踏板健身操受力負(fù)荷與技術(shù)關(guān)聯(lián)性的實(shí)驗(yàn)研究

宋艷

摘 要：研究目的是確定踏板練習(xí)的技術(shù)特點(diǎn)，所關(guān)聯(lián)到運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)在健身操運(yùn)動(dòng)中的踏板負(fù)荷。通過運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，采取數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析法對(duì)相關(guān)變量進(jìn)行數(shù)理分析。研究結(jié)果顯示，教練員的足內(nèi)收角度明顯小于學(xué)生，教練員與學(xué)員相比，在合拍提起時(shí)其膝關(guān)節(jié)角度明顯要高。

關(guān)鍵詞：踏板健身操 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 超負(fù)荷 運(yùn)動(dòng)技術(shù)

中圖分類號(hào)：G80 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2813（2018）06（a）-0055-02

踏板健身操在健身俱樂部是一種最受歡迎的運(yùn)動(dòng)形式。許多研究者探討了它對(duì)循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、耐力以及肌肉力量的積極性影響[1]。但是，踏板運(yùn)動(dòng)的量和強(qiáng)度過大，可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的過載，這也許 從對(duì)踝關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)及脊柱的損傷方面表現(xiàn)出來。目前已產(chǎn)生了新的體能形式，如在核心板平臺(tái)上進(jìn)行的練習(xí)，其形式類似于有節(jié)奏的踏板健身操。損傷問題（尤其是踝關(guān)節(jié)）非常嚴(yán)重[2]。

1 研究對(duì)象與方法

本研究以大學(xué)體育學(xué)院學(xué)生為研究對(duì)象。第一組成員（n=12）由教練員組成（年齡為（26.1±0.4）歲、體重（63.14±9.8）kg、身高（168.9±4.0）cm、體重指數(shù)22.19±3.6），之前參加過踏板健身操的等級(jí)訓(xùn)練。第二組成員（n=12）是由非專業(yè)的學(xué)生組成（年齡為（20±0.9）歲、體重（63.1±9.13）kg、身高（166.8±2.9）cm、體重指數(shù)22.64±2.9），之前從未參加過踏板健身操訓(xùn)練。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)和運(yùn)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)采用BTS MART系統(tǒng)收集。對(duì)以下變量進(jìn)行分析：對(duì)于垂直地面的反作用力Fy最大（vGRF）、前后地面反作用力Fz最大（a-pGRF）以及地面內(nèi)外反作用力Fx最大（m-IGRF）、踝關(guān)節(jié)在矢狀面上的屈曲角度、橫切面內(nèi)的外展內(nèi)收角度、膝關(guān)節(jié)的彎屈與伸展角度、軀干在矢狀面內(nèi)的彎曲角度[3]。實(shí)施統(tǒng)計(jì)分析的統(tǒng)計(jì)軟件使用版本為12.5軟件。此外，對(duì)于所有測量變量的平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行了計(jì)算。當(dāng)概率小于或等于0.05時(shí)，（P≤0.05），結(jié)果被認(rèn)為有顯著性差異。

2 研究結(jié)果

對(duì)比GRF數(shù)值發(fā)現(xiàn)獲得3種水平在實(shí)施教練員與非專業(yè)人員之間進(jìn)行的任務(wù)。統(tǒng)計(jì)有顯著性差異僅僅是在從上面的平臺(tái)踏下來所觀察到的a-pGRF過程以及踏上去的m-IGRF過程。觀察到兩組間的足內(nèi)收角度有顯著性差異。對(duì)于運(yùn)動(dòng)的過程中所顯示出非專業(yè)人員的獲得數(shù)值與教練員們對(duì)比，足內(nèi)收達(dá)到一種更大的程度。另外，在踏上與踏下時(shí)軀干彎屈更為明顯地高于非專業(yè)人員。然而，在教練員組膝關(guān)節(jié)角度明顯加大。為了描述運(yùn)動(dòng)的范圍，以及教練員和非專業(yè)人士之間的差異，他們的數(shù)值在運(yùn)動(dòng)周期中被統(tǒng)一化。在運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)足背跖屈對(duì)于教練員們?yōu)?4.5°±2.2°而對(duì)于非專業(yè)人員為22.1°±1.7°。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)足內(nèi)收外展的角度教練員人員為11.6°±3.5°相對(duì)于非專業(yè)人員為11.9°±3.1°而略微變小。教練員為80.2°±7.4°，相對(duì)于非專業(yè)組范圍85.1°±7.1°對(duì)比膝關(guān)節(jié)彎屈角度顯著減少。軀干彎曲的范圍兩組之間相似（教練員為8.6°±1.3°和非專業(yè)人員8.4°±1.9°）。

