足球运动员专项疲劳对其ACL损伤高危动作运动学特征的影响
2021-08-27刘瑞瑞王广宇张美珍
郭 浩 ,刘瑞瑞 ,王广宇 ,张美珍 ,2*,刘 卉
非接触性前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)损伤机制,由于其因素较多且复杂,目前尚无定论(Ben‐jaminse et al.,2019;McLean et al.,2009)。虽然已有相关研究,但ACL损伤率仍居高不下,足球运动员ACL损伤尤为突出(Agel et al.,2016),且多发生于落地、突然变向以及防守状态时(Brophy et al.,2015)等。Walden等(2016)对欧洲职业足球运动员近15年的调查研究发现,每年ACL损伤率持续增加6%,并且每队每赛季ACL损伤率为40%。ACL损伤不仅会导致运动员训练中断(Ard‐ern et al.,2011),还会引起膝关节骨性关节炎等慢性疾病并增加下肢功能受损的风险(Kim et al.,2011)。
研究证实,与神经肌肉控制相关的生物力学因素可能是非接触性ACL损伤的主要危险因素之一(张美珍,2012)。流行病学调查发现,足球运动员运动损伤率随比赛进行时间的增加而增加,且损伤通常发生在比赛下半场(尹彦 等,2017;Delextrat et al.,2010)。这是由于疲劳程度累积导致神经肌肉功能下降,从而增加损伤风险(Steib et al.,2013)。有研究指出,足球运动员在大强度运动过程中产生的运动性疲劳可造成中枢和外周神经肌肉控制功能退化(Borotikar et al.,2008),疲劳后可造成着地时较小的髋关节和膝关节屈曲角度,较大的膝外翻角度和力矩(Borotikar et al.,2008;McLean et al.,2009)、膝关节屈伸肌力不足和屈伸肌力不平衡以及腘绳肌电-机械延迟明显增加等(De Ste Croix et al.,2015;Lehnert et al.,2017)。因此,运动性疲劳可能是诱发足球运动员ACL损伤的危险因素之一(Yu et al.,2007)。
研究表明,疲劳诱导方案对实验结果具有影响(刘海瑞等,2014)。目前,国内外基于疲劳研究的方案多为通用性(一般性)疲劳方案(刘海瑞等,2014),鲜见针对足球专项负荷下疲劳的相关研究。本文参考Lovell等(2008)提出的足球专项体能测试(soccer‐specific aerobic fitness test,SAFT90)方案进行研究,分析专项运动性疲劳前、后对足球运动员完成单脚落地跳和侧切动作时躯干和下肢运动学的影响,并采用能较准确反映足球比赛负荷的专项性疲劳模型,了解比赛过程中由于疲劳可能导致ACL损伤的运动学特征。
本研究假设:1)疲劳会造成着地时刻躯干前倾角、髋关节屈曲角和膝关节屈角减小。侧切动作可能比单脚落地跳表现出更易造成ACL损伤的运动学特征变化,且疲劳后更为明显。2)疲劳和动作会影响膝关节屈曲角最大时刻运动员躯干和下肢运动学特征。3)疲劳后,足球运动员完成侧切与单脚落地跳时的运动学参数受特征时刻的影响。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象
选取17名太原理工大学体育学院体育教育专业足球专项男大学生为受试者,其中前锋位8人、中场位6人和后卫位3人(表1)。有研究表明,场上不同位置的足球运动员完成专项动作时下肢运动学特征无统计学差异(Harry et al.,2018)。所有受试者均无ACL损伤史,近3个月无急性下肢损伤、心肺疾病,实验前48 h未剧烈运动。正式实验之前,告知受试者具体实验过程,并签署知情同意书。
