不同足球场地类型与运动员非接触性运动损伤关系的meta分析

解 超， 金成吉， 张 军， 肖 飞， 王振亚， 张自云

(辽宁师范大学 体育学院，辽宁 大连 116029)



不同足球场地类型与运动员非接触性运动损伤关系的meta分析

解 超， 金成吉， 张 军， 肖 飞， 王振亚， 张自云

(辽宁师范大学 体育学院，辽宁 大连 116029)

通过meta分析法对足球运动员在人工草皮和天然草皮环境下比赛和训练出现非接触性运动损伤的可能性进行综合定量分析.以足球、运动损伤、天然草皮、人工草皮、soccer、injury、natural grass、artificial grass为关键词，检索中国知网CNKI、SCI数据库WOS、维普数据库VIP、万方数据库、Pub Med以及OVID数据库，纳入10篇英文文献.人工草皮和天然草皮在比赛中出现非接触性运动损伤的OR=0.29，95%CI为0.10～0.82，Z=2.33，P<0.05；训练OR=0.30，95%CI为0.10～0.89，Z=2.18，P<0.05；总体OR=0.30，95%CI为0.14～0.60，Z=3.35，P<0.05.男运动员OR=0.26，95%CI为0.14～0.47，Z=4.47，P<0.05；女运动员OR=0.09，95%CI为0.03～0.24，Z=4.81，P<0.05；男、女运动员总体OR=0.18，95%CI为0.10～0.30，Z=6.50，P<0.05.成年运动员OR=0.25，95%CI为0.11～0.56，Z=3.37，P<0.05；青少年运动员OR=0.20，95%CI为0.09～0.47，Z=3.70，P<0.05；成年、青少年运动员OR=0.23，95%CI为0.13～0.42，Z=4.89，P<0.05.结果表明，不同性别和不同年龄段的运动员，在人工草皮进行比赛和训练出现非接触性运动损伤的概率相对要小，运动员在人工草皮上进行训练比赛，安全系数高于天然草皮.

人工草皮；天然草皮；足球运动员；非接触性运动损伤

足球运动作为技战能主导类同场对抗性项目，具有极强的对抗性和剧烈的运动强度，因此，从事足球运动的运动员经常要面对各种运动伤病的困扰.研究显示，足球运动是球类运动中运动损伤出现率最高的项目，运动员的运动损伤率为56.9%[1].足球运动员的运动损伤按照致伤原因可以分为接触性运动损伤和非接触性运动损伤2种.接触性运动损伤是指足球运动员在比赛或训练的对抗中出现的身体某部位损伤，非接触性损伤是指足球运动员在比赛训练中在非对抗条件下出现的损伤[2].在足球运动中，非接触性损伤在运动员进行变向、急转、急停过程中经常出现，对运动员的膝关节、踝关节、足部以及腿部肌肉的健康是一个非常危险的影响因素.国外学者认为足球运动员在比赛和训练中非接触损伤的原因主要为运动员本体感知觉、肌肉强度、韧带健康水平以及一些生物力学因素[3-6].但是大多数学者忽略了足球运动环境因素对运动员非接触损伤的影响，如足球鞋、运动装备以及场地条件对运动员非接触性损伤的影响[7].近年来，随着科技的发展，足球场地的科技水平不断提高，足球场地条件是否能够作为非接触性损伤的致病因素之一被国外学者越来越多地进行了探讨[8].在天然草皮足球场与人工草皮足球场进行比赛和训练的过程中，运动员在哪一个场地条件下出现非接触损伤的可能性更高，目前学界仍莫衷一是.因此，本研究通过meta分析法对运动员在人工草皮和天然草皮环境下比赛和训练出现非接触性运动损伤的可能性进行量化分析，为今后相关研究提供循证依据.

1 资料与方法

1.1 文献检索

以“足球”“运动损伤”“天然草皮”“人工草皮”“soccer”“injury”“natural grass”“artificial grass”为中英文关键词，检索中国知网CNKI、SCI数据库WOS、维普数据库VIP、万方数据库、Pub Med以及OVID数据库，共检索文献474篇，经筛选后纳入10篇英文文献，筛选流程见图1.

