膝關(guān)節(jié)損傷對排球?qū)ｍ?xiàng)急停縱跳的生物力學(xué)影響研究

周 川

（電子科技大學(xué)，四川 成都 611731）

實(shí)驗(yàn)與調(diào)查

膝關(guān)節(jié)損傷對排球?qū)ｍ?xiàng)急?？v跳的生物力學(xué)影響研究

周 川

（電子科技大學(xué)，四川 成都 611731）

本文從膝關(guān)節(jié)損傷產(chǎn)生的原因及具體表現(xiàn)方面入手，進(jìn)行簡單的論述分析。其對排球?qū)ｍ?xiàng)急?？v跳的生物學(xué)影響，主要表現(xiàn)為以下方面：當(dāng)練習(xí)者完成急?？v跳動作時，其力矩特征表現(xiàn)為髖關(guān)節(jié)伸展并且呈現(xiàn)內(nèi)旋與外展位；膝關(guān)節(jié)呈現(xiàn)伸并且呈現(xiàn)內(nèi)旋位；左膝呈現(xiàn)外展位、右膝呈現(xiàn)內(nèi)收位；踝關(guān)節(jié)則為背屈，而且呈現(xiàn)收外旋位；受到損傷后，練習(xí)者多通過代償性來改變各關(guān)節(jié)的力矩及踝關(guān)節(jié)的外展角度來完成相應(yīng)的動作。

膝關(guān)節(jié)；損傷；排球?qū)ｍ?xiàng)訓(xùn)練；急?？v跳；生物力學(xué)

排球?qū)ｍ?xiàng)訓(xùn)練的強(qiáng)度較大，極易給練習(xí)者的身體造成損傷。膝關(guān)節(jié)損傷就是排球?qū)ｍ?xiàng)訓(xùn)練中最為常見的損傷之一。膝關(guān)節(jié)損傷主要發(fā)生在排球?qū)ｍ?xiàng)急停縱跳時，對排球?qū)ｍ?xiàng)急?？v跳有著明顯的生物力學(xué)影響。由于膝關(guān)節(jié)損傷對練習(xí)者有著極大的影響，因此，加強(qiáng)對膝關(guān)節(jié)損傷的研究，有著現(xiàn)實(shí)的意義。

1 膝關(guān)節(jié)損傷概述

在進(jìn)行排球?qū)ｍ?xiàng)訓(xùn)練時，訓(xùn)練者需要連續(xù)完成起跳與落地、啟動與制動等動作。上述這些動作的完成，則需要練習(xí)者反復(fù)地做深蹲動作，而且需要練習(xí)者的動作幅度相對較大，以確保動作能夠完美展現(xiàn)。在做急?？v跳動作時，需要經(jīng)過長時間的訓(xùn)練，使得肌肉能夠產(chǎn)生記憶，在訓(xùn)練時運(yùn)動的負(fù)荷較大，進(jìn)而極易造成膝關(guān)節(jié)損傷問題。而在比賽的過程中，急?？v跳動作的進(jìn)行較為突然，需要運(yùn)動員在運(yùn)動的過程中，及時進(jìn)行判斷，進(jìn)而做出相應(yīng)的動作。急?？v跳動作所造成的膝關(guān)節(jié)損傷叫做起跳膝綜合癥，對此類損傷，則需要根據(jù)損傷的具體情況，結(jié)合運(yùn)動者的實(shí)際運(yùn)動情況，進(jìn)而做出合理的判斷，采取相應(yīng)的治療恢復(fù)方法。

2 膝關(guān)節(jié)損傷的生物力學(xué)分析

2.1 旋轉(zhuǎn)與跳躍動作引發(fā)的膝關(guān)節(jié)損傷

從生物力學(xué)角度分析，排球運(yùn)動時，運(yùn)動者的膝關(guān)節(jié)周圍肌肉組織結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失常情況較為常見，而且會造成肌肉的力學(xué)平衡，進(jìn)而引發(fā)膝關(guān)節(jié)深度損傷。急?？v跳動作進(jìn)行時，運(yùn)動者在球場上需要完成突然性的停止—縱起—跳躍動作，其需要運(yùn)動者憑借爆發(fā)力，保持膝關(guān)節(jié)保持屈曲位姿勢。在進(jìn)行運(yùn)動時，運(yùn)動者膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性需要依靠股四頭肌與髕骨等部位相互合作。在完成旋轉(zhuǎn)與屈伸動作時，髕骨的軟骨面將會承受最大的力，進(jìn)而使得肌肉能夠發(fā)力。同時，髕骨的髕韌帶及張腱膜等組織也會受到較大的牽張力，除此之外，股骨關(guān)節(jié)面也承受著不同程度的擠壓力。

