髋关节的生物力学特征范文

导语：如何才能写好一篇髋关节的生物力学特征，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：初中；立定跳远；力学；学教法

一、问题的提出

不同阶段，学生的力量、速度、耐力、灵敏和柔韧等身体素质各不相同，为此，教师必须在不同的阶段，根据学生的身体素质情况，选择不同的体育项目，供学生练习、锻炼。初中阶段是学生力量素质发展的敏感期，此时，教师必须增加力量教学和训练比重。各种跳跃运动是发展力量素质的最好方法，立定跳远作为提高学生下肢力量、爆发力的运动项目，没有过多的条件约束、简便易行，是训练学生下肢力量及爆发力的一项重要运动，能够有效地提高学生的身体素质。因此，为了提高学生立定跳远的成绩，本文就利用运动生物力学原理对立定跳远技术进行了分析，以期通过理论指导学生实践，使学生掌握正确的练习方法。

二、研究对象与方法

本文以立定跳远运动为研究对象，从生物力学角度谈起，就其学练法进行了一番梳理，研究过程中运用到了文献法、教学实践法以及总结提炼法等。

三、结果与分析

（一）立定跳远成绩的组成分析

如图1所示，立定跳远的成绩S=S1+S2+S3。S1是双脚起跳离地瞬间身体重心投影点至起跳点之间的距离，S1的大小取决于三个因素：一是身高、腿长，身高腿长在起跳角不变的情况下，重心高则S1增大；二是对于同一练习者，起跳角a的角度越小，S1越大，角度越大，S1越小，但这并不等于说起跳角a的角度越小，立定跳远成绩会越好；三是起跳脚离地瞬间练习者髋、膝、踝三关节及趾关节蹬伸的伸展程度，蹬伸程度越充分则S1越大。S2是起跳脚离地瞬间重心在重心高度水平的抛射距离，根据抛射公式S2=V2×sin2a/g，g为重力加速度是常量，由此可见，S2取决于腾起初速度和抛射角度，腾起初速度越大，则S2也越大，理论上在a=45°时S2最大，但由于空气阻力（可以忽略不计）及考虑S3，实践中a﹤45°，理论证实a=42°时，S2+S3有最大值，这主要是因双脚着地瞬间身体重心低于起跳脚离地瞬间身体重心之故。S3是重心回落到起跳离地重心高度水平线至双脚着地间的距离，它由身高和落地技术动作决定，尽可能收腹举腿、双臂后摆并使双腿较大幅度前伸而又不至于身体后倒的落地技术能获得较大的S3。

（二）立定跳远的生物力学分析

1.起跳技术分析

（1）关节蹬伸速度、幅度。立定跳远的远度主要由髋、膝、踝快速蹬伸及趾关节的末端参与作用而获得，其中各关节的蹬伸速度、蹬伸幅度及协调发力顺序是决定学生立定跳远成绩的关键技术。立定跳远起跳过程可分为下蹲和蹬伸两个环节，前一环节是后一环节的准备和基础，动作质量的好坏对后一环节有着重要的影响。起跳的任务是使人体获得最大腾起初速度及最佳腾起角。根据公式V=2H/t可知，加大起跳时工作距离H，缩短起跳时间t，可以增大腾起的初速度。良好的下蹲动作能为蹬伸创造条件，而下蹲动作能使下肢三关节处于最佳的发力角度，为蹬伸环节做好必要的准备。最大下蹲时下肢三关节角度的不同，会直接影响蹬伸效果，进而影响起跳效果。而最大下蹲过后，下肢关节在短时间内迅速伸展，给地面以爆发性力量蹬离地面的过程称为蹬伸环节。此时，肌肉的工作形式经由下蹲阶段的离心收缩、等长收缩、迅速转变为向心收缩。下蹲阶段伸膝肌群被动拉长，这样，一方面大腿伸展肌群能贮存大量的弹性势能，另一方面肌丝也有了一定的初长度（如果是最适初长度那当然是最好），这就可以使起跳脚对地面施加更大的作用力，从而产生较大的垂直作用力。此外，适宜的下蹲幅度，也能使下肢肌处于最适初长度，产生最快的收缩速度及最大的收缩力量，提高起跳效果。

研究资料证实，120°-140°是膝关节的最佳发力角度，立定跳远准备起跳时，膝关节角度小于最佳发力角度，对于成绩的提高是有利的，一般都从90°左右开始蹬伸发力，且蹬伸过程中，膝关节的角度必须超过135°，有研究显示“膝关节角在135°以上的范围进行发力时，屈膝肌群（股二头肌、半腱肌、半膜肌、腓肠肌）积极参与伸膝活动，其发挥的力量较大，而且随着膝关节角度的增加而增大”。当然，双脚起跳脚离地瞬间，理想的下肢姿势是髋、膝、踝三关节完全伸直，这样既能充分发挥三关节的肌肉力量，使力的作用点通过身体重心，又能增大力的做功距离，使双脚离地瞬间有较高的身体重心。踝关节与髋关节和膝关节相比是小关节，但在立定跳远项目中却有着非常重要的作用。“起跳阶段踝关节的屈伸能力决定起跳阶段的蹬伸程度，踝关节在跳高起跳过程中起着关键作用。”踝关节的柔韧性和肌肉力量是影响立定跳远成绩的两个重要指标，因此在立定跳远练习中我们应对学生的踝关节进行有针对性的柔韧性和力量训练，采用多种方法与手段以提高学生的踝关节力量与伸展幅度。下肢三关节的协调用力能力对立定跳远成绩也起着至关重要的作用。根据大关节先运动原理，立定跳远首先应当是髋关节进行发力，其次是膝关节，最后是踝关节进行用力。这种协调用力能力就如同加速度逐渐减小的变加速运动，加速度逐渐在减小，但速度却不断增大。三关节完全伸直后，就能使作用力通过身体重心，提高力的利用率，进而提高起跳效果。

（2）两臂摆动速度及幅度。在起跳阶段，当两臂加速上摆时，身体会产生一个方向向下的作用力，此力通过起跳腿传递到地面，从而增大了人体对地面的垂直作用力，同时地面也会给人体一个大小相等而方向相反的作用力。这样，在起跳结束瞬间，运动员就可获得一个较大的垂直速度，从而跳到更高的高度。在起跳瞬间，手臂的摆动对起跳效果有着非常重要的作用。从生物力学角度来讲，手臂的摆动速度应越大越好，当双腿下蹲缓冲时，两臂由身后较高位置加速向下摆动，可以减小起跳腿对地面的作用力，避免起跳腿受力过大而过度屈曲，影响起跳效果。而在起跳蹬伸阶段，两臂加速向上摆动，会对躯干施加向下的作用力，这种作用力通过起跳腿传至地面，进一步增加了起跳腿对地面的垂直作用力，根据牛顿第三定律，此时地面也会给人体一个大小相等、方向相反的反作用力，与不摆臂或摆臂速度很小相比，将引发地面作用于人体更大的反作用力。这样在运动员起跳结束瞬间，由于力的增加便能产生更大的垂直速度。另外，双臂摆动后上举，也可以提高人体重心的位置。有研究显示，双臂及摆动腿完全向上伸直，可以使重心提高约身高的1/10。当起跳结束瞬间，双臂快速制动，其惯性力的方向是向上的，能对起跳腿起到减压的作用，对起跳腿的三关节快速蹬伸，特别是对力量较弱的踝关节快速大幅度伸展有着重要作用，对快速拔腰、提肩，带动身体重心快速上升有积极作用。理想的手臂动作，应是下蹲结束瞬间，两臂在体后尽可能高的位置；在蹬伸阶段，两臂应该向下、向前和向上快速有力地摆动。在摆动时，肘关节不应太弯曲，理想的角度大约在90°与完全伸直之间。我们可以用双臂向上摆动的平均垂直速度和摆动幅度来评定摆动效果。在起跳过程中，双臂摆动的平均垂直速度当然是越大越好，还应有较大的摆动幅度。这对于提肩拔腰动作和双脚离地瞬间的身体重心高度都有影响。需要注意的是，臂的摆动幅度并非越大越好，但一般双臂的肘关节不应低于肩关节，这样才能形成有力的摆动和制动，提高起跳效果。

