3～6 歲幼兒單腿站立姿勢控制的動作發(fā)展特征

趙盼超，文蕊香，李嘉慧，梁 曉，姜桂萍，紀(jì)仲秋

人體姿勢控制能力是通過中樞神經(jīng)系統(tǒng) (CNS)整合視覺、本體感覺、前庭覺的多感官信息來維持身體重心在合理范圍內(nèi)移動，從而保持身體穩(wěn)定的能力［1］。單腿站立測試是評估姿勢控制能力常用且有效的方法，在《M-ABC 量表》中，單腿站立時長作為檢測靜態(tài)平衡能力的指標(biāo)，可以精確地篩選出平衡能力發(fā)育障礙的幼兒［2］。一項馬蹄內(nèi)翻足的研究表明，單腿站立測試可以有效評估骨嚴(yán)重受損幼兒的平衡能力［3］。長期單腿站立訓(xùn)練能夠提高幼兒的平衡能力和姿勢控制能力［4］，很多研究將其作為姿勢控制障礙疾病的治療方案，例如：腦卒中［5］、髖關(guān)節(jié)疾?。?］等。還有研究表明，單腿站立時重心控制能力對于獨立行走十分重要［7］。單腿站立動作不僅與姿勢控制能力的發(fā)展密切相關(guān)，也是幼兒階段必須掌握的基本動作技能，如果幼兒沒有掌握好基礎(chǔ)的動作技能，在成年期完成復(fù)雜動作的能力將會降低［8］194-196，這就說明對該動作發(fā)展的研究十分必要。Condon 等［9］的研究提出，單腿站立動作的發(fā)展會隨年齡的增長而顯著提高，到10 歲左右才接近成人水平。目前的研究中，足底壓力中心相關(guān)指標(biāo)作為評價姿勢穩(wěn)定性的“金標(biāo)準(zhǔn)”［10］，很多學(xué)者對其展開了研究，但幾乎沒有人對單腿站立動作技能的發(fā)展階段進行劃分，而該研究可以清晰描述動作特征，發(fā)現(xiàn)動作成熟時間，進而促進動作發(fā)展。因此，本文利用定性分析和定量分析相結(jié)合的方法探討年齡、動作發(fā)展階段、性別對單腿站立動作中關(guān)節(jié)角度和下肢肌力的影響，采用回歸方程篩選出對該動作產(chǎn)生影響的運動學(xué)指標(biāo)，以揭示3-6 歲幼兒單腿站立姿勢控制能力的發(fā)展規(guī)律并提出合理化建議。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本實驗在北京市2 所一級一類幼兒園中進行，分別在大、中、小班隨機抽取幼兒共135 人（男生為68人、女生為67 人）。按年齡將幼兒分為3 歲組(3≤X＜4)、4 歲組(4≤X＜5)、5 歲組(5≤X＜6)和 6 歲組(6≤X＜7)，受試者年齡＝測試當(dāng)天的日期－出生日期。納入標(biāo)準(zhǔn)為：有良好的理解能力，身體健康，沒有身體發(fā)育障礙和認知功能障礙疾病，無骨骼肌肉協(xié)調(diào)性疾病，運動能力正常。實驗前向受試父母詳細解釋并簽署知情同意書。實驗已通過北京師范大學(xué)倫理委員會的審批(201910210061)。

1.2 測試方法

1.2.1 測試工具

采用 BTS（Elite，BioengineeringTechnologyand Systems,Milano,SMART DX 700,Italy）紅外動作捕捉系統(tǒng)采集運動學(xué)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中8 個攝像頭和Vixta 數(shù)字錄像機的拍攝頻率均為100 Hz，分辨率為640 dpi×480 dpi。測試在Kistler 三維測力臺（KISTLER 公司，瑞士，型號：kistler928E）上進行，尺寸為0.6 m×0.4 m×0.2 m，采樣頻率為250 Hz，靜態(tài)檢測誤差小于0.5%，BTS 系統(tǒng)具有良好的可靠性和有效性［11］。

選用“Anybody 7.0”(AnyBody Technology 公司，德國)軟件建立幼兒個性化的仿真模型，按照Anybody 人體標(biāo)準(zhǔn)下肢模型粘貼Marker 點，位置見表1。

