FIFA 11+對青少年校園足球運動員膝關節(jié)肌力的影響

徐金成胡水清孫天龍 李湧 米奕翔高璨楊麗川 王珺王曉 陳碩 吳建美 回春雨 林旭 蒙儒

1國家體育總局體育科學研究所（北京100061）

2北京市陳經(jīng)綸中學分校（北京100102）

3國家體育總局運動醫(yī)學研究所（北京100061）

4北京銘人偉業(yè)體育文化發(fā)展有限公司（北京100102）

足球是全球最受歡迎的運動，有文獻報道目前全球每年參與此項運動的人數(shù)超過4億[1，2]。國際足聯(lián)（FIFA）的數(shù)據(jù)顯示，在全球3800萬注冊足球運動員中，約2200萬為18歲以下的青少年，且從2000年到2006年，注冊青少年足球運動員的數(shù)量增加了7%[3]。在當前國內足球改革和全國性校園足球推廣活動中，中小學青少年足球運動員也是最受關注的一個群體[4，5]。研究已證實足球運動在不同年齡段人群中的健康促進作用，如改善心血管功能、體成分、骨密度和功能能力，如縱跳、Yo-Yo測試、下肢肌力、平衡等[2，6-8]。但作為一項身體接觸性運動，足球運動又存在著一定的損傷風險[6，8]。因此，為了有效預防足球運動損傷，維護運動員的健康，最大化足球運動的健康效益，國際足聯(lián)醫(yī)學評估與研究中心（FIFA Medical Assessment and Research Center，F(xiàn)-MARC）于2006年組織國際專家研制了專門用于足球損傷預防的“FIFA 11+綜合熱身練習方案”，并在全球進行推廣[9，10]。眾多高質量的研究[9，11-20]，如隨機對照研究、系統(tǒng)綜述都證實了FIFA 11+的損傷預防功效，其可使總損傷風險降低50%，不同類型損傷風險降低28%～72%。

FIFA 11+練習如此有效的損傷預防效果可能與其對運動員膝關節(jié)肌肉力量與肌力平衡及下肢神經(jīng)肌肉控制的改善相關，研究顯示8～10周的FIFA 11+練習即可帶來上述效應[21-25]。但是，目前有關FIFA 11+對足球運動員身體素質和機能影響的研究對象幾乎均為職業(yè)或半職業(yè)運動員，年齡在17～25歲之間[9]，尚缺乏其對廣大18歲以下青少年足球運動員，尤其是中小學校園足球運動員或愛好者下肢和專項身體素質影響的研究，而這部分人群也是當前全國性校園足球推廣活動中最重要的目標人群[26]。因此，本研究探討了FIFA 11+練習對國內青少年校園足球運動員膝關節(jié)肌力的影響。

1 對象與方法

1.1 研究對象與分組

北京市陳經(jīng)綸中學分校足球隊16人，均為男性，年齡13～15歲，該校隊每周訓練4次，每次90分鐘左右。所有隊員的下肢優(yōu)勢側（踢球側）均為右側。將16名隊員隨機分為FIFA 11+干預訓練組（FIFA 11+組）和常規(guī)熱身練習對照組（C組），每組8人。兩組間年齡、身高、體重和訓練年限無顯著差異（P＞0.05）（表1）。

表1 研究對象基本情況

FIFA 11+組每周進行2次FIFA 11+練習，均安排在訓練前的熱身階段，F(xiàn)IFA 11+由基本跑動練習（6個動作）、力量平衡練習（6個動作）及高階跑動練習（3個動作）3個部分組成，第2部分練習動作又分3個級別，逐漸進階（表2）。實際完成全部FIFA 11+練習的時間在25 min左右。對照組進行日常的熱身訓練，如慢跑和牽伸等。兩組實驗期間除了熱身階段不同外，其余訓練均由同一教練帶隊，總訓練量基本一致。實驗干預時間為期8周，均安排在2017年春季學期。FI?FA 11+訓練進度安排參考Impellizzeri等[22]的方案，F(xiàn)I?FA 11+第1級練習3周，第2級練習3周，第3級練習2周。FIFA 11+組隊員的練習次數(shù)介于12～16次之間，共有4人完成了全部的16次練習，練習依從性為89%。