2.腾空阶段技术分析

当双脚离地瞬间起跳动作完成，人体便以初速度V进入斜抛的腾空阶段。当人体重心达到最高点开始下降时，上体要积极下压，同时双臂也应迅速向前下方摆动，并同时收腹举腿，同时为落地动作做好积极的准备。这不仅要求学生有积极的落地意识，还要求其有较强的腰腹肌力量。

3.落地阶段技术分析

当双脚与地面接触瞬间，身体各相应关节应进行积极的屈曲缓冲，双臂积极向后下方摆动并积极制动。当人体通过下肢与地面相互作用时，下肢各关节肌肉虽积极收缩，但由于重力的作用，仍被拉长作离心收缩，完成退让工作。由冲量定理可知，Ft=mv，F=mv /t，mg为人体体重是定量，因此若想减小人体落地时对地面的冲击力，就必须延长力的作用时间。这种缓冲动作对于动作的顺利完成及人体保护有重要的作用。

（三）立定跳远的学、练法分析

1.踝关节的力量及柔韧性学、练

通过力学及技术分析，我们可知道踝关节虽然相对于髋关节和膝关节是小关节，但它的力量及柔韧性对立定跳远同样有着非常重要的作用。

（1）僵尸跳：这主要是用来发展踝关节、小腿和足弓肌群的肌肉力量。双手叉腰或自然下垂，髋关节和膝关节伸直，主要以踝关节的屈伸来完成动作。要求：两脚左右开立、平行向前，等于或略小于肩宽，起跳时踝关节尽最大幅度伸展，落地时用前脚掌着地屈踝缓冲，接着再跳起，每次练习50-60次，练习4-5组。

（2）单脚僵尸跳：发展小腿、脚掌和踝关节力量。上体正直，膝部伸直，单脚向上跳起。跳时主要是用踝关节的力量，用前脚掌快速蹬地跳起，离地时脚面绷直，脚尖向下。原地跳时，不规定跳的次数，以踝关节发酸为准，然后换脚。每次练习重复4-5次。

（3）跪膝：此项练习在游泳初级训练中较为多用，主要用来发展踝关节柔韧性。要求双膝、双踝靠拢跪于地面，臀部坐于双脚后跟之上。每次练习3-5分钟。

2.膝关节技术、力量及摆臂配合学、练

膝关节是人体大关节，其力量的强弱直接影响着学生的立定跳远成绩。

（1）蹲跳起：主要发展腿部肌肉和踝关节肌肉力量。双脚左右开立，脚尖平行，等于或略小于肩宽，屈膝向下半蹲（膝关节角度最好等于90°），肘关节角度约120°，两臂自然后摆，起跳时两臂迅速有力地向前上摆，肘关节不低于肩关节，当脚尖等离地面时迅速制动，起跳时两腿迅速蹬伸，使髋、膝、踝三个关节充分伸展，身体成一直线，最后用脚尖蹬离地面向上跳起，落地时用前脚掌着地屈膝、曲踝缓冲，接着再跳起。每次练习25—30次，重复3—4组。

（2）连续蛙跳：主要发展下肢肌肉力量、起跳技术及上下肢的协调蹬摆能力。双脚左右开立，脚尖平行，等于或略小于肩宽，屈膝向下半蹲，当膝关节下蹲至90°时开始蹬伸发力准备起跳，肘关节角度约120°，下蹲时两臂自然后摆，起跳时两臂迅速有力地向前上摆，摆动幅度为肘关节不低于肩关节，当脚尖蹬离地面时迅速制动，起跳时两腿迅速蹬伸，使髋、膝、踝三个关节充分伸展，身体成一直线，最后用脚尖蹬离地面向上跳起，落地时用全脚掌着地屈膝、曲踝缓冲，当膝关节缓冲到90°时，双臂摆至身体后下方，接着再跳起。每次练习10跳，重复3组。开始对远度不提出过多要求，主要以练习上下肢的协调技术为主，因为动作技能的形成是一个复杂的、链锁的、本体感受的过程，只有在技能形成后，才能逐渐提高强度，打破动作平衡，重新建立动作平衡。

（3）跳伸练习：主要发展大腿肌肉退让性工作能力。双脚平行站立于约50cm的台阶上，向前下方跳出，双脚落于小垫子上屈膝缓冲，当膝关节被动屈曲至90°时双臂由前上方摆至身体后下方，同时快速蹬伸、摆臂向前上方跳出，要求下肢三关节完全伸直，肘关节摆至肩关节上方，突然制动。每次练习6—8次，重复3—4组。膝关节这种退让性工作能力增强，可以提高起跳时下蹲的速度，使退让性工作肌群产生更大的弹性势能，缩短起跳时间，从而获得更大的初速度，提高学生立定跳远成绩。

（4）哑铃摆臂：主要发展上肢及肩带力量。手持哑铃肘关节成120°，双脚成左右前弓步前后摆臂，要求摆动幅度要大，每组练习50—60次，重复4—5组；两脚尖平行等于或略小于肩宽左右开立，双手持哑铃从体侧至双臂水平再至两臂肩上举，每组练习30次，重复3组。

（5）手持哑铃双脚左右开立跳：主要发展踝关节、肩带力量及上下肢协调能力。两脚开立至少大于肩宽，开立时双臂摆至水平，并拢时摆至体侧，要求动作连贯，节奏感强。每次练习30—40次，重复3—4组。

3.起跳角度及落地技术练习

图2

实践中我们发现，学生起跳角度几乎没有过大而都是偏小，为了纠正学生的这一错误动作，教师可利用小垫子来提高学生的起跳角度，如图2所示。小垫子斜面与地面成42°角，要求起跳时身体成一直线与垫子平面平行，当身体重心达到最高点时收腹举腿，积极准备落地动作。为了能够更好地完成收腹举腿动作及意识，我们应尽量让学生采用跳远中的滑坐式落地方式，有小垫子的保护，这种落地方式已成为可能。

四、结语

通过立定跳远的生物力学分析，我们得知影响立定跳远成绩的主要因素是下肢三关节肌肉力量及蹬伸幅度、起跳角度及上肢摆臂技术。有了理论指导，我们便可以有针对性地进行学、练，从而提高练习效果。

参考文献：

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5.陆阿明，徐立峰，吴金全，陆勤芳.儿童少年立定跳远蹬伸动作下肢关节运动特征初探[A].第十一届全国运动生物力学学术交流大会论文汇编（摘要）[C].2006.

