北歐腘繩肌離心力量訓(xùn)練對足球?qū)ｍ椆珊蠹∪簱p傷人群下肢對稱性的影響

邱 岑 ，李翰君

股后肌群損傷是最常見的運動損傷之一（韓經(jīng)超 等，2015； Woods et al.，2004），多發(fā)于有突然加速（疾跑）的運動項目中，如足球（周林 等，2018）、短跑（姚磊，2007）、橄欖球（Engebretsen et al.，2013）等。股后肌群傷后癥狀（疼痛）持續(xù)時間長、康復(fù)周期長（Petersen et al.，2005），且復(fù)發(fā)率極高（De Vos et al.，2014）。因此，股后肌群損傷的預(yù)防至關(guān)重要。股后肌群損傷中易損傷的肌肉為股二頭肌長頭（萬祥林 等，2019），易發(fā)生損傷的時刻為擺動末期（萬祥林，2017； 鐘運健 等，2014）。疾跑的擺動末期指下肢在快速屈髖、伸膝的狀態(tài)下，股后肌群作離心收縮使小腿減速以實現(xiàn)著地（Croisier et al.，2008）。

有關(guān)股后肌群損傷的影響因素研究發(fā)現(xiàn)：1）目前研究表明柔韌性差是股后肌群損傷的危險因素之一（劉卉等，2011）。對于柔韌性較差的人群，股后肌群在疾跑擺動末期產(chǎn)生的應(yīng)變更易超越肌肉本身所能承受的力學(xué)極限，從而導(dǎo)致拉傷（Yu et al.，2017）。此外，力量不足與失衡也是股后肌群損傷的危險因素（Croisier et al.，2008）。在肌力較弱的情況下，做最大離心收縮時肌肉更易發(fā)生損傷。因此，增強股后肌群離心力量是預(yù)防股后肌群損傷的方法之一，能降低損傷發(fā)生率（Petersen et al.，2011）。以往研究也表明北歐腘繩肌離心力量訓(xùn)練（nordic ham‐string exercise，NHE）能夠降低股后肌群的損傷風(fēng)險（譚愷 等，2019； Petersen et al.，2011）。2）除了力量和柔韌性，也有學(xué)者對雙側(cè)下肢的對稱性進行探究。當(dāng)雙側(cè)下肢的力量不對稱≥10%時，非優(yōu)勢側(cè)的損傷風(fēng)險會顯著增大（Orchard et al.，1997），雙側(cè)股后肌群力量對稱性的改善有助于降低損傷的發(fā)生率（劉卉 等，2011）。而NHE是同時針對兩側(cè)股后肌群進行的訓(xùn)練，可能因優(yōu)勢側(cè)的代償作用，使優(yōu)勢側(cè)承受更大的訓(xùn)練強度，加劇雙側(cè)下肢力量和柔韌性不對稱的情況。研究發(fā)現(xiàn)，有股后肌群損傷史人群的患側(cè)離心力量低于健側(cè)（Croisier et al.，2002），這一不對稱現(xiàn)象會增加其再次損傷的風(fēng)險（Haxhiu et al.，2015）。但目前鮮見NHE影響股后肌群力量或柔韌性對稱性的研究。3）在疾跑過程中下肢動作的對稱性也與股后肌群損傷發(fā)生有關(guān)（Zifchock et al.，2006）。而對稱性受神經(jīng)肌肉控制和骨骼系統(tǒng)的影響（Trivers et al.，2014），雙側(cè)下肢力量的不平衡會引發(fā)跑步過程中動作的不對稱現(xiàn)象（Sadeghi et al.，2000； Zifchock et al.，2006），是引起初次或再次損傷的危險因素（Pappas et al.，2012）。但目前研究大多僅探究了NHE對于股后肌群本身力量和柔韌素質(zhì)的影響，還有待進一步探索其在疾跑過程中對下肢動作對稱性的影響。

1 研究對象與方法

1.1 受試者

本研究共招募足球?qū)ｍ椖行赃\動員13名，其中損傷組7名［身高：（175.3±2.4）cm；體質(zhì)量：（70.6±4.5）kg］，健康組 6名［身高：（176.7±3.0）cm；體質(zhì)量：（65.2±7.7）kg］。損傷組納入標(biāo)準(zhǔn)：3年內(nèi)發(fā)生過股后肌群拉傷，損傷發(fā)生在疾跑過程中，且為單側(cè)股后肌群拉傷，除此之外半年內(nèi)下肢再無任何其他損傷。所有受試者均簽署了知情同意書。