表1 Marker 點位置

1.2.2 測試程序

Kistler 三維測力臺放置場地中心，周圍環(huán)形放置8 個紅外攝像頭，三維測力臺和動作捕捉系統(tǒng)同步采集數(shù)據(jù)。測試前使用三維標(biāo)定框架對測試場地進行掃描，排除其他反光標(biāo)志物對測試過程的干擾，測量受試者身高、體質(zhì)量、骨盆寬、膝寬、踝寬、大腿長度和小腿長度等身體形態(tài)學(xué)指標(biāo)，用于仿真建模。隨后為受試者穿上緊身測試服，粘貼Marker 點。

受試者赤腳并雙腳站立在測力臺（消毒后使用）中心，雙臂自然下垂于體側(cè)。通過詢問常用踢球腿確定幼兒有利腿，本文選取的均是右利腿（支撐腿）的幼兒，左腿抬起。隨后，根據(jù)測試人員發(fā)出的指令，進行3次睜眼單腿站立測試，幼兒可根據(jù)自身情況利用手臂抬起策略維持平衡，鼓勵幼兒盡最大可能保持長時間的單腿站立。由一名測試人員發(fā)出指令并記錄數(shù)據(jù)，另一名在旁邊保護受試者。測試完畢后在皮膚接觸反光點處用酒精棉球進行擦拭消毒。

1.2.3 發(fā)展階段劃分

測試結(jié)束后，反復(fù)觀察每個幼兒的測試視頻，選取最穩(wěn)定的一次采集數(shù)據(jù)并進行分析。本文依據(jù)Seefeldt［8］197-200提出的整體序列法理論，從軀干傾斜、手臂位置與擺動、大腿抬起角度、支撐腿屈曲角度幾個方面，將單腿站立動作發(fā)展劃分為初級階段、中級階段和高級階段。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

運動學(xué)數(shù)據(jù)在“BTS Analyzer”軟件中處理，根據(jù)動作發(fā)展階段選取以下指標(biāo)進行計算：1）脊柱傾斜角：兩肩峰中點與第十節(jié)胸椎連線在額狀面上的投影與垂直軸的夾角；2）骨盆傾斜角：左右髂前上棘的連線在額狀面上的投影與額狀軸的夾角；3）髖關(guān)節(jié)屈曲角：髂前上棘、股骨大轉(zhuǎn)子和大腿中點連線投影到矢狀面上的夾角；4）髖關(guān)節(jié)外展角：股骨大轉(zhuǎn)子與大腿中點連線在額狀面上的投影與垂直軸的夾角；5）膝關(guān)節(jié)屈曲角度：左大腿中點、股骨外側(cè)髁、小腿中點連線投影到矢狀面上的夾角；6）踝關(guān)節(jié)屈曲角度：小腿中點、足外踝與第五跖骨連線投影到矢狀面上的夾角；7）支撐腿膝關(guān)節(jié)屈曲角度：右大腿中點、股骨外側(cè)髁、小腿中點連線投影到矢狀面上的夾角。

動力學(xué)數(shù)據(jù)處理過程：1） 將紅外數(shù)據(jù)在“BTS Tracker”軟件中進行連點，隨后在“BTS Analyzer”軟件中進行數(shù)據(jù)的平滑處理。2）將數(shù)據(jù)以C3D 的格式導(dǎo)出軟件，并導(dǎo)入“Anybody 7.0”軟件中，將幼兒的身高、體質(zhì)量、大腿長度、小腿長度和骨盆寬等主要形態(tài)學(xué)指標(biāo)，輸入軟件的腳本文件中。3）C3D 文件中的Marker點驅(qū)動對應(yīng)的人體骨骼系統(tǒng),程序運行完畢后，呈現(xiàn)關(guān)節(jié)力、力矩、肌肉力等指標(biāo),本文僅選取幼兒下肢肌力相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)理統(tǒng)計

