足球運動員專項疲勞對其ACL損傷高危動作運動學(xué)特征的影響

郭 浩 ，劉瑞瑞 ，王廣宇 ，張美珍 ，2*，劉 卉

非接觸性前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）損傷機制，由于其因素較多且復(fù)雜，目前尚無定論（Ben‐jaminse et al.，2019；McLean et al.，2009）。雖然已有相關(guān)研究，但ACL損傷率仍居高不下，足球運動員ACL損傷尤為突出（Agel et al.，2016），且多發(fā)生于落地、突然變向以及防守狀態(tài)時（Brophy et al.，2015）等。Walden等（2016）對歐洲職業(yè)足球運動員近15年的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，每年ACL損傷率持續(xù)增加6%，并且每隊每賽季ACL損傷率為40%。ACL損傷不僅會導(dǎo)致運動員訓(xùn)練中斷（Ard‐ern et al.，2011），還會引起膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎等慢性疾病并增加下肢功能受損的風(fēng)險（Kim et al.，2011）。

研究證實，與神經(jīng)肌肉控制相關(guān)的生物力學(xué)因素可能是非接觸性ACL損傷的主要危險因素之一（張美珍，2012）。流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，足球運動員運動損傷率隨比賽進行時間的增加而增加，且損傷通常發(fā)生在比賽下半場（尹彥 等，2017；Delextrat et al.，2010）。這是由于疲勞程度累積導(dǎo)致神經(jīng)肌肉功能下降，從而增加損傷風(fēng)險（Steib et al.，2013）。有研究指出，足球運動員在大強度運動過程中產(chǎn)生的運動性疲勞可造成中樞和外周神經(jīng)肌肉控制功能退化（Borotikar et al.，2008），疲勞后可造成著地時較小的髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)屈曲角度，較大的膝外翻角度和力矩（Borotikar et al.，2008；McLean et al.，2009）、膝關(guān)節(jié)屈伸肌力不足和屈伸肌力不平衡以及腘繩肌電-機械延遲明顯增加等（De Ste Croix et al.，2015；Lehnert et al.，2017）。因此，運動性疲勞可能是誘發(fā)足球運動員ACL損傷的危險因素之一（Yu et al.，2007）。

研究表明，疲勞誘導(dǎo)方案對實驗結(jié)果具有影響（劉海瑞等，2014）。目前，國內(nèi)外基于疲勞研究的方案多為通用性（一般性）疲勞方案（劉海瑞等，2014），鮮見針對足球?qū)ｍ椮摵上缕诘南嚓P(guān)研究。本文參考Lovell等（2008）提出的足球?qū)ｍ楏w能測試（soccer‐specific aerobic fitness test，SAFT90）方案進行研究，分析專項運動性疲勞前、后對足球運動員完成單腳落地跳和側(cè)切動作時軀干和下肢運動學(xué)的影響，并采用能較準(zhǔn)確反映足球比賽負荷的專項性疲勞模型，了解比賽過程中由于疲勞可能導(dǎo)致ACL損傷的運動學(xué)特征。

本研究假設(shè)：1）疲勞會造成著地時刻軀干前傾角、髖關(guān)節(jié)屈曲角和膝關(guān)節(jié)屈角減小。側(cè)切動作可能比單腳落地跳表現(xiàn)出更易造成ACL損傷的運動學(xué)特征變化，且疲勞后更為明顯。2）疲勞和動作會影響膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時刻運動員軀干和下肢運動學(xué)特征。3）疲勞后，足球運動員完成側(cè)切與單腳落地跳時的運動學(xué)參數(shù)受特征時刻的影響。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選取17名太原理工大學(xué)體育學(xué)院體育教育專業(yè)足球?qū)ｍ椖写髮W(xué)生為受試者，其中前鋒位8人、中場位6人和后衛(wèi)位3人（表1）。有研究表明，場上不同位置的足球運動員完成專項動作時下肢運動學(xué)特征無統(tǒng)計學(xué)差異（Harry et al.，2018）。所有受試者均無ACL損傷史，近3個月無急性下肢損傷、心肺疾病，實驗前48 h未劇烈運動。正式實驗之前，告知受試者具體實驗過程，并簽署知情同意書。

