高水平男排運(yùn)動員落地下肢生物力學(xué)風(fēng)險研究

彭亞偉，朱 巖

（青島西海岸新區(qū)教育和體育局，山東 青島 266427）

排球運(yùn)動是一種高強(qiáng)度的隔網(wǎng)對抗性競技體育項(xiàng)目，高對抗性和高頻率的攻防特點(diǎn)使運(yùn)動員在比賽進(jìn)程中必須快速完成移動、制動、起跳、落地等動作，尤其起跳和落地是高水平排球比賽中常見的動作模式，也是高水平排球運(yùn)動員完成比賽行為的主要運(yùn)動形式。徐利、鐘秉樞曾指出，高水平男子排球比賽，全隊(duì)扣球會高達(dá)240 次，平均每人40 多次，攔網(wǎng)300 次左右，平均每人近50 次。排球運(yùn)動員在完成扣球、攔網(wǎng)動作時，自身平衡容易遭到破壞，導(dǎo)致落地時產(chǎn)生膝關(guān)節(jié)外翻、足內(nèi)旋等高風(fēng)險落地動作模式，從而引發(fā)前交叉韌帶損傷。Hewett T E（1999）在《美國運(yùn)動醫(yī)學(xué)》雜志發(fā)表的論文中表示，從1979—1999 年，美國施行前交叉韌帶重建手術(shù)的患者高達(dá)150 萬人次，每個患者進(jìn)行前交叉韌帶重建手術(shù)的費(fèi)用高達(dá)17 000 美元，并且10%～90%的患者在術(shù)后10 ～20 day 后會出現(xiàn)骨性關(guān)節(jié)炎癥狀，這將對高水平男排運(yùn)動員帶來經(jīng)濟(jì)和運(yùn)動壽命方面的雙重壓力。

2009 年，Padua D A 等首次提出了落地錯誤評分系統(tǒng)（The Landing Error Scoring System， LESS）。LESS操作簡便，它僅需要兩架攝像機(jī)和一個30cm 高的跳箱從側(cè)面和正面捕捉受試者的落地動作，再根據(jù)17 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行打分，總分共17 分，得分超過5 分（≥5）被認(rèn)為有較大的落地生物力學(xué)風(fēng)險。

Ivana HanlíKová等（2020）系統(tǒng)分析了52 篇關(guān)于LESSivo 時政研究，發(fā)現(xiàn)LESS 具有優(yōu)異的組內(nèi)信度，正面LESS 是一個評價落地生物力學(xué)風(fēng)險的可靠工具。

本文通過LESS 得出高水平男排運(yùn)動員落地下肢生物力學(xué)風(fēng)險，并探究產(chǎn)生的原因，進(jìn)而提出改善高水平男排運(yùn)動員高風(fēng)險落地動作模式的訓(xùn)練方法，以降低運(yùn)動員落地時下肢運(yùn)動損傷發(fā)生的概率。

1 研究對象與研究方法

1.1 研究對象

本文以高水平男排運(yùn)動員落地下肢生物力學(xué)風(fēng)險為研究對象。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法通過中國知網(wǎng)、北京師范大學(xué)圖書館等數(shù)據(jù)庫，以“LESS”“生物力學(xué)風(fēng)險”“男排運(yùn)動員”等為關(guān)鍵詞搜索相關(guān)文獻(xiàn)，并認(rèn)真、細(xì)致地分析相關(guān)研究，為本文提供理論依據(jù)與測試方法。

1.2.2 測試法本文以LESS 為測試工具，對10 名高水平男排運(yùn)動員進(jìn)行落地下肢生物力學(xué)風(fēng)險測試，找出高水平男排運(yùn)動員存在的高風(fēng)險落地動作模式，評估出高水平男排運(yùn)動員普遍存在的落地下肢生物力學(xué)風(fēng)險，并提出相關(guān)的改進(jìn)意見。