表1 受试者基本信息Table 1 Basic Information of Participants
图1 SAFT90测试示意图(Lovell et al.,2008)Figure 1. Schematic Representation of the SAFT90
1.2 SAFT90
SAFT90方案由Lovell等(2008)根据2007—2008赛季英格兰锦标赛获得的时间-运动分析数据(Prozone®)开发,该方案已被证明可以反映竞争性足球比赛的运动形式和生理反应(Small et al.,2010)。SAFT90测试是间歇性的20 m折返跑,由4个定位杆引导受试者运动,其运动形式和强度与足球比赛所固有的运动形式一致,包括加速、减速、侧切变向、侧步、后退和向前跑,速度为站立(0.0 km/h)、走(4.0 km/h)、慢跑(10.3 km/h)、快跑(15.0 km/h)以及冲刺跑(>20.4 km/h)。SAFT90总时长与比赛相符(90 min),受试者需完成10.78 km跑,其中包含了1 269个速度变化(平均每4.3 s变化1次)和1 350个方向的变化。15 min音频口令片段重复6次,随机和间歇性重复搭配跑动形式和跑动速度。
采用心率(Polar Team2,Finland)和主观疲劳程度量表(rating of perceived exertion scale,RPE)进行疲劳评价。疲劳的判定条件符合以下其中一种即可:1)心率达到最大心率(220-年龄)的85%以上(Cortes et al.,2012);2)RPE达到17级(很费力)以上(Borotikar et al.,2008)。
1.3 数据采集
实验前告知受试者实验方案,测试时穿着自备运动鞋和统一配备的紧身上衣和短裤。在进行充分准备活动后,由同一操作人员为其贴上反光标志点(疲劳后再次黏贴标志点时可根据疲劳前黏贴所作标记进行检查,亦减少因黏贴位置不同所造成的误差,图2A)。采用23点反光标志球黏贴方案(图2B),使用8镜头红外光点运动捕捉系统(Nokov,中国)以200 Hz的采集频率对足球运动员专项体能测试方案前、后两个专项动作-单脚落地跳(Wright et al.,2017)和侧切动作(张美珍,2012)进行运动学数据采集(图2C、图2D)。受试者在整个测试过程中佩戴心率遥测仪用于监测心率。SAFT90诱导疲劳期间,实验人员记录全程心率和不同时间点(0 min、45 min、60 min和105 min)的主观疲劳程度。在完成SAFT90后即刻再次进行专项动作的运动学数据采集,每名受试者每个动作均采集3次有效数据。
图2 受试者测试过程Figure 2. The Process of SAFT90
1.4 数据处理
运用 Cortex‐64 5.5.0(Motion Analysis Inc,USA)解析软件对运动学数据进行识别处理,根据反光标志点建立人体环节多刚体模型,采用欧拉角(Lessi et al.,2017)计算躯干和下肢各关节三维角度。第1次转动围绕X轴,获得屈伸角(正角为屈曲和躯干前倾),第2次转动围绕Y轴,获得内收外展角(正角为内收),第3次转动围绕Z轴,获得旋内旋外角(正角为旋内)。
