周志鵬，曲 峰，劉 鵬，楊 杰，賴 寒

ZHOU Zhi-peng1，2，QU Feng1，LIU Peng2，Yang Jie2，LAI Han2

不同方向單腿跳躍落地及運(yùn)動疲勞對非接觸性前交叉韌帶損傷風(fēng)險(xiǎn)的影響

周志鵬1，2，曲 峰1，劉 鵬2，楊 杰2，賴 寒2

ZHOU Zhi-peng1，2，QU Feng1，LIU Peng2，Yang Jie2，LAI Han2

前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）損傷在體 育運(yùn)動中十分常見，且70%屬于非接觸性損傷［2］。以往的研究指出，常見的非接觸性ACL損傷危險(xiǎn)動作主要包括落地支撐（landing）、起跳（jumping）及側(cè)切（cutting）等［8，29］，可見,跳躍落地是造成ACL損傷的重要危險(xiǎn)因素。研究指出，不同的落地模式可對下肢關(guān)節(jié)及韌帶所承受的負(fù)荷產(chǎn)生較大的影響［27］。不合理的落地模式包括落地時有較小的膝屈角、髖屈角和軀干前傾角，同時伴隨較大的膝外展角和小腿內(nèi)旋，會大大增加ACL和下肢損傷的風(fēng)險(xiǎn)［8］。同時，采用以上較為僵硬的落地姿勢還可導(dǎo)致機(jī)體承受更大的地面反作用力、膝伸展力矩、膝外展力矩和脛骨的向前剪切力［35］，而以上也是導(dǎo)致ACL損傷的重要風(fēng)險(xiǎn)因素［8］。成功的著地支撐需要足夠的肌力、關(guān)節(jié)穩(wěn)定和姿勢平衡等保護(hù)機(jī)制來預(yù)防下肢的關(guān)節(jié)損傷［47］，但當(dāng)機(jī)體處于疲勞狀態(tài)時則可能會對人體的運(yùn)動模式產(chǎn)生較大的影響。研究指出，當(dāng)機(jī)體處在神經(jīng)肌肉疲勞狀態(tài)時可造成落地時膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)的屈角減?。?，13］，地面反作用力增大［22］，膝伸展力矩增大［24］，膝外展活動增加［43］等，因此，疲勞也被認(rèn)為是造成ACL損傷的重要風(fēng)險(xiǎn)因素。

跳躍落地是一項(xiàng)最基本的運(yùn)動技術(shù)，尤其在大多球類運(yùn)動中（如籃球、排球、手球等）的使用十分頻繁。運(yùn)動中的跳躍落地可分為雙腿落地和單腿落地，而單腿落地支撐在球類運(yùn)動中的使用十分常見，因?yàn)?，其更有利于隨后做各種急停、變向及跳躍等動作。研究顯示，單腿落地時較雙腿落地有較大的膝外展角度、較小的髖和膝屈角、較大的地面反作用力等［36］，因此，單腿落地可能也較雙腿落地有更大的損傷風(fēng)險(xiǎn)。同時，由于單腿落地支撐時更容易導(dǎo)致身體失去平衡，這也可增加非接觸性ACL損傷的風(fēng)險(xiǎn)［45］，因此，通過對單腿落地動作ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)評估的研究將有助于更好地理解其損傷機(jī)制，并為損傷預(yù)防方案的制訂提供依據(jù)。