1.2 測試指標與方法

在干預前后采用德國IsoMed 2000等速肌力測試系統(tǒng)分別測試FIFA 11+組和對照組膝關節(jié)在60°/s和180°/s兩個角速度下主要屈伸肌群（腘繩肌和股四頭肌）的向心等速肌力特征變化，測試模式為向心-向心模式。60°/s和180°/s兩個角速度被廣泛應用于足球運動員膝關節(jié)等速肌力評價[21，24，29-34]，也是被推薦使用的兩個值[35]，60°/s更是被推薦用于青少年足球運動員的肌力評價[34]。測試主要包括以下5個指標：最大峰值力矩（peak torque，PT）、相對峰力矩（relative peak torque，RPT）、最大峰值功率（peak power，PP）、相對峰值功率（relative peak power，RPP）及膝關節(jié)屈伸肌群峰值力矩比，即腘繩肌峰值力矩與股四頭肌峰值力矩比（hamstring:quadriceps ratio，H︰Q）。比較實驗前后FIFA 11+組和C組等速肌力特征變化幅度（△=實驗后-實驗前）的差異。

表2 FIFA 11+練習內容（F-MARC）[9，28]

1.2.1 測試步驟

向運動員說明測試要求及注意事項；運動員準備活動熱身5～10分鐘；兩側關節(jié)分別在60°/s和180°/s兩個速度下測試；每個速度測試前運動員至少體驗3次，直至感覺可完全發(fā)力，兩側關節(jié)兩個速度測試間隔30秒；每個速度測試重復5次。為避免測試順序造成誤差，測試時順序隨機，測完一側關節(jié)兩個速度之后換另一側。

1.2.2 膝關節(jié)測試方法

根據(jù)運動員身高粗調座椅坐板長度，調節(jié)椅背使其直立角度到系統(tǒng)常用值75°；運動員坐上座椅，調節(jié)座椅背板前后距離，既要使運動員背部與椅背完全貼合，同時還要保證坐板另一端剛好在膝關節(jié)處；肩帶和腰帶固定上身，緊固帶固定需測試的大腿；調節(jié)動力頭和膝關節(jié)適配器，確定膝關節(jié)屈伸轉動中心，固定小腿和適配器；調節(jié)膝關節(jié)運動范圍為10°～90°，設置保護；調節(jié)手柄，使運動員能夠抓牢。60°/s和180°/s各測試5次，保存數(shù)據(jù)，換另一側測試。

1.3 統(tǒng)計學分析

使用GraphPad Prism 5.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。參照有關國際建議[36，37]，干預前FIFA 11+組和對照組基礎值及干預前后兩組相關指標變化幅度（△=干預后-干預前）均采用Mann-Whitney非參數(shù)檢驗法進行統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)采用中位數(shù)（25%～75%分位數(shù)）的方法表示。選擇變化幅度進行比較參考自Steffen等[38]。顯著性水平設在P＜0.05，非常顯著性水平為P＜0.01。

2 結果

2.1 兩組膝關節(jié)60°/s時的等速肌力特征變化

實驗干預前FIFA 11+組和對照組左、右兩側膝關節(jié)60°/s時的等速肌力指標基礎值間均無顯著性差異（P＞0.05）。8周干預后，F(xiàn)IFA 11+組左膝關節(jié)腘繩肌肌力水平顯著增加，△PT、△RPT、△PP、△RPP均顯著高于C組對應值（P＜0.05，P＜0.01）。相反，優(yōu)勢側右膝關節(jié)未見顯著變化（P＞0.05）。干預前后左、右兩側膝關節(jié)股四頭肌伸展時的等速肌力特征則均未見顯著變化（P＞0.05）。見表3、表4。

