平地跑道(圖1)。實踐證明,斜坡訓練對 提高短跑速度是很有效的,但這種訓練模式對提高速度的機制問題至今少有報道。本研究運 用攝像、肌電及三維力同步測試了四種不同斜坡跑,并引入近年來國際上生物力學的研究熱 點――下肢剛度(Lower Extremity Stiffness)這一重要參數指標,根據解剖、生理及生
投稿日期:2010-03-08
作者簡介:羅炯,副教授,博士,研究方向運動技術診斷與全民健身。 物 力學原理與方法揭示斜坡超速訓練提高短跑速度的生物力學機制,意為改善運動訓練方法、 提高運動成績、減少運動損傷的發生以及豐富健身運動理論提供重要參考,限于論文篇幅, 本文只對研究結果的部分內容進行報道。
l 研究對象與方法
1.1 研究對象
北京體育大學競技體校短跑隊員12名,運動等級均為2級。成績為(10.85±0.37)s,平均 年齡為15歲,身高為(1.73±0.03)m,體重(58±3.51)kg。受試者在測試前均未進行過斜 坡訓練。
1.2 研究方法
1.2.1 文獻資料法
查閱國內外有關文獻資料,邀請了上海體科所馮敦壽研究員,原國家體育總局體科所副 所長高大安來校開會研究咨詢;走訪部分國家隊、北京市隊的短跑教練員,征求他們的意見 ,確定實驗方案。
1.2.2 運動學參數測試
兩臺JVC9800高速攝像機,拍攝頻率100幀/s,曝光時間為1/250 s,兩機固定在距跑道16 m
處,主光軸與助跑道垂直。其中A機鏡頭高出地面1.6 m(機高1.2,臺高0.4 m),定點拍 攝運動員從水平跑道轉入斜坡跑道著地腿踩上測力臺的全過程;B機鏡頭高為1.1 m,定點 拍攝運動員離開斜坡跑道進入水平跑道著地腿踩上測力臺的全過程;為了提高圖像解析的精 度,實驗對象被要求穿深色緊身短褲、赤膊,并在身體兩側跖趾關節、踝、膝、髖、肩、肘、 腕、耳屏等關節、環節點上貼放反光膜標志(美國3M公司出品),測試現場見圖1。
圖1 北京體育大學東田徑場斜坡訓練基地測試布置 圖2 實驗中各運動學參數的定義
1.2.3 動力學參數測試
四臺國產JP4060WP測力平臺(先測兩道,運動員休息時換成另外兩道),對受試者處于 平道及坡道著地腿著地緩沖及蹬伸的三維力進行監測,采樣頻率為500 Hz。調整安放在斜坡 道上的測力臺下面的四腳螺旋按鈕,并在測力臺平面上鋪設與水平道及斜坡面相同的塑膠, 使測力臺平面與助跑道及斜坡坡面保持在同一水平面高。同步信號由測力臺觸發,通過發光 二極管與高速攝像機及肌電測試同步。
1.2.4 肌電參數測試
國產八通道無線表面肌電儀(TB-0810)對監測著地腿的臀大肌(GM)、股直肌(RF)、 股二頭肌(BF)、股外肌(VL)、脛骨前肌(TA)、腓腸肌(GAS)共六塊肌肉肌電活動。選 取6塊肌肉為測試標準的理由是:1) 所選肌肉都是與跨過下肢三關節(髖、膝、踝)有關 的肌肉;2) 所選肌肉代表的是跨過每個關節的單關節和雙關節肌對抗肌組;3) 所選六塊 肌肉是所查閱到的關于短跑技術研究文獻中最普遍且最有代表性肌肉。
1.2.5 腿剛度(leg stiffness)計算方法
運用McMahon[1,2]腿剛度(Leg Stiffness)計算方法(圖3)。在跑步過程中,腿 以一個角度接觸地面,身體的重心并不是位于足部的正上方。此時腿剛度Kleg=Fmax/ΔL, 其中Fmax為最大垂直力,ΔL為小腿長度的垂直變化,ΔL =Δy+L0×(1-cosθ0), θ 0=arcsin(utc/2L0);Δy =身體重心的最大垂直位移;L0=站立時的腿長;θ0=剛 度 角(腿跨過的弧形的半角);u=重心水平速度;tc=著地時間。彈簧――質量模型見圖3所 示,本研究中的θ0直接由運動學圖像解析獲得。
圖3 步時下肢剛度的計算模型 1.2.6 實驗的安排
實驗要求受試者先進行試跑,通過調整起始點找準各自的步長以便能踩上測力臺,同時 要求受試者“無視”測力臺的存在,不減速、不調整,在進入斜坡及離開斜坡跑道時盡最大 努力完成15 m長斜坡跑。記錄所有數據,并以成績最好的2次有效測試(指前后踩上兩塊測 力臺的有效區域)為分析樣本,以便做相關指標的重復性分析。
1.2.7 數據處理
由于運動攝像100幀/s,測力臺采樣頻率為500 Hz,為了比較不同運動員在平道與坡道每個單 步全過程相關參數間的差異,本研究對所有研究對象下肢各關節和環節的角運動、支撐反作 用力及肌電參數均進行了時間標準化處理:取支撐過程時間為100%,對所有的數據進行樣條插 值,然后取1%標準化時刻的數值(圖像解析使用扎齊奧爾斯基模型),采用低通數字濾波法 對插值后原始數據進行平滑,截止頻率為20 Hz。然后再對不同水平運動員標準化的相關指標 值分別進行疊加擬合、進行比較。使用spss13.0分析模塊,選擇單因素、雙因素方差分析 、相關及變異系數等統計分析方法對相關參數數據進行處理,所有統計檢驗的顯著水平設 置為a=0.05。
2 結果與分析
2.1 重復性測量結果檢驗
表1所列的19種重要參數在兩次有效采樣中的相關系數及變異度,其結果顯示:相關系數都 在0.8以上,且都達到顯著水平(p
支撐時間r
C.V支撐距離r
C.V騰空時間r
C.V膝角r
C.V軀干角r
C.V剪絞速度r
C.V膝點速度r
