论文部分内容阅读
目的:探讨男性足球运动员45°、90°、135°以及180°侧切动作中制动侧下肢运动学、动力学以及主要发力肌群肌肉力、肌肉激活程度特征的差异,为足球运动员膝关节非接触性损伤的预防以及伤后康复方案的制定提供理论依据。方法:本研究共招募12名男性足球运动员,采用Vicon三维光学动作捕捉系统、Kistler三维测力台采集足球运动员在执行45°、90°、135°以及180°下侧切动作中制动侧下肢运动学数据以及地面反作用力。基于Any Body Modeling SystemTM仿真软件逆动力学计算获取并分析膝关节三维力矩、下肢主要肌群肌肉力以及肌肉激活程度,同时采用Noraxon表面肌电遥测系统同步采集运动过程中电生理学数据以验证模型仿真结果的有效性。结果:(1)仿真验证结果:45°、90°、135°以及180°侧切动作肌肉活性仿真结果与表面肌电肌肉活性具有高度相关性(CMC>0.75)。(2)运动学指标:90°侧切动作膝关节屈曲IC角度较45°、135°以及180°侧切动作膝关节屈曲IC角度显著性增大(P<0.01),45°侧切动作髋关节屈曲/伸展IC角与90°、135°以及180°侧切动作显著性减小(P<0.01)。髋关节外展IC角度,90°侧切动作较135°侧切动作显著性增大(P=0.01)。与45°相比90°、135°以及180°踝关节跖屈/背伸IC角度有显著性差异(P<0.01),45°侧切踝关节以背伸触地而其余角度踝关节以跖曲触地;相比45°侧切动作,90°、135°以及180°侧切动作膝关节屈曲变异角度显著性增大(P<0.01)。相比于90°侧切动作,135°侧切以及180°侧切动作髋关节屈曲/伸展变异角度显著性增大(P<0.05)。对于髋关节外展/内收变异角度方面,45°侧切动作较135°侧切动作显著性减小(P=0.012);(3)动力学指标:各角度侧切缓冲阶段中,相比45°侧切动作,90°、135°以及180°侧切动作HGRF、VGRF峰值均有显著性差异(P<0.01),90°侧切中KVM峰值较45°更大(P<0.01)而KIM峰值更小(P<0.01),135°侧切动作同样较45°侧切动作表现出更大的KVM峰值(P=0.01)与更小的KIM峰值(P<0.01)。180°侧切较45°侧切具有更大的KVM峰值(P=0.03)以及更小的KEM峰值、KIM峰值(P<0.05)。(4)肌肉特征指标:各角度侧切缓冲阶段中,45°侧切动作股外侧肌肌力峰值较90°侧切、135°侧切显著性减小(P=0.002),同时180°侧切动作股外侧肌肌力峰值相比90°侧切、135°侧切显著性减小(P=0.005)。在膝关节屈肌肌群中,半腱肌于90°、135°以及180°侧切过程较45°侧切显著性增大(P<0.05)。90°侧切动作中半膜肌肌力峰值较其余各角度肌力峰值显著性增大(P<0.05)。股二头肌长头肌力峰值相比45°侧切,90°、135°以及180°侧切过程显著性增大(P<0.05)。135°侧切动作较其余各角度侧切臀中肌肌力峰值显著性增大(P<0.001),90°侧切较45°侧切臀中肌显著性减小(P<0.001),另外较45°侧切动作其余角度臀大肌肌力峰值显著性增大(P<0.05)。对于阔筋膜张肌肌力峰值,相比45°侧切动作,其余各角度肌力峰值均显著性增大(P<0.05)。在各角度侧切过程中,135°侧切大收肌肌力峰值较其余角度侧切肌力峰值显著性增大(P<0.001)。股四头肌内侧头在执行90°侧切时较45°与180°侧切肌肉激活程度峰值显著性增大(P<0.05)。相比45°侧切,90°、135°以及180°侧切过程中半腱肌激活程度峰值显著增加(P<0.05),同时相比45°侧切,90°以及135°侧切半膜肌肌肉激活程度峰值显著性增大(P<0.05)。相比180°侧切,90°、135°侧切臀中肌肌肉激活程度峰值显著性增大(P<0.05);结论:(1)本研究中通过Anybody仿真软件建立肌肉骨骼模型适用于不同角度侧切动作过程中缓冲期的研究。(2)较45°侧切动作相比,运动员在执行90°、135°侧切动作时膝关节ACL损伤风险增大,但180°侧切动作并未表现出更大的ACL损伤风险。在执行不同角度侧切动作过程中下肢肌群主要以股外侧肌、半腱肌、臀中肌以及阔筋膜张肌发力为主,为适应更大角度(90°、135°、180°)侧切动作下肢肌群发力增大。侧切过程缓冲期股外侧肌肌力大于半腱肌肌力是造成膝关节ACL损伤风险增大的原因之一。(3)运动员在执行45°侧切动作过程中胫骨前肌、腓骨长肌以及臀中肌疲劳甚至损伤,在执行90°、135°以及180°侧切动作过程中胫骨前肌、腓骨长肌、股外侧肌、半腱肌以及臀中肌容易造成肌肉疲劳甚至损伤。