表1 受試者基本信息Table 1 Basic Information of Participants

圖1 SAFT90測試示意圖（Lovell et al.，2008）Figure 1. Schematic Representation of the SAFT90

1.2 SAFT90

SAFT90方案由Lovell等（2008）根據(jù)2007—2008賽季英格蘭錦標(biāo)賽獲得的時間-運動分析數(shù)據(jù)（Prozone?）開發(fā)，該方案已被證明可以反映競爭性足球比賽的運動形式和生理反應(yīng)（Small et al.，2010）。SAFT90測試是間歇性的20 m折返跑，由4個定位桿引導(dǎo)受試者運動，其運動形式和強度與足球比賽所固有的運動形式一致，包括加速、減速、側(cè)切變向、側(cè)步、后退和向前跑，速度為站立（0.0 km/h）、走（4.0 km/h）、慢跑（10.3 km/h）、快跑（15.0 km/h）以及沖刺跑（＞20.4 km/h）。SAFT90總時長與比賽相符（90 min），受試者需完成10.78 km跑，其中包含了1 269個速度變化（平均每4.3 s變化1次）和1 350個方向的變化。15 min音頻口令片段重復(fù)6次，隨機和間歇性重復(fù)搭配跑動形式和跑動速度。

采用心率（Polar Team2，F(xiàn)inland）和主觀疲勞程度量表（rating of perceived exertion scale，RPE）進行疲勞評價。疲勞的判定條件符合以下其中一種即可：1）心率達到最大心率（220－年齡）的85%以上（Cortes et al.，2012）；2）RPE達到17級（很費力）以上（Borotikar et al.，2008）。

1.3 數(shù)據(jù)采集

實驗前告知受試者實驗方案，測試時穿著自備運動鞋和統(tǒng)一配備的緊身上衣和短褲。在進行充分準(zhǔn)備活動后，由同一操作人員為其貼上反光標(biāo)志點（疲勞后再次黏貼標(biāo)志點時可根據(jù)疲勞前黏貼所作標(biāo)記進行檢查，亦減少因黏貼位置不同所造成的誤差，圖2A）。采用23點反光標(biāo)志球黏貼方案（圖2B），使用8鏡頭紅外光點運動捕捉系統(tǒng)（Nokov，中國）以200 Hz的采集頻率對足球運動員專項體能測試方案前、后兩個專項動作-單腳落地跳（Wright et al.，2017）和側(cè)切動作（張美珍，2012）進行運動學(xué)數(shù)據(jù)采集（圖2C、圖2D）。受試者在整個測試過程中佩戴心率遙測儀用于監(jiān)測心率。SAFT90誘導(dǎo)疲勞期間，實驗人員記錄全程心率和不同時間點（0 min、45 min、60 min和105 min）的主觀疲勞程度。在完成SAFT90后即刻再次進行專項動作的運動學(xué)數(shù)據(jù)采集，每名受試者每個動作均采集3次有效數(shù)據(jù)。

圖2 受試者測試過程Figure 2. The Process of SAFT90

1.4 數(shù)據(jù)處理

運用 Cortex‐64 5.5.0（Motion Analysis Inc，USA）解析軟件對運動學(xué)數(shù)據(jù)進行識別處理，根據(jù)反光標(biāo)志點建立人體環(huán)節(jié)多剛體模型，采用歐拉角（Lessi et al.，2017）計算軀干和下肢各關(guān)節(jié)三維角度。第1次轉(zhuǎn)動圍繞X軸，獲得屈伸角（正角為屈曲和軀干前傾），第2次轉(zhuǎn)動圍繞Y軸，獲得內(nèi)收外展角（正角為內(nèi)收），第3次轉(zhuǎn)動圍繞Z軸，獲得旋內(nèi)旋外角（正角為旋內(nèi)）。