C.V 扒地速度r
C.V質心Vr
C.V1°斜坡0.87;8.4%0.91;8.4%0.81;7.4%0.91;6.6%0.87;5. 9%0.87;8.4%0.81;8.4%0.80;9.5%0.90;6.1%2°斜坡0.88;6.8%0.88;10.5%0.90;8.5%0.90;7.4%0.81;8 .9%0.91;5.5%0.87;9.1%0.87;8.4%0.87;9.4%3°斜坡0.90;8.9%0.89;9.7%0.85;6.8%0.88;8.5%0.87;6. 4%0.92;6.8%0.89;5.7%0.82;8.7%0.87;6.5%4°斜坡0.89;7.5%0.92;6.8%0.86;8.4%0.87;6.8%0.80;7. 7%0.89;5.3%0.84;6.8%0.82;6.9%0.84;7.9%支腿剛度壓心移動Fmax垂直力-Fmax水平力+Fmax水平力沖量增量 TA-IEMGGAS-IEMGT-IEMG1°斜坡0.88;9.4%0.84;6.4%0.85;7.5%0.85;8.4%0.91;5. 5%0.88;7.4%0.94;8.7%0.81;9.8%0.83;14.4%2°斜坡0.87;8.1%0.90;8.5%0.91;5.9%0.80;5.8%0.92;7. 4%0.84;6.4%0.90;6.6%0.85;10.4%0.80;15.1%3°斜坡0.81;7.3%0.87;6.7%0.92;6.4%0.84;6.9%0.87;9. 4%0.83;8.2%0.94;7.5%0.82;9.4%0.86;16.4%4°斜坡0.81;12.6%0.85;8.7%0.84;7.6%0.88;9.1%0.88;9 .8%0.82;7.3%0.93;6.4%0.83;11.4%0.88;19.4%
附:本表各參數含義在下文分析中均有定義或解釋,主要角度定義見圖2,在此不加說明。
表2 平道與坡道單步時間及空間參數統計
緩沖t1(ms)后蹬t2(ms)支撐T1(ms)緩沖距(cm)后蹬離(cm)支撐距(cm)騰空T2(ms)t1/t2;T1/T2 平道50±4.653±3.5103±5.534.5±3.552.2±3.586.7 ±2.5135±15.51:1.06;1:1.311°斜坡49±2.552±4.7101±6.534.3±4.753.3±4.787 .6±3.8133±11.51:1.06;1:1.322°斜坡42±6.250±3.294±7.233.7±6.259.6±6.293 .3±4.5114±14.21:1.19;1:1.213°斜坡43±5.751±4.794±5.735.2±5.758.8±5.794 .0±5.1113±16.71:1.18;1:1.204°斜坡42±2.255±3.297±4.232.3±2.255.4±2.287 .7±3.7132±13.21:1.31;1:1.36LSD檢對t1的檢驗: P31*\P21*\P20*\P24* \P 30*\P34*; 對T1的檢驗:P20*\P24*\P30* \P 34*;對后蹬距的檢驗P20*\P24*\P30*\P34* ;對 支撐距的檢驗:P20*\P21*\P24*\P30*\P31 *\P 34*;對騰空時間的檢驗:P20*\P30*
注:LSD檢意旨單因素方差分析中使用多重比較,用于各斜坡間及斜坡與平道間差異比較 ,檢驗結果中只例出具有顯著意義者,無統計學差異者不例出,如P12*表示1°與2 °斜坡間該參數有統計學意義,以下各表含義相同。
2.2 斜坡超速跑單步時間及空間變化特征分析
據短跑技術經典理論[3～5],一個單步由支撐與騰空兩部分構成,而支撐階段又可 分為緩沖與后蹬兩部分。本研究緩沖段的劃分是由著地腿從著地瞬刻至膝關節角處于最小時 相止,后蹬段指從著地腿膝關節角處于最小時相至著地腿離地時相止,以此為界定確定緩沖 時間、緩沖距離,后蹬時間與后蹬距離。
表2數據提供如下信息:
與平道跑相比:1°斜坡相關參數變化較小,四種時間參數、三種空間參數,兩個比值參數 的變化均無統計學意義(p>0.05)。2°、3°斜坡變化較大,其中緩沖時間明顯縮短 (P20*、P30*),后蹬時間上無差異,故支撐時間的縮短(P20* 、P30*)顯然是由于緩沖時間引起的;后蹬距及支撐距均顯著延長(P20* 、P30*),騰空時間卻顯著縮短(P20*、P30*),兩個時間比值 明顯增大。4°斜坡的支撐時間雖然與平道沒有顯著差異,但其緩沖時間/后蹬時間比值明顯 變小,說明4°斜坡明顯改變了支撐時間的分配關系。
各斜坡中比較分析顯示:四種時間參數、三種空間參數及兩個比值,2°與3°斜坡之間沒 什么差異;4°斜坡與1°斜坡的差異與4°斜坡與平道間差異類同;在緩沖距、后蹬距、支 撐距3方面差異集中體現在支撐距上和后蹬距,4°斜坡后蹬距及支撐距明顯縮小(P24 *、P34*),同時在兩個時間比值顯著偏小。