采用SPSS 19.0 對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，各指標(biāo)以平均值和標(biāo)準(zhǔn)差（xˉ±s）的形式表示。本文所有連續(xù)型數(shù)值均滿足正態(tài)分布檢驗。以單因素方差分析比較站立時間差異；以三因素方差分析檢驗?zāi)挲g、動作發(fā)展階段和性別對幼兒站立姿勢控制的主效應(yīng)和交互效應(yīng)；以逐步回歸法建立單腿站立時間與關(guān)節(jié)角度和人體形態(tài)學(xué)參數(shù)的線性回歸方程；以雙因素方差分析檢驗?zāi)挲g和動作發(fā)展階段對幼兒肌力的影響；方差分析中，組間數(shù)據(jù)的兩兩比較均采用LSD 法；以p＜0.05 表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 受試基本情況

本研究中有135 名幼兒參加了實驗，男生為68人（3 歲組為 11 人、4 歲組為 22 人、5 歲組為 25 人、6歲組為 10 人），女生為 67 人（3 歲組為 9 人、4 歲組為26 人、5 歲組為 26 人、6 歲組為 6 人）。各年齡組幼兒的身高和體質(zhì)量均具有非常顯著性差異（p＜0.01），BMI 不具有顯著性差異。大腿長度、小腿長度、骨盆寬度、膝寬度和踝寬度隨年齡增長而增大，具有顯著性差異（p＜0.05）（見表 2）。

2.2 錄像分析結(jié)果

對所有受試幼兒的測試視頻進行觀察和比較，將3～6 歲幼兒單腿站立動作技能分為3 個發(fā)展階段，各階段的動作表現(xiàn)為：初級階段，脊柱和骨盆產(chǎn)生較大的傾斜和扭轉(zhuǎn)，軀干向非支撐腿傾斜，身體前傾。手臂抬起較高的高度，類似于跑步時手臂的高位保護策略，并伴隨上下晃動。大腿產(chǎn)生較大的抬起高度，髖關(guān)節(jié)產(chǎn)生較大的外展角度和較大程度的屈曲，膝關(guān)節(jié)產(chǎn)生較大程度的屈曲，勾腳尖，支撐腿膝關(guān)節(jié)屈曲角度較大。中級階段，脊柱和骨盆產(chǎn)生較小的傾斜，軀干接近直立。手臂抬起的高度較小，仍會有輕微的晃動，大腿抬起高度減小，髖關(guān)節(jié)外展角度和屈曲角度減小，膝關(guān)節(jié)屈曲角度減小，踝關(guān)節(jié)背曲角度減小，支撐腿膝關(guān)節(jié)屈曲角度減小。高級階段，脊柱和骨盆接近直立狀態(tài)，身體直立或后傾。手臂抬起的高度較小，并且保持穩(wěn)定在同一高度，髖關(guān)節(jié)呈現(xiàn)出最小的外展角度，大腿抬起高度和膝關(guān)節(jié)屈曲角度適中，踝關(guān)節(jié)自然下垂，支撐腿接近直立狀態(tài)。

圖1 為3～6 歲幼兒單腿站立動作發(fā)展階段的年齡分布比例圖，由圖1 可知，3 歲組分布在初級階段和中級階段，4 歲和5 歲組在3 個階段均有分布，6 歲組分布在中級階段和高級階段。

3 歲組處于初級階段的人數(shù)比例最高，男生人數(shù)占比為72.73%，女生人數(shù)占比為77.78%，中級階段男生人數(shù)占比為27.27%，女生人數(shù)占比為22.22%。4 歲組初級階段和中級階段的男生人數(shù)和女生人數(shù)的比例之和分別占該年齡段總?cè)藬?shù)的80%以上，中級階段的受試者人數(shù)比例最高，男生人數(shù)占比為45.45%，女生人數(shù)占比為53.85%。5 歲組中級階段和高級階段人數(shù)比例之和占該年齡段總?cè)藬?shù)的85%以上，男生中級階段的人數(shù)最多，占比為54.17%，而女生高級階段人數(shù)最多，占比為53.84%；6 歲組在高級階段的人數(shù)占比最多，男生為60%，女生為83.33%。3 個單腿站立動作發(fā)展階段中，初級階段人數(shù)隨年齡增大而減少，中級階段人數(shù)呈現(xiàn)年齡區(qū)間兩邊少，中間多的特點，高級階段人數(shù)隨年齡增大而增加。