根据以往文献报道,本研究选取了两个均可能造成ACL损伤的特征时刻:着地时刻和膝关节屈曲角最大时刻(Lessi et al.,2017;McLean et al.,2009)。着地时刻定义为优势腿(踢球腿)第1和第5跖趾关节或足跟反光标志点垂直速度为0 m/s时(Lessi et al.,2017)。关节活动度定义为各环节矢状面活动范围(膝关节屈曲角最大时刻与着地时刻的差值)。着地方式定义为足跟与足尖(第1和第5跖趾关节连线中点确定)垂直轴(Z轴)坐标值的差值,负值表明趋于足跟着地,正值表示足尖着地。所有标志点三维坐标采用Butterworth低通滤波进行平滑(截断频率为13 Hz)。
1.5 统计分析
所有数据均提取优势腿(踢球腿)获得各运动学指标的偏度和峰度,再通过Shapiro‐Wilk检验来确定是否服从正态分布。运用2×2重复测量双因素方差分析分别确定疲劳前、后和不同动作,以及疲劳后不同动作和时刻对专项动作运动学的影响。如有交互作用,采用配对样本t‐test分别比较疲劳前、后,专项动作及特征时刻间的差异。主效应差异采用bonferroni进行校正。所有统计分析应用SPSS 22.0软件完成,其中显著性标准定为一类误差概率P≤0.05。
2 结果
结果显示,着地时刻和膝关节屈曲角最大时刻躯干前倾角、髋关节和膝关节屈曲角、内收外展角以及内旋外旋角参数均符合正态分布(P>0.05)。足着地方式除在疲劳前单脚落地跳(P>0.05)时符合正态分布外,在疲劳后单脚落地跳、疲劳前和疲劳后侧切动作(P<0.05)中均为伽马分布。进一步分析足着地方式参数过零、偏度和峰度数值未超过±2且Q‐Q图吻合度好,因此,本研究认为足着地方式亦属于正态分布。
2.1 足球专项体能测试——SAFT90方案疲劳诱导结果
运用SAFT90方案进行专项性疲劳诱导,得出17名受试者上半场平均心率为172.9±7.9次/min,下半场为166.6±5.6次/min,最高心率为186.3±8.4次/min。RPE最高分值为17.5±1.7分。均达到本研究设置的预期最大心率85%以上或RPE值达到17级以上的疲劳要求,因此,所有受试者实验数据纳入分析(图3)。
图3 SAFT90运动期间心率及主观感觉疲劳量表的变化Figure 3.Changes of Heart Rate(HR)and RPE during SAFT90Exercise
2.2 着地时刻专项疲劳和动作对躯干及下肢关节运动学影响
结果显示,着地时刻只有膝关节内收外展角在疲劳与动作间存在交互作用[F(1,15)=5.683,P=0.031]。与疲劳前相比,侧切动作疲劳后表现出较大的膝外展角(P=0.017)。不论动作,与疲劳前相比,疲劳后均表现出较小的躯干屈曲角(P=0.043)、髋关节屈曲(P=0.003)和膝关节屈曲角(P<0.001)以及倾向于足跟着地(P=0.029)。不论疲劳,与单脚落地跳相比,侧切动作均表现出较小的躯干前倾角(P=0.008)及较大的髋关节屈曲角(P<0.001)、髋关节内旋角(P=0.037)和更倾向于足跟着地(P<0.001,图4)。
图4 着地时刻各关节运动学特征Figure 4. Kinematics of Joints at Initial Contact
2.3 膝关节屈曲角最大时专项疲劳和动作间对躯干及下肢关节运动学的影响
结果显示,膝关节屈曲角最大时躯干前倾角度[F(1,14)=8.43,P=0.012]、髋关节内旋角[F(1,14)=6.804,P=0.021]、膝关节外旋角[F(1,15)=12.146,P=0.003]在疲劳和动作间存在显著性交互作用。侧切动作疲劳后表现出较小的躯干前倾角(P=0.002)。在疲劳前后,侧切动作均比单脚落地跳表现出较大的髋关节内旋角(P=0.037,P=0.001)和较小的膝关节外旋角(P<0.001,P<0.001)。与单脚落地跳相比,侧切动作不论疲劳还表现出较小的髋关节屈曲角(P=0.001)、膝关节屈曲角(P<0.001)以及较大的髋关节外展角(P<0.001,图5)。
