股后肌群靜態(tài)拉伸對(duì)女運(yùn)動(dòng)員急停跳躍高度及膝關(guān)節(jié)負(fù)荷的即刻影響

張洋張強(qiáng)伍勰阮棉芳

1寧波大學(xué)（寧波 315211）2上海體育學(xué)院

股后肌群靜態(tài)拉伸對(duì)女運(yùn)動(dòng)員急停跳躍高度及膝關(guān)節(jié)負(fù)荷的即刻影響

張洋1張強(qiáng)2伍勰2阮棉芳1

1寧波大學(xué)（寧波 315211）2上海體育學(xué)院

目的：探討準(zhǔn)備活動(dòng)中股后肌群靜態(tài)拉伸對(duì)女運(yùn)動(dòng)員急停跳躍高度及膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶(ACL)損傷風(fēng)險(xiǎn)的影響。方法：召集12名武術(shù)專(zhuān)項(xiàng)女運(yùn)動(dòng)員，受試者在不連續(xù)的兩天內(nèi)完成2次實(shí)驗(yàn)測(cè)試：1）準(zhǔn)備活動(dòng)+急停跳躍；2）準(zhǔn)備活動(dòng)+股后肌群靜態(tài)拉伸+急停跳躍。通過(guò)Vicon系統(tǒng)、Kistler三維測(cè)力臺(tái)和Delsys表面肌電采集系統(tǒng)，同步采集受試者在急停跳躍中的全身運(yùn)動(dòng)軌跡、地面反作用力以及肌電數(shù)據(jù)，利用Visual 3D對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑，并計(jì)算下肢關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，運(yùn)用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，檢測(cè)無(wú)拉伸和股后肌群靜態(tài)拉伸后急停跳躍中關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)、關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)指標(biāo)及下肢主要肌肉平均積分肌電的差異。結(jié)果：與無(wú)拉伸相比，股后肌群靜態(tài)拉伸后單腳急停跳躍的重心騰空高度增加了5.1%(P=0.009)，膝關(guān)節(jié)的最大伸速度增加了5.3%（P=0.022）,膝關(guān)節(jié)最大外翻力矩及脛骨前向剪切力均無(wú)顯著變化。股二頭肌在預(yù)激活階段及緩沖階段的aEMG在靜態(tài)拉伸后分別下降了40%(P=0.016)和34%(P=0.028)。結(jié)論：準(zhǔn)備活動(dòng)中僅對(duì)股后肌群靜態(tài)拉伸是一種可行、較安全的拉伸方式，不會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)產(chǎn)生負(fù)面影響，也不會(huì)增加膝關(guān)節(jié)負(fù)荷從而增加ACL損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

股后肌群拉伸；急停跳躍；前交叉韌帶；生物力學(xué)

拉伸練習(xí)是訓(xùn)練和比賽準(zhǔn)備活動(dòng)中必不可少的內(nèi)容。拉伸可分為靜態(tài)拉伸、動(dòng)態(tài)拉伸和PNF（Proprioceptive neuromuscular facilitation,神經(jīng)肌肉本體感覺(jué)促進(jìn)法）拉伸。靜態(tài)拉伸是指緩慢地拉伸肌肉、肌腱、韌帶至有一定酸痛位置后，保持此姿勢(shì)一段時(shí)間的拉伸方法，是三種方法中最常見(jiàn)的一種。熱身中靜態(tài)拉伸的主要目的是增加關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍[1]。但是，很多研究發(fā)現(xiàn)靜態(tài)拉伸可導(dǎo)致隨后的運(yùn)動(dòng)成績(jī)下降[2-5]（拉伸的短時(shí)效應(yīng)），包括肌肉力量下降，跳躍高度下降，沖刺跑速度下降，此外也有研究表明拉伸并不能在整體上預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷[6，7]。因此美國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)建議在所有需要力量或爆發(fā)力的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中把靜態(tài)拉伸從準(zhǔn)備活動(dòng)中剔除[8]。