以往有關(guān)跳躍落地及神經(jīng)肌肉疲勞對造成ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)的研究多數(shù)集中在單一方向上的單腿或雙腿跳躍落地動作［9，14，16，32］，且大多動作設(shè)計(jì)為前跳方向的動作。而在實(shí)際運(yùn)動中，跳躍落地包含了各種不同方向上的動作要求，如，籃球中的3步上籃及搶籃板、排球中的不同位置攔網(wǎng)、手球中的不同方向單腿跳躍進(jìn)攻等，均需要采用各種不同的跳躍落地動作（如側(cè)向、斜向跳躍等）才能完成。Wikstrom等研究指出，如僅對前跳方向落地時的下肢生物力學(xué)特征進(jìn)行研究可能會忽略不同方向跳躍落地時的神經(jīng)肌肉控制信息［46］。而采用多種方向的測試動作來對下肢的生物力學(xué)特征進(jìn)行分析將有助于更好地識別和評估ACL損傷的危險(xiǎn)因素［40］。因此，本研究以3種不同方向（前跳、斜跳與側(cè)跳）單腿跳躍落地動作為任務(wù)，探討不同方向單腿跳躍落地動作對造成ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)的差異，同時，考察神經(jīng)肌肉疲勞對動作可能造成的影響，從而為更好地理解ACL損傷的發(fā)病機(jī)制及提出有針對性的預(yù)防策略提供參考。

本研究假設(shè)：1）不同方向單腿跳躍落地動作中的下肢運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特征有所不同，側(cè)跳與斜跳可能較前跳落地時有更大的ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)；2）神經(jīng)肌肉疲勞可對單腿跳躍落地動作中的部分下肢生物力學(xué)特征造成影響，且這些改變可能會增大ACL損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

1 研究對象與方法

1.1 受試者

招募12名普通健康男性大學(xué)生（年齡24.5±2.4歲，身高1.73±0.03 m，體重68.1±5.7 kg）。受試者選擇標(biāo)準(zhǔn)：近1年內(nèi)無頭部及下肢嚴(yán)重?fù)p傷，近3個月無急性下肢損傷；球類運(yùn)動（籃球、足球等）愛好者，每周運(yùn)動3次以上；無心肺疾?。粚?shí)驗(yàn)前48 h未從事劇烈運(yùn)動。正式實(shí)驗(yàn)之前，告知受試者具體實(shí)驗(yàn)過程，并簽署知情同意書。

1.2 實(shí)驗(yàn)方案

受試者穿著統(tǒng)一配備的慢跑鞋、緊身衣，佩戴泳帽，先以8 km/h的速度在跑臺上進(jìn)行10 min的熱身，再做充分的肌肉伸展活動。熱身結(jié)束后使受試者熟悉整個測試動作，并充分練習(xí)至自我習(xí)慣為止。

1.2.1 測試動作

受試者從3個不同位置距離地面30 cm高的平臺上由靜止站立姿勢開始，起跳點(diǎn)位置距離測力臺中心為70 cm［46］，要求雙腳同時跳向測力臺中心，以支撐腿（定義為踢球時支撐身體重心的腿，本研究中11人為左腿，1人為右腿）單腿落地支撐并立即無停頓做最大用力單腿垂直反跳，要求起跳和落地時均面向正前方，并無過多身體扭轉(zhuǎn)動作。

圖1 本研究3種跳躍方向示意圖（以左腳支撐為例）Figure 1.Testing Movement（Example for Left Leg Jamp Landing）

1.2.2 測試流程

1.疲勞前測試

要求每位受試者按隨機(jī)順序完成3個位置點(diǎn)各2次成功的測試動作，在疲勞前的各動作之間至少休息1 min，通過監(jiān)測心率（無線Polar表）待基本恢復(fù)時再進(jìn)行下一個測試動作。

2.疲勞方案

疲勞前測試后立即進(jìn)行疲勞誘發(fā)試驗(yàn)。在以往的許多疲勞誘發(fā)測試中，學(xué)者較多地采用了運(yùn)動中功能性較高的動作，如跑步或跳躍等開放鏈動作［5，18，22，30，32］，然而，在連續(xù)進(jìn)行沖刺或跳躍動作時，都會有動作轉(zhuǎn)換的時間，如此則會造成其疲勞并不是一直累積的，通常會較難控制和維持疲勞的狀態(tài)。因此，為了誘發(fā)下肢肌群的疲勞，本研究的疲勞誘發(fā)方案采用了閉鎖鏈動作，由于其動作較為簡單，且是連續(xù)進(jìn)行沒有中斷，可較好控制和維持疲勞的狀態(tài)。本研究疲勞方案參考修改自Haddas［20］和Padua［34］的方式，使受試者負(fù)重1/3體重的杠鈴，屈膝下蹲90°，并以電子節(jié)拍器設(shè)置50次/min的頻率進(jìn)行連續(xù)蹲起。

