魯智勇 ，普江艷 *，解 強 ，李 偉，劉 卉 ，李國平

橄欖球是一項身體對抗激烈、運動技巧繁多，并要求參與者具有頑強的品質(zhì)，同時具有極強的觀賞性的團(tuán)體運動。前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）損傷是橄欖球運動員常見的運動損傷之一（Fuller et al.，2009）。研究表明，前交叉韌帶損傷與突然改變方向的運動，諸如側(cè)切跑等技術(shù)動作有關(guān)（O’Rourke et al.，2007）。有研究指出，運動員在正常的側(cè)切跑動作中，腘繩肌和股四頭肌的神經(jīng)肌肉控制和強度比率等指標(biāo)被認(rèn)為是矢狀面損傷機制的重要因素（Gudmundsson et al.，2004）。橄欖球運動員側(cè)切跑技術(shù)速度快、強度大、參與動作的下肢肌肉多，較多的肌肉參與維持膝關(guān)節(jié)在矢狀面、冠狀面及水平面的穩(wěn)定性，而在側(cè)切跑動作的運動周期中，從落地瞬間至足部離開地面的支撐階段，此階段各關(guān)節(jié)應(yīng)力較大，是損傷的高發(fā)階段。神經(jīng)肌肉控制力、肌肉平衡對人體結(jié)構(gòu)與功能的穩(wěn)定極為重要。對于側(cè)切跑運動，高效的神經(jīng)肌肉控制系統(tǒng)可有效協(xié)調(diào)各個肌肉、肌群的配合協(xié)調(diào)工作，發(fā)揮肌肉的最大功效，保護(hù)關(guān)節(jié)，同時增加其運動表現(xiàn)。同時，下肢的肌肉失衡一方面造成相應(yīng)的肌肉激活不足；另一方面，過度緊張的下肢肌肉的過度激活也可造成肌肉間或者肌肉內(nèi)失衡。因此，合理的肌肉比例可以有效預(yù)防膝關(guān)節(jié)的損傷。

本研究通過對專業(yè)橄欖球運動員側(cè)切跑過程中的下肢肌電特征進(jìn)行研究，探尋側(cè)切跑中男、女運動員各項肌電指標(biāo)的差異。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

研究對象為男、女橄欖球運動員共26名（表1），均為健將級運動員。其中優(yōu)秀女運動員（EF）14人，優(yōu)秀男運動員（EM）12人。

表1 研究對象的基本情況Table 1 Basic Information of the Research Object

研究對象納入標(biāo)準(zhǔn)：1）均為國家男、女橄欖球隊隊員；2）研究期間應(yīng)處于常規(guī)訓(xùn)練狀態(tài)，排除3個月以上未參加訓(xùn)練的運動員；3）所有隊員測試均為優(yōu)勢側(cè)，無膝關(guān)節(jié)相關(guān)手術(shù)史；4）無任何影響其完成測試動作的相關(guān)疾??；5）簽署知情同意書。

1.2 實驗儀器與測試方法

1.2.1 表面肌電測試系統(tǒng)

實驗中，使用8通道NORAXON無線肌電系統(tǒng)對運動員進(jìn)行實時的肌電采集（TeleMyo 900，USA Inc）。采樣頻率為1 000 Hz，A/D變頻器±5 V輸入范圍，帶寬為30～500 Hz，無陷波器。

1.2.2 肌電測試方法

被試采用側(cè)切跑動作進(jìn)行測試，采集運動周期內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)與實驗資料。生物力學(xué)實驗室的平均溫度控制在26℃。

實驗前告知受試者注意事項，穿戴平日訓(xùn)練用鞋、緊身運動衣。將起跳腿定義為受試者的優(yōu)勢腿，并記錄受試者基本情況。依據(jù)身體解剖定位，貼好電極片與標(biāo)記點。本研究中，研究對象優(yōu)勢側(cè)均為右側(cè)。