1.2 研究設(shè)計

在訓(xùn)練前采集2組受試者疾跑的運動學(xué)數(shù)據(jù)、股后肌群力量和柔韌性數(shù)據(jù)作為基線測試，損傷組進行為期4周的常規(guī)訓(xùn)練和NHE干預(yù)訓(xùn)練，健康組照常訓(xùn)練。4周后，再次采集2組受試者疾跑的運動學(xué)數(shù)據(jù)、股后肌群力量和柔韌性數(shù)據(jù)。

1.3 干預(yù)內(nèi)容

基線測試后，損傷組按照要求完成為期4周的NHE（表1）。在進行NHE時需要固定小腿，要求受試者從直立位開始以穩(wěn)定速度緩慢向前傾，保持背部和臀部伸展，并盡可能緩慢地用股后肌群來抵抗身體前傾，直到支撐不住，雙手著地呈俯臥位，然后借助雙手恢復(fù)起始位，這一過程為一次訓(xùn)練。

表1 干預(yù)方案Table 1 Prevention Program

1.4 數(shù)據(jù)采集

采集疾跑過程中運動學(xué)和動力學(xué)數(shù)據(jù)時，要求受試者身著緊身上衣、緊身短褲和低幫運動鞋，貼點方案采用Helen Hayes模型（左右髂前上嵴點、左右髂嵴最高點、腰后點、左右大腿點、左右內(nèi)外膝點、左右小腿點、左右內(nèi)外踝點、左右足尖點、左右足跟點），標(biāo)定后摘除內(nèi)膝點和內(nèi)踝點。使用8鏡頭Motion Analysis Raptor-4紅外運動捕捉系統(tǒng)（圣羅莎，美國）以及Cortex 2.6軟件，以200幅/s的采樣頻率采集疾跑過程中下肢環(huán)節(jié)的運動學(xué)參數(shù)，使用2個Kistler 9281CA測力臺（溫特圖爾，瑞士）同步采集地面反作 用 力（ground reaction force，GRF），采 集 頻 率 為1 000 Hz。通過Cortex 2.6軟件發(fā)出的信號同步采集運動學(xué)和動力學(xué)數(shù)據(jù)。

在熱身之后，受試者需成功完成3次疾跑，跑步距離約35 m。受試者在距離測力臺直線20 m處以站立起跑姿勢準(zhǔn)備，聽到指令后全力跑向終點。為避免疲勞對受試者的影響，每次測試后可以休息至恢復(fù)，一般認為休息5～6 min身體機能即可恢復(fù)（Hunter et al.，2004）。受試者無任何步伐調(diào)整，左右腳分別完整踏在測力臺上時記為1次成功的測試。在3次測試中選擇用時最短的1次進行后續(xù)分析。

使用北歐股后肌群力量測試儀（NBE-0530 NordBord，布里斯班，澳大利亞）（圖1）進行股后肌群力量測試（Opar et al.，2015）。受試者在軟墊上呈跪姿，用固定環(huán)將腳踝固定，固定環(huán)內(nèi)置具有無線數(shù)據(jù)采集功能的單軸測壓元件；踝關(guān)節(jié)支架和測力元件安裝在樞軸上，使測力元件始終垂直于桿。受試者熱身后開始測試，要求其緩慢前傾身體，同時最大限度地抵抗身體的前傾并保持軀干和臀部在一個平面，雙手交叉放于胸前。允許測試人員給予口頭鼓勵，以確保受試者盡最大努力。若受試者在測試過程中出現(xiàn)過度的屈髖或在開始時沒有控制前傾速度，則重新測試。在3次測試中選擇最大值進行后續(xù)分析。