表3 兩組左膝關節(jié)60°/s時的等速肌力特征變化

表4 兩組右膝關節(jié)60°/s時的等速肌力變化

R P P（W/k g）1.1（0.9～1.2）1.2（1.1～1.3）0.1（0～0.2）1.0（0.8～1.1）1.1（1.0～1.3）0.2（0.1～0.3）0.4945股四頭肌-伸展P T（N m）R P T（N m/k g）P P（W）R P P（W/k g）136.4（97.3～154.8）2.5（2.1～2.8）96.7（69.5～104.1）1.7（1.5～2.0）128.7（103.8～154.5）2.6（2.2～2.8）88.7（73.6～99.6）1.8（1.5～1.9）1.1（－12.7～11.8）0（－0.2～0.3）－0.5（－15.1～6.9）0（－0.3～0.2）129.7（107.1～155.1）2.3（2.1～2.8）87.9（71.0～107.1）1.6（1.5～1.7）134.0（110.9～153.7）2.5（2.1～2.9）93.4（79.1～120.2）1.7（1.5～2.1）6.5（－1.4～8.0）0.1（0～0.1）6.8（1.8～15.5）0.1（0～0.3）0.79840.83350.19490.2345峰值力矩比H︰Q 0.56（0.51～0.62）0.63（0.52～0.72）0.03（－0.02～0.13）0.52（0.46～0.59）0.57（0.53～0.61）0.05（－0.05～0.15）0.9581

2.2 兩組膝關節(jié)180°/s時的等速肌力特征變化

實驗干預前FIFA 11+組和對照組的左右兩側膝關節(jié)180°/s時的等速肌力指標基礎值間均無顯著性差異（P＞0.05）。8周干預后，兩組等速肌力指標的變化幅度（△）間也無顯著性差異（P＞0.05）。見表5、表6。

表5 兩組左膝關節(jié)180°/s時的等速肌力變化

表6 兩組右膝關節(jié)180°/s時的等速肌力變化

3 討論

在僅有的數(shù)篇FIFA 11+對足球運動員膝關節(jié)等速肌力影響的研究中，研究對象均為職業(yè)或半職業(yè)的高水平運動員，平均年齡介于 17～22 歲之間[21，24，33]。僅見一篇文獻分析了FIFA 11損傷預防練習對青少年女子足球運動員（16～18歲）膝關節(jié)等速肌力的影響[38]。由于FIFA 11在預防損傷和改善身體功能方面無明顯效果[18，38，39]，隨后 F-MARC在其基礎上研制了升級版的FIFA 11+，而后者在預防損傷和改善身體素質方面的功效已經(jīng)得到充分證實[11，20]。因此，本研究分析了FI?FA 11+練習對低年齡段青少年校園足球運動員（13～15歲）膝關節(jié)等速肌力的影響。他們也是當前國內足球改革和推廣普及活動中涉及到的最大群體，因此被社會廣泛關注[8]。

從本研究的結果來看，F(xiàn)IFA 11+顯著改善了青少年校園足球運動員非優(yōu)勢側膝關節(jié)在60°/s時的腘繩肌肌力水平。FIFA 11+組腘繩肌的△PT、△RPT、△PP、△RPP均顯著高于C組（見表3）。而兩組股四頭肌肌力水平及H:Q比值在相同角速度下的變化幅度則無顯著性差異。此外，在180°/s角速度條件下時，膝關節(jié)腘繩肌、股四頭肌肌力特征均未見顯著性變化。綜上可見，本實驗中每周2次FIFA 11+練習帶來的改善效果主要體現(xiàn)在提升非優(yōu)勢側膝關節(jié)在慢速（60°/s）條件下的腘繩肌肌力水平。有學者認為測定膝關節(jié)等速肌力特征的角速度范圍應在60°/s～180°/s之間，超過180°/s的等速肌力測試可能并不準確[35]。其中60°/s被認為是評定膝關節(jié)肌群絕對力量的最佳角速度值，而180°/s則可用于測試快速力量和爆發(fā)力[24，34，35，40]。Daneshjoo等[24]在職業(yè)青年男子足球運動員的研究中也有類似發(fā)現(xiàn)。每周3次、持續(xù)8周的FIFA 11+干預后，F(xiàn)IFA 11+組（n=12）兩側腘繩肌60°/s和180°/s時的PT均顯著高于對照組（n=12），而兩組股四頭肌PT間則未見顯著性差異。同時，作者還認為60°/s是評價職業(yè)男子青年足球運動員的最佳角速度值。有所不同的是，在Danesh?joo等[24]的研究中，F(xiàn)IFA 11+組優(yōu)勢側腘繩肌在60°/s及雙側腘繩肌在180°/s時的PT也出現(xiàn)了顯著性改善。此外，該研究并未分析RPT、PP和RPP等相關等速肌力特征的變化。本研究中，F(xiàn)IFA 11+組優(yōu)勢側右膝關節(jié)腘繩肌 60°/s時的△PT[9.4（4.6～12.7） Nm]、△RPT[0.2（0.1～0.3） Nm/kg]、△PP[14.4（8.2～24.9） W]、△RPP[0.3（0.1～0.5）W/kg]與對照組△PT[1.2（－4.0～10.1） Nm]、△RPT[0 （－0.1～0.2） Nm/kg]、△PP[5.8（－1.8～20.2）W]、△RPP[0.1（0～0.4）W/kg]之間雖無顯著性差異，但也可見上升趨勢。結果間的差異還可能與運動員水平、總的干預訓練量、樣本量之間的差異有關。Brito等[21]采用單組前后測設計（pre-post tests），比較了FIFA 11+訓練對半職業(yè)男子成年足球運動員（n=20）膝關節(jié)肌力的影響。結果發(fā)現(xiàn)FIFA 11+干預后，優(yōu)勢側膝關節(jié)股四頭肌在60°/s和180°/s時的PT出現(xiàn)了顯著增長，而優(yōu)勢側腘繩肌PT僅在60°/s條件下出現(xiàn)顯著增長。相反，非優(yōu)勢側膝關節(jié)股四頭肌在兩個角速度條件下均未見顯著性變化，而非優(yōu)勢側腘繩肌在60°/s和180°/s時的PT及60°/s條件下的H:Q值均顯著改善。因此，作者進一步指出FIFA 11+干預后最相關的等速肌力特征變化出現(xiàn)在非優(yōu)勢側膝關節(jié)。顯然，該結論與本研究中的發(fā)現(xiàn)一致，即FIFA 11+可能對非優(yōu)勢側腘繩肌肌力水平的影響更為明顯。遺憾的是，Brito等[21]同樣只分析了PT這一個指標，并未分析其他相關等速肌力指標。