實驗時，標(biāo)定空間為測力臺上方長2.75 m×寬2.25 m×高2.4 m的范圍。調(diào)試所有測試儀器，依據(jù)海倫海耶斯模型（張美珍，2012）進(jìn)行反光標(biāo)志點的粘貼，紅外反光標(biāo)志點用固定膠帶粘貼于體表，并用繃帶進(jìn)行外固定防止標(biāo)志點脫落。測試前每位運動員進(jìn)行至少與運動任務(wù)相似的3次預(yù)熱準(zhǔn)備活動，以減少測力臺對運動員的影響。

圖1 采用EMG肌電測試系統(tǒng)進(jìn)行測試Figure 1. Testing by EMG Test System

側(cè)切跑動作定義：受試者距離測力臺8 m處進(jìn)行助跑，當(dāng)還有一步左右距離到達(dá)測力臺時，側(cè)切跑準(zhǔn)備，以優(yōu)勢腿為支撐腿，身體迅速變向沿原運動方向的左前45°方向繼續(xù)奔跑，向前2～3步后結(jié)束動作。要求受試者發(fā)揮自己最大的能力，完成測試。測速控制在5.2±0.5 m/s范圍以內(nèi)。受試者分別進(jìn)行有關(guān)注和無關(guān)注的兩種情境下的直線跑、45°（45°±5°）變向跑，直至其成功完成 3次測試動作，即完成無關(guān)注下的45°側(cè)切跑。

首先采集測試肌肉的最大主動等長收縮（maximum voluntary contraction，MVC）的肌電圖數(shù)據(jù)。在貼敷電極前，首先清潔皮膚表面，以防止造成信號干擾與皮膚損傷。測試前要求所有阻抗必須低于3 000 Ω，將直徑1 cm，間距為1.5 cm的成對電極貼放于優(yōu)勢側(cè)膝關(guān)節(jié)，所有電極片均平行于肌纖維放置，電極的貼敷位置參照肌電系統(tǒng)配套軟件的推薦及相關(guān)研究（表2）。正式測試前，向受試者詳細(xì)說明動作要求，要求受試者做到熟練掌握，同時進(jìn)行適當(dāng)?shù)南轮P(guān)節(jié)準(zhǔn)備活動。

表2 測試肌肉表面肌電電極片放置解剖位置（Xie et al.，2013）Table 2 Anatomical Position of Electrode Placement for Testing Muscle Surface EMG

MVC測試：股四頭肌在David訓(xùn)練系統(tǒng)上進(jìn)行抗阻伸膝測試。股后肌群測試時，由測試人員配合做抗阻動作，運動員抗阻屈膝完成。腓腸肌MVC測試通過提踵對抗雙肩的負(fù)重動作來完成，所有MVC持續(xù)5 s，做3次，每次間隔10 s。以避免肌肉疲勞。所有測試在實驗實施者節(jié)拍指令下完成。

1.3 數(shù)據(jù)分析及處理

1.3.1 動作周期的劃分

本實驗所有數(shù)據(jù)來自處于側(cè)切跑動作的支撐階段，即足部落地時刻到足部離開地面這一階段。根據(jù)相關(guān)的研究（Dempsey et al.，2009），非接觸性的前交叉韌帶損傷通常發(fā)生在這一階段的早期。

1.3.2 肌電指標(biāo)的處理

采用Noraxon MRXP 1.06軟件對肌電信號進(jìn)行處理。為了減小系統(tǒng)誤差的影響，采用單位時間內(nèi)MVC%進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，定義側(cè)切跑動作的每一肌肉的MVC%的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差（李玉章，2015）。最大振幅（maximum amplitude mar，MAR），積分肌電值（integrated electromyogram，IEMG）都采用最大收縮的百分比表示。

收集各受試動作肌肉原始肌電，取3次有效測試數(shù)據(jù)。測試指標(biāo)如下：1）準(zhǔn)確標(biāo)記動作起止時間。2）肌肉肌電活動貢獻(xiàn)率；3）各測試動作時肌肉活動的最大振幅均值占MVC的百分比；4）共同收縮指數(shù)。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)統(tǒng)計學(xué)分析使用SPSS 22.0軟件。正態(tài)分布計量數(shù)據(jù)用（M±SD）表示，兩樣本比較方差齊性時采用獨立樣本t檢驗，方差不齊采用校正t檢驗。