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摘 要 本文通过文献资料法、实验法、影像分析法、专家访谈法等方法，以沈阳音乐艺术学校的5名拉丁舞专业学生为研究对象，并有针对性的制定核心力量训练的计划、实施训练方案，得出核心力量训练对拉丁舞平转技术有积极的影响，为今后拉丁舞选手的训练注入了新的训练内容，也为拉丁舞相关人士拓展了新的训练思路。

关键词 核心力量 平转 生物力学

一、研究目的

核心力量作为一个新的训练观念正在引起体育舞蹈界的重视，本文旨在探索适宜与拉丁舞平转技术的训练方法和训练计划，从而帮助拉丁舞选手充分认识并且利用核心力量，提高平转技术动作质量。

二、研究对象与方法

（一）研究对象

研究对象为沈阳音乐艺术学校拉丁舞专业5名学生，其中男生2人，女生3人，平均年龄17岁

（二）研究方法

1.文献资料法。根据本研究的研究内容，查阅了中国期刊网的相关文献与书籍，并对与本研究相关的文献资料与学科知识进行归纳整理，为本题的研究提供了一定的理论依据和技术路线参考

2.实验法。对实验对象进行为期12周的核心训练，并对研究对象实验前后的平转技术动作进行相关生物力学参数对比分析，依此论证核心力量训练效果

3.影像分析法。依据本研究内容，基于现有条件及设备的限制，主要用摄影技术拍摄实验对象的动作，再利用爱捷三维图像解析系统对其进行测量分析

4.专家访谈法。本文采用专家访谈法，对体育舞蹈、运动生物力学、运动训练、体能训练等方面的专家和教师进行访谈，对核心力量训练相关理论及测试指标等进行专家评定，为研究内容和研究方法的确定提供了依据。

三、结果与分析

（一）特征画面的定义

本实验中所使用的摄像机的频率为50Hz，每秒可以捕捉到50帧的图像，每帧图像间隔0.02秒，根据本研究的目的和任务，将拉丁舞平转360度技术动作的的特征画面定义为：平转准备姿势和平转360度时身体姿势

1.准备姿势：平转的准备阶段，双肘打开，眼睛注视行进方向，躯干部分保持与地面垂直（脊柱于地面垂直），左脚上步，左脚为主力脚，右脚为动力脚，肩膀与髋关节形成反身动作，肌肉拧转对抗发力，为转圈储备一定的能量。

2.360度时身体姿势：运动员完成360度的转动，眼睛目视行进方向，肘关节保持收紧，身体集中且与地面保持垂直，保持收紧，后背保持下沉，双脚并拢，重心更多的在左脚前脚掌，为下一步的连续转动做准备。

（二）平转准备姿势实验前、后髋关节角度参数对比分析

运动生物力学指出，力是物体与物体之间的相互作用，如若把人体看作是一个力学系统的话，对于这个整体而言，人体参与运动的力可以分为内力和外力，内力是人体内部各肌肉之间相互作用而产生，肉眼不容易观察却存在，而外力则表现在外，容易被人体觉察，对于拉丁舞而言，尤其是单人舞技巧动作，身体当中的内力更多的表现为人体对地面的压力――借助自身的体重，通过脚踝对地面施加压力得以实现；肌肉的拧转对抗，拧转对抗所产生的弹性势能为下一部动作的完成在储备能量。内力虽可以引起系统内部各部分之间的相对运动，但不能引起整个力学系统质心的运动[1]。拉丁舞这项运动是人体内力和外力协调作用的效果，内力像是一个催化剂一样，可以加强外力的作用效果；那么人体借助外力又可以使动作完成的更为流畅、协调，两者相得益彰、相辅相成。

通过数据分析可知，实验前后主力腿侧左髋的角度无明显变化，动力腿侧髋关节角度变大，平转在本研究中是向左转动，左腿是主力腿，主力腿一侧髋角度数无明显变化，动力腿一侧髋关节角度变大，说明肩膀和髋关节的拧转对抗发力越强烈，为下一阶段的转动在储备能量，同时也证明了核心力量的训练效果。

（三）平转360度时身体姿势实验前、后身体髋关节角度参数对比分析

转动360度时身体姿势，是对整个转动过程最后的一个检验，如果在整个过程当中身体脊柱能够保持与地面的相对垂直，那么此时的身体姿势又在为下一个阶段的多圈的连续的转动打下了一个很好的基础，因为连续多圈的转动是由一个个单圈的动作连接而成，多圈转动的完成质量除了和单圈转动的完成程度有关外，更为重要的是圈与圈之间衔接的好与坏。此时如若身体（脊柱）与地面保持较好的垂直程度，可以证明整个转圈的过程动作质量完成程度比较高，同时这也为下一步的连续的转动创作了良好的条件。

通过数据分析可知，在动作结束瞬间实验前左髋和右髋关节角度平均值分别是169.698°、168.597°。实验后测髋关节的角度平均值明显大于前测数据且趋于180°，说明经过核心力量训练后，选手对于髋关节肌肉的控制能力比前测时好，且保证了身体（脊柱）与地面的垂直，说明在整个平转的过程当中，选手对身体的控制能力比前测明显提高，利于转动动作的完成。

四、结论与建议

（一）经过核心力量训练，选手在完成高难度动作中的身体控制能力得到加强，同时也符合拉丁舞这个运动项目的技术要求，这种训练方法是适应专项需求的，应得到推广

（二）核心力量训练是运动训练的重要内容，也为传统力量训练输入了新鲜血液，然而，如今的核心力量训练在方法体系、负荷控制以及专项适应性等方面依然停留在粗放水平上，缺乏必要的方法论的指导

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中图分类号 R684 文献标识码 A 文章编号 1674-6805（2013）29-0153-03

发育性髋关节发育不良（Developmental dysplasia of the hip，DDH），原先称为先天性髋关节脱位（Congenital dislocation of the hip，CDH），是一种对儿童身心健康影响较大的疾患，主要是指出生时髋关节发育不全并在出生后继续恶化的髋关节发育性异常病变。病变主要累及髋臼、股骨头、关节囊和髋关节周围的韧带和肌肉，主要表现为髋臼和股骨头的匹配和包容关系的异常。目前在DDH的诊治上，越早发现，越早诊治，临床疗效越好是目前一致的共识。随着患者年龄的增长，病变程度逐渐增高，治疗的难度将会加大，疗效也会越差，所以目前世界许多国家包括我国均开始推行婴幼儿髋关节DDH的筛查，尽可能使DDH患者得到早期发现，早期诊断和连贯合理的治疗，避免患者过早面临髋关节骨性关节炎（Osteoarthritis，OA）的危险[1]。DDH是一种较为常见的髋关节畸形，有关其发病率，世界上有许多医疗机构进行了广泛的调查，发现不同的种族和地区差异性很大。有文献报道成人DDH的发病率在1%～10%[2]之间不等，男女比例约为1：6，大约1/4的患者有明显的家族史[3]。在我国各地发病率也不同，南方较低，北方较高，为0.07‰～1.75‰[4]。DDH是一种与出生有关的髋关节发育性病变，这种病变将在个体的整个发育过程中持续存在，未经治疗的DDH患者其髋关节的病理改变会随着年龄的增长而逐渐加重，等到成年后出现明显的症状和体征时，其髋关节的疼痛和畸形已变得很严重，病情通常也更加复杂，往往给治疗带来了许多较大的困难和疗效的不确定性。

1 成人DDH的解剖结构及生物力学特点

成人DDH使正常力学稳定性的解剖学基础发生了改变，其特征主要表现为髋臼变得浅平，前壁变薄，而后壁较厚，髋臼上缘呈斜坡状改变，存在部分区域的骨质缺损和骨质硬化，关节周围韧带痉挛，关节囊增厚扩张。髋臼外缘通常是重力的载荷区，起着传递重力至骨盆的重要作用。当髋臼外上缘骨质缺损时，重力向后下方及耻骨转移，使重力更多的移向健侧，久而久之患侧股骨头逐渐变细，股骨颈的前倾角逐渐加大。头臼不称又使头与臼之间的接触面积有所减少，应力集中，加速退行性病变的发生。