足球運動損傷主要發(fā)生在下肢。研究顯示在國內外高水平職業(yè)足球聯(lián)賽中，下肢損傷的比例可達80%以上，其中以大腿、膝關節(jié)、小腿和踝關節(jié)為最常見損傷部分[26，41]。此外，肌肉損傷可占到全部損傷的31%，其中又以腘繩肌損傷最為常見，占到全部肌肉損傷的37%[42]。在青少年足球運動員中，60%～90%的損傷發(fā)生在下肢，以踝關節(jié)、膝關節(jié)和大腿損傷最為常見[1]。在更低年齡段的7～12歲兒童中，約76%的損傷發(fā)生于下肢，其中以足踝部、膝關節(jié)和大腿為常見損傷部位[43]。而Meta分析顯示FIFA 11+可以分別將腘繩肌、膝關節(jié)和踝關節(jié)損傷降低60%、48%和32%[20]。就腘繩肌和膝關節(jié)損傷而言，肌肉力量和肌力失衡是其重要的內部風險因素（internal risk factors）[44，45]，因此 FIFA 11+對膝關節(jié)肌肉力量的改善是其損傷預防功效的重要原因之一[21，24]。本研究也證實了FIFA 11+練習對國內青少年校園足球運動員膝關節(jié)肌力的改善作用，因此，在青少年校園足球運動員中推廣和普及FIFA 11+可以對促進青少年身體素質、預防運動損傷及維護健康起到重要的作用。當然，后續(xù)有關長期FIFA 11+干預對青少年校園足球運動員損傷影響的流行病學調查研究也是非常必要的。為了實現(xiàn)FIFA 11+的損傷預防效果，F(xiàn)-MARC建議每周至少練習2次，且應長期堅持，每周練習次數(shù)越多其損傷預防功效越能得到保障[17，28]。在此前有關FIFA 11+對肌力和運動能力影響的研究中，F(xiàn)IFA 11+的練習頻率均為每周3次，持續(xù)時間在8～10周[21，22，24]。而本研究發(fā)現(xiàn)即使按照F-MARC建議的最低練習頻率，即每周2次，進行8周的短期訓練也能有效改善膝關節(jié)肌力。

4 結論和啟示

每周2次、持續(xù)8周的FIFA 11+練習可有效改善青少年校園足球運動員非優(yōu)勢側腘繩肌的肌力水平。因此，在當前足球改革和全國性校園足球推廣活動的背景下，在青少年校園足球運動員中推廣和普及FIFA 11+練習，可以改善身體素質、預防損傷，對最大化足球運動的健康效益、最小化損傷風險起到重要的積極作用。