根據(jù)以往文獻報道，本研究選取了兩個均可能造成ACL損傷的特征時刻：著地時刻和膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時刻（Lessi et al.，2017；McLean et al.，2009）。著地時刻定義為優(yōu)勢腿（踢球腿）第1和第5跖趾關(guān)節(jié)或足跟反光標(biāo)志點垂直速度為0 m/s時（Lessi et al.，2017）。關(guān)節(jié)活動度定義為各環(huán)節(jié)矢狀面活動范圍（膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時刻與著地時刻的差值）。著地方式定義為足跟與足尖（第1和第5跖趾關(guān)節(jié)連線中點確定）垂直軸（Z軸）坐標(biāo)值的差值，負值表明趨于足跟著地，正值表示足尖著地。所有標(biāo)志點三維坐標(biāo)采用Butterworth低通濾波進行平滑（截斷頻率為13 Hz）。

1.5 統(tǒng)計分析

所有數(shù)據(jù)均提取優(yōu)勢腿（踢球腿）獲得各運動學(xué)指標(biāo)的偏度和峰度，再通過Shapiro‐Wilk檢驗來確定是否服從正態(tài)分布。運用2×2重復(fù)測量雙因素方差分析分別確定疲勞前、后和不同動作，以及疲勞后不同動作和時刻對專項動作運動學(xué)的影響。如有交互作用，采用配對樣本t‐test分別比較疲勞前、后，專項動作及特征時刻間的差異。主效應(yīng)差異采用bonferroni進行校正。所有統(tǒng)計分析應(yīng)用SPSS 22.0軟件完成，其中顯著性標(biāo)準(zhǔn)定為一類誤差概率P≤0.05。

2 結(jié)果

結(jié)果顯示，著地時刻和膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時刻軀干前傾角、髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)屈曲角、內(nèi)收外展角以及內(nèi)旋外旋角參數(shù)均符合正態(tài)分布（P＞0.05）。足著地方式除在疲勞前單腳落地跳（P＞0.05）時符合正態(tài)分布外，在疲勞后單腳落地跳、疲勞前和疲勞后側(cè)切動作（P＜0.05）中均為伽馬分布。進一步分析足著地方式參數(shù)過零、偏度和峰度數(shù)值未超過±2且Q‐Q圖吻合度好，因此，本研究認為足著地方式亦屬于正態(tài)分布。

2.1 足球?qū)ｍ楏w能測試——SAFT90方案疲勞誘導(dǎo)結(jié)果

運用SAFT90方案進行專項性疲勞誘導(dǎo)，得出17名受試者上半場平均心率為172.9±7.9次/min，下半場為166.6±5.6次/min，最高心率為186.3±8.4次/min。RPE最高分值為17.5±1.7分。均達到本研究設(shè)置的預(yù)期最大心率85%以上或RPE值達到17級以上的疲勞要求，因此，所有受試者實驗數(shù)據(jù)納入分析（圖3）。

圖3 SAFT90運動期間心率及主觀感覺疲勞量表的變化Figure 3.Changes of Heart Rate（HR）and RPE during SAFT90Exercise

2.2 著地時刻專項疲勞和動作對軀干及下肢關(guān)節(jié)運動學(xué)影響

結(jié)果顯示，著地時刻只有膝關(guān)節(jié)內(nèi)收外展角在疲勞與動作間存在交互作用［F（1，15）=5.683，P=0.031］。與疲勞前相比，側(cè)切動作疲勞后表現(xiàn)出較大的膝外展角（P=0.017）。不論動作，與疲勞前相比，疲勞后均表現(xiàn)出較小的軀干屈曲角（P=0.043）、髖關(guān)節(jié)屈曲（P=0.003）和膝關(guān)節(jié)屈曲角（P＜0.001）以及傾向于足跟著地（P=0.029）。不論疲勞，與單腳落地跳相比，側(cè)切動作均表現(xiàn)出較小的軀干前傾角（P=0.008）及較大的髖關(guān)節(jié)屈曲角（P＜0.001）、髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角（P=0.037）和更傾向于足跟著地（P＜0.001，圖4）。

圖4 著地時刻各關(guān)節(jié)運動學(xué)特征Figure 4. Kinematics of Joints at Initial Contact

2.3 膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時專項疲勞和動作間對軀干及下肢關(guān)節(jié)運動學(xué)的影響