2.2 跨步與跨跳動作引發(fā)的膝關(guān)節(jié)損傷

膝關(guān)節(jié)是排球運(yùn)動中運(yùn)動者的主要支撐，而膝關(guān)節(jié)長期處于高強(qiáng)度與高負(fù)荷狀態(tài)下，其受力點(diǎn)始終保持高度集中，進(jìn)而完成縱跳急停動作等，不僅會給膝關(guān)節(jié)造成損傷，同時還會給髕骨造成損傷。拋開急停動作，在完成動作的過程中，當(dāng)運(yùn)動者運(yùn)用跨步或者跨跳步來移動救球時，若前腳向前跨或者跨越的步伐較大時，由于小腿前伸的幅度較大，而且前腳落地后，運(yùn)動者的重心將會遷移，受到慣性的影響，使得重力作用線將會迅速穿越膝關(guān)節(jié)。

2.3 縱跳急停時平衡身體引發(fā)的膝關(guān)節(jié)損傷

在排球運(yùn)動的過程中，為了確保身體的平衡度，則股四頭肌強(qiáng)大的收速力與地面之間產(chǎn)生的力將會給運(yùn)動者造成強(qiáng)烈的制動力，對運(yùn)動者的髕韌帶與ACI韌帶、PCL韌帶所產(chǎn)生的牽引力，極有可能會造成髕韌帶損傷、ACI韌帶損傷、PLC韌帶損傷。除此之外，運(yùn)動者的半月板與關(guān)節(jié)軟骨在運(yùn)動緩沖震蕩時，將會受到股骨踝與關(guān)節(jié)窩的強(qiáng)力撞擊、擠壓、擰轉(zhuǎn)等的力量，進(jìn)而造成運(yùn)動損傷。

2.4 扣球起跳落動作引發(fā)的膝關(guān)節(jié)損傷

除了運(yùn)用跨步或跨跳步動作所引發(fā)的膝關(guān)節(jié)損傷外，扣球起跳動作的運(yùn)用，其對膝關(guān)節(jié)的損傷影響也較大。跨步或者跨跳步動作，其在運(yùn)動的過程中，需要運(yùn)動者的前腳落地后其后腳要立即跟上，但是由于重心低，運(yùn)動者的后腳跟在收腿的過程中，運(yùn)動者的膝蓋極易與地面之間發(fā)生撞擊，進(jìn)而造成運(yùn)動者的內(nèi)側(cè)副韌帶與髕骨等部位發(fā)生程度不同的損傷。而運(yùn)動者在進(jìn)行扣球起跳落動作時，若身體難以保持平衡，出現(xiàn)落地不穩(wěn)問題或者搶救球的過程中出現(xiàn)摔倒及碰撞的情況，則極易造成膝關(guān)節(jié)損傷問題。

2.5 滑步動作引發(fā)的膝關(guān)節(jié)損傷

在完成縱跳急停動作時，需要依靠其他動作來完成，其中滑步動作是常用動作，運(yùn)動者在進(jìn)行此類動作時，其一側(cè)小腿會突然性地外展外旋，進(jìn)而迅急地將其小腿與腳給固定住，運(yùn)動者大腿由于突然內(nèi)收與內(nèi)旋，則極有可能會造成韌帶損傷或者韌帶撕裂問題。其另外一側(cè)的小腿，在運(yùn)動的過程中，則會由于突然性的內(nèi)收與大腿外展的影響，而發(fā)生韌帶扭傷或者運(yùn)動撕裂問題。如果運(yùn)動扭轉(zhuǎn)力較大，則可能會引發(fā)內(nèi)外側(cè)副韌帶全部斷裂，以及內(nèi)外側(cè)半月板損傷與十字交叉韌帶損傷等。