2 研究結(jié)果

2.1 肌肉貢獻(xiàn)率

側(cè)切跑動作的動作周期中，肌肉貢獻(xiàn)率為肌肉積分肌電值占所測肌肉總值的百分比。本實驗7塊肌肉的貢獻(xiàn)率結(jié)果由表3所示，EF組按照貢獻(xiàn)率大小排序依次為：股四頭肌內(nèi)側(cè)頭、外側(cè)腘繩肌、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭、內(nèi)側(cè)腘繩肌、股四頭肌外側(cè)頭、股直肌、腓腸肌外側(cè)頭；EM組排序依次為：外側(cè)腘繩肌、股四頭肌內(nèi)側(cè)頭、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭、內(nèi)側(cè)腘繩肌、股四頭肌外側(cè)頭、股直肌、腓腸肌外側(cè)頭；兩者的排序差別主要是股內(nèi)側(cè)肌與內(nèi)側(cè)腘繩肌。支撐階段，EF組與EM組的肌肉貢獻(xiàn)率基本一致，但是股內(nèi)側(cè)肌組間貢獻(xiàn)率有顯著性差異（P＜0.05）。

表3 男、女橄欖球運動員側(cè)切跑動作周期中各肌肉貢獻(xiàn)率Table 3 The Main Muscle Contribution Rate of Male and Female Rugby Players in Side-Cut Runnnig Cycle

2.2 肌肉的表面肌電（surface electromyogram，SEMG）

EF組與EM組的股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、腓腸肌內(nèi)外側(cè)最大的肌電活動MVC%均值存在顯著性差異（P＜0.05，表4）。女橄欖球運動員的股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、腓腸肌內(nèi)外側(cè)頭的肌電活動高于男橄欖球運動員。

表4 橄欖球運動員肌肉肌電最大振幅均值占MVC比例Table 4 Average Maximum Amplitude to MVC Ratio of Muscles of Rugby Players

2.3 肌肉SEMG變化

側(cè)切跑動作周期中，在支撐階段，EF組、EM組在側(cè)切跑動作狀態(tài)下，肌肉的肌電變化如圖2所示，各組間曲線存在顯著差異。側(cè)切跑動作中，股直肌的肌電活動程度不高，EF組和EM組的RF的肌電變化曲線存在差異。股四頭肌外側(cè)頭和股四頭肌內(nèi)側(cè)頭的肌電變化曲線顯示，兩組的MVC%數(shù)值較大，肌肉激活程度較高。外側(cè)腘繩肌、內(nèi)側(cè)腘繩肌肌電變化曲線顯示，兩組的MVC%數(shù)值較小，肌肉激活程度較低，在運動周期的30%階段，出現(xiàn)運動的峰值，在運動中，兩組的MVC%數(shù)值差異不大。腓腸肌外側(cè)頭肌電變化曲線顯示，兩組MVC%數(shù)值差異不大，肌肉激活程度較高，腓腸肌內(nèi)側(cè)頭的MVC%數(shù)值波動較大，肌肉激活程度較高，在運動周期的40%階段，出現(xiàn)運動的峰值，在運動中，兩組的MVC%數(shù)值差異不大。

圖2 肌肉的肌電變化Figure 2. SENG Changes in Muscles

2.4 共同收縮指數(shù)

從表5可以看出，EF組與EM組的腘繩肌/股四頭肌、腓腸肌外側(cè)頭/外側(cè)腘繩肌共同收縮指數(shù)存在顯著性差異（P＜0.05），EM組的腘繩肌/股四頭肌、腓腸肌外側(cè)頭/外側(cè)腘繩肌共同收縮性能高于EF組。

表5 橄欖球運動員各肌群的共同收縮指數(shù)比較Table 5 Comparison of Contrtraction Index of Rugby Players