LESS 測試過程與評分標(biāo)準(zhǔn)：（1）LESS 測試要求運(yùn)動員從高為30cm 的跳箱上跳到測試者前方的防滑墊上，雙腳著地后，立即做最大垂直跳躍。防滑墊與跳箱的距離為受試者身高的一半，攝像機(jī)分別放置在受試者的正面和側(cè)面用于捕捉落地動作，每名運(yùn)動員至少按照規(guī)定的動作進(jìn)行兩次測試。（2）LESS 評分指標(biāo)分為3 組，共17項(xiàng)指標(biāo)。第一組為指標(biāo)1 ～6，顯示受試者從跳箱跳下后初次與地面接觸的瞬間下肢和軀干的位置；第二組為指標(biāo)7 ～15，顯示受試者落地后的緩沖過程中下肢和軀干的位置；第三組為指標(biāo)16 ～17，是評價者對受試者在矢狀面上的位移和落地質(zhì)量的主觀感知評價。在這3 組指標(biāo)中，第一、第二組指標(biāo)的評分均為0 分和1 分，0 分代表無錯誤，1 分代表有錯誤。第三組指標(biāo)評分為0 ～2 分，0 分為軟著陸表現(xiàn)優(yōu)秀，2 分代表著陸僵硬，質(zhì)量較差，1 分表示落地質(zhì)量在軟著陸和著陸僵硬之間。

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法使用Excel 2020 對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 高水平男排運(yùn)動員LESS 測試結(jié)果

表1 顯示，在10 名被測試的高水平男排運(yùn)動員中，最高分為8 分，最低分為3 分。10 名被測試者的LESS 平均得分為5.6 分，處于一般水平。 LESS測試出現(xiàn)的主要錯誤有膝關(guān)節(jié)屈曲小于30°、膝關(guān)節(jié)外翻、落地時雙腳間距小于肩寬、落地時雙腳位置不對稱、膝關(guān)節(jié)最大屈曲時軀干前傾角不變、最大屈曲時膝外翻6 項(xiàng)。（表2）

表1 10 名高水平男排運(yùn)動員LESS 得分一覽

表2 LESS 測試主要錯誤動作出現(xiàn)人數(shù)及頻率統(tǒng)計(jì)表

對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，可以看出僅有30%的高水平男排運(yùn)動員的LESS 得分小于5 分，而70%的運(yùn)動員LESS 得分大于或等于5 分，具有較大的落地生物力學(xué)風(fēng)險。據(jù)此，對測試中高水平男排運(yùn)動員出現(xiàn)的主要錯誤進(jìn)行深入分析，究其原因并提出應(yīng)對策略對提高男排運(yùn)動員的競技水平乃至運(yùn)動壽命具有重要意義。

2.2 高水平男排運(yùn)動員LESS 測試主要錯誤動作分析

2.2.1 膝關(guān)節(jié)屈曲小于30°產(chǎn)生原因與損傷風(fēng)險分析高水平男排運(yùn)動員膝關(guān)節(jié)部位的肌肉有助于吸收來自地面的反作用力。當(dāng)膝關(guān)節(jié)在矢狀面上屈曲幅度不足30°時，腘繩肌不能充分激活，會導(dǎo)致脛骨前移，前交叉韌帶將承受巨大的剪切力，造成非接觸性的前交叉韌帶損傷。通過查閱文獻(xiàn)，高水平男排運(yùn)動員產(chǎn)生膝關(guān)節(jié)屈曲小于30°的原因可能是肌肉力量失衡。

膝關(guān)節(jié)屈曲小于30°可能由股四頭肌緊張和屈膝原動肌力較弱導(dǎo)致。股四頭肌的主要作用是伸膝關(guān)節(jié)，在完成膝關(guān)節(jié)屈曲的活動中，股四頭肌主要作為拮抗肌來控制屈曲的幅度，當(dāng)股四頭肌過度緊張時，落地產(chǎn)生的作用力無法把股四頭肌拉長至適宜長度，會導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)屈曲幅度較?。荒N繩肌和腓腸肌是主要的屈膝原動肌，當(dāng)腘繩肌和腓腸肌收縮產(chǎn)生的肌力較小時，產(chǎn)生的作用力不足以對抗拮抗肌的彈性作用力也會使得屈膝幅度較小。

2.2.2 膝關(guān)節(jié)外翻產(chǎn)生原因與損傷風(fēng)險分析高水平男排運(yùn)動員膝關(guān)節(jié)外翻會使膝關(guān)節(jié)負(fù)荷增大，還會增加作用于前交叉韌帶的側(cè)向剪切力，導(dǎo)致非接觸性的前交叉韌帶撕裂風(fēng)險增加。通過查閱文獻(xiàn)，產(chǎn)生膝關(guān)節(jié)外翻的原因可能是肌肉力量失衡、踝關(guān)節(jié)活動度受限、運(yùn)動技能遷移。