2 病因

DDH的具体发病原因迄今仍不十分清楚。经研究已注意到遗传因素，髋臼发育不良及关节韧带松弛，以及胎儿在子宫内胎位异常，承受不正常的机械性压力，影响髋关节的发育等可以引起发育性髋关节发育不良。成人DDH是因为先天性髋臼发育缺陷所导致的长期生物力学异常而逐渐出现的髋臼小而浅平，股骨头变形，髋关节半脱位，髋关节全脱位，负重区软骨退变并发展成为骨性关节炎的一种常见疾病。

3 诊断及分型

成人DDH通常在20～40岁之间出现明显的症状和体征，部分患者也可终身没有症状而不被察觉，早期主要表现为髋关节半脱位或髋关节全脱位，晚期则出现继发性退行性骨性关节炎。在临床上早期多主要表现为患侧髋关节的疲劳感，酸胀及隐痛，也可发生于其他部位，如腹股沟区、大腿前方及臀部。髋关节局部压痛，叩击痛，旋转痛，活动度正常或超常。中晚期临床症状主要表现为髋关节疼痛加重，继发跛行，出现休息痛，髋关节半脱位或全脱位并导致肢体短缩畸形，随着骨性关节炎逐渐加重而导致髋关节活动不同程度的受限。临床的常规体检包括Barlow试验、Ortolani试验、Allis征和Trendelenburg征等。常用的X线片诊断方法包括ACM角、髋臼角、CE角与髋臼指数等。此外，刘旭林等[5]首次提出了CT诊断成人髋臼发育不良的诊断标准。

目前，临床上常用的分型为Crowe分型[6]，Crowe等根据X线片测量股骨头移位距离与股骨头及骨盆高度的比例将DDH分为4型。Ⅰ型：股骨头移位占股骨头高度不到50%，或骨盆高度不到10%；Ⅱ型：股骨头移位占股骨头高度的50%～75%，或骨盆高度的10%-15%；Ⅲ型：股骨头移位占股骨头高度的75%～100%，或骨盆高度的15%～20%；Ⅳ型：股骨头移位超过股骨头高度的100%，或骨盆高度的20%。

4 治疗方法

随着患者年龄的增长，骨性改变及塑形能力逐渐减弱，所以目前对于成人DDH主要采用手术治疗，手术治疗应根据患者的年龄并结合病情发展的不同阶段，采用相应的外科治疗措施进行干预。最终的治疗目的是改变异常的髋臼方向使其变为正常的生理方向，并增加髋臼对股骨头的包容性，使股骨头与髋臼达到同心圆的复位，从而缓解髋关节的疼痛，恢复髋关节的功能。目前治疗成人DDH的方法主要分为骨盆截骨术和人工关节置换术。应用于成人DDH的截骨术主要有骨盆髋臼周围截骨术[7-8]，二联骨盆截骨术[9]，三联髋臼周围截骨术[10]，以及Chiari骨盆内移截骨术和髋臼造盖术等，其目的就是增加髋臼对股骨头的覆盖，达到头与臼之间的和谐匹配。而对于DDH晚期阶段的患者，由于其继发骨性关节炎并伴有髋关节功能障碍和明显的疼痛，同时这部分患者年龄偏大，此期采取人工全髋关节置换术（Total Hip Replacement，THR）可以说是最为合适的治疗方案。目前主要是根据髋关节病变发展的不同阶段，采取相应的治疗措施。

4.1 早期

此期患者经常感到髋关节容易疲劳，髋关节局部酸胀，轻度疼痛，或有双下肢不等长和跛行步态，但无明显的髋关节病变。该期的治疗目的是防止髋关节向半脱位或全脱位方向发展。应嘱咐患者平时应减少患侧肢体的负荷，应避免过于繁重的体力劳动和过于强烈的活动。此期可考虑作预防性手术，可行各种髋臼改向及髋臼周围截骨术等，以增大髋臼的覆盖面，防止向髋关节半脱位，髋关节全脱位及骨性关节炎发展。目前主要常用的手术方法有骨盆髋臼周围截骨术，二联骨盆截骨术和三联髋臼周围截骨术等。

4.2 中期

此期髋关节疼痛加重，继发有髋关节半脱位，髋关节全脱位，轻度骨性关节炎表现。治疗的主要目的是以减轻髋关节疼痛，紧缩关节囊，增加髋关节的稳定性为主。主要的代表性手术有Chiari骨盆内移截骨术及各种髋臼加盖术等。

4.3 晚期

该期髋臼发育不良并合并严重的髋关节骨性关节炎，大部分关节软骨已被破坏，软骨下骨质外露及囊性病变，骨质增生呈象牙样改变，髋臼及股骨头变性，关节间隙变窄或消失。此时，髋关节疼痛已非常严重，患者步行困难，髋关节活动明显受限。此期治疗的主要目的是解除髋关节疼痛，恢复髋关节的功能。此期采取人工全髋关节置换术可以说是最为合适的治疗方案。

5 展望

DDH早发现早诊断是获得早期治疗的保证。目前发达国家已开始对新生儿进行普查，这是早期发现DDH的重要措施。对DDH高危婴儿，如臀位产婴儿，阳性家族史婴儿，来自于DDH高发地区的婴儿，关节韧带过度松弛的婴儿等应详细多次反复检查其髋关节。在抚养婴儿的过程中，禁止将婴儿下肢伸直捆绑，保持髋关节外展位对稳定髋关节十分有利，这是预防本病发生的重要措施。在DDH人工关节置换的进展方面，现今金属对金属人工全髋关节及表面置换术的临床随访结果令人较满意[11]，由于金属对金属的低摩擦界面，减少了年轻手术患者翻修的可能性[12]。一些体外试验及临床随访观察结果证实，大直径金属对金属人工全髋关节置换假体在降低界面摩擦的同时，也降低了髋关节脱位的风险，但是对于其全面的评价仍需要进一步的临床随访观察。对于年轻的DDH患者应首先考虑骨盆截骨术，中老年患者伴有严重的髋关节疼痛和髋关节功能障碍时才考虑人工全髋关节置换术。髋臼的重建和股骨柄的置换对治疗的效果，术后髋关节的功能恢复都起着至关重要的作用。同时术后并发症的防治也是不可忽视的地方。总之，治疗DDH的目的和原则是缓解髋关节的疼痛，改善髋关节的功能，改善并提高DDH患者的生命和生活质量。

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【关键词】 中医微创；股骨头坏死；疼痛；钩针；针刀

缺血性股骨头坏死是一种常见病，股骨头坏死的病因多种多样，但其共同的病理机制是骨组织缺血。疼痛是其最常见的早期症状，50%急性发作，特征是髋部不适，位置不确定，可能与骨内压增高、组织缺血或微骨折有关。我院采用中医微创为主，钩针、针刀等疗法治疗缺血性股骨头坏死引起的疼痛症状，效果较好。现在报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取我院2013年1月～12月收治的股骨头坏死所引起疼痛症状的患者836例，年龄最小者13岁，最大者79岁；男性518，女性318；13～18岁140例，19～50岁436例，51～65岁229例，65～79岁31例；病程最短1个月，最常10年，平均（3.6±2）年。采用视觉模拟评分法对患者治疗前的疼痛进行评估，“0～2”分为“优”，“3～5”分为“良”，“6～8”分为 “可”，>“8”分为“差”。优0例，良10例，可327例，差499例