表2 受試者基本信息

圖1 幼兒單腿站立動作發(fā)展階段的年齡分布比例

2.3 運動學(xué)結(jié)果

圖2 為不同年齡和不同動作發(fā)展階段幼兒單腿站立時長，從中可以看出，3～6 歲幼兒站立時間隨年齡增長和動作發(fā)展階段成熟而增加(p＜0.05)，不同性別表現(xiàn)出相同的趨勢。

圖2 不同年齡和不同動作發(fā)展階段幼兒單腿站立時間

采用 4（3 歲組、4 歲組、5 歲組、6 歲組）×3（初、中、高級階段）×2（男生、女生）的三因素方差分析，比較不同年齡、不同動作發(fā)展階段、不同性別的幼兒單腿站立動作的運動學(xué)參數(shù)之間的差異（見表3）。

表3 不同年齡、不同動作發(fā)展階段、不同性別的受試單腿站立動作技能運動學(xué)參數(shù)的方差分析

受試3～6 歲幼兒在膝關(guān)節(jié)屈曲角度上出現(xiàn)顯著階段主效應(yīng)(F［2,106］=4.47，p=0.01＜0.05)和年齡×階段的交互效應(yīng)(F［4,106］=2.91，p=0.03＜0.05)。踝關(guān)節(jié)屈曲角度出現(xiàn)顯著年齡×性別（F［3,105］=4.85，p=0.00＜0.01）的交互效應(yīng)。髖關(guān)節(jié)屈曲角度出現(xiàn)顯著性別主效應(yīng)（F［1,108］=7.61，p=0.01＜0.05）。支撐腿膝關(guān)節(jié)屈曲角度出現(xiàn)顯著的階段×性別交互效應(yīng)（F［2,106］=4.84，p=0.01＜0.05）。髖外展角度出現(xiàn)顯著性別主效應(yīng)（F［1,103］=5.09，p=0.03＜0.05）。

主效應(yīng)結(jié)果表明：膝關(guān)節(jié)屈曲角度，初級階段顯著大于高級階段。受試男生髖關(guān)節(jié)屈曲角和髖外展角度均大于受試女生。簡單效應(yīng)分析表明：5 歲組膝關(guān)節(jié)屈曲角度，初級階段顯著大于中、高級階段；3 歲組和6 歲組的踝關(guān)節(jié)屈曲角度產(chǎn)生性別差異，隨年齡增長，受試女生踝關(guān)節(jié)屈曲角度逐漸減??；在初級階段，支撐腿膝關(guān)節(jié)屈曲角度出現(xiàn)性別差異，隨年齡增長，受試女生支撐腿膝關(guān)節(jié)屈曲角度逐漸增加（見圖3）。

圖3 關(guān)節(jié)屈曲角度的主效應(yīng)與交互效應(yīng)

2.4 回歸分析與建模結(jié)果

單腿站立時間與人體形態(tài)學(xué)參數(shù)均具有非常顯著正相關(guān)關(guān)系，與支撐腿膝關(guān)節(jié)屈曲角度具有顯著正相關(guān)關(guān)系，與髖外展角度具有顯著負相關(guān)關(guān)系（見表4）。

選取顯著相關(guān)的8 個指標(biāo)為自變量，站立時間為因變量，選擇逐步回歸法進行線性回歸分析。VIF 為方差膨脹系數(shù)，當(dāng)其值大于3 時，說明存在共線性的問題，將所有數(shù)據(jù)導(dǎo)入自變量框中，發(fā)現(xiàn)大腿長度、小腿長度和腿的長度3 個指標(biāo)的VIF 值＞3,說明出現(xiàn)共線性問題，因此將腿的長度剔除。當(dāng)DW 值的范圍在（1.5～2.5）之間時，認為樣本之間無自我相關(guān)，樣本獨立。由表5 得到回歸方程：Y=-85.14+2.36x1+0.26x2,其中：Y表示站立時間，x1表示小腿長度，x2表示支撐腿膝關(guān)節(jié)屈曲角度。