3 分析與討論

3.1 肌肉貢獻(xiàn)率分析

積分肌電在一定程度上反映了肌肉在各個動作階段的放電總量，體現(xiàn)的是肌肉總的激活和募集程度。想要進(jìn)一步深入分析動作階段中哪些肌肉起到主要作用，就需要用肌電活動的貢獻(xiàn)率來分析（Shiavi et al.，2011）。肌電活動貢獻(xiàn)率也叫作肌肉負(fù)荷百分比，指的是在動作過程中，各塊肌肉激活狀態(tài)下的積分肌電值占所有肌肉激活狀態(tài)下積分肌電總和的百分比，是評價肌肉協(xié)調(diào)性的一個重要指標(biāo)（Dempsey et al.，2009）。從貢獻(xiàn)率情況可見肌肉發(fā)力主次關(guān)系比較明顯，一般情況下，下肢肌肉前群占主導(dǎo)，拮抗肌作用相對較小。前側(cè)肌群積極發(fā)力為該動作的主動肌，后側(cè)肌群則配合前側(cè)起緩沖作用。

本研究顯示，男、女橄欖球運動員側(cè)切跑測試動作中，肌肉的貢獻(xiàn)率基本一致，唯一的差別是排序前兩位的股內(nèi)側(cè)肌與內(nèi)側(cè)腘繩肌。女橄欖球運動員肌肉貢獻(xiàn)率最高的是股內(nèi)側(cè)肌，而男橄欖球運動員肌肉貢獻(xiàn)率最高的是內(nèi)側(cè)腘繩肌，雖然貢獻(xiàn)率排序有差別，但是內(nèi)側(cè)腘繩肌的貢獻(xiàn)率，卻未見明顯差異，分析其原因主要是女橄欖球運動員的前群肌肉貢獻(xiàn)率過高。本研究發(fā)現(xiàn)，男、女股內(nèi)側(cè)肌組間貢獻(xiàn)率有顯著性差異，說明側(cè)切跑的動作周期中，女橄欖球運動員主要激活前群的股內(nèi)側(cè)肌，過于強大的股內(nèi)側(cè)肌一方面容易導(dǎo)致內(nèi)外肌肉失衡，另一方面容易導(dǎo)致前后肌群失衡，增加膝關(guān)節(jié)矢狀面的負(fù)荷，導(dǎo)致ACL受力增加。對于男橄欖球運動員來說，內(nèi)側(cè)腘繩肌貢獻(xiàn)率最大，內(nèi)側(cè)腘繩肌的主要作用為伸髖屈膝，與大腿前群肌肉拮抗保持平衡。在男橄欖球運動員側(cè)切跑的落地階段，優(yōu)勢側(cè)股二頭肌內(nèi)側(cè)貢獻(xiàn)率明顯大于女橄欖球運動員。此時，起拮抗作用的股二頭肌貢獻(xiàn)率增高，說明該肌肉緩沖作用非常主動，股四頭肌可能存在問題或者肌肉激活足夠使得機體產(chǎn)生保護(hù)性抑制（Suzuki et al.，2014）。由此可見，下肢肌肉在特定動作中的貢獻(xiàn)率有其規(guī)律，且能反映出運動員下肢功能狀況。本研究結(jié)果提示，不同性別的橄欖球運動員完成相同的側(cè)切跑動作時，大腿前后肌群貢獻(xiàn)率出現(xiàn)明顯差異，正因為如此，肌肉的貢獻(xiàn)率可以為ACL康復(fù)以及損傷預(yù)防提供較為精確的評價指標(biāo)。將這一理論運用到實踐，例如，通過靜動力康復(fù)鍛煉股四頭肌可有效提高股四頭肌功能，在訓(xùn)練過程中可結(jié)合股二頭肌一起鍛練。股二頭肌的動作練習(xí)，既能使大腿肌群得到平衡發(fā)展，又能在練股二頭肌的過程中使股四頭肌得到積極性休息，促進(jìn)股四頭肌的恢復(fù)。所以，在臨床中，可根據(jù)下肢肌肉的EMG測試結(jié)果監(jiān)測局部肌肉，針對其不足進(jìn)行有效康復(fù)訓(xùn)練。