图1 文献筛选流程图Fig.1 Flow chart of the literatures selection process

1.2 文献纳入与排除标准

1.2.1 文献纳入标准

①纳入对人工草皮和天然草皮上出现非接触性运动损伤进行比较研究的文献;②文献的研究对象为各层次足球运动员;③结局指标为各种在足球场上出现的急性非接触性运动损伤;④研究中包含人工草皮及天然草皮的非接触性运动损伤出现次数.

1.2.2 文献排除标准

①文献的结局指标中包含慢性运动损伤或接触性损伤指标;②文献只报告人工草皮和天然草皮其中一种出现的非接触性损伤情况;③综述性文献;④重复发表的文献;⑤文献中包含信息不完整的文献.

1.3 数理统计

运用Reviewer Manager 5.3版本对10篇文献异质性和合并效应量比值比(Odds Ratio,OR)进行检验.根据文献的2值和I2值来考察文献间的异质性，当I2值在0～40%区间内异质性可忽略，在40%～60%区间为中度异质性，在50%～90%区间为高异质性，在75%～100%区间为存在极高的异质性.当文献间异质性小于50%时，采用固定效应模型进行分析，当异质性大于50%时，采用随机效应模型进行分析[9-11].

1.4 纳入文献基本信息

研究共纳入10篇英文文献，共记录人工草皮和天然草皮出现的非接触性运动损伤7 880次，其中,人工草皮2 935次，天然草皮4 945次.样本为14～39岁的男女足球运动员，研究周期区间为8～32个月.运动员出现非接触性运动损伤的环境包含比赛和训练，结局指标主要有膝关节损伤、踝关节损伤、足部损伤、扭伤及肌肉劳损.

1.5 文献质量评价

采用Jadad量表[12]对文献质量进行评价.请2位运动康复领域的研究者分别对纳入的文献进行质量评价.10篇文献中4分文献4篇、3分6篇，整体质量较高，文献基本信息及Jadad评分结果见表1.

表1 纳入文献的基本信息

2 研究结果与分析

2.1 比赛和训练中运动员非接触性运动损伤与场地条件的关系

森林图(forest plot)是以统计效应量和统计分析方法(可信区间)为基础，用数值运算结果绘制出的图形.森林图中竖线为无效线，即无统计学意义的值，比值比(Odds Ratio,OR)的无效竖线横轴尺度为0[23].由于研究文献间的异质性较高,采用随机效应模型计算文献间比值比(Odds Ratio,OR)、Z值和95%CI值.

图2显示，研究将运动员在不同场地条件下进行比赛和训练的文献分为2个亚分组.第一亚分组为运动员在不同场地条件下进行比赛的8篇文献，人工草皮出现非接触性损伤1 612次，天然草皮出现非接触性损伤4 405次.8篇文献的合并效应量OR=0.29，95%CI为0.10～0.82，Z=2.33，P<0.05，具有统计学意义.第二亚分组为运动员在不同场地条件下进行训练出现非接触性损伤的8篇文献，人工草皮出现非接触性损伤1 264次，天然草皮出现非接触性损伤3 313次.8篇文献的合并效应量OR=0.30，95%CI为0.10～0.89，Z=2.18，P<0.05，具有统计学意义.所有文献共记录运动员在比赛和训练中出现非接触性损伤，人工草皮2 876次，天然草皮7 718次，合并效应量OR=0.30，95%CI为0.14～0.60，Z=3.35，P<0.05，具有统计学意义.因此，运动员在人工草皮上进行比赛和训练出现非接触性运动损伤的频率要低于天然草皮.

2.2 不同场地条件与男、女运动员非接触性运动损伤的关系

图3显示，研究按照不同性别运动员在不同场地的非接触性运动损伤情况分为2个亚分组.男运动员在不同场地条件下出现非接触性损伤的文献共纳入9篇，其中，人工草皮出现非接触性损伤2 302次，天然草皮出现非接触性损伤5 173次.9篇文献的合并效应量OR=0.26，95%CI为0.14～0.47，Z=4.47，P<0.05，具有统计学意义.女运动员在不同场地条件下出现非接触性损伤的文献共5篇，人工草皮出现非接触性损伤696次，天然草皮出现非接触性损伤2 423次.5篇文献的合并效应量OR=0.09，95%CI为0.03～0.24，Z=4.81，P<0.05，具有统计学意义.所有文献共记录男、女运动员在人工草皮出现非接触性损伤2 998次，天然草皮7 596次，合并效应量OR=0.18，95%CI为0.10～0.30，Z=6.50，P<0.05，具有统计学意义.因此，男、女运动员在人工草皮上进行比赛和训练出现非接触性运动损伤的频率要低于天然草皮.