但是，很多需要爆發(fā)力、力量的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目對(duì)關(guān)節(jié)的柔韌性要求也很高，例如，體操、武術(shù)、田徑中的跨欄等項(xiàng)目。由于動(dòng)態(tài)拉伸的效果沒(méi)有靜態(tài)拉伸的效果好[9，10]，而且靜態(tài)拉伸對(duì)肌肉拉傷這類(lèi)特定的運(yùn)動(dòng)損傷可能有一定的預(yù)防作用[11]，因此在這些運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中把靜態(tài)拉伸從準(zhǔn)備活動(dòng)中剔除還需謹(jǐn)慎評(píng)估利弊。我們是否可以通過(guò)改變靜態(tài)拉伸的參數(shù)（比如拉伸時(shí)間、拉伸強(qiáng)度、拉伸肌肉群等），盡可能避免靜態(tài)拉伸的負(fù)面影響，而保留靜態(tài)拉伸促進(jìn)關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍的正面作用呢？

有研究表明縮短靜態(tài)拉伸的時(shí)間可以降低對(duì)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的負(fù)面影響，但是拉伸對(duì)關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍的提升作用將只能維持很短的時(shí)間，從而失去了拉伸的意義[12]。而降低拉伸的強(qiáng)度，并不能顯著降低對(duì)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的負(fù)面影響[2]。以往大部分的實(shí)驗(yàn)研究采用了對(duì)股四頭肌、股后肌群以及小腿三頭肌這三塊肌肉群進(jìn)行拉伸，由于其中的兩大肌群是跳躍運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)肌，而靜態(tài)拉伸可使肌肉力量出現(xiàn)較大幅度的下降[4,13]，因此靜態(tài)拉伸使跳躍成績(jī)下降是容易理解的。但是在體操、武術(shù)、足球、田徑中的跨欄等運(yùn)動(dòng)中，很少有動(dòng)作需要股四頭肌和小腿三頭肌到達(dá)極限長(zhǎng)度的運(yùn)動(dòng)幅度，而對(duì)股后肌群的伸展性要求很高。我們是否可以通過(guò)僅僅對(duì)股后肌群進(jìn)行靜態(tài)拉伸而避免運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的下降呢？另一方面，由于股后肌群對(duì)關(guān)節(jié)穩(wěn)定性及降低膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶（ACL）受傷風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要[14]，單一股后肌群拉伸是否會(huì)因?yàn)榻档土斯珊蠹∪旱牧α慷鴮?dǎo)致膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的下降，最終增加了膝關(guān)節(jié)特別是ACL的受傷風(fēng)險(xiǎn)呢？因此，我們提出了兩個(gè)研究假設(shè)：1）股后肌群靜態(tài)拉伸后，單腳急停跳躍的成績(jī)沒(méi)有下降。2）股后肌群靜態(tài)拉伸后，膝關(guān)節(jié)的負(fù)荷增加而導(dǎo)致ACL受傷風(fēng)險(xiǎn)的上升。本研究的目的是通過(guò)Vicon系統(tǒng)、Kistler三維測(cè)力臺(tái)、肌電系統(tǒng)，記錄分析起跳過(guò)程中下肢關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)參數(shù)，下肢主要肌肉的肌電，綜合評(píng)價(jià)股后肌群靜態(tài)拉伸對(duì)急停跳躍高度及膝關(guān)節(jié)ACL受傷風(fēng)險(xiǎn)的即刻影響。

1 研究對(duì)象與方法

1.1受試者

招募12名武術(shù)專(zhuān)項(xiàng)女運(yùn)動(dòng)員作為實(shí)驗(yàn)受試者（年齡20.8±0.7歲；身高1.61±0.05 m；體重54.25±4.22 kg）。要求受試者接受過(guò)不少于3年的武術(shù)專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練，并且無(wú)下肢損傷史。正式實(shí)驗(yàn)之前，受試者被告知具體實(shí)驗(yàn)流程，并簽署知情同意書(shū)。