結(jié)果顯示，膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時軀干前傾角度［F（1，14）=8.43，P=0.012］、髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角［F（1，14）=6.804，P=0.021］、膝關(guān)節(jié)外旋角［F（1，15）=12.146，P=0.003］在疲勞和動作間存在顯著性交互作用。側(cè)切動作疲勞后表現(xiàn)出較小的軀干前傾角（P=0.002）。在疲勞前后，側(cè)切動作均比單腳落地跳表現(xiàn)出較大的髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角（P=0.037，P=0.001）和較小的膝關(guān)節(jié)外旋角（P＜0.001，P＜0.001）。與單腳落地跳相比，側(cè)切動作不論疲勞還表現(xiàn)出較小的髖關(guān)節(jié)屈曲角（P=0.001）、膝關(guān)節(jié)屈曲角（P＜0.001）以及較大的髖關(guān)節(jié)外展角（P＜0.001，圖5）。

圖5 膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時各關(guān)節(jié)運動學(xué)特征Figure 5. Kinematic of Joints at Maximum Knee Flexion

結(jié)果顯示，疲勞和測試動作在軀干［F（1，15）=5.281，P=0.036］和髖關(guān)節(jié)［F（1，15）=4.782，P=0.045］矢狀面關(guān)節(jié)活動度上存在顯著性交互作用。只單腳落地跳疲勞后軀干前傾角和髖關(guān)節(jié)矢狀面活動度顯著增大（P=0.031，P=0.007）。與疲勞前相比，不論動作疲勞后均表現(xiàn)出較大的膝關(guān)節(jié)活動度（P＜0.001）。與單腳落地跳相比，不論疲勞前、后，側(cè)切動作在膝關(guān)節(jié)矢狀面活動度（P=0.016）均具有顯著性差異（圖6）。

圖6 疲勞對軀干、髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)矢狀面活動度的影響Figure 6. Effect of Fatigue on the Range of Motion of Sagittal Joints of Trunk，Hip and Knee Joint

2.4 疲勞后動作和時刻間對軀干及下肢關(guān)節(jié)運動學(xué)的影響

結(jié) 果 顯 示 ，髖 關(guān) 節(jié) 屈 曲 角 度［F（1，16）=85.565，P＜0.001］、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展角［F（1，15）=143.371，P＜0.001］、髖關(guān)節(jié)內(nèi)外旋角［F（1，15）=9.374，P=0.008］、膝關(guān)節(jié)屈曲角［F（1，16）=9.951，P=0.006］和 膝 關(guān) 節(jié) 內(nèi) 外 旋 角［F（1，15）=37.901，P＜0.001］在疲勞后動作和時刻間存在交互作用。膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時刻，側(cè)切動作表現(xiàn)出了較小的髖關(guān)節(jié)屈曲角度（P＜0.001），而單腳落地跳則相反（P＜0.001）。側(cè)切動作還表現(xiàn)出了較大的髖關(guān)節(jié)外展角（P=0.002），而單腳落地跳則表現(xiàn)出了髖關(guān)節(jié)內(nèi)收角（P＜0.001）。在膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時刻，與單腳落地跳相比，側(cè)切動作表現(xiàn)出較大的髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角（P=0.001）、較小的膝關(guān)節(jié)屈曲角（P＜0.001）及膝關(guān)節(jié)外旋角（P＜0.001）。不論動作，與膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時刻相比，著地時刻表現(xiàn)出了較小的軀干前傾角度（P＜0.001）和膝關(guān)節(jié)外展角度（P=0.002）。與單腳落地跳相比，不論特征時刻，側(cè)切動作均表現(xiàn)出了較小的軀干前傾角度（P=0.004，圖7）。

圖7 疲勞后動作與時刻對軀干及下肢部分關(guān)節(jié)運動學(xué)特征影響Figure 7. Effect of Task and Time on Kinematics Characteristics of Partial Joints at the Post-fatigue