肌肉力量失衡是導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)外翻的重要因素，臀中肌、臀大肌、梨狀肌是控制髖關(guān)節(jié)外展的主要肌肉，如果這部分肌肉肌力不足，則會導(dǎo)致股骨穩(wěn)定度降低，從而產(chǎn)生膝關(guān)節(jié)內(nèi)旋。

踝關(guān)節(jié)活動度受限也是導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)外翻的重要因素。腳踝背屈的活動度不足，在落地時會阻礙脛骨充分向前移動，造成脛骨內(nèi)旋，從而使髖關(guān)節(jié)發(fā)生內(nèi)旋，最后產(chǎn)生膝蓋外翻。

運(yùn)動技能遷移也是造成膝關(guān)節(jié)外翻的重要原因。排球動作技術(shù)中防守技術(shù)的準(zhǔn)備動作、扣球技術(shù)中的起跳環(huán)節(jié)都會出現(xiàn)膝關(guān)節(jié)外翻，運(yùn)動員經(jīng)過反復(fù)訓(xùn)練會形成動力定型，在落地過程中自動化地做出膝關(guān)節(jié)外翻動作。

2.2.3 落地時雙腳位置不對稱產(chǎn)生原因與損傷風(fēng)險分析高水平男排運(yùn)動員落地時雙腳位置不對稱會增大單側(cè)膝關(guān)節(jié)的垂直和側(cè)向地面反作用力，易造成包括骨折、韌帶撕裂在內(nèi)的急性損傷。通過查詢資料，本文認(rèn)為造成運(yùn)動員落地時雙腳位置不對稱的原因是形態(tài)學(xué)不對稱、功能性不對稱。

形態(tài)學(xué)不對稱是指運(yùn)動員下肢兩側(cè)形態(tài)學(xué)指標(biāo)不同，如雙腿長度不同，雙腳大小、足弓高、足長不同等。而功能性不對稱是指肌肉力量等方面存在差異，運(yùn)動員在落地時出于本能用肌肉力量較強(qiáng)的一側(cè)腳首先著地或者緩沖較多的反作用力，則會造成落地時雙腳位置不對稱。

2.2.4 膝關(guān)節(jié)最大屈曲時軀干前傾角度不變產(chǎn)生原因與損傷風(fēng)險分析在落地緩沖階段，膝關(guān)節(jié)最大屈曲時軀干前傾角度不變會阻礙髖關(guān)節(jié)肌肉吸收落地的反作用力，使上半身的反作用力直接作用于膝蓋，增加膝關(guān)節(jié)單位面積的壓力，造成膝關(guān)節(jié)損傷。

在視頻分析過程中發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)該錯誤的3 名被試者膝蓋均超出了腳尖所處的位置而髖關(guān)節(jié)沒有明顯后移。造成這種情況的原因極有可能是運(yùn)動員髖關(guān)節(jié)肌肉緊張，導(dǎo)致運(yùn)動員從雙腳觸地到膝關(guān)節(jié)最大屈曲時髖關(guān)節(jié)肌肉并未被有效拉長，阻礙了軀干向前移動，從而導(dǎo)致軀干前傾角不變。

膝關(guān)節(jié)最大屈曲時軀干前傾角不變也有可能是由于運(yùn)動技能遷移導(dǎo)致的。競技排球的接發(fā)球技術(shù)、防守技術(shù)要求運(yùn)動員時刻保持重心前傾，膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)最佳角度分別為120°和65°，此時膝蓋超過腳尖，經(jīng)過長期的訓(xùn)練，該技能可能遷移到起跳和落地的動作模式中。

2.2.5 雙腳間距小于肩寬產(chǎn)生原因與損傷風(fēng)險分析高水平男排運(yùn)動員雙腳間距過窄會阻礙落地緩沖過程中髖關(guān)節(jié)后移和膝關(guān)節(jié)屈曲，導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)部位的肌肉不能充分吸收落地的反作用力，增加了膝關(guān)節(jié)的壓力。而且雙腳間距較小會降低人體的平衡功能，易造成踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)肌肉的損傷。通過查詢資料，本文認(rèn)為雙腳間距過窄可能由本體感覺功能弱、功能性不對稱導(dǎo)致。