達(dá)到最大疲勞的判定條件為符合以下3條任一條：a）受試者不能連續(xù)跟上4個節(jié)拍或不能連續(xù)完成2次有效蹲起；b）主觀疲勞程度（RPE）達(dá)到17級（很費(fèi)力）以上［44］；c）心率達(dá)到預(yù)期最大心率（220－年齡）的85%以上［13］。在疲勞誘發(fā)過程中，會有專人對受試者進(jìn)行保護(hù)，并予以語言鼓勵其盡量堅(jiān)持。

3.疲勞后測試

待受試者達(dá)到最大疲勞狀態(tài)時立即進(jìn)行疲勞后的測試動作，其動作要求同疲勞前，但各動作之間無休息時間，且為維持疲勞效果，每一個測試動作之間均讓受試者再做連續(xù)3次原地用力縱跳［39］，在整個測試過程中記錄受試者完成動作的時間和即刻心率見表1。

表1 測試過程中受試者運(yùn)動狀態(tài)Table 1 Physiological Statuses of Subjects in the Process of Testing

1.3 數(shù)據(jù)采集與處理

測試時受試者身上粘貼29個反光標(biāo)志點(diǎn)，貼點(diǎn)方案參考Helen Hayes模型（頭頂，頭前/后，左/右肩峰，左/右肱骨外上髁，左/右尺骨莖突與橈骨莖突中點(diǎn)，右側(cè)肩胛骨，左/右髂前上棘，第4、5腰椎棘突中點(diǎn)，左/右大腿前側(cè)，左/右股骨外側(cè)髁和內(nèi)側(cè)髁，左/右脛骨粗隆，左/右內(nèi)、外踝，左/右足跟，左/右足尖），通過8鏡頭紅外高速運(yùn)動捕捉系統(tǒng)（Motion Analysis Raptor-4，USA，200 Hz）和1個測力臺（Kistler 9281CA，Switzerland，1 000 Hz）同步采集運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)數(shù)據(jù)。所有標(biāo)志點(diǎn)三維坐標(biāo)采用Butterworth低通濾波進(jìn)行平滑（截?cái)囝l率為10 Hz），根據(jù)標(biāo)志點(diǎn)坐標(biāo)建立人體環(huán)節(jié)坐標(biāo)系［3，23］，采用歐拉角的方法計(jì)算髖、膝、踝的三維角度，關(guān)節(jié)凈力矩的計(jì)算采用逆動力學(xué)的方法［15］。測試動作分析從受試者支撐腳接觸測力臺瞬間，垂直地面反作用力大于10 N開始，至力值減小為零的前一時刻終止［13］。每人每個方向的2次有效數(shù)據(jù)均用于最后的數(shù)據(jù)分析（取平均值）。地面反作用力采用體重（BW）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，關(guān)節(jié)力矩采用身高與體重乘積（BH×BW）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)均提取支撐腿數(shù)據(jù)，利用重復(fù)測量雙因素方差分析方法來對結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，自變量為跳躍方向（3個水平：前跳、斜跳和側(cè)跳）和疲勞（2個水平：無疲勞、疲勞），因變量為下肢各生物力學(xué)指標(biāo)，后續(xù)兩兩比較采用LSD法，顯著性水平α設(shè)為0.05，所有統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS 19.0軟件完成。

2 結(jié)果

本研究結(jié)果表明，在觸地時刻支撐腿的髖關(guān)節(jié)屈角前跳與斜跳、側(cè)跳相比無論在疲勞前或疲勞后均有顯著性差異（P＜0.05），而疲勞后與疲勞前相比雖有減小的趨勢，但差異并不顯著（P＞0.05）；觸地時刻的膝關(guān)節(jié)屈角、外展角和外旋角在各個方向均無顯著性差異，疲勞后與疲勞前相比屈角有減小的趨勢，外展角有增大的趨勢，但差異并不顯著（P＞0.05）；觸地時刻的踝關(guān)節(jié)跖屈角度各位置之間無顯著性差異，而疲勞后與疲勞前相比則顯著增大（P＜0.05）。