3 討論

通過觀察兩組成員當(dāng)踏上工作臺(tái)足內(nèi)收和a-pGRF之間的統(tǒng)計(jì)有明顯的相關(guān)性（顯著性水平P≤0.05）。相關(guān)等級(jí)關(guān)系系數(shù)非專業(yè)組為0.623而教練員組為0.538。教練員的足彎曲角度與vGRF構(gòu)成的相關(guān)性系數(shù)為0.582。垂直地面反作用力（vGRF）的分析表達(dá)在體重模塊，當(dāng)上踏和下降時(shí)表現(xiàn)出與其他人員的研究相類似的結(jié)果。在工作臺(tái)上面放置足的技術(shù)可以通過前后（a-pGRF）以及內(nèi)外側(cè)（m-iGRF）地面反作用力來描述，沿矢狀面和橫切面的運(yùn)動(dòng)范圍。通過對(duì)a-pGRF的行動(dòng)路線的分析判定在工作臺(tái)上面放置足的技術(shù)不同于爬樓梯。爬樓梯開始時(shí)前腳掌觸地，隨后是腳跟觸地。在踏板操運(yùn)動(dòng)過程中，而是腳后跟先接觸地表面，此時(shí)a-pGRF數(shù)值超過爬樓梯的兩倍。此外，教練員與非專業(yè)人員之間也存在顯著性差異。對(duì)于教練員組a-pGRF數(shù)值在統(tǒng)計(jì)學(xué)上明顯高于非專業(yè)人員組。在該項(xiàng)研究中，當(dāng)上踏工作臺(tái)時(shí)所獲得的a-pGRF相對(duì)值為平均體重的0.020。

研究表明在運(yùn)動(dòng)中踝關(guān)節(jié)肌肉承受最大vGRF是足弓剛一接觸地面的一瞬間。這意味著跖屈的角度在接觸地面時(shí)越低，擺脫GRF的肌肉能力就越小，對(duì)于下工作臺(tái)是至關(guān)重要的。此外，在教練員組中足屈角度和vGRF值之間存在著關(guān)聯(lián)性。這些事實(shí)也反映出，上下臺(tái)階時(shí)外展和內(nèi)收角度是引起受傷的另一個(gè)原因。觀察發(fā)現(xiàn)非專業(yè)人員在下臺(tái)階時(shí)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)關(guān)節(jié)活動(dòng)度，內(nèi)收角度超過20°。對(duì)非專業(yè)人員步態(tài)分析表明，當(dāng)腳在接觸地面的一瞬間，它被外展大約17°并且然后回復(fù)到中性位置相當(dāng)于在平地上的步態(tài)。

膝關(guān)節(jié)力學(xué)表明，膝關(guān)節(jié)屈伸的關(guān)節(jié)角度與膝關(guān)節(jié)屈伸的力臂肌肉有關(guān)。當(dāng)膝關(guān)節(jié)屈曲角度任意大或小、肌肉力臂就很短并且膝關(guān)節(jié)屈、伸肌力矩也就非常小。膝蓋伸直可以顯著降低肌肉擺脫地面的反作用力，從而增加關(guān)節(jié)表面的負(fù)荷。研究中觀察到兩組成員采取較小的膝關(guān)節(jié)角度執(zhí)行跳下任務(wù)，這就是受傷的另一種原因。

4 結(jié)語

通過對(duì)兩組的觀察發(fā)現(xiàn)，踝關(guān)節(jié)超負(fù)荷的發(fā)生結(jié)果是由于股骨外旋關(guān)節(jié)彎屈角度小所導(dǎo)致。當(dāng)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)軀干彎屈有一個(gè)小的角度引出一種導(dǎo)致踏板健身操參與者腰部疼痛的原因。在踏板操課中多次重復(fù)這樣的有害負(fù)荷分布可能是這些關(guān)節(jié)疼痛和損傷的原因。研究表明，在矢狀面當(dāng)軀干彎曲角度等于60°時(shí)，脊柱產(chǎn)生的力矩最大。當(dāng)上踏時(shí)大約5°而當(dāng)下踏時(shí)約10°表明踏板操練習(xí)的參與者腰部導(dǎo)致疼痛的一種可能性原因。此外，在矢狀面內(nèi)軀干彎屈的角度增大可以減少腰部的疼痛。

參考文獻(xiàn)

[1] D. Iwańska，C. Urbanik.The sense of position andmovement in the knee joint during voluntary movements[J].Acta of Bioengineering and Biomechanics，2013，3（15）：11-17.

[2 M. Karczewska， A. Madej，C.Urbanik.Comparison of the ground reaction forces during the basic step on the core board platform at various levels ofthe stability[J].Acta of Bioengineering and Biomechanics，2016，4（18）：63-70.

[3 吳蔚.成人正常股骨解剖測量及其在膝關(guān)節(jié)置換的臨床意義[J].中國矯形外科雜志，2006，14（3）：200-203.