1.2實(shí)驗(yàn)方案

正式實(shí)驗(yàn)前一周，受試者熟悉實(shí)驗(yàn)流程，以確保每個(gè)拉伸和測(cè)試動(dòng)作都能正確地執(zhí)行。正式實(shí)驗(yàn)前兩天，所有受試者不參加任何運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。正式實(shí)驗(yàn)前，實(shí)驗(yàn)人員測(cè)量受試者的身高、體重。為防止氣溫變化對(duì)肌肉功能造成影響，所有測(cè)試在控溫室內(nèi)進(jìn)行（平均溫度20.1 ±0.5℃）。

股后肌群靜態(tài)拉伸的動(dòng)作要求：受試者仰臥并將非拉伸腿伸直平放，實(shí)驗(yàn)人員幫助受試者將非拉伸腿壓向地面，以保證在拉伸過(guò)程中膝關(guān)節(jié)不產(chǎn)生屈曲。拉伸腿伸直抬起，由實(shí)驗(yàn)人員幫助拉伸至垂直位置或超過(guò)垂直位置，拉伸極限為受試者告知肌肉產(chǎn)生疼痛或酸麻感覺(jué)為止。在整個(gè)拉伸過(guò)程中，臀部不能離開(kāi)地面。重復(fù)拉伸4次，每次持續(xù)30s，間隔10s[15，16]。

測(cè)試動(dòng)作為單腳急停跳躍，受試者在距離起跳點(diǎn)4米處開(kāi)始進(jìn)行全力的助跑，拉伸腿單腳在測(cè)力臺(tái)上著地后全力向上縱跳并最終雙腳著地[17-19]。

正式試驗(yàn)包含兩個(gè)部分：實(shí)驗(yàn)一，受試者慢跑6分鐘后，不進(jìn)行任何拉伸，馬上進(jìn)行急停跳躍的測(cè)試；實(shí)驗(yàn)二，受試者慢跑6分鐘后，進(jìn)行股后肌群的靜態(tài)拉伸，再進(jìn)行急停跳躍測(cè)試。兩次實(shí)驗(yàn)受試者均完成3次有效的急停跳躍，中間間隔1分鐘。兩次實(shí)驗(yàn)在不連續(xù)的兩天內(nèi)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)次序在各個(gè)受試者間平衡隨機(jī)設(shè)置，6名受試者第1次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)一，第2次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)二，另外6名受試者次序相反。

1.3數(shù)據(jù)采集

由16臺(tái)高速攝像機(jī)組成的三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)(200 Hz，Vicon Motion Analysis Inc.,Oxford,UK)采集了粘貼在受試者身上反光球的三維運(yùn)動(dòng)軌跡。反光球分別粘貼在雙側(cè)下肢第一、五跖趾關(guān)節(jié)，第二腳趾，足跟，踝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)，膝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)，大轉(zhuǎn)子，骨盆左右髂棘前緣、髂前上棘、髂后棘以及肩峰。由三維測(cè)力臺(tái)（1000Hz，KistlerInstrumentsAGCorp.，Winterthur,

Switzerland）采集起跳過(guò)程中的三維地面反作用力。三維測(cè)力臺(tái)數(shù)據(jù)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后接入Vicon系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)同步采集數(shù)據(jù)。

利用表面肌電采集與分析系統(tǒng)（4000 Hz，Delsys）采集運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉伸腿肌肉肌電信號(hào)。采集部位：股二頭肌長(zhǎng)頭（BF）、股直肌(RF)、股內(nèi)側(cè)肌(VM)和腓腸肌內(nèi)側(cè)頭(GM)。先用酒精棉球進(jìn)行皮膚清潔，將傳感器固定在相應(yīng)測(cè)試肌肉的皮膚表面并用皮膚繃帶將其固定住。受試者在熱身慢跑后立即進(jìn)行一次最大縱跳，以此縱跳中肌電信號(hào)為基準(zhǔn)值對(duì)肌電進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[20，21]。肌電系統(tǒng)與Vicon系統(tǒng)輸出的同步線(xiàn)相連接，數(shù)據(jù)采集時(shí)，Vicon系統(tǒng)通過(guò)同步線(xiàn)向肌電系統(tǒng)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)并觸發(fā)肌電信號(hào)的采集，從而實(shí)現(xiàn)三維捕捉系統(tǒng)、測(cè)力臺(tái)、肌電系統(tǒng)同步采集信號(hào)。