總之，男、女橄欖球運動員在完成側(cè)切跑技術(shù)的動作周期中，下肢主要肌肉的貢獻(xiàn)率排序基本一致，但是不同肌群的肌肉貢獻(xiàn)率存在差異，提示在接下來的研究中，肌肉貢獻(xiàn)率可以作為一個重要的肌肉狀態(tài)指標(biāo)，應(yīng)用于臨床肌肉功能評估，也可廣泛用于運動訓(xùn)練與損傷的臨床康復(fù)。

3.2 主要肌肉SEMG分析

本研究結(jié)果顯示，在側(cè)切跑的動作支撐階段，男、女橄欖球運動員股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、腓腸肌內(nèi)外側(cè)頭肌電活動MVC%均值存在顯著性差異，即女橄欖球運動員的腓腸肌內(nèi)外側(cè)頭、股直肌和股內(nèi)側(cè)肌的肌電活動高于男橄欖球運動員。

首先討論一下腓腸肌的肌電活動。支撐階段，男、女運動員的腓腸肌肌電活動存在顯著差異性。在此之前，鮮有研究或文獻(xiàn)資料報道側(cè)切跑的落地階段，腓腸肌的肌電活動存在性別差異。本研究發(fā)現(xiàn)，在支撐階段的早期到中期，女橄欖球運動員有著更大的肌肉激活，而且腓腸肌外側(cè)頭的激活程度大于腓腸肌內(nèi)側(cè)頭。腓腸肌的肌肉激活，對于維持側(cè)切跑技術(shù)中，下肢遠(yuǎn)端的穩(wěn)定性尤其重要（Hershman et al.，2012）。整個支撐階段，男橄欖球運動員的腓腸肌內(nèi)外頭的激活也是外側(cè)頭大于內(nèi)側(cè)頭。腓腸肌激活規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，對于在側(cè)切跑的動作完成中，如何改善下肢肌肉發(fā)力模式具有重要的意義。掌握了激活規(guī)律，對于康復(fù)訓(xùn)練預(yù)防以及損傷后康復(fù)，具有重要的臨床意義。

其次，除了腓腸肌內(nèi)外側(cè)頭肌肉的激活，女橄欖球運動員的股直肌的激活程度也大于男橄欖球運動員，兩者之間存在明顯差異。研究發(fā)現(xiàn)，股直肌的激活程度，女性運動員要高于男性運動員，分析其原因，從股直肌的解剖結(jié)構(gòu)上分析，股直肌的激活程度較高更大程度上是為了更好地控制髖關(guān)節(jié)而不是膝關(guān)節(jié)。股直肌的激活程度高，減少了屈髖角度和屈髖力矩，導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)矢狀面的剪切力增加，從而導(dǎo)致ACL損傷風(fēng)險增高，所以在30°以內(nèi)的膝關(guān)節(jié)屈曲角度下，股直肌的屈膝功能將加大ACL的損傷風(fēng)險。

本研究發(fā)現(xiàn)，股內(nèi)側(cè)肌的肌電活動也有著明顯的性別差異。比較Malinzak等（2001）的實驗結(jié)果，他們針對20名女足運動員進(jìn)行了相同的實驗，在5 m/s的情況下發(fā)現(xiàn)，女子橄欖球運動員的股四頭肌外側(cè)頭與股四頭肌內(nèi)側(cè)頭在完成側(cè)切跑的動作周期中，她們的肌肉激活比率超過男子橄欖球運動員。雖然與本研究結(jié)果有所差異，但是從測試數(shù)據(jù)來看，女子運動員的股四頭肌外側(cè)頭、股四頭肌內(nèi)側(cè)頭肌肉激活大于男子運動員，股四頭肌外側(cè)頭指標(biāo)無統(tǒng)計學(xué)意義，股四頭肌內(nèi)側(cè)頭指標(biāo)有顯著差別。分析其原因，需要考慮橄欖球運動項目特征在該實驗中是否具有關(guān)聯(lián)性，橄欖球運動員是否存在股四頭肌內(nèi)外側(cè)的肌力不平衡，值得進(jìn)一步探索。另外，Sigward等（2006）的研究進(jìn)一步指出，更大的股四頭肌外側(cè)頭活動是在動作周期的早期與本研究結(jié)果一致，而股四頭肌內(nèi)側(cè)頭活動則稍晚。這些研究結(jié)果提示，大腿前群肌肉肌電活動存在性別差異，如何改善其相關(guān)指標(biāo)，將會是以后研究需要深入探討的問題。