图5 膝关节屈曲角最大时各关节运动学特征Figure 5. Kinematic of Joints at Maximum Knee Flexion
结果显示,疲劳和测试动作在躯干[F(1,15)=5.281,P=0.036]和髋关节[F(1,15)=4.782,P=0.045]矢状面关节活动度上存在显著性交互作用。只单脚落地跳疲劳后躯干前倾角和髋关节矢状面活动度显著增大(P=0.031,P=0.007)。与疲劳前相比,不论动作疲劳后均表现出较大的膝关节活动度(P<0.001)。与单脚落地跳相比,不论疲劳前、后,侧切动作在膝关节矢状面活动度(P=0.016)均具有显著性差异(图6)。
图6 疲劳对躯干、髋关节和膝关节矢状面活动度的影响Figure 6. Effect of Fatigue on the Range of Motion of Sagittal Joints of Trunk,Hip and Knee Joint
2.4 疲劳后动作和时刻间对躯干及下肢关节运动学的影响
结 果 显 示 ,髋 关 节 屈 曲 角 度[F(1,16)=85.565,P<0.001]、髋关节内收外展角[F(1,15)=143.371,P<0.001]、髋关节内外旋角[F(1,15)=9.374,P=0.008]、膝关节屈曲角[F(1,16)=9.951,P=0.006]和 膝 关 节 内 外 旋 角[F(1,15)=37.901,P<0.001]在疲劳后动作和时刻间存在交互作用。膝关节屈曲角最大时刻,侧切动作表现出了较小的髋关节屈曲角度(P<0.001),而单脚落地跳则相反(P<0.001)。侧切动作还表现出了较大的髋关节外展角(P=0.002),而单脚落地跳则表现出了髋关节内收角(P<0.001)。在膝关节屈曲角最大时刻,与单脚落地跳相比,侧切动作表现出较大的髋关节内旋角(P=0.001)、较小的膝关节屈曲角(P<0.001)及膝关节外旋角(P<0.001)。不论动作,与膝关节屈曲角最大时刻相比,着地时刻表现出了较小的躯干前倾角度(P<0.001)和膝关节外展角度(P=0.002)。与单脚落地跳相比,不论特征时刻,侧切动作均表现出了较小的躯干前倾角度(P=0.004,图7)。
图7 疲劳后动作与时刻对躯干及下肢部分关节运动学特征影响Figure 7. Effect of Task and Time on Kinematics Characteristics of Partial Joints at the Post-fatigue
3 讨论
有研究表明,足球比赛负荷强度平均心率为160~180 次/min(Alexandre et al.,2012),赵刚等(2017)通过对中国国家男子足球队比赛研究发现,足球比赛负荷强度平均心率为157~175次/min。本研究显示,负荷强度平均心率为166~172次/min,与以往文献报道一致(Lovell et al.,2008),且亦达到本实验设定的预期最大心率85%以上,以及RPE值达到17级以上的疲劳判定。SAFT90方案的运动时间及形式也均与实际比赛相一致(Lovell et al.,2008;Small et al.,2010),所以能较好地模拟出足球比赛的内部和外部负荷,从而验证了本实验方案的有效性和合理性。
3.1 专项疲劳和动作对着地时刻运动学影响