表4 站立時間與人體形態(tài)學(xué)和運動學(xué)參數(shù)的相關(guān)性

表5 站立時間與人體形態(tài)學(xué)參數(shù)和關(guān)節(jié)角度的回歸分析

2.5 動力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計結(jié)果

采用雙因素方差分析對29 名4～6 歲受試幼兒（4歲組為 14 人，5 歲組為 8 人，6 歲組為 7 人） 進行下肢肌力分析。為排除體質(zhì)量的影響，下圖均是除以體質(zhì)量后的標(biāo)準(zhǔn)化肌力數(shù)據(jù)。右腿（支撐腿）在長收肌AL（F［2,11］=5.97, p=0.02＜0.05）、閉孔外肌上束 OES（F［2,12］=4.16,p=0.04＜0.05）和髂肌中束 IM（F［2,13］=4.39,p=0.04＜0.05）肌力體現(xiàn)出了年齡的主效應(yīng)（如圖4 所示）。左腿（非支撐腿）在半膜肌SB（F［2,11］=11.63,p=0.00＜0.01）、股二頭肌短頭 BFCB（F［2,20］=4.29, p=0.03＜0.05）、縫匠肌 Sartorius（F［2,20］=12.36,p=0.00＜0.01）、髂肌中束 IM（F［2,20］=5.03, p=0.02＜0.05）、臀中肌前束 GMEA（F［2,16］=4.83,p=0.04＜0.05）、闊筋膜張肌 TFL（F［2,20］=5.21,p=0.02＜0.05）肌力體現(xiàn)出動作技能發(fā)展階段主效應(yīng)（如圖5 所示），AL（F［2,10］=5.76,p=0.02＜0.05）、閉孔內(nèi)肌OI（F［1,13］=6.04,p=0.03＜0.05）體現(xiàn)出年齡×動作技能發(fā)展階段交互效應(yīng)。

圖4 右腿（支撐腿）肌力年齡主效應(yīng)

3 分析與討論

3.1 幼兒單腿站立姿勢控制能力的階段發(fā)展特征

本文依據(jù)整體序列法將3～6 歲受試幼兒單腿站立動作劃分為初級、中級和高級3 個發(fā)展階段，這是描述基本動作技能的常用方法，Seefeldt 等［12］和 Halverson 等［13］采用這種方法描述同時出現(xiàn)在兒童動作發(fā)展的一般特征和行為模式，為動作技能模式提供了一種快速分類方法。動作技能發(fā)展階段劃分可以幫助教師、家長及研究人員了解幼兒動作技能發(fā)展水平并發(fā)現(xiàn)瓶頸和關(guān)鍵期，進而促進幼兒動作技能良性發(fā)展。

圖5 左腿（非支撐腿）肌力階段主效應(yīng)

整體序列法作為一種定性研究方法，能夠很好地評價幼兒動作技能的成熟程度。范雪等［14］采用該方法對我國3～6 歲幼兒跑步動作技能進行重新劃分，發(fā)現(xiàn)3 個發(fā)展階段更適合我國幼兒的基本特征。文蕊香等［15］依據(jù)整體序列法將806 名幼兒投擲動作劃分為5 個發(fā)展階段，發(fā)現(xiàn)第2 階段是學(xué)齡前幼兒投擲動作發(fā)展的瓶頸, 并提出了每個年齡段應(yīng)注意的問題和動作技能發(fā)展的建議。張瑩［16］按照部分序列法對幼兒投擲動作進行階段劃分，細致地探討了投擲動作的發(fā)展水平，并提出，幼兒投擲動作的發(fā)展并非是隨年齡增長的線性增長模式，與投擲動作發(fā)展階段和投擲經(jīng)驗密切相關(guān)。本文將睜眼單腿站立動作劃分為3 個發(fā)展階段，能夠清晰地了解不同年齡受試幼兒單腿站立動作技能的發(fā)展變化。

3 歲組受試幼兒僅存在初級階段、中級階段，且女生初級階段的人數(shù)比例大于中級階段。4 歲組包括3個發(fā)展階段，女生中級階段的人數(shù)占比大于男生。3～4 歲是幼兒從初級階段、中級階段向高級階段的過渡。5 歲組女生高級階段的人數(shù)占比大于男生。到了6 歲組，僅存在中、高級階段，且女生高級階段的人數(shù)占比大于男生。綜上所述，隨著年齡的增長，3～6 歲受試幼兒單腿站立動作逐漸發(fā)展成熟。初級階段的人數(shù)隨年齡增長而減少，中級階段出現(xiàn)在全部的年齡組，呈現(xiàn)3～6 歲年齡區(qū)間兩邊少、中間多的特征，高級階段的人數(shù)隨年齡增長而增加。女生的動作發(fā)展各階段人數(shù)逐漸多于男生，到了5～6 歲女生動作發(fā)展高級階段人數(shù)明顯高于男生。