據短跑運動生物力學原理,支撐階段人體質心水平速度得以保持和增加是由肢體各環節,尤 其是下肢各環節通過復雜而有序的協同運動實現的。本研究認為:2°、3°斜坡跑道引起 支撐時間、騰空時間均有明顯縮短,而支撐時間的縮短主要體現在緩沖時間縮短,后蹬時間 變化較小,其直接獲益是增加了后蹬距,這對提高或維持跑速是有益的,也與相關文獻資料 提供的結論相吻合(據相關文獻[5,6],國外優秀短跑運動員后蹬距離比我國優秀 選手長0.07 m,但是后蹬時間卻不比我們長)。其次,1°斜坡所帶來的影響與平道差異較 小,而4°斜坡引起的差異非常大,這似乎提醒我們4°斜坡可能引起受試者的技術動作結構 發生了明顯的改變。最后,斜坡道改變了單步“緩沖時間/后蹬時間”及“支撐時間/騰空時 間”比值,其中2°、3°斜坡的兩個比值依次為1:1.19、1:1.21及1:1.18、1:1.20 ,這兩個值與美國優秀百米運動員“緩沖時間/后蹬時間”(11.11)及“支撐時間/騰空 時間”(1:1.2)很接近[5,6]。
2.3 斜坡超速跑支撐腿與擺動腿關節角度變化特征分析
表3數據顯示:1°斜坡與平道相比,無論是支撐腿還是擺動腿,髖、膝、踝著地角與離地角 均變化不大,波動值無統計學意義。4°斜坡與平道及1°斜坡相比,支撐腿與擺動腿的髖 角及踝角在著地與離地時沒什么影響,主要差異集中在支撐腿的膝角、踝角及軀干角的變化 上(P41*、P40*),其中4°斜坡的著地膝角明顯偏大(162.2°對155. 5°),而離地時則明顯 偏小,從而導致膝角變化值為負值(-4.36°);另一方面,4°斜坡引起離地軀干角顯著 高于 著地時的軀干角,從而導致軀干角的變化值為負(-5.12°)。2°與3°斜坡之間,9種角 度參數值無顯著差異,但2°、3°斜坡與平道及1°斜坡相比,前者引起支撐腿著地髖角顯 著減小(P20*、P21*、P30*、P31*),而離地髖角沒什 么變化,而擺動腿的變化則相反,著地時髖角沒什么變化,而離地髖角明顯減小(P20 *、P21*、P30*、P31*);就支撐腿膝角而言,著地 膝角明顯減小(P20*、P21*、P30*、P31*),而“膝 角”無差異,間接說明蹬離時膝角亦 呈減小趨勢;在軀干角的變化上,2°、3°斜坡與平道及1°斜坡沒什么變化。2°、3°斜 坡與4°斜坡相比,前者支撐腿著地髖角、膝角、踝角及擺動的離地髖角顯著小于后者(P 24*、 P34*)而膝角“蹬地改變”及“軀干角變化值”兩者存有顯著差異( P24*、 P34*)。表3 平道跑與斜坡跑支撐腿與擺動腿關節角度變化統計
著地瞬刻髖角(°)支撐腿β1
擺動腿β2離地瞬刻髖角(°)支撐腿β3
擺動腿β4支撐腿膝角(°)著地瞬刻φ
膝角支撐腿踝角(°)著地瞬刻θ
踝角軀干角0°平道147.2±3.5179.8±3.5203.5±4.6121.5±4.6155. 5±5.63.56±1.32123.5±5.511.5±3.66.56±2.31°坡角144.3±4.7178.1±4.7202.4±2.5119.6±2.5156. 1±3.55.73±2.24122.3±3.710.1±4.55.87±1.52°坡角139.6±6.2174.0±6.2203.3±3.2108.1±3.2150. 1±4.74.55±1.66119.6±4.211.4±4.26.18±3.23°坡角138.7±5.7175.4±5.7199.6±4.7110.2±4.7150. 7±6.55.18±3.29118.8±4.112.7±3.75.93±2.74°坡角145.6±2.2181.2±2.2200.3±3.2122.5±3.2162. 2±5.1-4.36±1.3128.1±3.79.2±3.8-5.12±2.2LSD檢驗對β1的檢驗P20*\P21*\P24*\P30* \P31*\P34*;對β2的檢驗P20*\P30*\P24 *\P34*;對β4的檢驗P20*\P21*\P24*P30 *\P31*\P34*;對φ的檢驗P20*\P21*\P24 *P30*\P34*\P34*P40*\P41*;對膝 角檢驗P40*\P41*\P42*P43*;對θ的檢驗P20 *\P21*\P24*P30*\P31*\P34*P40 *\P41*;對軀干角檢驗P40*\P41*\P42*P43 *
說明:支撐腿膝角“膝角”意旨離地時膝角與著地時膝角之差;支撐腿踝角的“踝角 ”意旨著地時踝角與支撐腿最大緩沖瞬刻踝角之差,“軀干角”意旨著地時軀干角與離地 時的軀干角之差。
進一步分析揭示:4斜坡道緩沖距離和緩沖時間較短(表2),導致擺動腿幅度小且效 果差(據表3可計算出五種跑道擺動腿的擺動幅度依次為58.3°、58.5°、65.9°、65. 2°、58.7°),因而不能發揮最佳的擺腿作用,2°、3°斜坡擺動腿有較大擺動幅度(65 .9°、65 .2°),而離地時髖角亦較小(108.1°、110.2°)。據相關生物力學文獻[4,5 ],擺動腿屈髖幅度 大,更有利于有效地帶動身體重心向前,并進而增加支撐距離,使擺動腿的小腿有更充裕的時 間完成前擺及下次著地前的回扒。另一方面,短跑運動生物力學原理認為離地時的軀干角大 于著地時的軀干角,說明身體有向后傾的現象;離地時的膝角明顯小于著地時的膝角,表明 運動員在離地時膝關節沒有充分伸直反而比著地時緩沖更大。據此,筆者認為4°斜坡引起 軀干角、膝角的明顯改變,兩個負值(-5.12°、-4.36°)充分說明運動員在4°斜坡上 跑可能引起了動作結構的變形。通過對受試者個體的技術動作診斷,參與本實驗的12名運動 員中,有9名運動員在4°斜坡上跑,軀干角的變化不符合跑步的生物力學特征;有10名運動 員在4°斜坡上跑,膝角的變化不符合跑步的生物力學特征。圖4 支撐腿髖、膝、踝標準化角度變化MA 線