本研究结果支持第1个研究假设:着地时刻疲劳后,两种专项动作均表现出较小的躯干前倾角、髋关节屈曲角和膝关节屈曲角以及倾向于足跟着地技术,可能更易引起ACL损伤。侧切动作可能比单脚落地跳表现出更易造成ACL损伤的运动学特征变化,特别是疲劳后更为明显。
Kulas等(2012)认为,着地时刻较小的躯干前倾角度虽能快速稳定重心,但会导致垂直地面反作用力合成矢量方向向后运动(靠近髋关节中心),增加了股四头肌的激活水平,导致胫骨前剪切力增大,进而造成ACL受力增大。本研究中两种专项动作疲劳后躯干前倾角均显著下降,可能会增大损伤风险。Lessi等(2017)发现,控制躯干位置变化并非是核心肌群收缩,而主要是髋关节伸肌(臀大肌)。由此可知,如能通过针对臀大肌以及臀大肌周围肌肉进行神经肌肉训练以调整和控制躯干的位置特征,亦减少躯干位置对下肢负荷的影响,从而达到降低ACL损伤的风险。另外,着地时刻下肢各关节会通过改变关节角度调整肌骨系统所受的负荷(尤其在疲劳后)(刘海瑞等,2014)。本研究结果表现出的较小的髋关节屈曲角首先不利于保持重心的稳定性,其次不利于缓冲着地冲击力,造成ACL负荷增大,应增大髋关节及膝关节的屈曲角度以减小着地时的冲击力与ACL所受负荷,从而降低损伤风险的发生(刘海瑞 等,2014;Blackburn et al.,2008)。同时,有研究证实,膝关节屈曲角度与ACL损伤之间具有密切联系,膝关节屈角越小,髌腱-胫骨纵轴夹角和ACL倾斜角越大,ACL负荷越大(Li et al.,2005)。张美珍等(2017)通过计算机模拟得出膝关节屈角越小,ACL负荷越大。进一步研究还发现,着地时尽管膝关节屈曲角度较小,但如果表现出较大的躯干前倾角,可将较大的ACL应力减小到最小(Kulas et al.,2012)。对足着地技术研究发现,不论专项动作疲劳后均倾向于足跟着地。已知文献证明,足跟着地时首先膝关节中心位于压力中心位置前方,可使垂直和向后地面反作用力均能产生膝关节外屈曲力矩,同时身体质心位于膝关节中心后方,进一步激活了股四头肌收缩水平,从而产生较大的胫骨近端向前剪切力并可能造成ACL损伤(尤其是当膝关节屈曲角度较小时)。而足尖着地可通过增加踝关节运动幅度延长落地缓冲时间减少地面反作用力,从而降低ACL损失风险(张美珍等,2015)。本研究发现,专项疲劳明显改变了足着地技术的运动策略,进一步增大了ACL损伤发生的可能性。侧切动作疲劳后还表现出了较大的膝关节外展角。有研究表明,较大的膝关节外翻角可能会增大ACL的应力,但ACL并不是受力主要结构(张美珍,2012;Yu et al.,2007),单一外翻角度增加虽会使ACL应力增加但并不能单独造成ACL损伤,更多的损伤是伴随着较小的膝关节屈角出现(Shin et al.,2009)。目前,较多关于疲劳研究的报道均未观察到疲劳后在额状面上的变化。本研究分析认为,其主要原因是采用的疲劳诱导模型不同,在不区分运动专项上招募受试者进行疲劳测试,疲劳诱导方案多为一般性疲劳方案:短时(急性)疲劳方案和长时疲劳方案(刘海瑞等,2014)。本研究中采用的疲劳方案是从现实比赛中开发的测试方案(90 min),不论内外部负荷均符合足球专项运动形式和生理反应的特征,所以本研究结果表现出较大的膝关节外展角可能是以往研究中忽略的问题,可能会随着比赛时间的累积慢慢突显其危险性。
