右手持拍男性乒乓球運動員脊柱形態(tài)特征的研究

陳思蕙, 王澤平, 李拖曉, 陳必成, 顧慧亞, 裘琴兒

右手持拍男性乒乓球運動員脊柱形態(tài)特征的研究

陳思蕙, 王澤平, 李拖曉, 陳必成, 顧慧亞*, 裘琴兒

（寧波大學 體育學院, 浙江 寧波 315211）

旨在研究比較右手持拍男性乒乓球運動員與普通男性大學生的脊柱形態(tài)差異. 利用DIERS光學三維脊柱分析儀各測量了40名男性大學生的脊柱參數(shù). 研究發(fā)現(xiàn)右手持拍男性乒乓球運動員的骨盆傾斜距離、脊柱冠狀面偏移距離、軀干傾角、脊柱偏移距離、脊柱矢狀面偏移距離以及脊柱矢狀面偏移角度與普通男性大學生相關指標表現(xiàn)出顯著性差異(<0.05); 右手持拍男性乒乓球運動員胸曲后凸角和腰曲前凸角均值低于普通男性大學生, 但無顯著性差異(>0.05). 結果表明, 乒乓球運動員的脊柱形態(tài)產生一定程度的變化可能與其長時間進行單側的大強度訓練有關.

右手持拍; 男性乒乓球運動員; 姿勢; 脊柱

脊柱是人體的中軸骨骼, 具有負重、減震、保護和運動等功能. 但是不良生活習慣、工作姿勢、運動方式都可能造成脊柱變形, 某些特殊技術要求的運動, 使得脊柱兩邊的肌肉受力不均, 負荷過大, 也會出現(xiàn)這種現(xiàn)狀. 其中乒乓球是典型的技術型運動項目, 乒乓球運動員的職業(yè)生涯一般開始于6~7歲[1], 每天訓練6~7h, 在冬夏集訓時間更久強度更大. 乒乓球運動員進行長期的反復、大強度、單側發(fā)力的訓練[2], 極易導致脊柱形態(tài)側彎. 脊柱結構改變不僅影響運動員的日常生活, 而且限制著運動員的技術水準的發(fā)揮, 甚至會因此過早結束運動生涯. 目前國內外關于脊柱的研究大多集中在臨床醫(yī)學的治療領域, 對乒乓球運動員脊柱形態(tài)的防治研究并不多, 極少數(shù)的資料也只是關于青少年運動員的身體姿態(tài)的調查研究.

1 研究對象和研究方法

1.1 研究對象

研究對象為寧波大學乒乓球隊右手持拍的男性乒乓球運動員, 共有40人, 他們都是國家一級、二級運動員, 最短的專業(yè)訓練時間是9a, 最長有15a. 對照組是隨機抽取年齡相仿的40名寧波大學普通男性大學生, 習慣手皆為右手, 沒有任何專業(yè)體育訓練經歷, 身體健康, 無運動受傷現(xiàn)象. 研究對象基本情況見表1.

表1 研究對象基本情況表

注:①為右手持拍男性乒乓球運動員, ②為普通男性大學生, 下表同.

1.2 研究方法

1.2.1 測量儀器

測試采用德國DIERS光學三維脊柱分析儀. 整套儀器由光柵投影儀、光柵攝像、脊柱形態(tài)測試分析軟件、集成臺架、數(shù)據連接線組成.

1.2.2 測量原理

德國DIERS光學三維脊柱分析儀基于數(shù)字相移條紋投影技術, 以莫爾條紋原理為基礎, 采用正弦光柵投影和相移技術, 通過對脊柱后部的外部輪廓進行配準, 用CCD攝像機將變形條紋拍攝下來, 利用計算機相位場提取信息, 經系統(tǒng)標定, 坐標變換得到物體表面的三維數(shù)據, 從而實現(xiàn)對脊柱無創(chuàng)、準確的評估. 利用重建的高分辨率表面和解剖學及病理學知識模型可自動探測解剖學標志、椎骨位置. 重建的三維脊柱模型可以顯示出被檢測脊柱和骨盆的完整形狀和位置, 為臨床診斷提供重要的測量數(shù)據. 形態(tài)測量如圖1和圖2所示.

注: VP: 隆椎; DL: 左髂后上脊; DR: 右髂后上脊; DM: 左右腰窩連線中點; 下圖同.

注: LA: 腰椎最凸點; KA: 胸椎向后最凸點; ICT: 頸椎胸椎拐點; ITL: 胸椎腰椎拐點; ILS: 腰椎骶骨拐點.