3.2 幼兒單腿站立姿勢控制能力的運動學(xué)特征

本研究統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示出膝關(guān)節(jié)屈曲角度的階段主效應(yīng)、髖關(guān)節(jié)屈曲角度和髖外展角度的性別主效應(yīng)，呈現(xiàn)出更多的交互效應(yīng)，表明3 個自變量中至少有兩者對因變量有顯著性的影響。幼兒單腿站立動作技能發(fā)展初級階段，幼兒為了保持身體的穩(wěn)定，會讓自己的軀干貼近非支撐腿，因此，初級階段的幼兒膝關(guān)節(jié)角度較中級階段、高級階段大，在5 歲組最明顯。髖關(guān)節(jié)屈曲角度和外展角度均表現(xiàn)出男生大于女生，男生需要抬高肢體并借助額狀面運動才能維持身體的穩(wěn)定［17］，這與年齡小的幼兒在跑步時，采用的手臂高位保護策略相似［8］。踝關(guān)節(jié)屈曲角度的簡單效應(yīng)分析表明：女生隨年齡增長踝關(guān)節(jié)屈曲角度減小，3 歲和6 歲組均出現(xiàn)性別差異，但趨勢不同，可能是由于本文中6 歲組女生人數(shù)較少導(dǎo)致。支撐腿膝關(guān)節(jié)屈曲角度出現(xiàn)階段×性別的交互效應(yīng)，隨動作技能發(fā)展階段的由初級到高級，女生支撐腿膝關(guān)節(jié)屈曲角度逐漸增大，說明支撐腿伸得越直。初級階段男生支撐腿膝關(guān)節(jié)屈曲角度顯著大于女生，推測可能與男女生下肢肌力特征的差異有關(guān)［18］。3～6 歲幼兒的單腿站立動作特征受年齡、動作技能發(fā)展階段和性別3 個因素的影響，主要在下肢髖、膝、踝關(guān)節(jié)角度上出現(xiàn)差異，而脊柱和骨盆傾斜角度沒有出現(xiàn)差異性特征，需要進一步用相關(guān)分析和回歸分析篩選出對站立時間產(chǎn)生影響的主要指標(biāo)。

3.3 幼兒單腿站立姿勢控制能力的回歸方程建模分析

站立時長作為評價單腿站立姿勢控制能力發(fā)展的簡便易測指標(biāo)，可以評價幼兒姿勢的穩(wěn)定程度，是一個結(jié)果性評價指標(biāo)［19-20］，同時，單腿平衡動作需要全身關(guān)節(jié)的調(diào)控才能維持，因此，關(guān)節(jié)角度是過程性評價指標(biāo)。幼兒身體發(fā)育指標(biāo)作為客觀條件，也會對其站立時間產(chǎn)生影響，因此，本文旨在建立運動學(xué)、人體形態(tài)學(xué)指標(biāo)與單腿站立時長的回歸方程。統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，主要影響受試幼兒單腿站立時長的因素是小腿長度和支撐腿膝關(guān)節(jié)屈曲角度，小腿長度與年齡增長密切相關(guān)，隨年齡的增長逐漸增長，而3～6 歲也是幼兒生長發(fā)育的快速增長期。在高級階段，幼兒支撐腿幾乎完全伸直，膝關(guān)節(jié)屈曲接近180°，但年齡小的受試幼兒和初級階段的受試幼兒支撐腿膝關(guān)節(jié)屈曲角度都較大，因此，教師應(yīng)該有意識地鍛煉受試幼兒膝關(guān)節(jié)伸肌群肌力，能夠促進該動作技能的發(fā)展。

