研究目的:在体育运动中,非接触性前交叉韧带(Anterior cruciate ligament,ACL)损伤是一种高发的膝关节损伤类型,常见于下肢冲击性落地、变向、扭转等动作中。竞技性羽毛球运动中膝关节损伤的发生率很高,尤其是在头顶球后的单腿落地期间受到前交叉韧带(ACL)损伤率较高。头顶球有两种后退步法,分为正手击球后退步法和反手击球后退步法。有调查显示羽毛球击头顶球损伤的大多数发生在后场的反手左后退步头顶球,但目前少有人关注头顶球后单腿落地时下肢的运动模式,对于为什么头顶球后单腿落地大多数损伤发生在后场的反手头顶球还不明确。因此,本研究的目的是调查女性羽毛球运动员的下肢运动学和动力学,比较分析反手左后退步头顶球单腿落地动作的运动学特征,并通过与正手右后退步比较,为进一步分析反手左后退步头顶球单腿落地动作导致ACL损伤机制提供基础。研究方法:选取上海体育学院10名女性羽毛球二级运动员(年龄:21.7±2.7年;身高:166.2±7.4cm;体重:58.5±6.6kg;运动经验:6.7±2.8年)作为研究对象,所有受试者均为右利手,下肢关节健康且近期内无损伤。要求受试者完成两个不同的测试任务:右后退步完成正手头顶球和左后退步完成反手头顶球。在正确的正手右后退步动作中,受试者向右后45°对角线方向后退三步,模拟羽毛球后场正手头顶球动作,右手握拍打头顶球,落地时左脚落在一块测力台上,由一名技术熟练的教练及实验人员给受试者喂球;左后退步同上,受试者模拟羽毛球后场反手头顶球动作,从起跳点向左45°方向后退三步,右手击球(头顶球)落地,且左脚落在一块测力台上。由于非接触性ACL损伤通常发生在落地的早期阶段,因此数据分析仅关注在头顶球后单腿落地的冲击阶段,动作定义为在击球后左脚从触地(Initialcontact,IC)开始至膝关节角度最大屈曲(Maximum knee flexion,MKF)结束。采用Vicon红外摄像头(采样频率为200Hz)和Kistler三维测力台(采样频率为1000Hz)同步采集受试者有效完成的单腿落地动作的运动学与动力学参数;采用Visual3D动作分析软件处理下肢运动学、动力学的相关数据,计算在矢状面、冠状面和横断面上的髋、膝、踝三关节运动;具体包括:左髋关节的屈/伸、内收/外展和内/外旋角度;左膝关节屈/伸和内/外翻角度,踝关节背屈/跖屈和内收/外展角度,以及膝关节外翻力矩的峰值及其到达的时间。在正手右后退步和反手左后退步之间进行比较。使用SPSS25软件进行统计学分析,使用配对T检验对正手右后退步和反手左后退步单腿落地的运动学和动力学进行统计学分析,显著性水平设为α=0.05。研究结果:在MKF阶段,髋关节屈伸角度在左右后退步之间无统计学差异(P=0.077)。而右后退步在IC时的髋关节屈伸角度为24.7±16.4°,与左后退步的39.0±12.2°相比较小(P=0.045),IC时刻,右后退步髋关节外展角度为21.8±9.2°,左后退步外展角度为30.9±5.7°,存在统计学差异(P=0.019),而在MKF时,髋关节内收外展无统计学差异(P=0.731)。IC时刻右后退步时髋关节内旋角度为5.1±5.6°,左后退步时髋关节表现为外旋且角度为5.4±5.6°,存在统计学差异(P=0.034)。而MKF的髋关节内/外旋角度无统计学差异(P=0.087)。IC的膝关节屈伸角度在左右后退步之间无统计学差异(P=0.524),而MKF的膝关节屈伸角度分别为55.5±9.9°和60.9±10.6°,无统计学差异(P=0.402),在IC时,右后退步时膝关节内翻角度为3.1±3.8°,左后退步时,膝关节外翻角度为5.9±1.7°,MKF时,右后退步膝外翻角度为3.0±3.6°,左后退步的膝外翻角为7.7±3.5°,均存在统计学差异(P=0.044和P=0.037),左右退步IC-MKF的踝关节背屈/跖屈无统计学差异。踝关节内外翻在IC和MKF时刻均存在统计学差异(P=0.009和P=0.023)。左后退步的最大膝外翻力矩与右后退步之间有差异(P=0.026),且左后退步的最大膝外翻力矩大于右后退步。研究结论:两种后退步法头顶球单腿落地期间,膝关节运动学和膝关节外翻力矩有显著差异,髋膝踝三关节角度和力矩上也存在显著性差异。反手左后退步时,MKF的髋关节和膝关节角度较大,可能增加了单腿落地时ACL损伤的风险,膝外翻力矩也可增大ACL的负荷。意味着运动员在后场反手左后退步处于ACL损伤的危险姿势,这可能与更高的发生率有关。本研究结果定量描述了在两种后退步法单腿落地下的各项运动学指标,重点关注ACL损伤的潜在风险,为进一步分析反手头顶球造成ACL的损伤机制提供了研究基础,对预防ACL损伤、针对落地动作指导运动员的训练以及延长运动员的运动寿命具有重要意义。