1.2.3 測量數(shù)據可靠性支持

Frerich等[3]對14例典型青少年特發(fā)性脊柱側凸(AIS)患者進行30次重復測量, 發(fā)現(xiàn)光學測量儀的Cobb角與X線測量值之間的相關性很強(95%置信區(qū)間), 研究認為DIERS系統(tǒng)能夠可靠地用于AIS患者的監(jiān)測. Lason等[4]測定的重復性和變異系數(shù)在健康人無癥狀人群重復評估中的應用價值被認為該技術應用正確, 結果重復測量間的相關性令人滿意(=0.49~0.55), 重復性好, 可適用于臨床試驗. Hendrik等[5]通過對實驗記錄的一系列圖像數(shù)據取平均值, 發(fā)現(xiàn)脊柱參數(shù)的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性較高. Yawn等[6]認為DIERS光學三維脊柱儀可以用于長期觀察和監(jiān)測脊柱, 以評估脊柱曲線的進展. 最近的文獻表明, 隨著更強大的計算系統(tǒng)和更復雜公式的使用, 使表面形貌與內部三維脊柱形狀相關聯(lián)的數(shù)學模型的準確性已經得到了改善[7-8].

1.2.4 測量步驟

實驗前, 向研究對象告知實驗內容, 并簽署實驗知情同意書. 詢問研究對象基本信息. 研究對象在實驗進行時必須脫衣, 僅穿內褲, 長發(fā)的研究對象可以用適當方式將頭發(fā)扎起來. 暴露從C7(頸7棘突)到S3(臀裂)的整個背部, 內褲下拉至臀部以下. 同時, 摘除戒指、手表、眼鏡以及項鏈, 防止其反射光柵, 保證沒有人為曲度改變. 調節(jié)的唯一標準是攝像頭圖像, 當研究對象圖像相對位于顯示器中間, 綠色水平線位于背中部時, 高度基本設定. 開始測試后, 研究對象要以最自然的姿勢站立于儀器前約2m處, 并保持直立姿勢30~60s, 減少重心搖擺的影響.

1.2.5 統(tǒng)計方法

2 研究結果

2.1 冠狀面脊柱形態(tài)參數(shù)分析

由表2可見, 右手持拍男性乒乓球運動員的骨盆傾斜距離、脊柱冠狀面偏移距離、軀干偏移距離以及脊柱偏移距離都比普通男性大學生大, 且軀干偏移距離大于7.5mm; 此外, 還需考慮脊柱側凸情況, 兩組的骨盆傾斜距離、脊柱冠狀面偏移距離和脊柱偏移距離有顯著性差異. 右手持拍男性乒乓球運動員的VP-DM(隆椎-左右腰窩連線中點)和VP-SP(隆椎-骶骨點)都比普通男性大學生略長, 但不存在顯著性差異; 而右手持拍男性乒乓球運動員的兩腰窩距離略低于普通男性大學生, 但無顯著性差異.

2.2 矢狀面脊柱形態(tài)參數(shù)分析

VP、CA、DM以及LA數(shù)值都是各個點到胸椎向后最凸點切線的垂直距離. 從表3可見, 右手持拍男性乒乓球運動員的基本姿勢參數(shù)CA、DM、LA和普通男性大學生不存在顯著差異, 右手持拍男性乒乓球運動員的VP高于普通男性大學生, 有顯著差異.

表2 冠狀面脊柱形態(tài)參數(shù)表

注: 軀干長度定義為VP到DM或SP(骶骨點)的距離.

表3 矢狀面基本姿勢參數(shù)表

注: CA為頸椎最凸點.

從表4可見, 右手持拍男性乒乓球運動員的頸椎胸椎拐點值、頸椎前凸頂點與胸椎后凸頂點的水平距離、胸椎后凸頂點與腰椎前凸頂點的水平距離, 腰椎骶骨拐點、胸椎后凸最高點及腰椎前凸最高點都比普通男性大學生略高; 但是脊柱矢狀面偏移距離明顯高于普通男性大學生, 并且存在顯著差異性. 右手持拍男性乒乓球運動員只有胸椎腰椎拐點比普通男性大學生略低, 不存在差異性.

由表5可見, 右手持拍男性乒乓球運動員的骨盆水平旋轉角度略高于普通男性大學生, 但無顯著性差異. 而軀干傾角和脊柱矢狀面偏移角度明顯高于普通男性大學生, 且具有顯著差異性. 胸曲后凸角正常范圍是45°~55°, 腰曲前凸角的正常范圍是32°~37°, 兩組的胸曲后凸角都低于正常數(shù)值. 而右手持拍男性乒乓球運動員的胸曲后凸角、腰曲前凸角皆略低于普通男性大學生, 不存在顯著性差異.

表4 矢狀面距離參數(shù)表

表5 矢狀面角度參數(shù)表

3 討論與分析

3.1 乒乓球運動員冠狀面脊柱形態(tài)分析

張秦等[9]在對高水平乒乓球運動員的研究中發(fā)現(xiàn), 運動員持拍手的肌群力量較非持拍手強; 而肩胛提肌的不平衡會導致含胸、駝背以及翼狀肩胛.

近幾年, 脊柱冠狀面平衡的研究也得到了越來越多的關注. 脊柱冠狀面失衡是造成脊柱畸形、腰痛和功能障礙的重要潛在因素之一. 乒乓球運動員長期使用單手持拍, 他們軀干持拍側的肌肉相對發(fā)達, 當軀干兩側的肌肉發(fā)育不均勻時, 會導致冠狀面的姿勢不對稱[10]. 脊柱冠狀面失衡在臨床表現(xiàn)出骨盆傾斜、坐位或站立位不穩(wěn)及嚴重的外觀畸形. 歪斜的骨盆會使得脊柱在直立位不能保持穩(wěn)定[11]. 軸性疼痛、根性疼痛和神經源性跛行可能源于脊柱側彎, 在一定程度上與脊柱冠狀面失衡有關. 脊柱冠狀面畸形在運動中會導致動作技術變形, 造成運動員多部位受傷. 本研究中右手持拍男性乒乓球運動員的冠狀面參數(shù)同樣出現(xiàn)了明顯的變化, 印證了相關學者的研究結果.