3 討論

有研究表明，足球比賽負荷強度平均心率為160～180 次/min（Alexandre et al.，2012），趙剛等（2017）通過對中國國家男子足球隊比賽研究發(fā)現(xiàn)，足球比賽負荷強度平均心率為157～175次/min。本研究顯示，負荷強度平均心率為166～172次/min，與以往文獻報道一致（Lovell et al.，2008），且亦達到本實驗設(shè)定的預(yù)期最大心率85%以上，以及RPE值達到17級以上的疲勞判定。SAFT90方案的運動時間及形式也均與實際比賽相一致（Lovell et al.，2008；Small et al.，2010），所以能較好地模擬出足球比賽的內(nèi)部和外部負荷，從而驗證了本實驗方案的有效性和合理性。

3.1 專項疲勞和動作對著地時刻運動學(xué)影響

本研究結(jié)果支持第1個研究假設(shè)：著地時刻疲勞后，兩種專項動作均表現(xiàn)出較小的軀干前傾角、髖關(guān)節(jié)屈曲角和膝關(guān)節(jié)屈曲角以及傾向于足跟著地技術(shù)，可能更易引起ACL損傷。側(cè)切動作可能比單腳落地跳表現(xiàn)出更易造成ACL損傷的運動學(xué)特征變化，特別是疲勞后更為明顯。

Kulas等（2012）認為，著地時刻較小的軀干前傾角度雖能快速穩(wěn)定重心，但會導(dǎo)致垂直地面反作用力合成矢量方向向后運動（靠近髖關(guān)節(jié)中心），增加了股四頭肌的激活水平，導(dǎo)致脛骨前剪切力增大，進而造成ACL受力增大。本研究中兩種專項動作疲勞后軀干前傾角均顯著下降，可能會增大損傷風(fēng)險。Lessi等（2017）發(fā)現(xiàn)，控制軀干位置變化并非是核心肌群收縮，而主要是髖關(guān)節(jié)伸?。ㄍ未蠹。?。由此可知，如能通過針對臀大肌以及臀大肌周圍肌肉進行神經(jīng)肌肉訓(xùn)練以調(diào)整和控制軀干的位置特征，亦減少軀干位置對下肢負荷的影響，從而達到降低ACL損傷的風(fēng)險。另外，著地時刻下肢各關(guān)節(jié)會通過改變關(guān)節(jié)角度調(diào)整肌骨系統(tǒng)所受的負荷（尤其在疲勞后）（劉海瑞等，2014）。本研究結(jié)果表現(xiàn)出的較小的髖關(guān)節(jié)屈曲角首先不利于保持重心的穩(wěn)定性，其次不利于緩沖著地沖擊力，造成ACL負荷增大，應(yīng)增大髖關(guān)節(jié)及膝關(guān)節(jié)的屈曲角度以減小著地時的沖擊力與ACL所受負荷，從而降低損傷風(fēng)險的發(fā)生（劉海瑞 等，2014；Blackburn et al.，2008）。同時，有研究證實，膝關(guān)節(jié)屈曲角度與ACL損傷之間具有密切聯(lián)系，膝關(guān)節(jié)屈角越小，髕腱-脛骨縱軸夾角和ACL傾斜角越大，ACL負荷越大（Li et al.，2005）。張美珍等（2017）通過計算機模擬得出膝關(guān)節(jié)屈角越小，ACL負荷越大。進一步研究還發(fā)現(xiàn)，著地時盡管膝關(guān)節(jié)屈曲角度較小，但如果表現(xiàn)出較大的軀干前傾角，可將較大的ACL應(yīng)力減小到最?。↘ulas et al.，2012）。對足著地技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，不論專項動作疲勞后均傾向于足跟著地。已知文獻證明，足跟著地時首先膝關(guān)節(jié)中心位于壓力中心位置前方，可使垂直和向后地面反作用力均能產(chǎn)生膝關(guān)節(jié)外屈曲力矩，同時身體質(zhì)心位于膝關(guān)節(jié)中心后方，進一步激活了股四頭肌收縮水平，從而產(chǎn)生較大的脛骨近端向前剪切力并可能造成ACL損傷（尤其是當(dāng)膝關(guān)節(jié)屈曲角度較小時）。而足尖著地可通過增加踝關(guān)節(jié)運動幅度延長落地緩沖時間減少地面反作用力，從而降低ACL損失風(fēng)險（張美珍等，2015）。本研究發(fā)現(xiàn)，專項疲勞明顯改變了足著地技術(shù)的運動策略，進一步增大了ACL損傷發(fā)生的可能性。側(cè)切動作疲勞后還表現(xiàn)出了較大的膝關(guān)節(jié)外展角。有研究表明，較大的膝關(guān)節(jié)外翻角可能會增大ACL的應(yīng)力，但ACL并不是受力主要結(jié)構(gòu)（張美珍，2012；Yu et al.，2007），單一外翻角度增加雖會使ACL應(yīng)力增加但并不能單獨造成ACL損傷，更多的損傷是伴隨著較小的膝關(guān)節(jié)屈角出現(xiàn)（Shin et al.，2009）。目前，較多關(guān)于疲勞研究的報道均未觀察到疲勞后在額狀面上的變化。本研究分析認為，其主要原因是采用的疲勞誘導(dǎo)模型不同，在不區(qū)分運動專項上招募受試者進行疲勞測試，疲勞誘導(dǎo)方案多為一般性疲勞方案：短時（急性）疲勞方案和長時疲勞方案（劉海瑞等，2014）。本研究中采用的疲勞方案是從現(xiàn)實比賽中開發(fā)的測試方案（90 min），不論內(nèi)外部負荷均符合足球?qū)ｍ椷\動形式和生理反應(yīng)的特征，所以本研究結(jié)果表現(xiàn)出較大的膝關(guān)節(jié)外展角可能是以往研究中忽略的問題，可能會隨著比賽時間的累積慢慢突顯其危險性。