表2 觸地時刻支撐腿各主要關(guān)節(jié)的角度（°）Table 2 Joint Kinematics of Landing Leg at Initial Foot Contact with the Ground

地面垂直反作用力首次峰值前跳與斜跳略大于側(cè)跳，但差異并不顯著（P＞0.05），而疲勞后較疲勞前則均顯著增大（P＜0.05）。從膝關(guān)節(jié)各角度來看，膝關(guān)節(jié)屈角疲勞后均較疲勞前有減小的趨勢，但差異并不顯著（P＞0.05），且3個位置之間也無顯著差異（P＞0.05），膝關(guān)節(jié)外展角度疲勞后較疲勞前有增大趨勢，且斜跳＞側(cè)跳＞前跳，但三者之間差異并不顯著（P＞0.05），而膝關(guān)節(jié)外展角三者之間亦無顯著性差異（P＞0.05）。從膝關(guān)節(jié)各力矩來看，膝伸展力矩側(cè)跳要大于前跳（P＜0.05），且疲勞后較疲勞前相比均有所增大（P＜0.05），膝外展力矩斜跳與側(cè)跳均顯著大于前跳（P＜0.05），而膝內(nèi)旋力矩三者之間無顯著差異（P＞0.05）。

表3 地面垂直反作用力首次峰值時刻膝關(guān)節(jié)的各主要力學(xué)指標(biāo)Table 3 Biomechanical Characteristics of Knee Joint at First Peak Ground Reaction Force

3種不同方向單腿跳躍落地反跳的重心離地瞬間垂直速度結(jié)果表明：疲勞后均小于疲勞前（P＜0.05），進(jìn)一步說明了神經(jīng)肌肉疲勞對受試者的運(yùn)動表現(xiàn)也產(chǎn)生顯著影響。

圖2 離地瞬間重心垂直速度Figure 2.Vertical Speed of Center of Gravity at the Moment of Toe off the Ground

3 討論

在本次測試中，受試者在疲勞誘發(fā)試驗(yàn)和疲勞后測試動作中的心率均達(dá)到了預(yù)期最大心率的85%以上，RPE亦達(dá)到本研究疲勞設(shè)計(jì)要求，進(jìn)一步結(jié)合疲勞前、后受試者重心離地瞬間垂直速度來看，3種不同方向單腿跳躍落地反跳的垂直速度均顯著下降，這一結(jié)果說明，本研究的疲勞方案可成功地誘發(fā)中樞（神經(jīng)）和外周（肌肉）的疲勞，從而較好地驗(yàn)證了本實(shí)驗(yàn)方案的合理性。