1.4數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)

原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入Visual 3D軟件（C-Motion，Inc.，Germantown，MD，USA）進(jìn)行處理。對(duì)測(cè)力臺(tái)信號(hào)和反光球軌跡信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理，截止頻率分別為50 Hz和10 Hz，然后計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。

本文中騰起高度是由騰空階段重心的最高位置減去自然站立時(shí)的重心高度。地面垂直反作用力加載率（loading rate）是指單位時(shí)間內(nèi)地面垂直反作用力提升的速率，即地面垂直反作用力大小的變化除以相對(duì)應(yīng)的時(shí)間。各個(gè)角度指標(biāo)均以人體解剖位置為初始零值。關(guān)節(jié)反力和關(guān)節(jié)力矩的計(jì)算是結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)、測(cè)力臺(tái)數(shù)據(jù)以及人體環(huán)節(jié)參數(shù)運(yùn)用逆向動(dòng)力學(xué)（Inverse dynamics）的方法獲得[22]。脛骨前向剪切力是作用在脛骨上的膝關(guān)節(jié)反力在脛骨長(zhǎng)軸垂直方向上的分量[23]。關(guān)節(jié)力矩是指關(guān)節(jié)周?chē)薪Y(jié)構(gòu)對(duì)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)中心所產(chǎn)生的合力矩，也叫凈力矩。關(guān)節(jié)功率是關(guān)節(jié)力矩乘以關(guān)節(jié)角速度。正功率表明主動(dòng)肌在進(jìn)行向心收縮，也叫向心功率，負(fù)功率代表主動(dòng)肌進(jìn)行離心收縮，也叫離心功率。關(guān)節(jié)所做的功是通過(guò)計(jì)算關(guān)節(jié)功率曲線(xiàn)下的面積獲得，即對(duì)時(shí)間積分。膝關(guān)節(jié)正功出現(xiàn)在膝關(guān)節(jié)起跳的蹬伸階段，膝關(guān)節(jié)負(fù)功出現(xiàn)在膝關(guān)節(jié)起跳的緩沖階段。利用受試者身體質(zhì)量（BM）對(duì)力矩進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，利用受試者體重（BW）對(duì)力值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化[24]。

肌電信號(hào)處理方法如下：首先對(duì)原始肌電信號(hào)進(jìn)行帶通濾波（10～300 Hz）；對(duì)濾波信號(hào)進(jìn)行移動(dòng)均方根（Moving RMS）計(jì)算，時(shí)間窗口為11；在動(dòng)作過(guò)程中按階段積分后取平均值（除以時(shí)間）得到平均積分肌電（aEMG）；計(jì)算結(jié)果除以最大縱跳過(guò)程中相應(yīng)肌肉的RMS峰值前后50 ms的平均值，作為標(biāo)準(zhǔn)化后的結(jié)果。本研究將整個(gè)急停跳躍動(dòng)作分為三個(gè)階段（見(jiàn)圖1）：預(yù)激活階段（起跳足著地前100 ms至著地瞬間）、緩沖階段（著地瞬間至膝最大屈）和蹬伸階段（膝最大屈至足離地）[25]。肌電數(shù)據(jù)對(duì)比取所有三個(gè)階段，運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析則只考慮緩沖與蹬伸兩個(gè)階段。