3.4 幼兒單腿站立姿勢控制能力的動力學(xué)特征

本文采用“Anybody7.0”軟件計算下肢肌力，它可以針對不同尺寸的身體生成相應(yīng)的骨胳肌模型，調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)置或自定義的縮放準(zhǔn)則函數(shù)，對系統(tǒng)中的默認模型（25 bones and 500 muscles）進行縮放［21］。已有研究提出：下肢肌力與單腿站立時長具有很顯著的相關(guān)性［22］。由于肌肉與認知功能發(fā)育不成熟，年齡較小的幼兒無法到達30 s 的單腿站立時長［23］。從本文統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，支撐腿肌力大小主要受年齡的影響，長收肌、閉孔外肌上束、髂肌中束肌力均呈現(xiàn)出“高-低-高”的肌力特征，5 歲可能是肌力增長的分化階段。長收肌位于大腿內(nèi)側(cè)，主要對髖關(guān)節(jié)的內(nèi)收起作用。閉孔外肌是緊貼髖關(guān)節(jié)囊后部唯一的肌肉，主要對髖關(guān)節(jié)的旋外起作用，并維持髖關(guān)節(jié)穩(wěn)定。髂肌主要對髖關(guān)節(jié)的屈曲和外旋起作用。Raffalt 等［24］的研究表明，年齡小的幼兒由于姿勢控制能力較差，肌肉發(fā)力不協(xié)調(diào)，會出現(xiàn)無法合理分配肌力和共收縮的現(xiàn)象，這可能是本研究中4 歲組表現(xiàn)出較大肌力的原因，而6 歲組的幼兒肌力分配合理，出現(xiàn)了肌力節(jié)省化現(xiàn)象。非支撐腿肌力更多地表現(xiàn)出階段主效應(yīng)，6 塊肌肉肌力隨動作技能發(fā)展階段增大或減小。半膜肌和股二頭肌短頭都位于大腿后側(cè)，功能相似，在單腿站立動作中，主要在屈膝時起作用。隨著動作技能發(fā)展階段由初級到高級，股二頭肌短頭的肌力逐漸增長代替半膜肌成為主要的屈膝肌，兩者呈現(xiàn)出此消彼長的特征?？p匠肌是人體內(nèi)最長的肌肉，闊筋膜張肌位于大腿外側(cè)，主要對髖外展、屈曲和穩(wěn)定膝關(guān)節(jié)外側(cè)起作用，兩塊肌肉作為固定骨盆的吊索，在靜力和動力狀態(tài)下共同維持身體平衡，隨動作技能發(fā)展階段由初級到高級，肌力逐漸增大。髂肌主要在髖關(guān)節(jié)的屈曲和外旋時起作用，肌力逐漸增大。臀中肌前束在髖關(guān)節(jié)屈曲和內(nèi)旋時起作用，隨單腿站立動作發(fā)展階段由初級到高級，肌力逐漸減小。

3.5 不足與展望

本文選取的運動學(xué)指標(biāo)還不夠全面，選取的受試者人數(shù)較少，在肌力分析時未對3 歲組幼兒的肌力統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析，未來應(yīng)增加額狀面和水平面的關(guān)節(jié)角度指標(biāo)，增加受試者人數(shù)，擴大年齡范圍。

4 結(jié)論

1）3～6 歲幼兒單腿站立動作可分為初級、中級和高級3 個發(fā)展階段，初級階段人數(shù)隨年齡增大而減少，中級階段人數(shù)呈現(xiàn)兩邊少、中間多的特征，高級階段人數(shù)隨年齡增大而增加。

2）3～6 歲幼兒單腿站立姿勢控制能力的運動學(xué)特征受年齡、性別與動作技能發(fā)展階段的顯著影響，存在較多的交互效應(yīng)，主要體現(xiàn)在下肢髖、膝、踝關(guān)節(jié)角度的差異上，站立時長主要受到小腿長度和支撐腿膝關(guān)節(jié)屈曲角度的影響。

3）3～6 歲幼兒支撐腿肌力主要受年齡的影響，肌力變化呈現(xiàn)“高- 低- 高”的特征。5 歲可能是肌力發(fā)展的分化階段，非支撐腿肌力隨單腿站立動作技能發(fā)展階段由初級到高級，呈線性增大或減小的趨勢。