圖4顯示了不同斜坡跑與平道跑支撐腿髖、膝、踝角度變化特征,從中不難 發現:平道、1°及4°斜坡跑,著地腿在著地時存在明顯的緩沖,即髖角呈下降趨向,其 中4°斜坡 最為明顯,下降幅度最大,2°、3°斜坡幾乎沒有這個趨勢,在整個支撐時期的髖角均值最 小,且在著地及整個支撐過程,支撐腿的伸髖后展是一個連續的過程, 不存在髖的“緩沖”。 其次,與平道跑相比,2°、3°斜坡跑,運動員在整個支撐過程中支撐腿膝角、踝角均值較 小,即支撐腿似乎表現出一種低支撐趨向,這意味著運動員支撐過程重心更低些。
2.4 斜坡超速跑支撐腿、擺動腿角速度與人體重心水平速度變化特征分析
表4數據顯示:1) 2°、3°斜坡擺動腿與支撐腿的髖角速度均值顯著高于平道、1°、4° (P20*、P21*、P24*、P30*、P31*、P34 *)。據支撐腿處于最大緩沖時刻擺動腿髖角大小可以算出其完成百分率,整個支撐階 段, 2°、3°斜坡超速跑擺動腿擺動動作在緩沖過程完成率最高(排序依次為61.5%、61. 9%、67.4%、66.9%、58.8%),而支撐腿完成率五種跑道差異不明顯。2) 2°、3°斜坡 跑大腿剪絞速度均值顯著高于平道、1°、4°(P20*、P21*、P24 *、P30*、P31*、P34*)。通過分析圖5,在擺動腿積極前擺的 配合下,支撐腿在著地后便開始積極地伸展髖關節,但2°、3°斜坡在整個支撐過程中,其 瞬時角速度都比其它三種跑道大。此外,無論支撐腿還是擺動腿,其大腿運動過程均呈加速 ――減速狀態,因而,剪絞―制動是支撐階段髖的工作特征,從剪絞速度曲線看,2°、3° 跑道最高。許多學者[7～9]認為“產生較高跑速的原因是有力的擺腿而不是快速的 蹬地”,因而提出[10]“大腿運動的角速度及擺動幅度是衡量短跑技術的最好尺度 ”。綜合眾多學者的研究結論,筆者認為2°、3°斜坡最有利于人體質心提速。3)2°、3 °斜坡擺動腿膝關節中心速度、著地腿“扒地”速度均顯著高于平道、1°、4°(五種跑道 對應均值依次為4.55 m/s、4.45 m/s、4.95 m/s、5.07 m/s、4.32 m/s及1.44 m/s、 1.39 m/s、1.25 m/s、1.27 m/s、1.45 m/s)。據查文獻[4,5],優秀運動員 有較快的屈髖前擺速度,其擺動腿的膝點水平速度、垂直速度在整個支撐擺動過程中均較大 ,且多數選手是通過較大的小腿回扒角速度來實現著地腳水平速度的盡可能下降。本研究發 現2°、3°斜坡跑膝關節點速度顯著高于平道、1°、4°,而著地腿“扒地”速度卻明顯低 于平道、1°、4°。據短跑運動生物力學原理,加快大腿回扒角速度,可以為著地時擁有較 小的支 撐腿膝角、髖角,從而使運動員在著地時下肢肌群處于一種較有利的發揮工作效率的狀態,更 有利于人體重心的快速前移[10]。因此,“扒地”速度表明,2°、3°斜坡超速訓 練效果應優于平道、1°、4°。4)2°、3°斜坡人體質心的著地速度及離地速度亦明顯高 于平道、1°、4° (P20*、P21*、P24*、P30*、P31*、P34 *)。進一步分析顯示,1°、2°、3°斜坡跑都能增加跑速,但2°、3°增加的數值大 ,4°斜坡不增反減,其速度小于平道速度(10.15 m/s
擺動腿髖角速度均值Χ1
完成%支撐腿髖角速度均值Χ2
完成%髖剪絞速度V1擺動腿膝點速度V2著地腿扒地速度V3人體重心(質心)進入斜坡V4
離開斜坡V50°平道-668±14.661.5%395±14.733.5%1 063±18.44.5 5±0.661.44±0.31°坡角-685±16.761.9%407±16.632.6%1 092±17.14.4 5±0.831.39±0.411.15±2.511.44±1.52°坡角-744±15.367.4%441±15.735.7%1 185±19.24.9 5±0.611.25±0.211.35±3.211.70±3.23°坡角-742±17.266.9%439±18.634.3%1 181±18.85 .07±0.771.27±0.311.37±4.711.67±2.74°坡角-672±15.558.8%397±14.232.1%1 069±17.74.3 2±0.841.45±0.210.15±3.210.11±2.2LSD檢驗對X1的檢驗: P20*\P21*\P24* P30 *\P31*\P34*;對X2的檢驗P20*\P21*\P24 * P30*\P31*\P34*;對V1的檢驗P20*\P21 *\P24* P30*\P31*\P34*;對V2的檢驗P2 0*\P21*\P24* P30*\P31*\P34*;對V 3的檢驗P20*\P21*;對V4的檢驗P20*\P21*\P 24* P30*\P31*\P34*;對V5的檢驗P20*\P 21*\P24* P30*\P31*\P34*