與單腳落地跳相比，不論疲勞前、后，側(cè)切動作均表現(xiàn)出較小的軀干前傾角和傾向于足跟著地，與以往研究結(jié)果一致（劉海瑞 等，2014；張美珍，2012；Lessi et al.，2017）。與單腳落地跳相比，不論疲勞前、后，側(cè)切動作還表現(xiàn)出較大的髖關(guān)節(jié)屈曲角和髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角。較小的髖關(guān)節(jié)屈曲角不利于落地緩沖，可能會造成ACL損傷風(fēng)險增大（劉海瑞 等，2014；Blackburn et al.，2008）。本研究認為，參數(shù)的差異也可能是由動作特征不同引起的，單腳落地跳由跳臺上跳落，主要方向是在矢狀面內(nèi)向下運動；而側(cè)切動作是在最后一步需要由支撐腿向前跨步著地。所以，側(cè)切動作可能表現(xiàn)出較大的髖關(guān)節(jié)屈曲角。側(cè)切動作還表現(xiàn)出了較大的髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角。研究表明，較大的髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角限制了股四頭肌和腘繩肌共同抵抗外部外展負荷的最優(yōu)長度（Benjaminse et al.，2019；McLean et al.，2009），還可引起膝關(guān)節(jié)內(nèi)部外翻力矩的增大使膝關(guān)節(jié)外展角度增大（Blackburn et al.，2008；Kulas et al.，2012）。基于此，側(cè)切動作疲勞后表現(xiàn)出較大的膝關(guān)節(jié)外展角可能會增大ACL損傷的風(fēng)險，而側(cè)切動作表現(xiàn)出的較大髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角可能會間接引起膝關(guān)節(jié)外展角增大，所以在比賽或訓(xùn)練中還應(yīng)注意髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角帶來的影響。

綜上所述，著地時刻疲勞后，兩種專項動作運動特征均發(fā)生明顯變化。從人體閉合運動鏈特性角度發(fā)現(xiàn)，疲勞后人體落地采取了更為直立（僵硬）的落地姿勢（較小的軀干前傾角、髖關(guān)節(jié)屈曲角度和膝關(guān)節(jié)屈曲角度等），可能導(dǎo)致ACL損傷的風(fēng)險增大。著地時刻，側(cè)切動作表現(xiàn)出較小的軀干前傾角和大的髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角以及傾向于足跟著地可能較單腳落地跳更易造成ACL損傷風(fēng)險增加。疲勞后，側(cè)切動作還表現(xiàn)出較大的膝關(guān)節(jié)外展角。因此，以上結(jié)果支持了本研究的第1個假設(shè)。