1.2 纳入标准 符合国家中医药管理局中医病证诊断标准（行业标准）：有明显的髋部外伤史；无髋部外以内收肌起点处为主，疼痛可呈持续性或间歇性，可向下放射痛至膝关节；行走困难，有外伤史而有长期服用激素，过量饮酒等；髋部疼痛，跛行，进行性加重；髋关节功能障碍，以内旋外展受限为主，被动活动髋关节可有周围组织痛性痉挛，X线摄片检查可见股骨头密度改变及中后期的股骨头塌陷[1]。

1.3 体 征 髋关节局部深压疼痛，内收肌起止点压痛，“4”字试验（+），托马氏征（+），直腿抬高试验（+），外展、内收、外旋、内旋活动受限，患肢可短缩，或有髋关节半脱位体征，纵向叩击试验有时（+），蹒跚步态，或跛行。

1.4 治 疗 钩针局部大面积减压、减张、松解、疏通，针刀精确松解肌腱起止点，钩针与针刀完美结合，使髋关节周围软组织比较彻底减压、减张，使髋关节周围软组织生物力学得到再平衡[3]。侧卧位，患侧在上，定位大转子上缘2～3cm处，常规在股骨头投影弧线上定3点，常规皮肤消毒，术者戴帽子口罩、无菌手套、铺无菌巾。定向刀口线与股骨长轴平行，针体与局部体表垂直，针刀操作时针刺入股骨头表面，刺切2刀，并根据病情，酌情使用钩针松解：①内收肌群起止点； ②韧带：髂股韧带、耻股韧带等；④闭孔神经出口；⑤隐神经髌下支；⑥髂腰肌起止点[4]。术后3d，针孔处保持清洁，避免医源性感染，增加患者不必要的痛苦。患者首次治疗尽量住院2周，后续治疗可以3个月为1个治疗周期。

2 结 果

术后第二天，仍然采用视觉模拟评分法评估疗效：术后疼痛评估，优390例，良436例，可10例，差0例，总有效为98.8%。

3 讨 论

引起缺血性股骨头坏死的原因多种多样，任何原因造成股骨头血供明显减少，乃至丧失，均可导致本病的发生。多年来流行病学对其发病率尚未得到完全准确的统计，但一致认为呈明显上升趋势，发病人群以中壮年多于儿童，男多于女。患者来医院治疗，最迫切的问题是解决疼痛，从836例患者治疗前后的评估上，中医微创（钩针，针刀）在治疗缺血性股骨头坏死疼痛症状有效率为98.8%，具有突出优势。缺血性股骨头坏死疼痛病因：关节周围髋软组织生物力学平衡失调，导致髋关节周围软组织张力、压力增高，局部微循环失衡，髋关节周围软组织形成粘连与瘢痕，进一步导致髋关节周围软组织张力、压力增高，引起一系列的循环障碍和代谢异常，刺激神经，导致疼痛。临床实践中，通过松解髋关节周围软组织形成粘连与瘢痕，减张、减压，疼痛得到了良好的解决。疼痛与股骨头内部结构的不稳定密切相关，缺血性股骨头坏死患者的股骨头内微小骨折在不断地发生，即骨小梁的断裂，骨细胞的缺血、变性、坏死在不断进行，引起一系列的循环障碍和代谢异常，并刺激周围的软组织和髋周围的神经，引起疼痛反应。临床实践来看，股骨头之外软组织的因素需要引起高度的重视。缺血性股骨头坏死患者普遍存在髋关节周围肌肉、韧带、肌腱的孪缩，导致髋关节疼痛与功能障碍。在早期，软组织的疼痛与功能障碍可以限制患者的髋关节活动，起到减轻股骨头的动力负荷之作用。但随着病情的进展，上述病理改变，加重了髋关节的压力负荷，使得髋关节腔内高压状态，反过来进一步恶化了股骨头的缺血、瘀血状态，微循环障碍进一步加重，进一步导致疼痛加重。中医微创有效地解决上述病理状态。中医微创治疗首先松解髋关节囊，达到减轻腔内压的作用，增加微循环灌注。解除软组织的粘连、疤痕和挛缩，恢复软组织的力学动态平衡状态和力学静态平衡状态。其次，消除肌肉紧张、痉挛， 改善髋关节周围肌肉微循环，改善代谢，促进炎症致痛物质的清除。最后，中医微创器械还具有针刺的效应，且“得气”感比针刺更强，能舒通经络，调节脏腑气血功能，激发体内调节作用，产生镇痛物质（如脑啡呔等），达到“去痛致松”的目的。从临床治疗结果分析，中医微创（针刀、钩针等）在宏观软组织层面取得了满意的效果，但是在微观分子及分子以下层面，中医微创（针刀、钩针等）基础研究方向还任重道远，需要有识之士开拓进取。

参考文献

[1] 国家中医药管理局.中医病症诊断疗效标准[M].北京：国家中医药管理局，1994.

[2] 中华医学会.临床技术操作规范疼痛学分册[M].北京：人民军医出版社，2009.

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【关键词】短跑 髋部 运动员

【中图分类号】G822.1 【文献标识码】A 【文章编号】1674－4810（2012）07－0193－01

一 短跑技术演变的过程

短跑技术经历了“踏步式”“迈步式”“摆动式”，直到今天的“蹬摆结合，以摆为主”的技术演变过程。在短跑途中跑关键技术的研究中，许多体育专家、学者谈到了髋在短跑中的重要作用。“送髋”“挺髋”“转髋”已成为经常用到的运动技术提示语。王志强的研究认为：“髋是人体水平加速前移的马达，人体水平运动的原动力是摆动腿的折叠前摆与支撑腿的快速伸髋在时空上的巧妙配合。”髋在短跑中的作用和意义可以归纳为：（1）髋是人体水平运动和主要内部动力来源之一；（2）“用髋跑”可以充分加大步长。

从跑动时的步频和步长的角度研究短跑速度来看，无论是加快步频，还是加大步长，都能提高跑动的速度。但从生物学角度看，步频与肌纤维类型、神经类型密切相关，快肌纤维组成百分比越高、步频越快；神经类型灵活、兴奋性高的运动员步频优于其他神经类型的运动员。虽然通过一定手段对步频进行强化训练，可以使步频提高。但神经类型主要受遗传决定。普遍认为，提高步频的最佳年龄在10～13岁。而步长主要靠后天形成，步长的提高却不受年龄限制，在运动训练中，大有潜力可挖。在运动员身材条件（身高腿长）相当的情况下，只要不断增大肌力，发展柔韧性，跑速就能得到不同程度的提高。所以增大步长成为提高运动员短跑速度的主要手段。

通过上述分析，可以很清晰地发现“髋”在“以髋为轴的快速摆动和工作肌群之间的高度协调”的现代短跑技术中，对提高短跑运动员的步长起到至关重要的作用。

二 髋部影响短跑速度的关键因素

髋部影响短跑速度的关键因素是柔韧性和髋部的肌肉力量，最终体现在技术动作上就是短跑的“伸髋”技术。伸髋，是指支撑腿蹬地最后瞬间，支撑腿的大腿在髋关节处充分后伸，而摆动腿充分屈曲，带动髋关节前移使骨盆围绕支撑腿的髋关节的垂直轴做旋转运动，两大腿呈最大夹角。髋关节的灵活性和力量，影响跑的髋关节的运动幅度，最终影响步长的大小。