說明“完成%”意旨緩沖階段支撐腿及擺動腿所完成的髖角變化幅度占離地瞬刻與著地瞬刻 支撐腿與擺動腿髖角變化總幅度的百分比;“髖剪絞速度”是指支撐腿與擺動腿髖角速度絕 對值之和;“擺動腿膝點速度”是指擺動腿膝關節點水平速度與垂直速度的合速度。
圖5 不同跑道上支撐腿及擺動腿髖角速度及剪絞速度曲線
2.5 斜坡超速跑支撐過程中壓力中心變化特征分析
壓力中心(壓心)是支撐反作用力合力的作用點,它作用于支撐腳上的某位置,通過分析壓 心在腳上相對位置的變化,可以更準確地判斷不同斜坡上跑支撐腳的著地和支撐的方式的細 微變化,從而揭示出斜坡跑對提高短跑成績的重要機制。圖6 不同斜坡跑支撐腿壓力中心隨運動方向變化擬合曲線
圖6是標準化后4種斜坡與平道跑支撐過程壓心于運動方向的變化規律。這些曲線有一共 同的變化規律,即都有四個特別時相。其中A點實際代表運動員著地腳的趾指關節恰好落在 測力臺中心瞬刻,由于著地之初的巨大沖擊力,壓心隨著踝關節的屈曲緩沖先向后移至B點( 即向踝關節點靠近);隨著緩沖繼續,后又快速移回趾指關節C點附近;離地時,壓心移至腳 尖,也就是著地時趾指關節前D點位置。
進一步研究發現:1) 平道與斜坡跑壓力中心軌跡的變化趨勢幾乎接近,但下坡跑的 后移幅度大且后移速度相對較快,在大約占支撐時間的11%左右達到最大后移(10 cm左右) ;從C點的波峰值看,運動員的支撐腳壓力中心幾乎又回到趾指關節,再結合攝像慢放發現 ,下坡跑運動員著地腳跟均跟測力臺面有瞬間接觸(占100%),而平道跑中有7名運動員后 腳跟與測力臺沒有接觸(占58.3%);2)3°與4°斜坡壓力中心軌跡后移幅度幾乎接近, 1 °、2°斜坡與平道后移幅度相對較小且后移速度相對慢些,在大約在占支撐時間13%左右達 到最大后移(7 cm左右)。
2.6 斜坡超速跑支撐腿剛度及地面支反力變化特征分析
“剛度 (Stiffness)”一詞,起源于物理學,為“虎克定律”的一部分,有時又翻譯成“ 勁度”,其含義與物理學上的“模量”相近,指物體在受載時抵抗變形的能力,剛度大則變形 小,剛度小則變形大。當短跑運動員下肢著地時,剛度可增加支持組織的強度,抵抗地面對人 體施加的反作用力。從運動表現角度看,支撐腿剛度值決定于肌肉、肌腱、韌帶、軟骨和骨 骼的整體[11,12],一定水平的剛度表現可以有效發揮肌肉的拉長-縮短循環(Stre tch-Sho rtening Cycle,即SSC)功能,進而可以在運動著地過程中有效釋放貯存在肌肉骨骼系統中的 彈性能[13,14]。
圖7 不同斜坡跑支撐腿剛度變化特征 從圖7可以看出,高速下坡跑支撐腿剛度值普遍高于平道跑,隨著坡角的增加,腿剛度值呈 戲劇性增加(P
3 結 論
1) 斜坡超速跑引起著地腿支撐時間明顯變短,這種變化是通過縮短緩沖時間實現的;緩沖 距離相對變化較小,而蹬伸距離明顯增長,緩沖時間/后蹬時間及支撐時間/騰空時間兩個比 值更趨加合理。
2) 斜坡超速跑引起著地腿著地髖角顯著減小,離地髖角相對不變,而擺動腿則呈現相反的 規律,同時,擺動腿擺幅增加,離地時髖角較小,擺動腿屈髖幅度大,這有利于身體重心前 移,并進而增加蹬伸距離。
3) 斜坡超速跑引起擺動腿與支撐腿的髖角速度均值顯著增加,大腿剪絞速度顯著高于平道 ,因而有利于人體質心提速;斜坡跑引起擺動腿膝關節速度、著地腿“扒地”速度均顯著高 于平道,因而使運動員著地時擁有較小的支撐膝角與髖角,從而更有利于SSC功能的發揮。4) 斜坡超速跑引起著地腿壓力中心后移幅度相對較大且后移速度相對較快,運動員著地腳 跟與測力臺面存在廣泛接觸;斜坡坡度大小對支撐腿的剛度有顯著變化,在一定范圍內,坡 角增加,剛度增加,而剛度增加的主要原因是斜坡超速跑改變了運動員支撐腳著地方式,由 平道跑的腳尖(指跖關節)――腳中部型向指跖關節――后腳跑觸地型轉變。
5) 斜坡訓練對提高速度是很有效的,但斜坡的坡度大小對訓練效果影響較大;坡角太小(1 0或以下)或坡角太大(40或以上),訓練效果較差,20、30斜坡既能增大運動員的跑速, 又不影響運動員跑的動作技術結構,因而被確定為本次實驗對象的最佳坡角。
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關鍵詞：短跑；專項力量訓練；抗阻力跑；拉力繩；
文章編號：1674-3520（2015）-04-00-02
一、前言
隨著短跑運動是以髖為軸的高速擺動--平動運動的觀點的確立，同時借鑒國外的高水平運動員的訓練方法和手段。我國現代短跑運動員的專項力量訓練逐漸擺脫以垂直面用力為主的大負荷杠鈴練習?？棺枇ε芘c短跑專項技術動作結構、用力特征等的相似性以及其場地費用小、動作容易掌握、運動員水平受力相對不易受傷等特點正逐漸受到重視。這些練習的動作方向、幅度和速度與短跑專項技術相同。所獲得的力量和速度有利于向專項的遷移，對短跑成績的影響較大。當今許多優秀的短跑運動員利用多種抗阻力和循環訓練來發展他們的專項力量。拉力繩或橡皮帶、橡皮筋是價格低廉易于找到的材料， 在訓練中， 合理的應用， 可以收到良好的效果。
二、選題的目的與意義
本研究在訓練手段上創新，將拉力繩自體牽拉應用在短跑訓練中，希望能通這種新的器材應用，探索簡便、經濟、高效的訓練手段，提高訓練者成績。促進訓練者運動水平的提高，改進運動技術，加速肌肉收縮所需能量的提供。豐富訓練手段，引起新異刺激，提高訓練者練習的興趣，即而提高其運動成績。