圖1 急停跳躍動(dòng)作階段劃分示意圖

所有數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差形式表示。利用SPSS軟件（version17.0；SPSS Inc.,Chicago，IL）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)方法為配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

無(wú)拉伸和股后肌群靜態(tài)拉伸后進(jìn)行急停跳躍下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)結(jié)果見(jiàn)表1。股后肌群靜態(tài)拉伸后急停跳躍的騰空高度較無(wú)拉伸時(shí)提高了5.1%（P=0.009），但起跳階段的著地水平速度和垂直速度都沒(méi)有顯著變化。股后肌群靜態(tài)拉伸后，踝、膝、髖三關(guān)節(jié)在著地瞬間、離地瞬間的角度均無(wú)顯著變化。膝踝最大外翻角度、膝關(guān)節(jié)屈伸、內(nèi)外翻活動(dòng)范圍、髖關(guān)節(jié)最大內(nèi)收外翻角度等關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)均無(wú)顯著變化，但拉伸后膝關(guān)節(jié)最大伸角速度增加5.3%(P=0.022)。

無(wú)拉伸和股后肌群靜態(tài)拉伸后進(jìn)行急停跳躍地面反作用力指標(biāo)見(jiàn)表2。股后肌群靜態(tài)拉伸后，急停跳躍在前后方向上的地面反作用力峰值有所下降，但并不顯著。不過(guò)，拉伸后起跳過(guò)程中緩沖階段垂直地面反作用力峰值（第一峰值）減小8.5%(P=0.021)，但出現(xiàn)時(shí)間提前了21.7%(P=0.014)，這導(dǎo)致了地面垂直反作用力加載率在拉伸后提高了17%（P=0.047），而其他相關(guān)的地面反作用力指標(biāo)與起跳總時(shí)間均沒(méi)有明顯的變化。

無(wú)拉伸和股后肌群靜態(tài)拉伸后進(jìn)行急停跳躍關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表3。股后肌群靜態(tài)拉伸后最大伸膝力矩、最大膝外翻力矩與無(wú)拉伸相比有所增大，但不具顯著差異。此外，股后肌群靜態(tài)拉伸后的起跳中膝關(guān)節(jié)最大向心功率、膝關(guān)節(jié)最大離心功率、膝關(guān)節(jié)正功、膝關(guān)節(jié)負(fù)功在拉伸后均有所增大，但不具顯著差異。

無(wú)拉伸和股后肌群靜態(tài)拉伸后進(jìn)行急停跳躍下肢主要肌肉平均積分肌電見(jiàn)圖2。與無(wú)拉伸相比，股后肌群靜態(tài)拉伸后股二頭?。˙F）預(yù)激活階段與緩沖階段的aEMG顯著下降，分別下降了40%(P=0.016)和34%(P= 0.028)，但是在蹬伸階段aEMG并無(wú)顯著變化。此外，股

直肌、腓腸肌和股內(nèi)側(cè)肌的肌電數(shù)據(jù)在拉伸后都有所下降，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著差異。

表1 無(wú)拉伸和股后肌群靜態(tài)拉伸后急停跳躍下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)

表2 無(wú)拉伸和股后肌群靜態(tài)拉伸后急停跳躍地面反作用力指標(biāo)

表3 無(wú)拉伸和股后肌群靜態(tài)拉伸后對(duì)下肢動(dòng)力學(xué)參數(shù)

3 分析與討論

本研究的目的是通過(guò)嘗試減少拉伸的肌肉群，期望找到一種可以避免運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)下降并且安全的靜態(tài)拉伸方式，同時(shí)更好地理解股后肌群靜態(tài)拉伸對(duì)人體運(yùn)動(dòng)的即刻影響。研究結(jié)果顯示單一的股后肌群拉伸不僅可以避免運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的下降，反而可以提升跳躍高度，而膝關(guān)節(jié)負(fù)荷及受傷風(fēng)險(xiǎn)并沒(méi)有顯著增加。

