训练水平的差异对篮球运动员足底压力特征的影响

孙金贤,张 彬

(1.苏州大学体育学院,江苏 苏州 215021;2.苏州市体育科学研究所,江苏 苏州 215131)

训练水平的差异对篮球运动员足底压力特征的影响

孙金贤1,张 彬2

(1.苏州大学体育学院,江苏 苏州 215021;2.苏州市体育科学研究所,江苏 苏州 215131)

通过使用foot-scan足底压力设备,对江苏省篮球队运动员正常行走足底压力分布相关指标的分析,探讨不同专项水平篮球运动员正常行走足底压力特征及影响因素,为足底压力在篮球项目训练及伤病防治的实际应用提供理论基础。研究认为：(1)足中间区域压力峰值和冲量指标敏感反映小前锋和后卫位置篮球运动员训练水平差异;(2)篮球运动员足底压力内外侧分布情况的改善,部分代偿了其足前部中间区域压力峰值、冲量增加的影响。

篮球：训练水平;足底压力

1 研究背景

步态分析是生物力学一个重要的分支,主要在人体运动系统和康复医学疗效评定等领域应用。足底压力测试作为步态分析的重要组成部分,对临床医学诊断、术后疗效评价、生物力学及康复研究均有重要意义[1-9]。高水平篮球运动员这一特殊人群由于长期接受大强度和大运动量的专项训练等因素的影响,产生的足底局部压力过大、足的翻转过多等损伤潜在风险都可以表现为相应的足底压力特征。因此对于篮球运动员足底压力特征及其影响因素的分析可以更科学、客观的评价运动员的运动模式进而进行有效的干预。但国内尚无针对篮球项目高水平运动员足底压力特征及影响因素的研究。本研究旨在通过使用foot-scan足底压力设备对江苏省篮球队运动员正常行走足底压力分布相关指标的分析,探讨不同专项水平篮球运动员正常行走足底压力特征及影响因素,为足底压力在篮球项目训练及伤病防治的实际应用提供理论基础。

2 研究对象和方法

2.1研究对象

本研究运动组受试者为实验前半年内无影响正常训练的下肢损伤,不同训练水平和年龄江苏省省级二、三线篮球队共40人(男篮二线10人、女篮二线10人、男篮三线10人、女篮三线10人)。由于不同场上位置高水平篮球运动员训练和比赛的专项技术要求有所差异。因此将受试者按照后卫和小前锋、大前锋和中锋位置的基础上进行不同训练水平进行分组。后卫和小前锋位置按不同训练水平分组,大前锋和中锋位置按不同训练水平分组。后卫和小前锋位置高训练水平的二线组(a1组,男篮二线和女篮二线各6人)和低训练水平的三线组(a2,男篮三线和女篮二线各6人)。中锋和大前锋位置高训练水平的二线组(b1组,男篮二线和女篮二线各4人))和低训练水平的三线组(b2,男篮三线和女篮二线各4人)。基本情况如表1所示：

表1 受试者基本情况

2.2研究方法

2.2.1 实验设备

足底压力测量设备：Foot-scan足底压力分析系统是比利时Rsscan international公司生产的Footscan USB2平板式足底压力测试系统。平板规格为2m× 0.5m,嵌入式传感器系统,每个传感器大小为0.5cm× 0.7cm,采样频率为250Hz。本研究使用的Foot-scan足底压力分析系统,由硬件、软件两部分组成。硬件部分包括压力测试板、数据盒、数据线等;采用Footscan 7 gait2 and generation软件提取相关指标描述各区域的压力、冲量、内外侧压力分布比率。

2.2.2 实验步骤

a.准备活动：受试者于测试前光脚在跑台进行5速,5分钟准备活动。

b.行走步态测试：受试者赤足(光脚或穿薄袜),按照正式测试程序测试前试走两次,以适应赤足着地。要求受试者离足底压力测力板1.5米处以左足开始起步,目视前方,按照平常惯用步幅,自然步速(习惯步速)进行测试。要求受试者一个步长周期均踏在足底压力测力板有效测试范围内。测试软件设置频率为250Hz,足跟率先触地模式,取正式测试三次有效数据记录。

2.3测试指标

本实验取大拇指(T1)、2-5足趾(T-2-5)、第1跖骨头(M1)、第2跖骨头(M2)、第3跖骨头(M3)、第4跖骨头(M4)、第5跖骨头(M5)、中足(MF)、足跟内侧(HM)、足跟外侧(HL)十个足底解剖区域进行足底压力分布特征的分析。