3.2 專項疲勞和動作對膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時運動學(xué)的影響

膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時，疲勞后僅側(cè)切動作表現(xiàn)出較小的軀干前傾角。同時，與單腳落地跳相比，不論疲勞側(cè)切動作也表現(xiàn)出較小的軀干前傾角。分析認為，首先側(cè)切是作為快速進行的測試任務(wù)，完成測試過程中需要快速穩(wěn)定重心，所以測試過程中一直保持著較小的軀干前傾角。如前所述，著地時刻較小的軀干前傾角可使脛骨前剪切力增大，進而造成ACL負荷增大。而在膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時，較小的軀干前傾角是否可能會通過增大股四頭肌的激活水平，導(dǎo)致脛骨前剪切力增大，進而造成ACL受力增大，還需進一步研究。疲勞后髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角雖有增大并沒有表現(xiàn)出統(tǒng)計學(xué)差異，但與單腳落地跳相比，在疲勞前和后側(cè)切動作均表現(xiàn)出較大的髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角，這與McLean等（2009）研究結(jié)果類似，疲勞后發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)屈曲最大時髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角顯著增大，較大的髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角不利于對抗外部外展負荷。本研究也證實，在膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時，較大的髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角可能是ACL損傷風(fēng)險增大的危險因素。此外，與單腳落地跳相比，不論疲勞前、后側(cè)切動作均表現(xiàn)出較小的髖關(guān)節(jié)屈曲角和膝關(guān)節(jié)屈曲角。雖然已知影響ACL損傷的主要因素來源于下肢關(guān)節(jié)矢狀面的運動學(xué)特征（較小的膝關(guān)節(jié)屈曲角等）（張美珍，2012），但何川等（2015）通過有限元分析證明，在給定股骨后向134 N的載荷時，ACL峰值應(yīng)力最大為膝關(guān)節(jié)屈曲30°（25.91 MPa）；其次為 90°（23.34 MPa）；最小為 60°（20.00 MPa）。本研究中側(cè)切和單腳落地跳動作膝關(guān)節(jié)屈曲角分別為64°和74°。所以，在膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時表現(xiàn)出的膝關(guān)節(jié)屈曲角度可能并不會對ACL造成較大影響。

本研究顯示，不論動作疲勞后均表現(xiàn)出較大的膝關(guān)節(jié)矢狀面活動度。不論疲勞與側(cè)切動作相比，單腳落地跳表現(xiàn)出了較大的膝關(guān)節(jié)矢狀面活動度。此外，單腳落地跳疲勞后還表現(xiàn)了較大的軀干矢狀面活動度和髖關(guān)節(jié)矢狀面活動度。研究表明，疲勞后人體著地時對沖擊吸收能力明顯減弱，主要依靠大關(guān)節(jié)群（如髖、膝關(guān)節(jié)）表現(xiàn)出增大活動范圍來吸收能量（劉海瑞等，2014）。但研究也指出，疲勞后的下肢各關(guān)節(jié)矢狀面增大了緩沖幅度，不利于下肢伸展肌群由離心收縮快速轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛐氖湛s，會增大肌肉韌帶的負載能力，增大損傷的風(fēng)險（鄒曉峰等，2009）。

綜上所述，本研究結(jié)果部分支持第2個研究假設(shè)。膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時，僅側(cè)切動作疲勞后表現(xiàn)出可能造成ACL損傷風(fēng)險增大的因素，但整體而言可能并不會對ACL造成較大影響。疲勞后較大的膝關(guān)節(jié)矢狀面關(guān)節(jié)活動度使兩個專項動作均可能造成ACL損傷風(fēng)險增大。疲勞后單腳落地跳表現(xiàn)出較大的軀干和髖關(guān)節(jié)矢狀面活動度，亦會增加ACL損傷風(fēng)險。