图2 不同场地条件下进行比赛和训练出现非接触性损伤的森林图Fig.2 Forest plot of non-contact injuries under different site conditions

图3 男、女运动员在不同场地条件下出现非接触性损伤的森林图Fig.3 Forest plot of non-contact injuries of different sex athletes under different site conditions

2.3 不同场地条件与成年、青少年运动员非接触性运动损伤的关系

图4显示，研究根据不同年龄段运动员将文献分为成年运动员组和青少年运动员组2个亚分组.成年运动员在不同场地条件下出现非接触性损伤的文献共纳入7篇，其中，人工草皮出现非接触性损伤2 102次，天然草皮出现非接触性损伤5 208次.7篇文献的合并效应量OR=0.25，95%CI为0.11～0.56，Z=3.37，P<0.05，具有统计学意义.青少年运动员在不同场地条件下出现非接触性损伤的文献共3篇，人工草皮出现非接触性损伤896次，天然草皮出现非接触性损伤2 388次.3篇文献的合并效应量OR=0.20，95%CI为0.09～0.47，Z=3.70，P<0.05，具有统计学意义.所有文献共记录成年、青少年运动员在人工草皮出现非接触性损伤2 998次，天然草皮7 596次，合并效应量OR=0.23，95%CI为0.13～0.42，Z=4.89，P<0.05，具有统计学意义.因此，成年运动员和青少年运动员在人工草皮上进行比赛和训练出现非接触性运动损伤的频率要低于天然草皮.

图4 成年、青少年运动员在不同场地条件下出现非接触性损伤的森林图Fig.4 Forest plot of non-contact injuries of athletes at different ages under different site conditions

3 讨 论

国外学者研究发现导致运动员在人工草皮与天然草皮出现非接触性损伤的原因主要有生物力学因素、比赛和训练的激烈程度、运动员的心理准备状态以及运动员动作的合理性几个方面.Ford等[24]发现，运动员在人工草皮上进行急转急停时，其足球鞋与草皮间的摩擦力要明显高于天然草皮.Potthast[25]研究发现，足球运动员在进行射门和带球转身时，踝关节的扭矩在人工草皮上要高于天然草皮.但是学者McGhie等[26]的研究认为，生物力学因素不是运动员在不同场地条件下出现非接触性损伤的主因.他们认为在不同场地条件下进行比赛和训练时，运动员在场上运动的激烈程度、运动员动作运用的合理程度以及运动员的心理准备状态才是运动员出现非接触性损伤的主因.Andersson等[27]发现，因为职业运动员经常在天然草皮上进行训练比赛，所以他们在人工草皮场地进行训练比赛时，会被教练员和同伴提醒注意安全，运动员的心理上会更加重视，比赛中铲球等容易导致受伤的危险动作也很少会运用.同时，在人工草皮上所进行的比赛往往不是正式或重要比赛，比赛的激烈程度也会大大降低，因此运动员出现非接触性损伤的概率也会降低.Ronkainen等[28]研究发现，在人工草皮进行训练比赛时，运动员的表现相较于天然场地消极，兴奋程度的下降导致其跑动积极程度下降.Sassi等[29]研究发现，运动员在人工草皮上进行比赛和训练后的疲劳水平要明显低于天然草皮，所以运动员非接触性损伤出现的概率也明显降低了.