3 基于案例分析膝關(guān)節(jié)損傷對排球?qū)ｍ?xiàng)急?？v跳的生物力學(xué)影響

3.1 案例分析

3.1.1 案例概述分析 某研究組以北京體育大學(xué)學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)對象，選取38名排球?qū)ｍ?xiàng)運(yùn)動學(xué)生，對膝關(guān)節(jié)損傷對急?？v跳的生物力學(xué)的具體影響做了相關(guān)研究，其選取的學(xué)生符合研究條件?；谙リP(guān)節(jié)臨床診斷相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行膝關(guān)節(jié)損傷研究，將實(shí)驗(yàn)對象分為4組，其中21名男排專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)對象中共計8人存在單側(cè)膝關(guān)節(jié)損傷情況，17名女排專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)對象中共計6名學(xué)生出現(xiàn)單側(cè)膝關(guān)節(jié)損傷情況。數(shù)據(jù)采用的是紅外光點(diǎn)運(yùn)動捕捉系統(tǒng)，由學(xué)生完成急停縱跳動作，對其全過程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，學(xué)生全面按照急?？v跳動作程序進(jìn)行，即三步助跑一步過渡制動，兩腳同時落地后全力向上起跳。數(shù)據(jù)指標(biāo)：下肢關(guān)節(jié)的角度、反作用力、力矩。運(yùn)用逆動力學(xué)法，計算下肢關(guān)節(jié)三維力矩，通過分析力矩與關(guān)節(jié)角度，得出研究結(jié)論。數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析方法使用的是SAS6.0統(tǒng)計軟件，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使用 M±SD表示，采用t檢驗(yàn)，差異性顯著，即P＜0.05，數(shù)據(jù)研究具有使用價值。

3.1.2 案例數(shù)據(jù)分析 （1）VISA評分結(jié)果分析：該研究案例采用VISA評分，作為膝關(guān)節(jié)損傷疼痛程度的評價指標(biāo)，以75分為標(biāo)準(zhǔn)來劃分疼痛程度。該研究案例中，＞75分的學(xué)生占據(jù)的比例為64%，在此研究案例中，參與研究的學(xué)生，并未出現(xiàn)不適癥狀，對照2組之間具有顯著性差異，即P＜0.05，具有研究價值。

（2）力矩結(jié)果分析：此研究案例得出，男子損傷組與對照組，除去髖關(guān)節(jié)外，其他力矩未出現(xiàn)顯著性差異；髖關(guān)節(jié)屈伸及收展力矩在單側(cè)（或者雙側(cè)）損傷組與左右腿之間。沒有發(fā)現(xiàn)顯著性差異；對照組的學(xué)生踝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)力矩較小，對照2組的力矩旋轉(zhuǎn)的方向不同，P＜0.05，具有顯著性差異，具有可比性；由男子組數(shù)據(jù)可知，踝關(guān)節(jié)受內(nèi)旋力矩的影響，可能會造成受傷一側(cè)的踝關(guān)節(jié)位置處產(chǎn)生內(nèi)旋運(yùn)動。

（3）下肢關(guān)節(jié)角度分析：此研究案例通過學(xué)生完成急?？v跳動作，對其膝關(guān)節(jié)損傷組的角度變化特征進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，損傷組學(xué)生的下肢髖關(guān)節(jié)與膝關(guān)節(jié)角度的變化程度不明顯，而且呈現(xiàn)規(guī)律性。其數(shù)據(jù)顯示，損傷組的髖關(guān)節(jié)與膝關(guān)節(jié)的屈曲角度略有增大的趨勢，而無傷組學(xué)生的髖關(guān)節(jié)收展角度為負(fù)值，數(shù)值為-1.6±6.92，且P＜0.05，具體表現(xiàn)為其外展與損傷組學(xué)生的內(nèi)收相反。對男子組膝關(guān)節(jié)未出現(xiàn)損傷組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的踝關(guān)節(jié)內(nèi)收角度呈現(xiàn)增大趨勢，而且P＜0.01，具有顯著性差異；無傷組學(xué)生的踝關(guān)節(jié)，具體表現(xiàn)出內(nèi)收角度顯著增大，而且與損傷組踝關(guān)節(jié)外展的角度方向不同。通過對比損傷組學(xué)生的左右腿踝關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)，包括屈伸角度、旋轉(zhuǎn)角度、最大屈曲角度等并未發(fā)現(xiàn)明顯變化。