本體感覺器官可以感知肌肉張力變化，從而確定肢體所在的空間位置，如果本體感覺功能弱，不能很清晰地感知雙腳之間的寬度，就會產(chǎn)生雙腳間距小于肩寬的情況。

功能性不對稱可能也是導(dǎo)致雙腳間距小于肩寬的重要原因?？刂企y關(guān)節(jié)內(nèi)旋的肌肉大部分集中在身體內(nèi)側(cè)，運(yùn)動員雙腿內(nèi)側(cè)肌肉的肌張力較大而控制髖關(guān)節(jié)外展的肌肉力量較弱，在跳起到落地前的過程中，雙腿受肌肉力量影響開立幅度較小，則會產(chǎn)生雙腳間距小于肩寬的情況。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

3.1.1 高水平男排運(yùn)動員普遍存在落地下肢生物力學(xué)風(fēng)險，10 名測試者中僅有3 名測試者LESS 成績良好，7 名測試者存在程度不一的落地生物力學(xué)風(fēng)險，LESS 測試出現(xiàn)的主要錯誤是膝關(guān)節(jié)屈曲小于30°、膝關(guān)節(jié)外翻、落地時雙腳間距較窄、落地時雙腳位置不對稱、膝關(guān)節(jié)最大屈曲時軀干前傾角較初次落地時不變、最大屈曲時膝外翻，發(fā)生率分別為60%、80%、90%、60%、30%、90%。

3.1.2 高水平男排運(yùn)動員落地時膝關(guān)節(jié)屈曲小于30°可能由肌肉力量失衡導(dǎo)致，易造成非接觸性的前交叉韌帶損傷。3.1.3 高水平男排運(yùn)動員落地時膝關(guān)節(jié)外翻可能由肌肉力量失衡、踝關(guān)節(jié)活動度受限、運(yùn)動技能遷移導(dǎo)致，會增加非接觸性的前交叉韌帶撕裂風(fēng)險。

3.1.4 高水平男排運(yùn)動員落地時雙腳位置不對稱可能由形態(tài)學(xué)不對稱、功能性不對稱導(dǎo)致，會造成骨折、韌帶撕裂等急性損傷。

3.1.5 高水平男排運(yùn)動員關(guān)節(jié)最大屈曲時軀干前傾角度不變角度小可能由髖關(guān)節(jié)肌肉緊張、運(yùn)動技能遷移導(dǎo)致，會造成膝關(guān)節(jié)損傷。

3.1.6 高水平男排運(yùn)動員落地時雙腳間距小于肩寬可能由本體感覺功能弱、功能性不對稱導(dǎo)致，會造成踝、膝關(guān)節(jié)肌肉損傷。

3.2 建議

3.2.1 教練員要重視高水平男排運(yùn)動員存在的下肢落地生物力學(xué)風(fēng)險，要定期對高水平男排運(yùn)動員進(jìn)行測試，并針對性地教授高水平男排運(yùn)動員科學(xué)的落地技術(shù)，降低高水平男排運(yùn)動員運(yùn)動損傷發(fā)生概率。

3.2.2 教練員要注意增加高水平男排運(yùn)動員腘繩肌、腓腸肌等屈膝原動肌的肌肉力量，松解高水平男排運(yùn)動員股四頭肌，改善高水平男排運(yùn)動員膝關(guān)節(jié)屈曲小于30°的情況。

3.2.3 教練員要注意增強(qiáng)高水平男排運(yùn)動員臀中肌、臀大肌、梨狀肌等髖關(guān)節(jié)外展肌肉的力量，提高高水平男排運(yùn)動員踝關(guān)節(jié)活動度，改善高水平男排運(yùn)動員膝關(guān)節(jié)外翻的情況。

3.2.4 教練員要注意增強(qiáng)高水平男排運(yùn)動員的功能性力量，促使高水平男排運(yùn)動員發(fā)展弱側(cè)的肌肉力量以及小肌肉群的肌肉力量，保持身體的功能性對稱，改善高水平男排運(yùn)動員落地時雙腳力量對稱的情況。

3.2.5 教練員要注意增強(qiáng)高水平男排運(yùn)動員核心穩(wěn)定性，松解其髖關(guān)節(jié)肌肉，采取誘導(dǎo)法、限制練習(xí)法糾正高水平男排運(yùn)動員運(yùn)動技能遷移，改善高水平男排運(yùn)動員膝關(guān)節(jié)最大屈曲時軀干前傾角不變的情況。

3.2.6 教練員要注意松解高水平男排運(yùn)動員的半腱肌、縫匠肌等控制髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋的主要肌肉，以此改善高水平男排運(yùn)動員雙腳間距不變的情況。