与单脚落地跳相比,不论疲劳前、后,侧切动作均表现出较小的躯干前倾角和倾向于足跟着地,与以往研究结果一致(刘海瑞 等,2014;张美珍,2012;Lessi et al.,2017)。与单脚落地跳相比,不论疲劳前、后,侧切动作还表现出较大的髋关节屈曲角和髋关节内旋角。较小的髋关节屈曲角不利于落地缓冲,可能会造成ACL损伤风险增大(刘海瑞 等,2014;Blackburn et al.,2008)。本研究认为,参数的差异也可能是由动作特征不同引起的,单脚落地跳由跳台上跳落,主要方向是在矢状面内向下运动;而侧切动作是在最后一步需要由支撑腿向前跨步着地。所以,侧切动作可能表现出较大的髋关节屈曲角。侧切动作还表现出了较大的髋关节内旋角。研究表明,较大的髋关节内旋角限制了股四头肌和腘绳肌共同抵抗外部外展负荷的最优长度(Benjaminse et al.,2019;McLean et al.,2009),还可引起膝关节内部外翻力矩的增大使膝关节外展角度增大(Blackburn et al.,2008;Kulas et al.,2012)。基于此,侧切动作疲劳后表现出较大的膝关节外展角可能会增大ACL损伤的风险,而侧切动作表现出的较大髋关节内旋角可能会间接引起膝关节外展角增大,所以在比赛或训练中还应注意髋关节内旋角带来的影响。
综上所述,着地时刻疲劳后,两种专项动作运动特征均发生明显变化。从人体闭合运动链特性角度发现,疲劳后人体落地采取了更为直立(僵硬)的落地姿势(较小的躯干前倾角、髋关节屈曲角度和膝关节屈曲角度等),可能导致ACL损伤的风险增大。着地时刻,侧切动作表现出较小的躯干前倾角和大的髋关节内旋角以及倾向于足跟着地可能较单脚落地跳更易造成ACL损伤风险增加。疲劳后,侧切动作还表现出较大的膝关节外展角。因此,以上结果支持了本研究的第1个假设。
3.2 专项疲劳和动作对膝关节屈曲角最大时运动学的影响
膝关节屈曲角最大时,疲劳后仅侧切动作表现出较小的躯干前倾角。同时,与单脚落地跳相比,不论疲劳侧切动作也表现出较小的躯干前倾角。分析认为,首先侧切是作为快速进行的测试任务,完成测试过程中需要快速稳定重心,所以测试过程中一直保持着较小的躯干前倾角。如前所述,着地时刻较小的躯干前倾角可使胫骨前剪切力增大,进而造成ACL负荷增大。而在膝关节屈曲角最大时,较小的躯干前倾角是否可能会通过增大股四头肌的激活水平,导致胫骨前剪切力增大,进而造成ACL受力增大,还需进一步研究。疲劳后髋关节内旋角虽有增大并没有表现出统计学差异,但与单脚落地跳相比,在疲劳前和后侧切动作均表现出较大的髋关节内旋角,这与McLean等(2009)研究结果类似,疲劳后发现膝关节屈曲最大时髋关节内旋角显著增大,较大的髋关节内旋角不利于对抗外部外展负荷。本研究也证实,在膝关节屈曲角最大时,较大的髋关节内旋角可能是ACL损伤风险增大的危险因素。此外,与单脚落地跳相比,不论疲劳前、后侧切动作均表现出较小的髋关节屈曲角和膝关节屈曲角。虽然已知影响ACL损伤的主要因素来源于下肢关节矢状面的运动学特征(较小的膝关节屈曲角等)(张美珍,2012),但何川等(2015)通过有限元分析证明,在给定股骨后向134 N的载荷时,ACL峰值应力最大为膝关节屈曲30°(25.91 MPa);其次为 90°(23.34 MPa);最小为 60°(20.00 MPa)。本研究中侧切和单脚落地跳动作膝关节屈曲角分别为64°和74°。所以,在膝关节屈曲角最大时表现出的膝关节屈曲角度可能并不会对ACL造成较大影响。