3.2 膝關(guān)節(jié)損傷對急停縱跳的生物力學(xué)影響研究結(jié)論

排球運(yùn)動的急?？v跳動作，其主要是用下肢制動所完成的身體水平方向運(yùn)動轉(zhuǎn)化的動作。急停縱跳技能是排球運(yùn)動員必須具備的技術(shù)，該動作包括急停緩沖制動與蹬伸起跳環(huán)節(jié)，該動作完成的質(zhì)量與運(yùn)動者的下肢髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的力矩存在著極大的影響。透過研究數(shù)據(jù)能夠發(fā)現(xiàn)，學(xué)生完成動作時，無損傷學(xué)生下肢關(guān)節(jié)的力矩主要特征如下：髖關(guān)節(jié)呈現(xiàn)伸髖與內(nèi)旋、外展位；無損傷者的膝關(guān)節(jié)呈現(xiàn)伸膝與內(nèi)旋位置，其左腿則呈現(xiàn)外展位，而右腿呈現(xiàn)內(nèi)收位；無損傷者的踝關(guān)節(jié)呈現(xiàn)背屈與內(nèi)收及外旋位。膝關(guān)節(jié)損傷者在進(jìn)行急停縱跳動作時，主要是利用髖關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)力矩來代償，進(jìn)而完成動作，運(yùn)動者膝關(guān)節(jié)雙側(cè)損傷的髖關(guān)節(jié)，其內(nèi)旋力矩不斷增大，同時單側(cè)損傷使得側(cè)髖關(guān)節(jié)的外旋力矩增大。膝關(guān)節(jié)雙側(cè)損傷的運(yùn)動員，則是利用增大優(yōu)勢腿伸展力矩，來代償側(cè)腿發(fā)力效果。單側(cè)膝關(guān)節(jié)損傷的運(yùn)動員，主要是利用增大膝關(guān)節(jié)外展力矩及側(cè)腿伸力矩，而實(shí)現(xiàn)的代償。膝關(guān)節(jié)損傷的運(yùn)動者，其在進(jìn)行急?？v跳動作時，則采取的是增加踝關(guān)節(jié)內(nèi)旋力矩實(shí)現(xiàn)的代償，以及合理地增加踝關(guān)節(jié)外展角度，以此來減小運(yùn)動者膝關(guān)節(jié)外展位能力，以此減輕急?？v跳動作給運(yùn)動者膝關(guān)節(jié)造成的負(fù)荷。

4 結(jié)束語

膝關(guān)節(jié)損傷是排球運(yùn)動中常見的運(yùn)動損傷，在完成各種排球?qū)ｍ?xiàng)動作時，或者進(jìn)行排球訓(xùn)練時，極易造成膝關(guān)節(jié)損傷問題。若發(fā)生膝關(guān)節(jié)損傷問題，則會給運(yùn)動者造成程度不一的影響，輕則造成膝關(guān)節(jié)損傷問題，重則會影響運(yùn)動者日后的行動情況，因此，加強(qiáng)對膝關(guān)節(jié)損傷的研究，有著現(xiàn)實(shí)的意義。本文對膝關(guān)節(jié)損傷，以研究案例為主，論述了其對急?？v跳動作的生物力學(xué)影響，意在為預(yù)防膝關(guān)節(jié)損傷提供研究數(shù)據(jù)支持。

[ 1 ]王洋.排球教學(xué)中運(yùn)動損傷的原因及預(yù)防研究[ J ].當(dāng)代體育科技，2016（2）.

[ 2 ]馬彩蘭.普通高校排球運(yùn)動員運(yùn)動損傷及預(yù)防[ J ].江蘇經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2014（3）：57-59.

[ 3 ]迪力夏提·買買提.新疆高校女子排球運(yùn)動員運(yùn)動常見損傷情況調(diào)查研究[ J ].長春理工大學(xué)學(xué)報，2011（5）：140-141.

[ 4 ]何立群，汪毅.中醫(yī)治療配合康復(fù)訓(xùn)練對半月板損傷術(shù)后重競技運(yùn)動員膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)的影響[ J ].中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志，2013（9）：784-787，792.

[ 5 ]林宇峰，李海偉，高維緯.膝關(guān)節(jié)損傷對排球?qū)ｍ?xiàng)學(xué)生急停縱跳的生物力學(xué)影響[ J ].北京體育大學(xué)學(xué)報，2014（3）：71-76.

G842

A

1674-151X（2017）03-074-02

10.3969/j.issn.1674-151x.2017.05.036

投稿日期：2017-01-10

周川(1961—)，副教授。研究方向：體育教育、民族傳統(tǒng)體育。