发展髋关节的力量主要是发展位于髋前侧大腿屈肌：髂腰肌、股直肌、阔筋膜张肌、耻骨肌等屈大腿力量；位于髋关节后侧臀肌、半腱肌、半膜肌、股二头肌等后伸大腿力量。髂腰肌由髂肌和腰大肌组成。髂肌呈扇形，起自髂窝；腰大肌为长形，起自腰椎体侧面及横突。向下两肌相合，经腹股沟韧带深面，止于股骨小转子。近侧支撑时，它的拉力是由下向上，收缩时能使大腿屈，在跑动中大腿能否快速前摆和高抬与髂腰肌收缩的速度和力量有很大的关系。而在远侧支撑时，两侧髂腰肌同时收缩，使躯干前屈和骨盆前倾，又为跑动中身体重心积极前送完成抬腿下压动作从而获得向前的速度创造了良好的条件。而运动解剖学和运动生物力学研究结果表明，在跑动中髂腰肌是“伸髂”的唯一肌肉，它的作用可以使跑的步长增大。跑的技术中，大腿后群的双关节肌：股二头肌、半腱肌、半膜肌，起着特殊作用。这些肌肉参与蹬地的伸髋功能，当骨盆前倾蹬地最后阶段，又参与伸膝的作用，脚蹬离地面后，担负着屈膝折叠小腿的功能。

三 发展大腿屈肌群力量和股后伸肌群力量

髋关节的力量训练主要分为髋前侧的髂腰肌、股直肌、阔筋膜张肌、耻骨肌等大腿屈肌和髋关节后侧臀肌、半腱肌、半膜肌、股二头肌等大腿伸肌。

1．发展大腿屈肌群力量

第一，发展髂腰肌的快速力量既要提高肌肉收缩速度，又要提高最大力量。运动员在完成动作时在保证动作速度的前提下，不断增加负荷。教练员应根据这一特征来安排训练负荷，并在运动员精力充沛时进行。如：（负重）悬垂举腿；仰卧腿拉橡皮带交替高抬膝；（负重）摆髋绕栏；小腿负沙袋行进间正踢腿；仰卧负沙袋屈髋摆腿；进行跑动练习，如高抬腿跑、后蹬跑、车轮跑、跨步跳等进行短距离、长距离、组合练习等。

第二，发展髂腰肌的快速力量耐力时，短跑运动员主要进行动力性力量耐力训练。训练时，教练员应严格控制间歇时间，使其髂腰肌有一定的疲劳积累，并在运动员尚未恢复的情况下进行下一组练习。

2．发展股后伸肌群力量

第一，发展股后肌群协同伸髋力量，该练习手段不仅可发展股后肌群伸髋力量，也有益于跑的送髋能力提高。如：支撑蹬伸送髋；单脚高支撑仰卧挺髋；阻力直腿后摆。

第二，发展股后肌群屈收力量，该手段侧重于加强股后肌群屈收能力，同时通过屈收力量训练，也可有效地发展股后肌群最大力量。如：俯卧跪起；阻力快收，俯卧垫上，双脚各套一橡皮条；做小腿快速交换收缩用力；负重后踢腿跑。

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现如今有较多的学者认为，一方面我国百米运动员的成绩不如欧美选手是因为在身体素质方面不如国外运动员，另一方面是因为我国优秀女子百米运动员所达到的最大速度以及保持最大速度的能力远不及国外运动员。影响途百米中跑速度的因素有许多，但主要是步长和步频，速度等于二者的乘积，只有合理安排这两者之间的关系才能达到较高的运动成绩，当然不同运动员有不同的特点，跑动技术因人而异。我国优秀100米运动员全国纪录保持者李雪梅、第十运会冠军秦旺平、第十二运会冠军陶宇佳与美国优秀100米运动员乔伊娜、琼斯和牙买加优秀100米运动员奥蒂、费雷泽相比较，在步频的控制方面我国优秀百米运动员强于国外优秀百米运动员，但是在步长的控制方面远远不如国外运动员，通过对比我国优秀女子百米运动员和国外运动员的步长步频，可以发现影响我国优秀女子百米运动员的成绩因素是步长的控制。通过观分析赛录像，我们可以看到，我国运动员在起跑加速阶段步频大于国外运动员，短时间就能达到很快的速度，几乎与外国选手并进，但是却在途中跑中开始落后。在途中跑中，随着我国优秀女子百米运动员的最大速度的出现，运动员的步频达到了个人的极限。因此，途中跑最大速度的获得主要是靠步频的增加获得。通过查阅相关的运动学资料发现，运动员的步频主要是有遗传因素和后天的训练决定的，而影响步长的因素很多，从技术角度来分析，它受着地点距身体重心的距离，小腿后蹬角度的大小大腿前摆的高度，髋关节前送程度，身材高低等影响，从运动解剖方面来分析，步长受髋关节的灵活性，髋关节的动作幅度，下肢的最大力量，柔韧性等因素影响，从动力学角度来看，受肌肉短时最大随意力量，快速爆发力的影响。在影响女子百米运动员众多影响因素中，只要我们能抓住训练步长的要点，就能够控制整个百米成绩的提高。对于这一点，我认为步长可以通过后天训练得到提高。因而，在步长与步频中，步长训练比步频训练对短跑成绩的影响要大得多。

2、我国优秀女子短跑运动员与国外优秀女子短跑运动员途中跑阶段支撑腿的腾空时间对比

运用运动生物力学对短跑运动员的途中跑技术分析发现：“运动员在快速加速的过程中支撑腿所占的时间与腾空阶段非常接近，如果运动员能够协调两腿的支撑与腾空时间，这将非常有助于提高步频和步长的发挥速度；在后蹬的跑动技术方面，如果支撑期和腾空期时间间隔较大，就会造成两腿支撑与腾空的时间控制失调，造成步频的严重下降。所以说如果只强调后蹬动作的幅度达和后蹬力量大，就会造成步频最后影响整个百米跑的速度。有些学者对途中跑过程中单步时间进行了比较。在每一个单步过程中，美国优秀女子百米运动员支撑与腾空时间比是1:1.2；而我国短跑运动员达到了1：1.45。对比分析支撑于腾空时间发现腾空时间长，这是造成我国运动员单步时间较长的主要因素。美国优秀女子百米运动员在每一个单步时间内，支撑时间和腾空时间都非常短，而且支撑与腾空时间基本接近，充分说明他们在跑动中具有蹬摆效果好、身体重心向前性强和步频能力较高的技术特征。可见，在百米的途中跑训练过程只是简单的减少支撑时间而不减少腾空时间是不合理的，应该注重提高运动员的支撑时间与腾空时间的最佳时间配合。

3、结论与建议

篇7

关键词:斜坡跑;超速训练;同步测试;生物力学参数;机制

中图分类号:G822.12

文献标识码:A

文章编 号:1007-3612(2010)01-0123-06

A Biomechanical Analysis about Slope Overspeed Running in Sprint

Technique Training

LUO Jiong

(College of Physical Education,Southwest University,Chongqing

400715,China)

Abstract: The camera, electromyography, and three-dimensional force simultaneous ly technique was used to test four different slopes running speed training, resu lts showed that the slope overspeed training changed the touchdown legs of time allocation and make the buffer time significantly shorter, frog stretch distance increase significantly,the two ratio of the Buffer Time/Back Step time and s upport time/empty out time tend to more reasonable level;The slope overspeed training made swing leg swing breadth larger, a smaller hip angle of leave off t he ground, thigh scissors speed increase significantly which are conducive to r aising speed of human physical mass centre;The slope running has faster speed of swing leg knee-joint and faster“pawing" speed of touchdown legs than Level R oad run which makes a smaller knee angle and hip angle when the athlete touch gr ound,Thus facilitating the SSC fulfilling its functions; The slope overspeed ru nning caused leg stiffness changes significantly and its reason is due to slope

running brought the pressure center of touchdown legs shift to backward range la rger and faster, which changes of athletes legs touchdown manners;The slope an gle size has greater impact on running training effect, 2° or 3° slope can inc r ease the athletes running speed, without affecting the athletes running action t echnical structure,which have been determined the best-oriented slope angle for this experiments objects.