3.3 疲勞后動作與時刻對運動學(xué)的影響

研究顯示，與膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時相比，兩個專項動作在疲勞后著地時刻均表現(xiàn)出了較小的軀干前傾角。由討論已知較小的軀干前傾角主要在膝關(guān)節(jié)屈曲較小時會引起ACL負荷增大，可得出著地時刻較小的軀干前傾角可能比膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時刻更易造成ACL損傷風(fēng)險的增加。不論特征時刻，與單腳落地跳相比，疲勞后側(cè)切動作也表現(xiàn)出較小的軀干前傾角。此外，與膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時相比，著地時刻側(cè)切動作表現(xiàn)出了較大的髖關(guān)節(jié)屈曲角度，而在膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時，單腳落地跳表現(xiàn)出較大的髖關(guān)節(jié)屈曲角度。分析認為，側(cè)切動作著地需要由支撐腿向前跨步著地表現(xiàn)出較大的髖關(guān)節(jié)屈曲角，隨著著地過程的緩沖在膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時，身體已隨著運動方向向前運動，髖關(guān)節(jié)屈曲角逐漸減小。而單腳落地跳主要在矢狀面運動，隨著著地過程的緩沖在膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時髖關(guān)節(jié)屈曲角逐漸增大。與著地時刻相比，膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時兩種專項動作還表現(xiàn)出較大的髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角。膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時，與單腳落地跳相比，側(cè)切動作表現(xiàn)出更大的髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角。研究可得出，髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角可能是膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時ACL損傷相關(guān)的危險因素，其中側(cè)切動作表現(xiàn)的更為嚴重。本研究再次證實上述結(jié)果，不論動作在膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時表現(xiàn)出了較大的膝關(guān)節(jié)外展角。

綜上所述，研究結(jié)果支持假設(shè)3。兩種ACL損傷高危動作下，與膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時刻相比，著地時刻軀干前傾角及膝關(guān)節(jié)屈曲角更小等特征更易引起ACL損傷風(fēng)險的發(fā)生。而在膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時，兩個動作表現(xiàn)出來的較大的髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角也可能是ACL損傷相關(guān)的危險因素之一。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

1）著地時刻，疲勞后專項動作均表現(xiàn)出較小的軀干前傾角、髖關(guān)節(jié)屈曲角度和膝關(guān)節(jié)屈曲角度，人體落地過程中采取了更為直立（僵硬）的落地姿勢，可能導(dǎo)致ACL損傷的風(fēng)險增大。不論疲勞，側(cè)切動作比單腳落地跳更易造成ACL損傷，側(cè)切動作疲勞后更加明顯。另外，疲勞后，兩種專項動作均表現(xiàn)較大的膝關(guān)節(jié)矢狀面活動度，也可能造成ACL損傷風(fēng)險增加。

2）膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時可能并不會對ACL造成較大影響。側(cè)切動作在疲勞后表現(xiàn)出較大的髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角。

3）著地時刻兩個高危動作均表現(xiàn)出較小的軀干前傾角度和膝關(guān)節(jié)屈曲角度的運動學(xué)特征變化，可能比膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時更易造成ACL損傷風(fēng)險的發(fā)生。而在膝關(guān)節(jié)屈曲角最大時，較大的髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角也可能是一個ACL損傷相關(guān)的危險因素。

4.2 建議

1）足球運動員在訓(xùn)練中主動增大軀干前傾角度采用多彎曲（少直立）姿態(tài)著地，可間接使膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)屈曲角度被動增大，可能會使ACL損傷風(fēng)險降低。可針對髖關(guān)節(jié)伸?。ㄍ未蠹。┮约巴未蠹≈車窠?jīng)肌肉的肌力或聯(lián)合收縮肌力平衡進行訓(xùn)練。另外，本研究專項疲勞后側(cè)切動作突顯出的較大膝關(guān)節(jié)外展角需要注意，還應(yīng)針對膝關(guān)節(jié)的屈伸肌進行訓(xùn)練。

2）研究中主要分析了專項性運動疲勞前、后對側(cè)切和單腳落地跳動作的影響。建議今后疲勞等方面研究圍繞不同的專項特征開展。