本研究未發(fā)現(xiàn)腘繩肌的肌電活動存在明顯性別差異，這一結(jié)果與Sigward等（2006）的研究結(jié)果一致。Malinzak等（2001）報道了腘繩肌肌肉激活存在性別差異，這種差異主要發(fā)生在動作周期的準(zhǔn)備階段，在側(cè)切跑、繞切、直線跑等技術(shù)動作中，直線跑的表現(xiàn)最為明顯。研究結(jié)果存在差異，考慮主要是選取的研究對象不同，還有運動速度、有無關(guān)注、被試的熟練程度也會影響測試的結(jié)果。Sigward等（2006）研究中選擇的是優(yōu)秀運動員，而Malinzak等（2001）研究中選擇的是業(yè)余運動員，本研究選取的人群更為復(fù)雜，交織著兩種不同人群。根據(jù)分析，膝關(guān)節(jié)屈曲大于30°時，收縮腘繩肌可以降低ACL的損傷率，因為其可以減少ACL的受力，維持膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定，減少膝關(guān)節(jié)的脛骨前移。側(cè)切跑著地時，腘繩肌的功能下降對于ACL是一個潛在的風(fēng)險因素。雖然目前還沒有足夠的證據(jù)證明側(cè)切跑動作周期中，腘繩肌的肌電活動存在性別差異，但是本研究發(fā)現(xiàn)，在男橄欖球運動員中，存在著內(nèi)外側(cè)腘繩肌的肌力不平衡現(xiàn)象，而女橄欖球運動員中則表現(xiàn)得不太明顯。從肌電活動的曲線上，可以觀察到在男子橄欖球運動員中，外側(cè)腘繩肌的激活程度大于內(nèi)側(cè)腘繩肌，出現(xiàn)的時間在運動周期的中段，恰恰此時膝關(guān)節(jié)經(jīng)歷了一個較大的髖關(guān)節(jié)內(nèi)收旋轉(zhuǎn)、屈曲力矩。所以，此時腘繩肌內(nèi)外側(cè)肌的肌力不平衡反而會幫助男子運動員做側(cè)切跑時，更為有效，或者可以更加有力地保護(hù)膝關(guān)節(jié)，可以產(chǎn)生更有效的對抗一個更大的屈伸、內(nèi)收、旋轉(zhuǎn)力矩，主要表現(xiàn)為男子運動員外側(cè)的腘繩肌的肌肉激活更為明顯，有助于增加后外側(cè)的肌力平衡。膝關(guān)節(jié)的后外側(cè)有復(fù)合體這一組織結(jié)構(gòu)，通常情況下，當(dāng)ACL損傷時，后外側(cè)復(fù)合體極易產(chǎn)生損傷，這也佐證了以上的分析。

3.3 共同收縮指數(shù)分析

肌肉的共同收縮又稱協(xié)同收縮、共同作用，即主動肌與拮抗肌或協(xié)同肌在特定時間段內(nèi)同時激活，共同收縮是反映拮抗肌與主動肌肌肉相互協(xié)調(diào)性的指標(biāo)，這種肌肉間的協(xié)同工作關(guān)系是影響肌肉收縮力量的主要因素之一（Hewett et al.，2006）。另外有學(xué)者提出，共同收縮可以提高關(guān)節(jié)剛度（Sigward et al.，2006）。肌肉共同收縮指數(shù)的計算公式為拮抗肌的積分肌電圖面積/主動肌的積分肌電面積（Hewett et al.，2006；Lloyd et al.，2005）。依據(jù)此定義，共同收縮指數(shù)是重要的描述肌肉功能的指標(biāo)。