Key words: slope running;speeding training;simultaneous testing;biome chanics parameters; mechanism

从1896年第一届现代奥运会,美国运动员伯克以11.8 s夺得 100 m跑桂冠,到2008年牙买 加 人博尔特创造了9.69 s的世界记录,100 m跑成绩提高了2.1 s,究其原因一方面是源于短 跑 实践技术理论的不断完善和发展,另一方面是科学化训练及场地器械的更新等因素。“超速 训练”在短跑训练中较为流行,它是通过让运动员完成超出他能力水平的练习来增加步长和 步频,通过这种训练方法使神经和肌肉系统逐渐适应较高的收缩频率。

查阅相关文献,国外对短跑运动员的超速训练十分重视,并采用了多种手段,如下坡跑 、高速自行车练习、橡皮筋牵引跑、短跑控制器、跑步机训练及固定跑台及斜坡跑道等。我 国对这方面训练与研究相对薄弱。2001年12月,国家体育总局科教司批准立项之课题《短跑 技术原理及训练方法研究》,课题组成员经反复论证,吸取了过去国内超速训练用的斜坡跑 道坡度大,距离长,既影响运动员跑的动作技术结构又容易造成损伤的缺陷,并参照国外资 料,在北京体育大学东田径场修建了四条跑道,这是目前我国唯一的较完善的斜坡训练跑道 ,跑道的开始部分都是20 m长的水平跑道,接着分别是坡角为1°、2°、3°和4°而坡面 长为15 m的斜坡跑道,坡面下沿紧接的是正常的平地跑道(图1)。实践证明,斜坡训练对 提高短跑速度是很有效的,但这种训练模式对提高速度的机制问题至今少有报道。本研究运 用摄像、肌电及三维力同步测试了四种不同斜坡跑,并引入近年来国际上生物力学的研究热 点――下肢刚度(Lower Extremity Stiffness)这一重要参数指标,根据解剖、生理及生

投稿日期:2010-03-08

作者简介:罗炯,副教授,博士,研究方向运动技术诊断与全民健身。 物 力学原理与方法揭示斜坡超速训练提高短跑速度的生物力学机制,意为改善运动训练方法、 提高运动成绩、减少运动损伤的发生以及丰富健身运动理论提供重要参考,限于论文篇幅, 本文只对研究结果的部分内容进行报道。

l 研究对象与方法

1.1 研究对象

北京体育大学竞技体校短跑队员12名,运动等级均为2级。成绩为(10.85±0.37)s,平均 年龄为15岁,身高为(1.73±0.03)m,体重(58±3.51)kg。受试者在测试前均未进行过斜 坡训练。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法

查阅国内外有关文献资料,邀请了上海体科所冯敦寿研究员,原国家体育总局体科所副 所长高大安来校开会研究咨询;走访部分国家队、北京市队的短跑教练员,征求他们的意见 ,确定实验方案。

1.2.2 运动学参数测试

两台JVC9800高速摄像机,拍摄频率100帧/s,曝光时间为1/250 s,两机固定在距跑道16 m

处,主光轴与助跑道垂直。其中A机镜头高出地面1.6 m(机高1.2,台高0.4 m),定点拍 摄运动员从水平跑道转入斜坡跑道着地腿踩上测力台的全过程;B机镜头高为1.1 m,定点 拍摄运动员离开斜坡跑道进入水平跑道着地腿踩上测力台的全过程;为了提高图像解析的精 度,实验对象被要求穿深色紧身短裤、赤膊,并在身体两侧跖趾关节、踝、膝、髋、肩、肘、 腕、耳屏等关节、环节点上贴放反光膜标志(美国3M公司出品),测试现场见图1。

图1 北京体育大学东田径场斜坡训练基地测试布置 图2 实验中各运动学参数的定义

1.2.3 动力学参数测试

四台国产JP4060WP测力平台(先测两道,运动员休息时换成另外两道),对受试者处于 平道及坡道着地腿着地缓冲及蹬伸的三维力进行监测,采样频率为500 Hz。调整安放在斜坡 道上的测力台下面的四脚螺旋按钮,并在测力台平面上铺设与水平道及斜坡面相同的塑胶, 使测力台平面与助跑道及斜坡坡面保持在同一水平面高。同步信号由测力台触发,通过发光 二极管与高速摄像机及肌电测试同步。

1.2.4 肌电参数测试

国产八通道无线表面肌电仪(TB-0810)对监测着地腿的臀大肌(GM)、股直肌(RF)、 股二头肌(BF)、股外肌(VL)、胫骨前肌(TA)、腓肠肌(GAS)共六块肌肉肌电活动。选 取6块肌肉为测试标准的理由是:1) 所选肌肉都是与跨过下肢三关节(髋、膝、踝)有关 的肌肉;2) 所选肌肉代表的是跨过每个关节的单关节和双关节肌对抗肌组;3) 所选六块 肌肉是所查阅到的关于短跑技术研究文献中最普遍且最有代表性肌肉。

1.2.5 腿刚度(leg stiffness)计算方法

运用McMahon[1,2]腿刚度(Leg Stiffness)计算方法(图3)。在跑步过程中,腿 以一个角度接触地面,身体的重心并不是位于足部的正上方。此时腿刚度Kleg=Fmax/ΔL, 其中Fmax为最大垂直力,ΔL为小腿长度的垂直变化,ΔL =Δy+L0×(1-cosθ0), θ 0=arcsin(utc/2L0);Δy =身体重心的最大垂直位移;L0=站立时的腿长;θ0=刚 度 角(腿跨过的弧形的半角);u=重心水平速度;tc=着地时间。弹簧――质量模型见图3所 示,本研究中的θ0直接由运动学图像解析获得。

图3 步时下肢刚度的计算模型 1.2.6 实验的安排

实验要求受试者先进行试跑,通过调整起始点找准各自的步长以便能踩上测力台,同时 要求受试者“无视”测力台的存在,不减速、不调整,在进入斜坡及离开斜坡跑道时尽最大 努力完成15 m长斜坡跑。记录所有数据,并以成绩最好的2次有效测试(指前后踩上两块测 力台的有效区域)为分析样本,以便做相关指标的重复性分析。

1.2.7 数据处理

由于运动摄像100帧/s,测力台采样频率为500 Hz,为了比较不同运动员在平道与坡道每个单 步全过程相关参数间的差异,本研究对所有研究对象下肢各关节和环节的角运动、支撑反作 用力及肌电参数均进行了时间标准化处理:取支撑过程时间为100%,对所有的数据进行样条插 值,然后取1%标准化时刻的数值(图像解析使用扎齐奥尔斯基模型),采用低通数字滤波法 对插值后原始数据进行平滑,截止频率为20 Hz。然后再对不同水平运动员标准化的相关指标 值分别进行叠加拟合、进行比较。使用spss13.0分析模块,选择单因素、双因素方差分析 、相关及变异系数等统计分析方法对相关参数数据进行处理,所有统计检验的显著水平设 置为a=0.05。