本研究結(jié)果顯示，觸地時刻3種不同方向單腿跳躍落地動作中的髖關(guān)節(jié)屈角前跳＞斜跳＞側(cè)跳，觸地時刻和地面垂直反作用力首次峰值時刻的膝關(guān)節(jié)屈角均小于30°。以往的研究認(rèn)為，下肢在著地制動過程中，較小的髖關(guān)節(jié)屈角和膝關(guān)節(jié)屈角可增大ACL損傷的風(fēng)險(xiǎn)［1，7］。落地時采用較小的髖關(guān)節(jié)屈角及軀干前傾角的著地姿勢與較大的髖關(guān)節(jié)屈角及軀干前傾角的著地姿勢相比，會增大28%的股四頭肌激活水平，從而增加著地時股四頭肌對脛骨產(chǎn)生的向前剪切力，導(dǎo)致ACL損傷的風(fēng)險(xiǎn)增加［38］。而落地時當(dāng)膝關(guān)節(jié)屈曲角度較小時（＜30°），ACL所受的負(fù)荷與屈曲角度較大時相比明顯增加［6，27］。同時，著地時采用較小的膝關(guān)節(jié)屈曲角度，還會導(dǎo)致地面反作用力有所增大——每減小1°，可增大約68 N（0.1 BW）的地面反作用力［17］。而較大的膝關(guān)節(jié)屈曲角度，可使股后肌群有效激活，有助于協(xié)助穩(wěn)定脛骨，減少動作中脛骨的前移，減小脛骨向前的剪切力，從而降低ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)［9］。此外，多項(xiàng)研究指出，增大觸地階段髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)屈曲角度，有助于落地支撐時能量的吸收和減少ACL所受的負(fù)荷，從而降低損傷的風(fēng)險(xiǎn)［7，19］。由此可知，如能通過進(jìn)行動作模式訓(xùn)練來有效地調(diào)整著地時的身體姿勢，尤其是調(diào)整下肢髖、膝關(guān)節(jié)的屈曲角度，對落地緩沖階段的能量吸收和轉(zhuǎn)換可起到重要的作用，從而有利于降低ACL損傷的風(fēng)險(xiǎn)。在本研究中，著地初期3種不同方向單腿跳躍落地動作中的膝關(guān)節(jié)屈角均小于30°，提示，可能均具有一定的ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)；而結(jié)合觸地時刻髖關(guān)節(jié)屈角的結(jié)果來看，側(cè)跳與斜跳采用了更小的髖屈角，提示，其ACL損傷的風(fēng)險(xiǎn)可能較前跳更大。因此，以上結(jié)果部分支持了本研究的第1個假設(shè)。

從本研究地面垂直反作用力首次峰值來看，3種不同方向單腿跳躍落地疲勞后均較疲勞前有所增大，這也與之前的研究結(jié)果相一致［9，37］。而在對比3種不同方向單腿跳躍落地時地面反作用力首次峰值的大小來看，三者之間差異并不明顯，推測可能與本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的3種跳躍方向均從30 cm高的平臺啟動有關(guān)。有研究指出，著地早期較大的地面反作用力是潛在的膝關(guān)節(jié)損傷風(fēng)險(xiǎn)因素［1，21］。Cerulli等［10］人的研究發(fā)現(xiàn)，在單腳前跳著地動作中，ACL的張力從著地瞬間起逐漸增大，其張力峰值通常發(fā)生在地面垂直反作用力的第一峰值瞬間（支撐階段的前10～50 ms）。由此可見，較大的地面反作用力可能會增大ACL損傷的風(fēng)險(xiǎn)，尤其當(dāng)機(jī)體處在疲勞狀態(tài)時，由于神經(jīng)肌肉功能的下降［11］，會增加關(guān)節(jié)韌帶、關(guān)節(jié)軟骨等被動組織結(jié)構(gòu)來吸收沖擊時產(chǎn)生的能量，從而增大損傷的風(fēng)險(xiǎn)［30，33］。而有研究發(fā)現(xiàn)，著地時下肢各關(guān)節(jié)所受沖擊力大小會受到身體姿勢改變的影響，尤其在沖擊力轉(zhuǎn)移時期，通?？赏ㄟ^下肢關(guān)節(jié)角度的改變來調(diào)整肌肉骨骼系統(tǒng)所受的負(fù)荷［25］。著地時較大的髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)屈曲角度可有助于更好地緩沖著地后的沖擊力，從而降低下肢損傷的風(fēng)險(xiǎn)［8］。

