两组不同专项的女性运动员在落地和跳深动作中的生物力学差异研究

发布时间：2019-04-11 10:04

【摘要】：研究目的:本研究通过考察两组不同专项女性运动员的膝关节等速肌力以及在落地、跳深动作中的运动表现,来探讨离心训练对于下肢冲击性动作过程的运动学、动力学和表面肌电的影响,以更好地理解离心训练的生物力学机制,并为冲击性动作下的运动损伤预防提供理论参考。研究方法:本研究选取上海体育学院游泳专项(非跳跃组,较少离心训练经验)和田径专项(跳跃组,较多离心训练经验)女性运动员各12名作为研究对象。每位受试者按次序完成原地纵跳(Counter Movement Jump,CMJ)、40cm高台落地(Step-off landing)和40cm高台跳深(Drop-jump)3种动作,同步采集动作过程中的下肢运动学(Vicon,200Hz)、动力学(Kistler,1000Hz)和股直肌、股二头肌长头、胫骨前肌、腓肠肌外侧头的表面肌电信号(Delsys,4000Hz),每种动作各完成3次有效采集。CMJ动作只取表面肌电数据,用作其余两个动作的肌电标准化。动作测试完成后,受试者随后进行60°/s和120°/s速度下的膝关节向心、离心等速肌力测试,每个条件(2×2)完成3次重复。运动学、动力学和表面肌电信号结果采用独立样本T检验进行统计学分析,等速肌力测试结果指标采用混合设计的双因素重复测量方差分析,存在组交互的指标通过简单效应检验来考察组间差异性,显著性水平α设为0.05。研究结果:(1)膝关节等速肌力测试结果表明,跳跃组与非跳跃组运动员膝关节伸肌肌力在向心收缩模式下无显著性差异;但在离心收缩模式下,跳跃运动员表现出更高的伸肌做功平均值(P=0.003)。对于屈肌,跳跃运动员仅在120°/s向心收缩模式下表现出较非跳跃运动员更高的肌力水平(P=0.036)。(2)落地动作测试结果表明,两组运动员在落地过程中总体上并不表现明显的组间差异。仅在踝关节背屈缓冲上,非跳跃组运动员的踝关节活动度显著高于跳跃组(P=0.003),踝关节刚度则明显低于跳跃组(P=0.032)。(3)相对于落地动作,两组运动员在跳深动作中表现出了更多的显著性差异。与非跳跃运动员相比,在跳深动作的缓冲期,跳跃运动员下肢三关节在矢状面内的活动度均显著更小(P_髋=0.006;P_膝0.001;P_踝0.001),但有更高的垂直地面反作用力峰值加载率(P=0.048),从而,踝关节和膝关节伸力矩峰值也显著更高(P_踝0.001;P_膝=0.039),踝关节刚度显著更大(P=0.003),但整个缓冲期膝关节离心功及其贡献度显著更小(P=0.001)。在蹬伸期,跳跃运动员与非跳跃运动员相比,踝关节和髋关节向心功率峰值显著更高(P踝=0.001;P_髋=0.001),膝关节的向心功贡献度显著更小(P=0.001),而踝关节的向心功贡献度则显著更大(P=0.003)。从整体的运动表现上,跳跃运动员完成动作的时间显著更短(P0.001),重心腾空高度显著更大(P=0.002)。(4)在落地和跳深动作中,两组运动员在肌电表现上,包括预激活阶段(着地前100ms)和动作阶段的平均积分肌电值均不存在显著性差异。研究结论:(1)从落地动作到跳深动作,随着动作任务的难度提升,跳跃与非跳跃运动员在完成动作过程中的所采用的动作策略以及相应专项能力的差异逐渐加大。(2)跳跃组运动员在跳深动作中表现出不同于非跳跃组的踝关节向心功率,踝关节刚度和踝关节贡献度,表明长期接受下肢离心训练的运动员在跳深动作中更倾向于踝关节策略,更多利用踝关节来吸收冲击力,相对地减轻膝关节负荷,可能有利于减少膝关节周围组织受到损伤的风险。(3)在落地和跳深动作中,两组运动员并未在神经肌肉控制方式上体现出显著差异,这可能与女性运动员的膝关节损伤率远高于男性存有关系。
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【学位授予单位】：上海体育学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：G804.6

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