圖1 北歐股后肌群力量測試儀Figure 1. Nordic Hamstring Strength Tester

本研究應(yīng)用被動直腿抬高（passive straight leg-raise，PSLR）測試方案測量雙側(cè)髖關(guān)節(jié)的最大屈曲角度以表征股后肌群柔韌性。股后肌群柔韌性測試時，用一臺拍攝頻率為25 Hz的SONY HVR-V1C高清攝像機進行拍攝，攝像機置于距地面5 cm處且其主光軸與受試者人體矢狀面垂直。熱身后開始測試，受試者仰臥于水平墊上，測試者用一只手使受試者的被測腿直膝抬高，同時另一只手置于對側(cè)的髂前上嵴處以防骨盆旋轉(zhuǎn)。測試者需保證在整個過程中受試者的膝關(guān)節(jié)處于伸直位，當(dāng)測試者感受到較大阻力或被發(fā)現(xiàn)骨盆開始傾斜時，停止抬高被測腿，此時的髖關(guān)節(jié)屈曲角度為測試結(jié)果。每名受試者單側(cè)下肢測試3次，每次間隔40 s。用視迅運動分析系統(tǒng)4.0軟件（北京，中國）對圖像進行處理，獲取測試腿一側(cè)的肩峰、髖關(guān)節(jié)中心和踝關(guān)節(jié)中心的二維坐標(biāo)。股后肌群柔韌性指標(biāo)定義為PSLR測試中達到最大髖關(guān)節(jié)屈曲幅度時刻，髖關(guān)節(jié)中心指向踝關(guān)節(jié)中心的向量與肩峰指向髖關(guān)節(jié)中心的向量間的夾角。取每條腿3次測試的最大值納入后續(xù)分析。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

通過Cortex 2.6處理運動學(xué)數(shù)據(jù)，采用Butterworth低通濾波法（截斷頻率13.3 Hz）平滑數(shù)據(jù)。采用歐拉角的方法（Kadaba et al.，1990）計算髖、膝的三維角度，轉(zhuǎn)動軸依次為x、y、z。

納入后續(xù)統(tǒng)計分析的指標(biāo)包括著地時刻、GRF最大時刻和離地時刻下肢髖、膝關(guān)節(jié)角度及其不對稱指數(shù)（Zif‐chock et al.，2008），雙側(cè)股后肌群力量、柔韌性及其不對稱指數(shù)。關(guān)節(jié)角度不對稱指數(shù)的計算公式為：

其中，X左和X右分別為左側(cè)或右側(cè)的髖、膝關(guān)節(jié)角度值。

股后肌群力量和股后肌群柔韌性不對稱指數(shù)的計算公式為：

其中，F(xiàn)左和F右分別為左側(cè)或右側(cè)的股后肌群力量值或髖關(guān)節(jié)最大屈曲角度值。

1.6 統(tǒng)計分析

用SPSS 21.0軟件（芝加哥，美國）進行統(tǒng)計。使用雙因素重復(fù)測量方差分析檢驗股后肌群力量和柔韌性指標(biāo)，受試者內(nèi)因素為時間（干預(yù)前、干預(yù)后）和干預(yù)側(cè)（損傷組：健側(cè)、患側(cè)；健康組：左側(cè)、右側(cè)）。使用混合設(shè)計的雙因素方差分析檢驗股后肌群力量、柔韌性和疾跑過程中下肢關(guān)節(jié)角度不對稱指數(shù)等指標(biāo)，組內(nèi)因素為時間（干預(yù)前、干預(yù)后），組間因素為組別（損傷組、健康組）。如有交互作用，則進行簡單效應(yīng)分析。所有結(jié)果以M±SD的形式呈現(xiàn)，統(tǒng)計學(xué)顯著性定為一類錯誤概率不大于0.05（P＜0.05）。

2 研究結(jié)果

2.1 4周NHE對股后肌群力量的影響

對股后肌群力量測試結(jié)果進行方差分析發(fā)現(xiàn)（表2），損傷組時間與干預(yù)側(cè)的交互作用不顯著（P=0.469），訓(xùn)練顯著提高了股后肌群健、患側(cè)的力量（P=0.009）；健康組時間與干預(yù)側(cè)的交互作用不顯著（P=0.889），兩腿股后肌群力量的前后測差異均不顯著（P=0.134）。

表2 股后肌群力量測試結(jié)果Table 2 Results of Hamstring Strength Test N

2.2 4周NHE對股后肌群柔韌性的影響

對股后肌群柔韌性測試結(jié)果進行方差分析發(fā)現(xiàn)（表3），損傷組時間與干預(yù)側(cè)的交互作用不顯著（P=0.695），訓(xùn)練顯著提高了股后肌群健、患側(cè)的柔韌性（P=0.022）；健康組時間與干預(yù)側(cè)的交互作用不顯著（P=0.765），兩腿股后肌群柔韌性的前后測差異均不顯著（P=0.444）。