三、研究對象與方法
（一）研究對象
本實驗選用廣州體育學院運動訓練專業田徑專選班短跑運動員14名作為實驗對象廣州體院運動訓練系田徑專選班同學14名。其中男10 名，女4 名。把研究對象分成2 組，其中實驗組和對照組各7名。
（二）研究方法：
1、文獻資料法
本研究從中國期刊網上查詢了有關短跑專項力量訓練和抗阻力跑的文獻。
2、專家訪談法
為了解教練員和運動員的切身體會和看法，對于本論文的研究思路、研究方法，以及實驗的設計與操作，筆者走訪了我校部分從事田徑短跑訓練的教練員和運動員。
3、數理統計法
數據處理：用SPSS16 對資料進行統計描述處理與檢驗分析。
4、訓練實驗法
實驗目的：為了驗證拉力繩自體牽拉器材對短跑途中跑技術和短跑成績的效果，同時驗證器械裝備的簡單、經濟、實效和可操作性進行了拉力繩自體牽拉訓練實驗。
拉力繩自體牽拉器制作材料如下：一字拉力繩條數條、腰帶綁帶（正常穿褲子用結實的腰帶也可）、腳踝綁帶或半腳套。拉力繩自體牽拉器材的制作與使用：將一根拉力繩對折后的中間中點固定于腰帶的后方中央位置，兩頭分別固定在隊員的左腳腳踝綁帶與右腳腳踝綁帶后方，保證橡皮帶的3個固定點是穩定的。拉力繩長短要調整為兩腿后方拉力繩長度保持一致。在保證拉力繩的正確使用的同時，盡可能充分利用拉力繩彈性形變所帶來的阻力或助力。
訓練時間：從2013年9月開始到2013 年11月進行為期6周的訓練實驗。每周一、三、五進行拉力繩自體牽拉訓練實驗，每次訓練時長為90分鐘。
訓練內容：實驗組的訓練內容除了基本部分有拉力繩自體牽拉之外，其它部分的內容、次數及順序與對照組的相同。
注意事項：在具體的快速力量訓練中， 讓實驗組運動員做幾組的拉力繩自體牽拉訓練， 然后緊接著再做幾組去器械的訓練， 表現出非?？斓膭幼魉俣群秃芎玫谋l力效果。在進行拉力繩自體牽拉間歇后要進行徒手快速平跑，利用拿掉阻力后的釋重感和動作技術結構。
四、研究結果分析與討論
（一）實驗前后100 米成績的變化及分析
實驗組與對照組最好成績比較分析如表1所示
說明：經檢驗P值為0.89>0.05，說明實驗組與對照組的最好成績沒有顯著差異。
實驗組與對照組實驗前后比較分析如表2所示。
因此，從以上分析可得出通過拉力繩自體牽拉進行短跑訓練與常規傳統訓練相比前者對成績提高的幅度更大，效果更明顯。
（二）拉力繩自體牽拉訓練對短跑的影響分析
1、應用拉力繩自體牽拉訓練在專項技術動作的發力特點上分析
人體要想跑動中的周期性的運動中保持完整的動作技術，必定造成拉伸拉力繩使其發生彈性形變，對于人體來說，要想克服拉力繩形變產生的這個外力，必須通過肌肉收縮做功。
（1）著地緩沖階段：
表6 著地緩沖階段下肢動作分析
著地緩沖是從著地至身體重心移過支撐垂直部位， 開始進入后蹬階段時的這一動作過程。拉力繩牽拉助力加快鞭打動作，減少一定支撐時間。在訓練中，隊員個人的感受肌肉明顯的酸脹感。隊員在除去器械后感覺擺動腿下壓扒地更為積極。
（2）后蹬階段
后蹬伸膝必須要克服腿部后方拉力繩的牽拉阻力。而伸膝要由髖關節的伸展開始，因此，抵抗拉力繩的阻力主要由髖關節伸肌做功，即增強髖關節伸肌力量，同時膝關節、膝關節、跖趾關節伸肌都要對抗拉力繩牽拉力，也加強了途中跑過程中相關肌群的伸肌肌群力量。
若髖關節伸肌力量弱、伸膝無力、腿后蹬動作不充分，則可能出現“坐著跑”，即支撐力量差。由以上可以得出拉力繩自體牽拉可以一定程度上增強運動員的支撐力量。針對“坐著跑”可以應用拉力繩自體牽拉進行支撐腿快速有效的后蹬跑、高抬腿跑及車輪跑的練習，體會支撐腿與拉力繩的牽拉阻力做積極對抗。
（3）前擺階段
前擺時大腿后方拉力繩拉緊，阻力增大，因此髖關節屈肌要克服阻力額外做功。膝關節的屈角最小時的拉力繩形變也達到最小，即小腿后放拉力繩回彈與小腿折疊方向相同，助力加速小腿折疊。
五、結論與建議
（一）結論
1、通過拉力繩自體牽拉訓練進行短跑訓練與常規傳統訓練相比前者對成績提高的幅度更大，效果更明顯。
2、在拉力繩牽拉阻力量的影響下，可以提高髖關節、膝踝關節跑動過程中相關肌群的抗阻能力。
3、采用拉力繩自體牽拉簡便、經濟、高效。
（二）建議
1、必須協調發展腰腹肌和上肢力量的練習，
2、由于條件有限，本實驗中部分數據存在一定的誤差。如果條件充足，可以對本文研究對象進行運動生物力學分析。
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摘 要 本研究采用兩臺拍攝頻率50HZ、規格相同的SONY1080i常速攝像機，試圖從三維角度對5名運動訓練專業、運動等級為二級的大學生男子羽毛球運動員網前正手挑球的上肢動作技術進行全面而深入的運動學分析，以其揭示羽毛球網前正手挑球技術的空間運動規律與特征，試圖通過分析能夠對羽毛球教學提供參考。
關鍵詞 網前正手挑球 上肢 運動學