3.2 乒乓球運動員矢狀面脊柱形態(tài)分析

正常的脊柱生理彎曲是可以增加脊柱的彈性, 減緩、分散重力和運動帶來的沖擊, 保護脊髓和大腦[12]. 脊柱矢狀面的正常曲度維持著脊柱承載軸向負荷及軀干前后的平衡. 但Jackson等[13]認為脊柱矢狀面偏移距離超過25mm就可能存在脊柱矢狀面失衡. Tomohiro等[14]研究表明軀干傾角與脊柱側偏參數(shù)顯著相關. 本研究中的右手持拍男性乒乓球運動員的脊柱矢狀面偏移距離、脊柱矢狀面偏移角度與普通男性大學生相比, 表現(xiàn)出顯著差異性; 且胸椎和腰椎生理彎曲變小, 低于正常范圍. 脊柱發(fā)生矢狀面失衡, 不僅是局部問題, 更是軀體逐漸發(fā)生代償?shù)倪^程. 但是長期姿勢不良, 導致頸椎的前凸可能逐漸消失, 甚至變直或反張[15], 脊柱極易受到沖擊, 導致腰椎的結構改變[16], 而出現(xiàn)肌肉酸痛、肌肉僵直等臨床癥狀. 當人體重心發(fā)生前移, 腰椎前凸逐漸增大, 腰椎關節(jié)負荷加重, 如果長時間站立、行走就會出現(xiàn)腰背部疼痛. 當腰椎前凸逐漸減小時, 胸椎后凸會相應減小以保持平衡; 當胸椎后凸嚴重時, 頸椎前凸也會增大, 人體通過屈膝、骨盆后傾進行代償[17], 甚至需要拄拐代償. Keller等[18]研究發(fā)現(xiàn), 脊柱的曲度改變與下腰痛、椎間盤病變和脊柱韌帶骨化有關.

4 結語

對比右手持拍男性乒乓球運動員和普通男性大學生的脊柱參數(shù), 發(fā)現(xiàn)右手持拍乒乓球運動使運動員脊柱形態(tài)產生一定程度的影響, 運動員的胸椎和腰椎生理彎曲減小, 其冠狀面和矢狀面的部分參數(shù)都與普通大學生存在顯著差異, 這可能與右手持拍乒乓球運動員長時間進行單側大強度訓練有關, 導致運動員的脊柱穩(wěn)定性相對較差.

加強乒乓球運動員對于身體形態(tài)和運動損傷方面學習, 通過非持拍手的補償練習和反向肌肉力量訓練提高肌肉能力, 改善乒乓球運動員的身體狀態(tài), 預防運動損傷.

本研究僅選取了脊柱和骨盆參數(shù), 在以后的研究中可以適當增加肩部、下肢動態(tài)參數(shù), 針對乒乓球運動員不同的運動狀態(tài)進行測試, 以便更全面細致地探究乒乓球運動對人體脊柱的影響.

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Study on morphological characteristics of right-handed male table tennis player spines

CHEN Sihui, WANG Zeping, LI Tuoxiao, CHEN Bicheng, GU Huiya*, QIU Qiner

( Faculty of Physical Education, Ningbo University, Ningbo 315211, China )

The study aims to compare the morphology differences of spines between right-handed male table tennis players and ordinary male college students. Spinal parameters of 40 male table tennis players with right hand paddles and 40 ordinary male college students were measured using 3D DIERS Spinal Measurements. Results reveal that analysis of parameters of pelvic tilt, coronal imbalance VP-DM shift distance, trunk inclination, lateral deviation, sagittal imbalance VP-DM shift distance and sagittal imbalance VP-DM shift angle are found to be significantly higher in right-handed male table tennis players compared to ordinary male college students (<0.05). In addition, the mean of thoracic kyphosis and lumbar lordosis of right-handed male table tennis players is lower than that of ordinary male college students, but no significant difference (>0.05) is found thus far. The study suggests that the change of spinal morphology of the male table tennis players is associated with the long-term unilateral high-intensity training.

right-handed; male table tennis player; posture; spine

G804.21

A

1001-5132（2020）01-0116-05

2019?04?18.

寧波大學學報（理工版）網址: http://journallg.nbu.edu.cn/

寧波市橫向課題（HS2019000006）.

陳思蕙（1995－）, 女, 江西上饒人, 在讀碩士研究生, 主要研究方向: 健康體適能. E-mail: chensihye@163.com

顧慧亞（1979－）, 女, 浙江寧海人, 講師, 主要研究方向: 體育教育學. E-mail: guhuiya@nbu.edu.cn

（責任編輯 章踐立）