表3 PSLR實驗結(jié)果Table 3 Results of PSLR Test （°）

2.3 4周NHE對股后肌群力量和柔韌性對稱性的影響

如表4所示，股后肌群力量的不對稱指數(shù)在組內(nèi)和組間不存在交互作用（P=0.790），訓(xùn)練前、后損傷組和健康組均無顯著差異（P=0.409，P=0.758）。股后肌群柔韌性不對稱指數(shù)的組內(nèi)與組間交互作用顯著（P=0.038），進一步進行簡單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，訓(xùn)練干預(yù)顯著降低了損傷組股后肌群柔韌性的不對稱指數(shù)（P=0.010），而健康組前后測無顯著差異（P=0.753），干預(yù)前、后損傷組和健康組的不對稱指數(shù)均無顯著差異（P=0.130，P=0.188）。

表4 股后肌群力量和柔韌性的不對稱指數(shù)Table 4 Asymmetry Index of Hamstring Strength and Flexibility

2.4 4周NHE對疾跑過程中下肢關(guān)節(jié)角度對稱性的影響

如表5所示，在著地時刻，髖角不對稱指數(shù)的組內(nèi)和組間交互作用顯著（P=0.016），進一步進行簡單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，訓(xùn)練干預(yù)顯著降低損傷組髖角的不對稱指數(shù)（P=0.010），而健康組干預(yù)前后無顯著差異（P=0.338）；損傷組前測髖角的不對稱指數(shù)顯著大于健康組（P=0.010），而后測的組間差異不顯著（P=0.420）。在GRF最大時刻，組內(nèi)和組間交互作用顯著（P=0.042），簡單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，訓(xùn)練顯著改善損傷組髖角的不對稱指數(shù)（P=0.049），而健康組組內(nèi)差異不顯著（P=0.304）；損傷組前測髖角的不對稱指數(shù)顯著大于健康組（P=0.024），而后測組間差異不顯著（P=0.540）。在離地時刻，組內(nèi)和組間交互作用不顯著（P=0.142），干預(yù)前后（P=0.296）、損傷組與健康組（P=0.435）之間均無顯著差異。

表5 疾跑過程中下肢關(guān)節(jié)角度的不對稱指數(shù)Table 5 Asymmetry Index of Lower-Limb Joint Angles during Sprinting %

膝角的不對稱指數(shù)在著地時刻下，組內(nèi)和組間不存在交互作用（P=0.309），訓(xùn)練前后、損傷組和健康組之間均無顯著差異（P=0.923，P=0.080）。在GRF最大時刻下，組內(nèi)和組間無交互作用（P=0.327），訓(xùn)練前后、損傷組和健康組之間均無顯著差異（P=0.767，P=0.791）。在離地時刻下，組內(nèi)和組間交互作用不顯著（P=0.523），訓(xùn)練前后、損傷組和健康組之間均無顯著差異（P=0.664，P=0.419）。

3 討論

本研究主要發(fā)現(xiàn)：1）NHE能有效提高股后肌群力量；2）NHE可以改善股后肌群柔韌性的不對稱情況；3）有股后肌群損傷史的運動員在疾跑過程中有更嚴(yán)重的髖角不對稱情況，NHE可以改善此過程中髖角的對稱性。

研究結(jié)果表明，4周的NHE明顯提高了損傷組雙側(cè)股后肌群的力量，與前人研究相符（程東升，2020； 譚愷 等，2019； 張明，2016； Arnason et al.，2008）。此外，有關(guān)力量對稱性的分析結(jié)果表明，NHE是一種均衡發(fā)展雙側(cè)股后肌群力量的訓(xùn)練方法。雙側(cè)力量的不對稱可能增加疾跑過程中股后肌群的損傷風(fēng)險（Opar et al.，2012），一旦出現(xiàn)優(yōu)勢側(cè)代償，力量的不對稱可能更加明顯，這不利于損傷的恢復(fù)（Green et al.，2020），而NHE能同時發(fā)展雙側(cè)力量。足球的動態(tài)特性要求在幾乎所有的踢球技巧中都使用單側(cè)下肢，這可能會改變下肢之間的力量平衡（Fousekis et al.，2010）。然而，本研究中并未出現(xiàn)單側(cè)代償情況，說明NHE可以作為均衡發(fā)展雙側(cè)力量的可行方法。