隨著體育事業的不斷發展，對小球技術的要求越來越高，羽毛球運動也是小球項目中的一項，它的技術要求非常細膩，戰術靈活多變，羽毛球運動是匯集了多種能力的人體全身性對抗型的隔網運動項目。如今羽毛球運動已經成為了大眾生活娛樂中必不可少的運動項目之一，羽毛球運動已經在各大學校以及社會大眾中引起了廣泛關注，這種普及很大程度上推動了羽毛球運動的快速發展。如今羽毛球運動的戰術和技術發生了翻天覆地的變化，總結其原因就是因為羽毛球運動的規則在時刻不斷地發生變化。羽毛球運動最明顯的變化是比賽時間的縮短，使得比賽節奏加快，以至于對羽毛球運動員在被動情況下變主動進攻的能力、在關鍵球的處理上、及連續進攻的能力上都提出了更高的要求。但進攻并不是一味的盲目的殺球，其中對前場球的處理則更顯得關鍵。當對手逼近球網的時候，球員可以采用挑球，挑球雖是防御性的打法，但是仍可以利用球飛行的距離或角度的變化，變成由下方的進攻打法。
一、挑球技術及其分類
挑球：也叫挑高球，是將對方擊至前場低手位的球，由下而上的弧度回擊至對方后場端線上空，這是被動情況下為贏得回位時間而經常采用的一種過渡性的技術[1]。網前正手挑球：以右手握拍為例，將對方擊至前場低手位的網前右場區上空的球，用正手握拍法用正拍面由下而上的弧度回擊至對方后場端線上空垂直下降的球，稱為網前正手挑球[1]。理論上網前挑球都是球出現在低手位的情況下，產生這種情況的原因有兩點，一是在對方吊球之后，二是在對方進攻之后作為一種防守的可能性（接殺球）在極度受迫的比賽狀況下作為一種“緊急接球” [1]。本文研究的網前正手挑球為第一種情況下的挑球。
二、移動取位階段上肢的運動學特征
表1是5名運動員移動取位完成后身體重要關節的角度，從表中可以看出，5名運動員在取位完成時刻上肢關節中，龔、牛、田的肩關節角度相差不大，在60°到70°之間，余和張肩角過小，分別為26.923°和43.100°，針對網前正手挑球的特點，肩關節越小，不利于引拍，會造成引拍距離小或者會造成上臂大幅度擺動，對于肩關節做水平外展內收這種運動形式，其角度大，有利于肩關節做這種運動。所以余和張的肩關節角度不合理。在此刻，肘關節角度不宜過大，但是從表中可以很清楚的看到，余和張的肘關節接近180°，引拍過程只能通過前臂的外旋帶動腕關節運動來完成引拍。移動取位完成時刻，理論上拍頭指向邊線，手腕要盡可能的放松，此刻腕關節角度的大小說明運動員此刻手腕的緊張程度，從表中數據可以看出，腕關節角度越小說明越是緊張，越是接近180°，說明手腕越是處于放松的狀態。數據表明余的腕關節處于緊張狀態，沒有達到省力的目的。
三、引拍完成上肢的運動學特征
表2為5名運動員引拍到最大時刻身體各關節角度情況，從表中數據可以看出，5名運動員持拍臂腕關節離散度不大，為1.251°，從腕關節結構分析，當腕關節角度反向接近90°的時候，手腕基本處于最大的緊張狀態，引拍結束時刻緊接著就是揮拍擊球，所以此刻腕關節的緊張就是為揮拍擊球儲備能力，也是最大限度的增加揮拍距離。5名運動員持拍臂手腕接近90°，說明此刻5名運動員持拍臂腕關節合理。從數據可以看出，5名運動員持拍臂的肘關節、肩關節離散度也相對比較小，不管是在引拍過程中5名運動員上肢關節如何變動，此刻他們的上肢關節角度相對合理。
四、揮拍擊球階段上肢的運動學特征
表3為5名運動員揮拍擊球階段持拍臂各關節最大合速度，從數據可以看出5名運動員揮拍擊球階段右側各環節最大速度從小到大出現的順序為髖關節――肩關節――肘關節――腕關節――拍柄――拍頭 ，速度大小順序符合鞭打原理，說明身體各環節在擊球過程中遵循關節活動順序原理。但是從表3可以看出牛和田各關節合速度均大于其他三人，龔的次之。余和張在整個鞭打過程中各個速度都均小于其他三位運動員，這與前階段的引拍和移動有很大的關系，從數據可以看到余的腕關節和拍柄最大合速度相差不大，分別為9.012 m/s和9.239 m/s，幾乎沒有變動，說明余在揮拍擊球過程中沒有很好的發揮手指撥拍的作用，可能是因為手指過于緊張導致一部分能量被拍柄自身的反作用抵消或者是因為腕關節在鞭打過程中沒有制動，在速度的傳遞過程中能量有所損失。
五、小結
通過對5名大學生羽毛球專業運動員網前正手挑球上肢動作技術的運動生物力學分析得出如下結論：
5名運動員在移動取位階段上肢各關節要盡量放松，尤其是腕關節。揮拍擊球階段要提高以髖關節為軸的鞭打，做到全身動作的協調配合。揮拍完成時刻上肢變化相對合理，但是對手指撥動球拍不明顯，需要重點注意。
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篇10
【關鍵詞】骶髂關節；強直性脊柱炎；X線；X線計算機；磁共振成像
文章編號：1009-5519（2008）17-2546-03 中圖分類號：R81 文獻標識碼：A
強直性脊柱炎（ankylosing spondylitis，AS）近年來有上升趨勢。實驗室檢查缺乏特異性，影像學診斷AS有無可替代的作用，同時也是臨床判斷病變程度的重要依據。本研究回顧性分析AS病人的X線、CT、MRI表現，旨在提高其診斷水平。
1 資料與方法
收集我院符合1984年紐約修訂標準的AS患者69例，其中男57例，女12例。平均27.6歲。臨床癥狀：主要以下腰
部、骶髂關節酸痛及活動受限為主，隱匿起病。實驗室檢查：類風濕因子陰性69例，血沉（ESR）增快61例，組織相容性抗原（HLA-B27）陽性58例。