4 结 论

通过对纳入的10篇英文文献进行meta分析发现，无论在比赛环境下，还是在训练环境下，人工草皮出现的非接触性运动损伤例数少于天然草皮出现的例数，合并效应量OR=0.30，95%CI为0.14～0.60，Z=3.35，P<0.05.不同性别运动员在人工草皮上进行比赛和训练出现的非接触性运动损伤均少于天然草皮，合并效应量OR=0.18，95%CI为0.10～0.30，Z=6.50，P<0.05.成年和青少年运动员在人工草皮进行比赛和训练的受伤次数也少于天然草皮，OR=0.23，95%CI为0.13～0.42，Z=4.89，P<0.05.因此，根据研究文献中记录的非接触性运动损伤进行分析可知，人工草皮出现非接触性运动损伤的危险系数要低于天然草皮.

[1] 杨则宜,王启荣.足球运动的体能与营养[M].北京：北京体育大学出版社,2004:24-34.

[2] DISTEFANO,LINDSAY J,PADUA,et al.The landing error scoring system predicts non-contact injury in youth soccer players [J].Medicine & Science in Sports & Exercise,2009,41(5):520-521.

[3] FULLER C W,EKSTRAND J,JUNGE A,et al.Consensus statement on injury definitions and data collection procedures in studies of football (soccer) injuries[J].Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports,2006,40(2):83-92.

[4] BOLLARS P,CLAES S,VANLOMMEL L,et al.The effectiveness of preventive programs in decreasing the risk of soccer injuries in Belgium:national trends over a decade[J].American Journal of Sports Medicine,2014,42(3):577-582.

[5] LEHANCE C,BINET J,BURY T,et al.Muscular strength,functional performances and injury risk in professional and junior elite soccer players[J].Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports,2009,19(2):243-251.

[6] ALENTORNGELI E,MYER G D,SILVERS H J,et al.Prevention of non-contact anterior cruciate ligament injuries in soccer players.Part 1:mechanisms of injury and underlying risk factors[J].Knee Surgery Sports Traumatology Arthroscopy,2009,17(7):705-729.

[7] LIVESAY G A,REDA D R,NAUMAN E A.Peak torque and rotational stiffness developed at the shoe-surface interface:the effect of shoe type and playing surface[J].American Journal of Sports Medicine,2006,34(3):415-422.

[8] POWELL J W,SCHOOTMAN M.A multivariate risk analysis of selected playing surfaces in the National Football League:1980 to 1989 an epidemiologic study of knee injuries[J].American Journal of Sports Medicine,1992,20(6):686-694.

[9] HIGGINS J P T,GREEN S.Cochrane handbook for systematic reviews of interventions V5.20[M].West Sussex:John Wiley & Sons, 2011:44.

[10] 刘鸣.系统评价、meta分析设计与实施方法[M].北京:人民卫生出版社,2011:11-44.

[11] 李幼平,杨克虎.循证医学[M].北京:高等教育出版社,2014:44-124.

[12] JADAD A R,MOORE R A,CARROLL D,et al.Assessing the quality of reports of randomized clinical trials:is blinding necessary?[J].Controlled Clinical Trials,1996,17(1):1-12.

[13] EKSTRAND J,TIMPKA T,HGGLUND M.Risk of injury in elite football played on artificial turf versus natural grass:a prospective two-cohort study[J].British Journal of Sports Medicine,2006,40(12):975-980.

[14] FULLER C W, DICK R W, CORLETTE J,et al.Comparison of the incidence,nature and cause of injuries sustained on grass and new generation artificial turf by male and female football players.Part 1:match injuries [J].British Journal of Sports Medicine,2007,41(S1):i20-i26.

[15] FULLER C W,DICK R W,CORLETTE J,et al.Comparison of the incidence,nature and cause of injuries sustained on grass and new generation artificial turf by male and female football players.Part 2:training injuries[J].British Journal of Sports Medicine,2008,41(S8):i27-i32.

[16] STEFFEN K,ANDERSEN T E,BAHR R.Risk of injury on artificial turf and natural grass in young female football players[J].British Journal of Sports Medicine,2009,41(S8):i33-i37.

[17] AOKI H, KOHNO T, FUJIYA H,et al.Incidence of injury among adolescent soccer players:a comparative study of artificial and natural grass turfs[J].Clinical Journal of Sport Medicine Official Journal of the Canadian Academy of Sport Medicine,2010,20(1):1-7.