本研究結(jié)果顯示，男橄欖球運動員的腘繩肌/股四頭肌、腓腸肌外側(cè)頭/外側(cè)腘繩肌共同收縮性能高于女子橄欖球運動員。共同收縮指數(shù)作為反映拮抗肌與主動肌相互協(xié)調(diào)性的指標(biāo)，在保護(hù)關(guān)節(jié)、維持穩(wěn)定方面具有重要作用。腘繩肌/股四頭肌比值，在防止ACL損傷方面具有重要作用。膝關(guān)節(jié)矢狀面的穩(wěn)定性主要依靠大腿前群的股四頭肌和后群的腘繩肌，股四頭肌在膝關(guān)節(jié)屈曲小于30°時，使脛骨向前增加ACL的拉力；膝關(guān)節(jié)腘繩肌同時收縮，可以拮抗股四頭肌對脛骨向前的拉力，控制膝關(guān)節(jié)伸和內(nèi)收力矩，因此股四頭肌和腘繩肌在維持膝關(guān)節(jié)矢狀面的穩(wěn)定性、防止ACL損傷中具有重要作用。運動中，膝關(guān)節(jié)腘繩肌和股四頭肌的肌肉共同收縮可增加膝關(guān)節(jié)之間的接觸力，從而抵抗膝關(guān)節(jié)外翻，同時，如果膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)接觸力減小，必然降低動態(tài)活動中對膝關(guān)節(jié)外翻的保護(hù)，同時使股骨內(nèi)側(cè)髁與脛骨平臺間距加大，增加ACL的負(fù)荷。諸多的研究證實了以上理論。Lloyd等（2005）指出，股四頭肌內(nèi)側(cè)頭和內(nèi)側(cè)腘繩肌的肌電活動減弱會增加膝關(guān)節(jié)外翻的可能性，從而增加ACL損傷的風(fēng)險。神經(jīng)肌肉的生物力學(xué)模型研究發(fā)現(xiàn)（Lloyd et al.，2005），股四頭肌和腘繩肌不僅能夠?qū)οリP(guān)節(jié)矢狀面的穩(wěn)定性起作用，而且還可以維持冠狀面內(nèi)外翻的活動。實證研究表明，落地和變向中膝關(guān)節(jié)接近伸直的狀態(tài)下發(fā)生膝關(guān)節(jié)的外翻伴有脛骨的內(nèi)旋或外旋是導(dǎo)致非接觸性ACL損傷的主要原因（Pasanen et al.，2008.）。為了對抗動態(tài)動作中膝關(guān)節(jié)額外的負(fù)荷，存在兩種神經(jīng)肌肉激活模式（Caplan et al.，2015），一種是選擇性地激活能夠?qū)关?fù)荷的肌肉；另一種是不加選擇地共同激活能夠維持生物力學(xué)穩(wěn)定的肌肉，這兩種激活模式對于維持膝關(guān)節(jié)運動過程中在冠狀面上的穩(wěn)定性尤其重要（Markolf et al.，2005）。因為股四頭肌和腘繩肌能產(chǎn)生內(nèi)翻或者外翻的力矩，所以股四頭肌和腘繩肌在動態(tài)活動中能夠控制膝關(guān)節(jié)冠狀面的穩(wěn)定性（Houck，2003；Kim et al.，2016；Patrek et al.，2011；Suzuki et al.，2014）。另外，非接觸性的ACL損傷機制，在矢狀面有著增加的伸肌力矩和更大的股四頭肌肌肉的激活，導(dǎo)致脛骨前移，進(jìn)而導(dǎo)致ACL損傷（Patrek et al.，2011）。股四頭肌肌電研究已經(jīng)證實，股四頭肌可增加ACL的受力，腘繩肌可以降低ACL的受力。但是，新的研究觀點認(rèn)為，除了矢狀面的外旋力矩可以導(dǎo)致ACL韌帶損傷之外，而依據(jù)股四頭肌與腘繩肌的肌肉激活模式而建立的模型表明，由其產(chǎn)生的水平剪切應(yīng)力不足以造成ACL損傷（Dempsey，2009），現(xiàn)在還沒有足夠的證據(jù)來證明股四頭肌的激活程度與ACL損傷存在高度相關(guān)性，有待進(jìn)一步研究。綜上所述，股四頭肌和腘繩肌肌肉間協(xié)同收縮情況對預(yù)防非接觸性ACL損傷和相關(guān)損傷至關(guān)重要。