图1 足底压力分析区域划分

表2 足底压力分布特征测试指标

2.4统计学分析

实验所得数据采用spss17.0统计软件进行处理,通过描述性统计分析、独立样本T检验对数据进行分析。P值显著性标准均为0.05。

3 研究结果

3.1各组陈旧膝关节损伤情况

如上表所示,男子组陈旧膝关节损伤人数为13人,损伤率为65%;女子组陈旧膝关节损伤人数为17人,损伤率为85%;后卫及小前锋位置二线组陈旧膝关节损伤人数为10人,损伤率为83%;后卫及小前锋位置三线组陈旧膝关节损伤人数为8人,损伤率为67%;中锋及大前锋位置二线组陈旧膝关节损伤人数为6人,损伤率为75%;中锋及大前锋位置陈旧膝关节损伤人数为6人,损伤率为75%。

表3 受试者陈旧膝关节损伤情况

3.2篮球运动员训练水平差异对足底压力特征的影响

3.2.1 压力峰值/体重差异的比较

表4 后卫及小前锋位置不同训练水平分组足底各区域压力峰值/体重的比较(N/Kg)

如表4所示,后卫及小前锋位置二线组足底压力峰值分布特征：M2＞M3＞M1＞MF＞HM＞HL＞M4＞T1＞M5＞T2-5。三线组足底压力峰值分布特征：M2＞M3＞M1＞MF＞HM＞HL＞M4＞T1＞M5＞T2-5。二线组在M2、M3区域显著大于三线组。

表5 中锋及大前锋位置不同训练水平分组足底各区域压力峰值/体重的比较(N/Kg)

如表5所示,中锋及大前锋位置二线组足底压力峰值/体重分布特征：M2＞M3＞M1＞MF＞HM＞M4＞HL＞T1＞M5＞T2-5。三线组足底压力峰值/体重分布特征：M2＞M3＞MF＞HM＞M1＞M4＞ML＞T1＞M5＞T2-5。

3.2.2 冲量差异的比较

如表6所示,后卫及小前锋位置二线组足底冲量分布特征：M2＞M3＞HM＞HL＞MF＞M4＞M5＞M1＞T1＞T2-5。三线组足底冲量分布特征：M2＞M3＞HM＞HL＞MF＞M4＞M5＞M1＞T1＞T2-5。二线组在M2、M3区域足底冲量显著大于三线组。

表6 后卫及小前锋位置不同训练水平分组足底各区域冲量的比较(Ns/cm)

表7 中锋及大前锋位置不同训练水平分组足底各区域冲量的比较(Ns/cm)

如表7所示,中锋及大前锋位置二线组足底冲量分布特征：M2＞M3＞MF＞HM＞HL＞M4＞M5＞M1＞T1＞T2-5。三线组足底冲量分布特征：M2＞M3＞MF＞HM＞HL＞M4＞M5＞M1＞T1＞T2-5。

3.2.3 内外侧压力分布比率差异的比较

表8 后卫及小前锋位置不同训练水平分组足底各区域内外侧压力比率的比较

如表8所示,后卫及小前锋位置二线组足底内外侧压力分布比率显著小于三线组。

表9 中锋及大前锋位置不同训练水平分组足底各区域内外侧压力比率的比较

如表9所示,中锋及大前锋位置二线组足底内外侧压力分布比率显著小于三线组。

4 分析与讨论

4.1压力峰值/体重差异的比较

如表4、表5所示,不同训练水平中锋和前锋位置专业篮球运动员的足底压力峰值分布规律一致,各区域没有显著性差异。而不同训练水平小前锋和后卫位置专业篮球运动员的足底压力分布规律基本一致(如表6所示),在M2和M3区域压力峰值有显著性差异。与大部分普通人足底压力峰值主要分布在足跟和足中间区域(M2和M3)基本一致[10,13-14]。但最大压力峰值为足中间区域,而不是足跟处。而较部分关于专业运动员与普通人之间足底压力之间比较的研究[11,15-17],结果也有很大的差异。这与运动员长期进行大负荷、大强度训练导致足横弓无法维持正常结构有很大关系。但此现象的出现,易导致足前掌出现老茧、疼痛等症状,甚至引起跖骨应力性骨折。本研究结果并没有像上述研究中足底压力大部分区域都出现显著性差异。本研究为不同训练水平专业运动员之间的比较,可能是造成上述研究结果矛盾的原因。提示前足中间区域M2和M3区域的足底压力峰值指标可能是反映小前锋和后卫位置的训练水平差异的敏感指标。而小前锋和后卫在训练和比赛中存在的更多跑跳等位置要求,也导致了足中间区域负荷较大前锋和中锋位置的篮球运动员受训练水平影响更明显。因此,对更高训练水平后卫和小前锋位置篮球运动员更应加强训练中足横弓的支持性保护,采取针对性的措施应对足前掌出现老茧、疼痛等症状,甚至引起跖骨应力性骨折。