本研究結(jié)果顯示，著地初期不同方向單腿落地時的髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)屈角在疲勞前、后并無顯著差異。因此，在著地時如無法增大髖、膝關(guān)節(jié)的屈曲角度，為減小沖擊力和維持身體姿勢的穩(wěn)定還需通過其他機(jī)制來完成。有研究指出，在較僵硬的著地動作中需要通過更多的踝關(guān)節(jié)和周圍肌肉組織的活動來吸收沖擊能量，而增大踝關(guān)節(jié)觸地時的跖屈角度可為踝關(guān)節(jié)提供更大的減震能力［42］，尤其在單腿落地支撐動作中，調(diào)整踝關(guān)節(jié)的活動度對于沖擊能量的吸收十分重要。同時，通過增加遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)（踝關(guān)節(jié)）的作用可起到減少近端環(huán)節(jié)（膝、髖關(guān)節(jié)）的動作，還有利于身體姿勢的控制和穩(wěn)定［41］。在本研究中，疲勞后觸地時刻踝關(guān)節(jié)的跖屈角度雖有所增大，但從地面垂直反作用力首次峰值的結(jié)果顯示，疲勞后仍較疲勞前有所增加，推測可能是由于踝關(guān)節(jié)在觸地時刻的跖屈角度增大效果還不夠明顯，并不足以抵消較為僵硬的著地姿勢（較小的膝屈角和髖屈角）帶來的負(fù)面影響。結(jié)合本研究中地面垂直反作用力首次峰值和著地初期踝關(guān)節(jié)運(yùn)動的結(jié)果來看，在完成3種不同方向單腿跳躍落地動作時，疲勞后會較疲勞前有更大的ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)。因此，以上結(jié)果部分支持了本研究的第2個假設(shè)。

在本研究中，地面反作用力首次峰值時刻的膝伸展力矩側(cè)跳大于前跳，疲勞后3個不同方向上的膝伸展力矩均顯著大于疲勞前，同時，膝外展力矩疲勞前、后雖無顯著差異，但三個不同方向?qū)Ρ葋砜葱碧蛡?cè)跳要大于前跳。以往的研究表明，較大的伸膝力矩、較大的膝關(guān)節(jié)外展角和外展力矩等可增加ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)，尤其在膝關(guān)節(jié)屈曲角度較小時（0°～30°），較大的膝關(guān)節(jié)外展角和外展力矩可使ACL受到的牽拉負(fù)荷顯著增大，從而增大損傷的風(fēng)險(xiǎn)［31］。研究指出，當(dāng)膝關(guān)節(jié)外展角度為5°時，ACL所受的負(fù)荷增大6倍［4］，而當(dāng)膝關(guān)節(jié)外展角度超過8°時，就可能有ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)［28］。Chaudhari等［12］人的研究認(rèn)為，落地時當(dāng)膝關(guān)節(jié)額狀面角度為0°時，ACL損傷閾值為5.1 BW的地面垂直反作用力，當(dāng)膝外展角度達(dá)10°時，傷害閾值下降到2.2 BW。也有研究指出，單獨(dú)的膝關(guān)節(jié)外展并不能造成ACL損傷，但如果膝關(guān)節(jié)在受到較大伸展力矩的同時有較大的外展，則會顯著增加ACL的負(fù)荷［26］，從而增大損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

從本研究結(jié)果來看，無論在觸地時刻還是地面反作用力首次峰值時刻，3種不同方向單腿跳躍落地時膝關(guān)節(jié)外展角均未達(dá)到ACL損傷閾值，且三者之間并無顯著差異。結(jié)合本研究中膝關(guān)節(jié)力矩結(jié)果來看，斜跳和側(cè)跳的外展力矩要大于前跳，側(cè)跳的伸膝力矩要大于前跳，且疲勞后3種不同方向單腿跳躍落地時的伸膝力矩均顯著大于疲勞前。以上結(jié)果提示，3種不同方向單腿跳躍落地動作中側(cè)跳與斜跳所面臨的ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)可能要大于前跳，尤其是側(cè)跳的損傷風(fēng)險(xiǎn)可能相對較大，且當(dāng)機(jī)體處在神經(jīng)肌肉疲勞狀態(tài)時可能會增大ACL損傷的風(fēng)險(xiǎn)。因此，以上結(jié)果部分支持了本研究的第1、2個假設(shè)。

4 結(jié)論與建議

1.3種不同方向單腿跳躍落地動作中，側(cè)跳與斜跳較前跳可能有更大的ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)，尤其是側(cè)跳落地動作的損傷風(fēng)險(xiǎn)相對較大。