男橄欖球運動員的腓腸肌外側(cè)頭/外側(cè)腘繩肌共同收縮指數(shù)高于女橄欖球運動員，下肢近端肌肉和遠(yuǎn)端肌肉對于維持下肢水平面的穩(wěn)定十分重要。有報道指出，下肢前側(cè)肌肉與后側(cè)肌肉、內(nèi)側(cè)肌肉與外側(cè)肌肉、下肢近端與遠(yuǎn)端肌肉共同維持側(cè)切跑或類似著地動作中膝關(guān)節(jié)在矢狀面、冠狀面以及水平面的穩(wěn)定性（Caplan et al.，2015）。特別是臀部肌肉和腓腸肌對于維持落地動作中髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)水平面上的穩(wěn)定具有重要作用（Carpinelli，2012）。腓腸肌作為肢體遠(yuǎn)端肌肉，對于維持肢體下端的肌肉穩(wěn)定，特別是矢狀面的穩(wěn)定尤其重要，因此，腓腸肌外側(cè)頭/外側(cè)腘繩肌的共同收縮指數(shù)對于維持肢體遠(yuǎn)端的穩(wěn)定性非常重要。

總之，共同收縮指數(shù)作為反映拮抗肌與主動肌相互協(xié)調(diào)性的指標(biāo)，在維持穩(wěn)定方面具有重要作用，可作為評估運動員ACL損傷風(fēng)險的重要指標(biāo)。

4 結(jié)論

1）橄欖球運動員下肢肌電特點存在顯著的性別特征。側(cè)切跑支撐階段，女橄欖球運動員下肢主要肌肉貢獻(xiàn)率大小排序依次為：股四頭肌內(nèi)側(cè)頭、外側(cè)腘繩肌、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭、內(nèi)側(cè)腘繩肌、股四頭肌外側(cè)頭、股直肌、腓腸肌外側(cè)頭；男橄欖球運動員肌肉貢獻(xiàn)率大小排序依次為：外側(cè)腘繩肌、股四頭肌內(nèi)側(cè)頭、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭、內(nèi)側(cè)腘繩肌、股四頭肌外側(cè)頭、股直肌、腓腸肌外側(cè)頭，其中股四頭肌內(nèi)側(cè)頭的肌肉貢獻(xiàn)率男、女運動員存在顯著性差異。側(cè)切跑支撐階段，女橄欖球運動員的股直肌、股四頭肌內(nèi)側(cè)頭、腓腸肌內(nèi)外側(cè)頭肌電活動高于男橄欖球運動員。

2）橄欖球運動員的腓腸肌內(nèi)外頭、腘繩肌、股直肌的激活規(guī)律，對于損傷預(yù)防具有重要臨床意義。側(cè)切跑動作狀態(tài)下，肌肉的肌電變化狀態(tài)，男、女橄欖球運動員總體趨勢保持一致，其中，股直肌、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭、外側(cè)腘繩肌的肌電活動程度不高，男、女橄欖球運動員的股直肌的肌電變化曲線存在差異，股四頭肌內(nèi)側(cè)頭、外側(cè)腘繩肌、股四頭肌外側(cè)頭、腓腸肌外側(cè)頭的肌電活動程度較高。

3）腘繩肌/股四頭肌、腓腸肌外側(cè)頭/外側(cè)腘繩肌的共同收縮指數(shù)、肌電的貢獻(xiàn)率可作為評估運動員ACL損傷風(fēng)險指標(biāo)。男橄欖球運動員的腘繩肌/股四頭肌、腓腸肌外側(cè)頭/外側(cè)腘繩肌共同收縮性能高于女橄欖球運動員。

4）女橄欖球運動員的膝關(guān)節(jié)ACL損傷風(fēng)險高于男橄欖球運動員。