圖2 下肢主要肌肉平均積分肌電

本研究發(fā)現(xiàn)，股后肌群靜態(tài)拉伸后單腳急停跳躍身體騰空高度與無(wú)拉伸相比顯著增加了5.1%。這個(gè)結(jié)果支持我們提出的假設(shè)1，即股后肌群靜態(tài)拉伸并不會(huì)導(dǎo)致急停跳躍成績(jī)的下降。由于股四頭肌和小腿三頭肌這兩塊跳躍運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)肌沒(méi)有進(jìn)行拉伸，即使股后肌群拉伸后肌肉力量顯著下降[26，27]，跳躍高度沒(méi)有下降是符合預(yù)期的。文獻(xiàn)中采用單一股后肌群拉伸的研究我們只發(fā)現(xiàn)了一篇[28]，研究結(jié)果顯示股后肌群靜態(tài)拉伸后跳躍的高度沒(méi)有變化。但他們的研究采用的是沒(méi)有助跑的下蹲跳（CMJ），與我們采用的單腿急停跳躍差別較大。急停跳躍包括助跑和起跳兩個(gè)階段，兩者都可能對(duì)跳躍的高度產(chǎn)生影響。雖然文獻(xiàn)中有拉伸會(huì)降低快速跑速度的報(bào)道[5，29-32]，但這些研究中都是采用了對(duì)股四頭肌、股后肌群以及小腿三頭肌三塊肌肉進(jìn)行拉伸，而且跑動(dòng)的距離至少是15米，遠(yuǎn)大于本研究采用的4米助跑。Siatras等[32]的研究表明靜態(tài)拉伸對(duì)0～5米的速度沒(méi)有影響，但顯著降低了5～10米及10～15米的速度。從我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，單一的股后肌群靜態(tài)拉伸沒(méi)有改變起跳階段的著地水平速度與垂直速度，即拉伸沒(méi)有改變短距離助跑的狀態(tài)，因此拉伸導(dǎo)致的急停跳躍高度的變化應(yīng)歸因于起跳階段。對(duì)于更長(zhǎng)距離的助跑，股后肌群靜態(tài)拉伸是否對(duì)跑動(dòng)速度產(chǎn)生影響，還需要今后進(jìn)一步的研究。

急停跳躍起跳階段下肢主動(dòng)肌經(jīng)歷了快速的拉長(zhǎng)-收縮周期（SSC：stretch-shortening cycle），SSC特有的機(jī)制（比如牽張反射、彈性能利用等）都可能起到較大的作用。研究發(fā)現(xiàn)在快速的SSC跳躍動(dòng)作中，提升預(yù)激活階段主動(dòng)肌群的肌電，會(huì)相應(yīng)地提升相關(guān)肌肉離心階段肌電水平，最終提升起跳階段機(jī)械能的輸出[33]，其機(jī)理是提升肌肉的預(yù)激活更有利于牽張反射以及肌肉彈性能的利用[25]。本研究雖未發(fā)現(xiàn)股后肌群拉伸后導(dǎo)致其他肌肉肌電的提升，但是我們發(fā)現(xiàn)拉伸后股二頭肌在預(yù)激活及離心階段的平均肌電均顯著下降，這意味著股直肌與股內(nèi)側(cè)肌相對(duì)于股二頭肌的相對(duì)肌電水平提升了，伸膝凈力矩相應(yīng)地提升了（趨勢(shì)），伸膝速度顯著增大，最終提高了跳躍成績(jī)。

除了評(píng)估股后肌群對(duì)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響，另一方面，我們需要評(píng)估股后肌群拉伸的安全性。拉伸后股二頭肌肌電的下降，是否會(huì)影響膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定，特別是ACL的負(fù)荷呢？由于直接計(jì)算ACL的負(fù)荷需要很復(fù)雜的模型而且精度難以保證，文獻(xiàn)中一般用其他指標(biāo)來(lái)間接評(píng)價(jià)ACL的受傷風(fēng)險(xiǎn)。起跳時(shí)膝關(guān)節(jié)屈曲角度峰值和