本研究显示,不论动作疲劳后均表现出较大的膝关节矢状面活动度。不论疲劳与侧切动作相比,单脚落地跳表现出了较大的膝关节矢状面活动度。此外,单脚落地跳疲劳后还表现了较大的躯干矢状面活动度和髋关节矢状面活动度。研究表明,疲劳后人体着地时对冲击吸收能力明显减弱,主要依靠大关节群(如髋、膝关节)表现出增大活动范围来吸收能量(刘海瑞等,2014)。但研究也指出,疲劳后的下肢各关节矢状面增大了缓冲幅度,不利于下肢伸展肌群由离心收缩快速转变为向心收缩,会增大肌肉韧带的负载能力,增大损伤的风险(邹晓峰等,2009)。
综上所述,本研究结果部分支持第2个研究假设。膝关节屈曲角最大时,仅侧切动作疲劳后表现出可能造成ACL损伤风险增大的因素,但整体而言可能并不会对ACL造成较大影响。疲劳后较大的膝关节矢状面关节活动度使两个专项动作均可能造成ACL损伤风险增大。疲劳后单脚落地跳表现出较大的躯干和髋关节矢状面活动度,亦会增加ACL损伤风险。
3.3 疲劳后动作与时刻对运动学的影响
研究显示,与膝关节屈曲角最大时相比,两个专项动作在疲劳后着地时刻均表现出了较小的躯干前倾角。由讨论已知较小的躯干前倾角主要在膝关节屈曲较小时会引起ACL负荷增大,可得出着地时刻较小的躯干前倾角可能比膝关节屈曲角最大时刻更易造成ACL损伤风险的增加。不论特征时刻,与单脚落地跳相比,疲劳后侧切动作也表现出较小的躯干前倾角。此外,与膝关节屈曲角最大时相比,着地时刻侧切动作表现出了较大的髋关节屈曲角度,而在膝关节屈曲角最大时,单脚落地跳表现出较大的髋关节屈曲角度。分析认为,侧切动作着地需要由支撑腿向前跨步着地表现出较大的髋关节屈曲角,随着着地过程的缓冲在膝关节屈曲角最大时,身体已随着运动方向向前运动,髋关节屈曲角逐渐减小。而单脚落地跳主要在矢状面运动,随着着地过程的缓冲在膝关节屈曲角最大时髋关节屈曲角逐渐增大。与着地时刻相比,膝关节屈曲角最大时两种专项动作还表现出较大的髋关节内旋角。膝关节屈曲角最大时,与单脚落地跳相比,侧切动作表现出更大的髋关节内旋角。研究可得出,髋关节内旋角可能是膝关节屈曲角最大时ACL损伤相关的危险因素,其中侧切动作表现的更为严重。本研究再次证实上述结果,不论动作在膝关节屈曲角最大时表现出了较大的膝关节外展角。
综上所述,研究结果支持假设3。两种ACL损伤高危动作下,与膝关节屈曲角最大时刻相比,着地时刻躯干前倾角及膝关节屈曲角更小等特征更易引起ACL损伤风险的发生。而在膝关节屈曲角最大时,两个动作表现出来的较大的髋关节内旋角也可能是ACL损伤相关的危险因素之一。
4 结论与建议
4.1 结论
1)着地时刻,疲劳后专项动作均表现出较小的躯干前倾角、髋关节屈曲角度和膝关节屈曲角度,人体落地过程中采取了更为直立(僵硬)的落地姿势,可能导致ACL损伤的风险增大。不论疲劳,侧切动作比单脚落地跳更易造成ACL损伤,侧切动作疲劳后更加明显。另外,疲劳后,两种专项动作均表现较大的膝关节矢状面活动度,也可能造成ACL损伤风险增加。
2)膝关节屈曲角最大时可能并不会对ACL造成较大影响。侧切动作在疲劳后表现出较大的髋关节内旋角。
3)着地时刻两个高危动作均表现出较小的躯干前倾角度和膝关节屈曲角度的运动学特征变化,可能比膝关节屈曲角最大时更易造成ACL损伤风险的发生。而在膝关节屈曲角最大时,较大的髋关节内旋角也可能是一个ACL损伤相关的危险因素。
4.2 建议
1)足球运动员在训练中主动增大躯干前倾角度采用多弯曲(少直立)姿态着地,可间接使膝关节和髋关节屈曲角度被动增大,可能会使ACL损伤风险降低。可针对髋关节伸肌(臀大肌)以及臀大肌周围神经肌肉的肌力或联合收缩肌力平衡进行训练。另外,本研究专项疲劳后侧切动作突显出的较大膝关节外展角需要注意,还应针对膝关节的屈伸肌进行训练。
2)研究中主要分析了专项性运动疲劳前、后对侧切和单脚落地跳动作的影响。建议今后疲劳等方面研究围绕不同的专项特征开展。