刊名:水动力学研究与进展
主办:中国船舶科学研究中心
ISSN:1001-6058
CN:31-1563/T
语言:中文
周期:双月刊
被引频次:9745
数据库收录:
CSCD中国科学引文库(2017-2018);期刊分类:水利建筑
0 引言 Introduction
侧切动作是人体在运动过程中快速改变方向,完成成功的多方位运动的关键,同时也是评价运动动作技能的重要指标[1-3]。据统计,在一次足球、篮球等球类比赛中,侧切动作出现的频率高达100 多次[4-5]。
侧切动作可以分为3 个阶段,是一个在有限的空间内短时间的减速,改变方向,再加速的过程[2,6-7]。在短时间内减速加速是执行侧切动作的关键因素,它主要包括两个要素:首先,质心(the centre of mass,COM)必须在临近侧切方向时减速,然后朝向新的方向加速(质心的速度偏移);其次,身体必须向新的方向进行旋转(身体旋转)[2]。之前的研究也表明,侧切的减速阶段是通过将身体质心置于压力中心(the center of pressure,COP)后方,并产生向后的地面反作用力(ground reaction force,GRF)和地面反作用力冲量(ground reaction force impulse,GRI)来实现的[4]。身体的转向阶段是指质心从压力中心分离到新的方向,从而产生向内侧的地面反作用力的过程[5,8-9]。
研究表明,在执行侧切动作时人体会承受体质量3 倍的冲击力,这些冲击力会产生一个瞬间的加速度峰值,并通过人体下肢肌肉骨骼系统向上传导。高冲击力的加速度可能导致下肢韧带的过度负荷,从而增加下肢关节损伤的风险[10]。执行侧切动作时,最常见的损伤部位是膝关节,其中非接触性前交叉韧带损伤占膝关节损伤的20%,并且在球类运动的比赛中,前交叉韧带损伤率为每1 000 h 3.7 次[11],因此侧切动作已经被认为是非接触性前交叉韧带损伤的主要因素之一[1]。
侧切的角度、侧切的落地模式、侧切的速度及准备时间等可以影响在执行侧切动作时人体的生物力学,进而可能与非接触性前交叉韧带的损伤有着一定的联系。已有研究表明,在进行侧切时,不同的落地模式会对膝关节产生不同的负荷[12]。并且侧切的角度与膝关节的峰值力矩也有着密切的联系,是前交叉韧带损伤的潜在风险因素[1]。因此,侧切的落地模式以及侧切的角度是研究人员在探究侧切动作的生物力学机制时必须要考虑的重要因素。文章从上述两方面探讨了侧切时生物力学以及相应的神经肌肉调控变化,总结了国内外在该领域的最新研究文献,为进一步的研究提供理论依据。
1 资料和方法 Data and methods
1.1 资料来源由第一作者在PubMed、WOS、CNKI 数据库检索2020 年8 月之前收录的相关研究。中文检索词为“侧切动作;侧切角度;侧切落地模式;侧切生物力学”“变向动作”;英文检索词为“cutting maneuver;cutting maneuver angle;cutting foot strike;cutting biomechanics”“change-of-direction”。
1.2 入选标准
1.2.1 纳入标准 ①中文或英文文献;②实验性或系统性研究:③侧切动作对下肢运动生物力学的影响;④侧切落地模式对下肢运动生物力学影响的相关文献;⑤侧切角度对下肢运动生物力学影响的相关文献。
1.2.2 排除标准 ①重复文献;②与研究目的不相符的文献;③缺乏可靠性的文献;④与侧切动作无关的文献;⑤全文内容不全面的文献;⑥侧切动作应用于其他领域的文献。
1.3 质量评价及数据提取共检索到文献2 318 篇,其中中文文献209 篇,英文文献2 109 篇。通过阅读文献标题、摘要,排除重复文献,初筛后得到255 篇文献;排除与研究目的不相符、和全文内容不全面的文献,剩余81 篇;然后由资料收集者筛选出可靠性较高的文献,最终纳入66 篇文献,见图1。
图1 |文献检索流程图
2 结果 Results
2.1 侧切落地模式和侧切角度对下肢运动生物力学的影响见表1,2。
2.2 不同落地模式和角度对于侧切运动学的影响
2.2.1 落地模式 根据足初始接触地面的部位不同,可以将侧切的落地模式分为3 种:后足落地模式、中足落地模式、前足落地模式(图2)。由于在体育运动中,采用中足落地模式的人群较少,所以大多数研究只针对后足和前足落地模式的人群进行研究[12-13]。落地模式对于侧切动作运动学的影响研究主要集中于下肢的髋关节、膝关节和踝关节的角度特征等方面。已有研究发现,采用前足落地模式的运动者踝关节在初始触地时发生快速跖屈,并伴随膝关节外旋,而采用后足落地模式的运动者在初始触地时踝关节发生背屈,同时伴随膝关节内旋[2,13]。YOSHIDA等[14]发现,与采用后足落地模式相比,在进行60°侧切时,采用前足落地模式的手球运动女性膝关节外翻角度更小。与前足落地模式的运动者相比,采用后足落地模式的运动者在初始触地后,具有较小的踝关节背屈和外旋活动度,较小的膝关节屈曲活动度,较大的膝关节外展和内旋活动度,较大的髋关节屈曲活动度[11-14],并且表现出更多朝向侧切方向的骨盆旋转[2]。膝关节屈曲活动度的减少会导致前交叉韧带承受较大的负荷[1,16,22]。前足落地可增加膝关节的屈曲角度,从而避免膝关节处于过度外翻的位置[12]。
文章来源:《水动力学研究与进展》 网址: http://www.sdlxyjyjzzz.cn/qikandaodu/2021/0623/617.html