膝關(guān)節(jié)外翻角度峰值被認(rèn)為是評(píng)價(jià)非接觸性ACL損傷的重要運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)[34，35]。脛骨前向剪切力與膝外翻力矩峰值通常被認(rèn)為是衡量ACL負(fù)荷[36]或者是預(yù)測(cè)ACL受傷風(fēng)險(xiǎn)的重要?jiǎng)恿W(xué)指標(biāo)[37]。股后肌群收縮產(chǎn)生的肌力作用在脛骨后側(cè)產(chǎn)生拉動(dòng)脛骨向后運(yùn)動(dòng)的分力，減少了脛骨前向剪切力，可以減輕ACL所承受的負(fù)荷[38]。從表1和表2可知，股后肌群靜態(tài)拉伸后這些運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)指標(biāo)并沒(méi)有顯著差異，也就是說(shuō)股后肌群拉伸并沒(méi)有顯著增加膝關(guān)節(jié)的負(fù)荷以及ACL的受傷風(fēng)險(xiǎn)。但是由肌電數(shù)據(jù)，我們推測(cè)靜態(tài)拉伸后股后肌群的肌力有所下降。針對(duì)股后肌群力量下降對(duì)沖擊性動(dòng)作中膝關(guān)節(jié)負(fù)荷的影響，文獻(xiàn)中相關(guān)研究與本研究的結(jié)論并不一致。Wild等人[39]報(bào)道股后肌群肌力較小的女性與股后肌群肌力較大的女性相比在沖擊性動(dòng)作中表現(xiàn)出更大的膝關(guān)節(jié)外展，更大的膝關(guān)節(jié)外翻力矩，更大的ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)。Weinhandl等人[40]和O'Connor等人[41]發(fā)現(xiàn)通過(guò)疲勞方案降低股后肌群的肌力后，受試者在側(cè)切動(dòng)作中和跳躍動(dòng)作的ACL負(fù)荷顯著增加。這些研究結(jié)果與本研究結(jié)果的差異可能是由股后肌群力量減少的幅度不同造成的。疲勞方案由于使用了等動(dòng)測(cè)試儀進(jìn)行控制，一致性較好，比較精確地控制了股后肌群肌力下降（8%）[41]，而靜態(tài)拉伸過(guò)程中由受試者主觀酸脹感來(lái)控制拉伸的極限位置，個(gè)體差異較大，近期的元分析顯示股后肌群靜態(tài)拉伸平均降低肌力3.9%[42]。此外，疲勞與拉伸對(duì)肌肉的剛度、神經(jīng)控制、協(xié)調(diào)等方面的影響也可能大不相同，導(dǎo)致其對(duì)隨后的沖擊性動(dòng)作的影響也有較大的差異。本研究結(jié)果顯示的拉伸后膝關(guān)節(jié)外翻力矩（1.79±0.42 n.m/kg）以及脛骨前向剪切力峰值(1.65±0.19 BW)較其他急停跳躍研究報(bào)道的0. 86 n.m/kg[43]與0.79 BW[44]大，但是考慮到其他研究采用的是雙腿起跳，而我們的研究中采用的是單腿起跳，數(shù)值加倍也屬正常范圍。因此，我們認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠，急停跳躍中的ACL受傷風(fēng)險(xiǎn)并不會(huì)因?yàn)楣珊蠹∪红o態(tài)拉伸而上升，熱身活動(dòng)中采用單一的股后肌群拉伸是安全可行的。另一方面，我們注意到大部分受傷都發(fā)生在比賽的后期[45]，預(yù)示疲勞與損傷密切相關(guān)，而膝關(guān)節(jié)外翻力矩在極度疲勞狀態(tài)下可能增加一倍[23]，因此在疲勞狀態(tài)下進(jìn)行股后肌群靜態(tài)拉伸如何影響膝關(guān)節(jié)的負(fù)荷值得今后進(jìn)一步研究。