損傷組健患側(cè)的股后肌群柔韌性和股后肌群力量均無差異，但這不代表股后肌群的損傷與之無關(guān)，可能損傷組已從損傷部分恢復(fù)。股后肌群柔韌性和力量的恢復(fù)是判斷損傷后是否康復(fù)以及能否重返賽場的重要指標(biāo)（Askling et al.，2006）。股后肌群力量在損傷后20天內(nèi)即可恢復(fù)至傷前水平，髖關(guān)節(jié)活動度則可在損傷后50天內(nèi)完成恢復(fù)（Maniar et al.，2016）。然而，在損傷組健患側(cè)與健康組左右側(cè)的股后肌群力量和柔韌性均無差異的情況下，疾跑過程中下肢不對稱現(xiàn)象仍存在，這表明，損傷后股后肌群力量和柔韌性的對稱容易改善，但動作的對稱不易恢復(fù)。臨床上通常把對稱性作為康復(fù)進階的指標(biāo)，但對稱性的標(biāo)準(zhǔn)范圍尚未確定，有待進一步探究。

4周NHE對股后肌群力量對稱性沒有影響，但改善了疾跑過程中動作的對稱性。股后肌群損傷后會出現(xiàn)瘢痕組織，可能誘發(fā)體內(nèi)肌肉肌腱力學(xué)的改變從而影響肌肉肌腱單位的力-長度特性和關(guān)節(jié)運動模式（Silder et al.，2010）。損傷后，患側(cè)腿在擺動末期時股后肌群的運動長度會變短（Silder et al.，2010）。疾跑過程中動作對稱性的改善可能與肌肉激活優(yōu)化與動作控制模式的改進相關(guān)，NHE可能也會改變下肢的神經(jīng)肌肉收縮控制模式，可進一步探究其對肌肉收縮控制模式的影響。未來除關(guān)注股后肌群力量和柔韌性對稱性的恢復(fù)以外，還應(yīng)增加對跑步動作模式的關(guān)注，優(yōu)化運動員在疾跑過程中的動作模式以更好地避免損傷。

4周NHE降低了損傷組疾跑過程中髖角的不對稱指數(shù)，說明訓(xùn)練能有效改善雙側(cè)下肢在疾跑過程中的動作不對稱性。下肢動作對稱性與疾跑運動表現(xiàn)和跑步技術(shù)息息相關(guān)（Schache et al.，2009），且與跑步步態(tài)也有關(guān)系（Rumpf et al.，2014； Trivers et al.，2014）；神經(jīng)肌肉控制是影響動作對稱性的重要因素（Trivers et al.，2014）；前幾次下肢對稱性的下降可能會導(dǎo)致下一次股后肌群的損傷（Schache et al.，2009）。因此，NHE能改善下肢髖關(guān)節(jié)運動的不對稱性，但能否降低損傷風(fēng)險有待研究。

前測時損傷組在著地時刻和GRF最大時刻的髖角的不對稱指數(shù)顯著大于健康組，說明損傷組在疾跑過程中髖關(guān)節(jié)的動作對稱性更差。在股后肌群發(fā)生損傷前，擺動末期雙側(cè)下肢髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的運動學(xué)和動力學(xué)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出差異（Schache et al.，2009）。還有研究顯示，跑步者下肢動作的不對稱性可能與某一側(cè)下肢損傷風(fēng)險增加有關(guān)（Perttunen et al.，2004）。然而也有研究指出，在實驗進行前、后1年內(nèi)，受試者的跑步步態(tài)對稱性與股后肌群損傷之間沒有顯著聯(lián)系（Haugen et al.，2018）。不論是高水平短跑運動員、中等水平短跑運動員還是長距離跑者，都存在跑步步態(tài)的下肢不對稱（Exell et al.，2012； Rumpf et al.，2014； Zifchock et al.，2006），故跑步步態(tài)的不對稱可能是一種常態(tài)，但仍不能排除有運動員因下肢跑步動作的不對稱而受傷的可能性（Haugen et al.，2018）。今后可以對下肢動作對稱性進行前瞻性研究來加以確定。

4 結(jié)論

4周的NHE能夠在一定程度上增強股后肌群力量，提高柔韌性。雖然對股后肌群力量不對稱性的改善作用不顯著，但能夠顯著提高下肢柔韌性的對稱性和疾跑過程中髖關(guān)節(jié)角度的對稱性。