4.2冲量差异的比较

冲量是力在时间上的积累,即力对时间的积分。在运动过程中能量的损失主要发生在足部着地缓冲阶段,而足底冲量越大,表明能量经济性越差。实验结果显示,中锋和大前锋组、小前锋和后卫组足底压力冲量分布特征皆为足前部最大(M2和M3),足跟区(HL和HM)次之。二线篮球运动员较三线篮球运动员各区域足底压力冲量更大,且在小前锋和后卫组足前部中间区域的足底压力冲量呈显著性差异。此研究结果和目前其他前人研究结果[10,12,14,16,18-19]不尽一致。主要矛盾在于本研究结果没有前人类似研究中存在大部分区域的显著性差异。尤其在长期健身训练对足底压力影响的研究中,随着健身训练水平的增加对足中间区域足底压力分布是改善的。其原因可能是上述研究对照组多为普通人群,且部分研究为健身训练。受试者在运动负荷等方面和本研究存在较大差异。本研究中二线小前锋和后卫位置篮球运动员足中间区域冲量显著大于三线篮球运动员。其原因可能为三线篮球运动员小腿肌肉力量较二线篮球运动员差,导致该区域受到的冲击较二线运动员也更大。冲量的大小与运动员在着地过程中的损伤密切相关,较小的冲量反映了运动员更好的下肢稳定性,受运动损伤的风险更小。因此,提示高水平运动员随着训练年限的增加和伤病的累计,可能增加下肢韧带和软骨的损伤风险。而在大前锋和中锋位置的篮球运动员则受训练水平的影响较小。

4.3内外侧压力比率的比较

足底压力分布偏向内侧主要受小腿旋前肌的影响,未完全被代偿的内旋导致后足内收,跟骨外翻移位引起足旋后,从而引起足外翻。实验结果显示,女性篮球运动员比男性篮球运动员足底压力分布偏向内侧更多,导致本研究结果出现的原因可能为女性运动员相关肌肉力量偏弱,也可能与旋前拮抗肌紧张度等平衡机制作用增加有关。本研究没有进行下肢肌肉力量的测试,因此无法明确二者的关系。由于足底压力分布偏向内侧可能导致内侧纵弓变平,因此提示女性篮球运动员需要增加内侧纵弓的支撑和保护。

足底压力偏向内侧是膝关节损伤的危险因素之一,有研究表明长期的足内外翻会容易造成足部受压力较集中的部位产生胼胝体或骨骼发育变形,从而进一步引起步态异常[20]。研究结果显示,所有场上位置的二线篮球运动员足底压力内外侧比率均显著小于三线篮球运动员,表明三线篮球运动员较二线篮球运动员,小腿旋前肌力量相对较弱或旋前拮抗肌紧张度相对较强。其原因可能是高水平训练使二线篮球运动员足底压力内外侧分布的改善,部分代偿了其足底压力冲量分布增加带来的不利影响,或者是有其他平衡机制(如外展肌和内收肌)在起到制衡作用。本研究结果也提示对于足底压力各指标的分析,应建立在综合分析的基础上。而各分析指标之间的影响关系则需要进一步研究探讨。

5 结论

(1)足中间区域压力峰值和冲量指标敏感反映小前锋和后卫位置篮球运动员训练水平差异。高水平篮球运动员两指标显著增加,膝关节损伤几率提高;

(2)高水平篮球运动员足底压力内外侧分布情况的改善,部分代偿了其足前部中间区域压力峰值、冲量增加的影响。

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Influence of Different Training Levels on Basketball Players'Plantar Pressure

SUN Jin-xian1,ZHANG Bin2
(1.Soochow University,Suzhou Jiangsu 215021;2.Suzhou Sports Science Research Institute,Suzhou Jiangsu 215131)

Depending on facilities of foot-scan plantar pressure,the paper researches the characteristics of plantar pressure of the basketbal1 players from Jiangsu team when they are walking so as to provide theoretical basis for the application of plantar pressure to basketball training and injury prevention.The research believes that(1)The maximum pressure and impulse sensitiveness reflect the differences in training levels in small forward and guard players;(2)The improvement of the distribution of inside and outside plantar pressure partly compensates the impact caused by the increase of themaximum pressure and impulse in the middle zone of the forefeet.

basketball;training level;plantar pressure

G804.63

：A

：1001-9154(2014)03-0080-05

G804.63

：A

：1001-9154(2014)03-0080-05

国家社会科学基金资助项目(项目编号：12CTY035);江苏省体育局局管课题(项目编号：TY11222)。

孙金贤(1968-),男,江苏阜宁人,讲师,硕士,研究方向为体育教学与训练。

2013-12-29