我們的研究為如何避免靜態(tài)拉伸的負(fù)面影響提供了一個(gè)解決方案。減少靜態(tài)拉伸的肌肉數(shù)量，特別是減少主動(dòng)肌的靜態(tài)拉伸，保留拮抗肌的靜態(tài)拉伸，既可以避免隨后的運(yùn)動(dòng)成績(jī)下降，也不會(huì)增加膝關(guān)節(jié)的損傷風(fēng)險(xiǎn)，還可以避免多組肌肉靜態(tài)拉伸花費(fèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致身體溫度降低，影響準(zhǔn)備活動(dòng)熱身的效果。由于受解剖位置的限制，大部分運(yùn)動(dòng)對(duì)股四頭肌和小腿三頭肌伸展程度要求不高，而對(duì)股后肌群的伸展要求往往較高，因此，我們認(rèn)為準(zhǔn)備活動(dòng)中只進(jìn)行股后肌群的靜態(tài)拉伸，再輔之一些關(guān)節(jié)的動(dòng)態(tài)拉伸，可以滿(mǎn)足大部分運(yùn)動(dòng)的要求。

4 結(jié)論

綜上所述，股后肌群靜態(tài)拉伸導(dǎo)致隨后的運(yùn)動(dòng)中其肌電水平下降。這導(dǎo)致了急停跳躍過(guò)程中下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)指標(biāo)發(fā)生一系列的變化。這些變化共同作用，提高了蹬伸階段膝關(guān)節(jié)伸膝速度，從而提高了跳躍成績(jī)。而且股后肌群拉伸并沒(méi)有導(dǎo)致隨后運(yùn)動(dòng)中膝關(guān)節(jié)的外翻力矩及脛骨前向剪切力顯著增大，說(shuō)明股后肌群靜態(tài)拉伸并不會(huì)顯著增大膝關(guān)節(jié)的負(fù)荷，所以不會(huì)增大膝關(guān)節(jié)特別是ACL損傷的風(fēng)險(xiǎn)。基于本研究結(jié)果，我們認(rèn)為熱身活動(dòng)中只對(duì)股后肌群進(jìn)行靜態(tài)拉伸，是一種有效避免運(yùn)動(dòng)能力下降且較為安全的拉伸方式。

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Acute Effects of Hamstring Static Stretching on the Stop Jump Height and Knee Joint Load of Female Athletes

Zhang Yang1,Zhang Qiang2,Wu Xie2,Ruan Mianfang1
1 Ningbo University,Zhejiang,China 315211 2 Shanghai University of Sport,Shanghai,China 200438 Corresponding Author:Ruan Mianfang,Email：ruanmf@yahoo.com

Objective The purpose of this paper was to examine the acute effects of hamstring static stretching on stop jump height and the ACL injury risk in female athletes.Methods Twelve female college athletes majoring in martial arts completed following two tests in separate day：warm up+stop jump（test 1）and warm up+hamstring static stretching+stop jump（test 2）.The Vicon system,Kistler force plates and Delsys surface EMG acquisition system were synchronously used to collect the kinematic and kinetic data of lower extremity，ground counterforce and myoelectric data during single-leg stop jump of the subjects.Paired t-test was applied to compare the differences between the two tests.Results Compared to the test 1，jumping height increased by 5.1%（P=0.009），maximum speed of the knee extension increased by 5.3%（P=0.022），and aEMG of biceps femoris decreased by 40%in pre-activation phase（P=0.016）and by 34%in buffering phase（P=0.028）in the test 2.Conclusions Hamstring static stretching during warm up for athletes of certain sports events is an effective and safe method，and does not decrease the athletic performance or increase the knee loading and ACL injury risk.

hamstring stretch,stop-jump,anterior cruciate ligament,biomechanics

2015.11.04

上海體育學(xué)院省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金yk2012015

阮棉芳，Email：ruanmf@yahoo.com