2.神經(jīng)肌肉疲勞可增大單腿跳躍落地時的ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)。

3.建議在今后評估下肢落地支撐動作損傷風(fēng)險(xiǎn)的研究中加入表面肌電的測試，用以探討下肢各肌肉的激活和協(xié)調(diào)作用，為進(jìn)一步揭示ACL損傷的機(jī)制及預(yù)防提供參考。

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The Effects of Single-leg Jump Landing among Three Different Directions and Fatigue on Non-contact ACL Injury

目的：探討 33種不同方向（前跳、斜跳與側(cè)跳）單腿跳躍落地動作對造成非接觸性AACCLL損傷風(fēng)險(xiǎn)的差異，同時考察神經(jīng)肌肉疲勞對動作可能造成的影響。方法：采用紅外光點(diǎn)運(yùn)動捕捉系統(tǒng)與三維測力臺，同步采集1122名健康男性受試者在疲勞前、后完成的三種不同方向單腿跳躍落地動作，并對下肢的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果：與AACCLL損傷相關(guān)的部分下肢生物力學(xué)指標(biāo)在不同動作及疲勞前、后存在一定的差異，觸地時刻支撐腿髖關(guān)節(jié)屈角前跳＞斜跳＞側(cè)跳；地面反作用力首次峰值時刻膝伸展力矩側(cè)跳大于前跳，且疲勞后 33種方向均有所增大；膝外展力矩側(cè)跳與斜跳大于前跳；疲勞后地面反作用力首次峰值均有所增大。結(jié)論：側(cè)跳與斜跳較前跳可能有更大的AACCLL損傷風(fēng)險(xiǎn)，尤其是側(cè)跳落地動作的損傷風(fēng)險(xiǎn)相對較大；神經(jīng)肌肉疲勞可增大單腿跳躍落地時的AACCLL損傷風(fēng)險(xiǎn)。

疲勞；單腿落地；不同方向；前交叉韌帶損傷；生物力學(xué)

Objective:The purpose of this study was to investigate the effects of fatigue on non-contact ACL injury risk in kinematics and kinetics of lower extremity during single-leg jump landing among three different directions(forward，diagonal，lateral).Methods:Twelve healthy male college students were recruited in this study by using motion capture system and Kistler force platform，kinematic and kinetic parameters were collected during subjects completed three different directions jump landing moves before and after a fatigue protocol.Results:Significant differents were found in kinematic and kinetic among three different directions jump landing and between 2 different conditions (pre-vs.post-fatigue).Among three different directions，the forward jump showed biggest hip flexion degrees of supporting leg at initial contact，and the lateral jump was smallest.The knee extention moments of lateral jump was greater than forward jump，and were greater in all three directions after fatigue.The knee abduction moments of lateral jump was greater than forward jump.The first peak groud reaction forces were increased in all three directions after fatigue.Conclusions:Among three different directions，the results indicated that the landing strategies while landing at the lateral and diagonal directions were much stiffer，especially with a stiff landing at the lateral direction could cause high ACL injury rate.During single-leg landing after fatigue，the results of biomechanical factors showed thatfatiguecouldprobablyleadtoincreaseACLinjuryrisk.

fatigue;single-leglanding;differentdirections;ACLinjury;biomechanics

G804.6

：A

1002-9826（2017）01-0111-07

10.16470/j.csst.201701014

2016-04-05；

：2016-10-20

山東體育學(xué)院重點(diǎn)課題（131102）。

周志鵬，男，講師，在讀博士研究生，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動生物力學(xué)，E-mail:zzp_2004@126.com。

1.北京體育大學(xué)運(yùn)動人體科學(xué)學(xué)院，北京100084；2.山東體育學(xué)院運(yùn)動與健康學(xué)院，山東濟(jì)南250102 1.Beijing Sport University，Beijing 100084，China;2. Shandong Sport University，Jinan 250102，China.