[18] BJØRNEBOE J,BAHR R,ANDERSEN T E.Risk of injury on third-generation artificial turf in Norwegian professional football[J].British Journal of Sports Medicine,2010,44(11):794-798.

[19] EKSTRAND J,HGGLUND M,FULLER C W.Comparison of injuries sustained on artificial turf and grass by male and female elite football players[J].Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports,2011,21(6):824-832.

[20] SOLIGARD T, BAHR R,ANDERSEN T E.Injury risk on artificial turf and grass in youth tournament football[J].Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports,2012,22(3):356-361.

[21] CHAGONDA E.A comparison of injuries sustained on artificial and natural soccer turfs among premier soccer league football players in Zimbabwe[D].Stellenbosch:University of Stellenbosch,2014.

[22] ALMUTAWA M,SCOTT M,GEORGE K P,et al.The incidence and nature of injuries sustained on grass and 3rd generation artificial turf:a pilot study in elite Saudi National Team footballers[J].Physical Therapy in Sport,2014,15(1):47-52.

[23] 罗杰，冷卫东.系统评价/Meta分析理论与实践[M].北京:军事医学科学出版社,2013:44-248.

[24] FORD K R,MANSON N A,EVANS B J,et al.Comparison of in-shoe foot loading patterns on natural grass and synthetic turf[J].Journal of Science & Medicine in Sport,2007,9(6):433-440.

[25] POTTHAST W.Motion differences in goal kicking on natural and artificial soccer turf systems[J].Footwear Science,2010,2(1):29-35.

[26] MCGHIE D,ETTEMA G.Biomechanical analysis of traction at the shoe-surface interface on third-generation artificial turf[J].Sports Engineering,2013,16(2):71-80.

[27] ANDERSSON H,EKBLOM B,PETER K.Elite football on artificial turf versus natural grass:movement patterns,technical standards,and player impressions[J].Journal of Sports Sciences,2008,26(2):113-122.

[28] RONKAINEN J,OSEI-OWUSU P,WEBSTER J,et al.Elite player assessment of playing surfaces for football[J].Procedia Engineering,2012,34(4):837-842.

[29] SASSI A,STEFANESCU A,MENASPA P,et al.The cost of running on natural grass and artificial turf surfaces[J].Journal of Strength & Conditioning Research,2011,25(25):606-611.

Relationships between different types of football field and non-contact injuries of soccer players:a meta-analysis

XIEChao，JINChengji，ZHANGJun，XIAOFei，WANGZhenya，ZHANGZiyun

(School of Physical Education, Liaoning Normal University, Dalian 116029, China)

By meta-analysis, the study aims to determine if playing or training on artificial turf increase non-contact rate of injuries compared to those on natural grass.The key words are “soccer”“injury”“natural grass”“artificial grass”.By retrieving CNKI,WOS,VIP,WANFANG,Pub Med,OVID,screened 10 English articles.Artificial turf and natural grass increase non-contact rate of injuries in the match group OR=0.29,95%CI (0.10～0.82),Z=2.33,P<0.05;Training group OR=0.30，95%CI(0.10～0.89),Z=2.18,P<0.05;Total OR=0.30,95%CI(0.14～0.60),Z=3.35，P<0.05.Male group OR=0.26,95%CI(0.14～0.47),Z=4.47,P<0.05; Female group OR=0.09,95%CI(0.03～0.24),Z=4.81,P<0.05. Total OR=0.18,95%CI(0.10～0.30),Z=6.50,P<0.05.Adult group OR=0.25,95%CI(0.11～0.56),Z=3.37,P<0.05; Adolescence group OR=0.20,95%CI(0.09～0.47),Z=3.70,P<0.05; Total OR=0.23,95%CI(0.13～0.42),Z=4.89，P<0.05.Athletes with different sexes and ages had less non-contact rate of injuries in artificial turf.The safety coefficient of athletes on artificial turf is higher than that of natural turf.

artificial turf；natural grass；soccer player；non-contact injuries

2016-12-27

国家体育总局奥运攻关项目(2016HT097)

解超(1984-)，男，吉林梅河口人，辽宁师范大学博士研究生.E-mail：133332426@qq.com

1000-1735(2017)02-0282-07

10.11679/lsxblk2017020282

G843;R873

A