本組均使用德國西門子500毫安X線機攝片檢查，攝骨盆（骶髂關節正位）片和（或）雙骶髂關節斜位片，其中16例采用900美國柯達CR系統攝片。34例采用德國西門子SOMATONEM OTION單層螺旋CT掃描，傾斜角度22~30度，層厚5 mm，層距5 mm，連續掃描8~10層，通過骨窗及軟組織窗觀察整個骶髂關節及其周圍軟組織。MRI采用日本日立AIRISII永磁型MRI成像系統，磁場強度為0.3T，掃描參數為T1WI400/15、T2WI4000/120。
2 結果
依據1984年紐約診斷骶髂關節病變的標準，分四級：0級正常，Ⅰ級可疑，Ⅱ級為輕度異常，有侵蝕、硬化、但關節間隙正常，Ⅲ級為明顯異常，且關節間隙變窄或增寬，或部分強直，Ⅳ級為嚴重異常并關節完全性強直。本組AS骶髂關節分級檢出如下：臨床診斷Ⅰ級AS患者12例，均行X線、CT檢查，但X線僅檢出3例（25%），CT檢出8例（66.7%），其中9例同時行MRI檢查，檢出7例（77.8%）。16例Ⅱ級患者，X線檢出9例（56.2%），其中11例加行CT檢查，3例加行MRI檢查，陽性率均為100%。Ⅲ~Ⅳ級AS的X線、CT、MRI均能檢出異象。
3 討論
3.1 骶髂關節解剖特點：骶髂關節是由骶骨耳狀面構成的微動滑膜關節，關節面表面被覆一層關節軟骨，骶骨面較厚，關節腔狹小，約2 mm寬，運動度極小。有兩種關節類型，前下2/3為滑膜關節，該部分的關節軟骨薄，表面呈波浪狀，可輕微活動；后上1/3為韌帶關節，呈“V”字形。在前后運動時，可伴關節作旋轉運動[1]。
3.2 AS的臨床特點及病理基礎：AS是一種病因不明的慢性進行性全身疾病。發病年齡多在15~30歲，男性患病率明顯高于女性。實驗室檢查無明顯特異性。病變主要侵犯骶髂關節、椎間關節和肋間關節，最早一般先侵犯骶髂關節下部（滑膜部）[2]，且骶髂關節髂骨部骨側的軟骨較骶骨側薄，故病變又多從滑膜關節骶骨側開始[3]。病變也可侵犯雙髖關節、雙膝關節等。AS是以肉芽腫為特征的滑膜炎，伴有纖維化和骨化，滑膜增厚，巨噬細胞、淋巴細胞、漿細胞浸潤，逐步發生關節粘連、纖維性和骨性強直。
3.3 AS骶髂關節病變的影像學特點：（1）X線表現：本組僅檢出Ⅰ級AS 3例，表現為骨質疏松、關節面下骨皮質密度減低；Ⅱ級AS 9例，表現為關節面模糊毛糙和關節面下小囊狀透亮區（見圖1），可伴有不同程度的附近骨質硬化增白；Ⅲ級AS 25例，表現為關節面呈鋸齒狀，骨質硬化帶可不斷擴大，界限模糊，關節間隙變窄或增寬；Ⅳ級AS 16例，表現為關節間隙完全消失發生骨性強直，呈粗糙的條紋狀骨梁通過關節并向下外方散射。（2）CT表現：本組檢出Ⅰ級AS 8例，表現為關節面毛糙、高低不平，鄰近骨質疏松，以骶髂關節髂骨面改變多見（見圖2）；II級AS 11例，表現為局限性骨侵蝕破壞，周邊有環狀硬化帶或關節面下骨吸收，外側骨質不同程度增生硬化（見圖3），III級AS 8例，表現為合并有關節間隙變窄或增寬，及軟骨內骨化，關節間隙以不均勻狹窄多見[4]，主要是滑膜部關節軟骨的不均勻鈣化所致，本組出現關節間隙以不均勻狹窄征象6例。有學者認為AS患者CT像上骶髂關節中下2/3關節間隙（滑膜部）內的橫行高密度改變，是關節軟骨內骨化改變而非滑膜鈣化[5]，本組出現此征象5例。Ⅳ級AS 3例，表現為由髂骨側向骶骨靠攏的“穿透性鈣化”（橫行的“橋梁式或模糊云霧狀鈣化）。（3）MRI表現：本組檢出Ⅰ級AS 7例，表現為T1WI、T2WI滑膜軟骨信號改變：T1WI顯示軟骨增粗大于5 mm（見圖4），T2WI顯示軟骨信號增高增粗（正常軟骨信號為中等信號），其中2例還有骨髓信號輕度增高。Ⅱ~Ⅲ級AS共7例，表現為T2WI軟骨信號不均勻增高或減低，骶髂兩側低信號的骨皮質結構亦有不同程度的破壞（見圖5），可有較大范圍的關節面下脂肪沉積及骨質硬化，本組4例有滑膜軟骨信號不規則碎裂現象，3例骨髓信號不同程度的明顯增高。
3.4 三種檢查方式的比較：X線檢查由于骨質重疊較多，軟骨組織不顯影，對于骨皮質下的小囊變顯示不清，而CT檢查為橫斷掃描，無層面干擾，分辨率高，能清楚顯示骨性關節間隙，骨皮質下的小囊變，骨質疏松，邊緣輕度的骨質硬化等征象，便于測量骶髂關節間隙的寬窄，是否骨性強直的判斷有意義，故CT更有利于發現骶髂關節的早期病變，一般來說，CT對0~Ⅱ級骶髂關節炎的診斷比常規X線檢查敏感一個級別[6]。本組Ⅰ級AS中，X線陽性率25%，CT陽性率66.7%，Ⅱ級AS中，X線陽性率56.2%，CT陽性率100%，證實X線片對AS的早期診斷不如CT；對Ⅲ~Ⅳ級AS，X線均能檢出異象，證實傳統X線平片對典型AS能作出較肯定診斷，仍不失為首選的檢查方法。Ⅱ~Ⅲ級AS患者平片及CT檢出的關節面侵蝕、關節面下骨質硬化，MRI也能觀察到，但不如CT直觀，對Ⅱ級局限于關節面下的輕度骨質硬化病例MRI不夠敏感；但MRI能顯示AS的信號改變與其病理變化有良好的相關性，骨髓信號增高，軟骨信號增高，形態增粗，前者可能與骨髓病變有關，后者可能與軟骨表面的滑膜炎相關，本組Ⅰ級AS中，MRI陽性率71.4%，7例顯示軟骨形態及信號的改變，2例顯示骨髓信號的改變，這些征象在T2WI上表現明顯，可作為AS最早期的改變之一，另外骶髂關節后上1/3韌帶關節部韌帶附著的小凹陷處易誤認為骨質侵蝕，在MRI片中因韌帶旁有脂肪組織故易識別。
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