2 结果与分析

2.1 重复性测量结果检验

表1所列的19种重要参数在两次有效采样中的相关系数及变异度,其结果显示:相关系数都 在0.8以上,且都达到显著水平(p

支撑时间r

C.V支撑距离r

C.V腾空时间r

C.V膝角r

C.V躯干角r

C.V剪绞速度r

C.V膝点速度r

C.V 扒地速度r

C.V质心Vr

C.V1°斜坡0.87;8.4%0.91;8.4%0.81;7.4%0.91;6.6%0.87;5. 9%0.87;8.4%0.81;8.4%0.80;9.5%0.90;6.1%2°斜坡0.88;6.8%0.88;10.5%0.90;8.5%0.90;7.4%0.81;8 .9%0.91;5.5%0.87;9.1%0.87;8.4%0.87;9.4%3°斜坡0.90;8.9%0.89;9.7%0.85;6.8%0.88;8.5%0.87;6. 4%0.92;6.8%0.89;5.7%0.82;8.7%0.87;6.5%4°斜坡0.89;7.5%0.92;6.8%0.86;8.4%0.87;6.8%0.80;7. 7%0.89;5.3%0.84;6.8%0.82;6.9%0.84;7.9%支腿刚度压心移动Fmax垂直力-Fmax水平力+Fmax水平力冲量增量 TA-IEMGGAS-IEMGT-IEMG1°斜坡0.88;9.4%0.84;6.4%0.85;7.5%0.85;8.4%0.91;5. 5%0.88;7.4%0.94;8.7%0.81;9.8%0.83;14.4%2°斜坡0.87;8.1%0.90;8.5%0.91;5.9%0.80;5.8%0.92;7. 4%0.84;6.4%0.90;6.6%0.85;10.4%0.80;15.1%3°斜坡0.81;7.3%0.87;6.7%0.92;6.4%0.84;6.9%0.87;9. 4%0.83;8.2%0.94;7.5%0.82;9.4%0.86;16.4%4°斜坡0.81;12.6%0.85;8.7%0.84;7.6%0.88;9.1%0.88;9 .8%0.82;7.3%0.93;6.4%0.83;11.4%0.88;19.4%

附:本表各参数含义在下文分析中均有定义或解释,主要角度定义见图2,在此不加说明。

表2 平道与坡道单步时间及空间参数统计

缓冲t1(ms)后蹬t2(ms)支撑T1(ms)缓冲距(cm)后蹬离(cm)支撑距(cm)腾空T2(ms)t1/t2;T1/T2 平道50±4.653±3.5103±5.534.5±3.552.2±3.586.7 ±2.5135±15.51:1.06;1:1.311°斜坡49±2.552±4.7101±6.534.3±4.753.3±4.787 .6±3.8133±11.51:1.06;1:1.322°斜坡42±6.250±3.294±7.233.7±6.259.6±6.293 .3±4.5114±14.21:1.19;1:1.213°斜坡43±5.751±4.794±5.735.2±5.758.8±5.794 .0±5.1113±16.71:1.18;1:1.204°斜坡42±2.255±3.297±4.232.3±2.255.4±2.287 .7±3.7132±13.21:1.31;1:1.36LSD检对t1的检验: P31*\P21*\P20*\P24* \P 30*\P34*; 对T1的检验:P20*\P24*\P30* \P 34*;对后蹬距的检验P20*\P24*\P30*\P34* ;对 支撑距的检验:P20*\P21*\P24*\P30*\P31 *\P 34*;对腾空时间的检验:P20*\P30*

注:LSD检意旨单因素方差分析中使用多重比较,用于各斜坡间及斜坡与平道间差异比较 ,检验结果中只例出具有显著意义者,无统计学差异者不例出,如P12*表示1°与2 °斜坡间该参数有统计学意义,以下各表含义相同。

2.2 斜坡超速跑单步时间及空间变化特征分析

据短跑技术经典理论[3～5],一个单步由支撑与腾空两部分构成,而支撑阶段又可 分为缓冲与后蹬两部分。本研究缓冲段的划分是由着地腿从着地瞬刻至膝关节角处于最小时 相止,后蹬段指从着地腿膝关节角处于最小时相至着地腿离地时相止,以此为界定确定缓冲 时间、缓冲距离,后蹬时间与后蹬距离。

表2数据提供如下信息:

与平道跑相比:1°斜坡相关参数变化较小,四种时间参数、三种空间参数,两个比值参数 的变化均无统计学意义(p>0.05)。2°、3°斜坡变化较大,其中缓冲时间明显缩短 (P20*、P30*),后蹬时间上无差异,故支撑时间的缩短(P20* 、P30*)显然是由于缓冲时间引起的;后蹬距及支撑距均显著延长(P20* 、P30*),腾空时间却显著缩短(P20*、P30*),两个时间比值 明显增大。4°斜坡的支撑时间虽然与平道没有显著差异,但其缓冲时间/后蹬时间比值明显 变小,说明4°斜坡明显改变了支撑时间的分配关系。

各斜坡中比较分析显示:四种时间参数、三种空间参数及两个比值,2°与3°斜坡之间没 什么差异;4°斜坡与1°斜坡的差异与4°斜坡与平道间差异类同;在缓冲距、后蹬距、支 撑距3方面差异集中体现在支撑距上和后蹬距,4°斜坡后蹬距及支撑距明显缩小(P24 *、P34*),同时在两个时间比值显著偏小。

据短跑运动生物力学原理,支撑阶段人体质心水平速度得以保持和增加是由肢体各环节,尤 其是下肢各环节通过复杂而有序的协同运动实现的。本研究认为:2°、3°斜坡跑道引起 支撑时间、腾空时间均有明显缩短,而支撑时间的缩短主要体现在缓冲时间缩短,后蹬时间 变化较小,其直接获益是增加了后蹬距,这对提高或维持跑速是有益的,也与相关文献资料 提供的结论相吻合(据相关文献[5,6],国外优秀短跑运动员后蹬距离比我国优秀 选手长0.07 m,但是后蹬时间却不比我们长)。其次,1°斜坡所带来的影响与平道差异较 小,而4°斜坡引起的差异非常大,这似乎提醒我们4°斜坡可能引起受试者的技术动作结构 发生了明显的改变。最后,斜坡道改变了单步“缓冲时间/后蹬时间”及“支撑时间/腾空时 间”比值,其中2°、3°斜坡的两个比值依次为1:1.19、1:1.21及1:1.18、1:1.20 ,这两个值与美国优秀百米运动员“缓冲时间/后蹬时间”(11.11)及“支撑时间/腾空 时间”(1:1.2)很接近[5,6]。

2.3 斜坡超速跑支撑腿与摆动腿关节角度变化特征分析

表3数据显示:1°斜坡与平道相比,无论是支撑腿还是摆动腿,髋、膝、踝着地角与离地角 均变化不大,波动值无统计学意义。4°斜坡与平道及1°斜坡相比,支撑腿与摆动腿的髋 角及踝角在着地与离地时没什么影响,主要差异集中在支撑腿的膝角、踝角及躯干角的变化 上(P41*、P40*),其中4°斜坡的着地膝角明显偏大(162.2°对155. 5°),而离地时则明显 偏小,从而导致膝角变化值为负值(-4.36°);另一方面,4°斜坡引起离地躯干角显著 高于 着地时的躯干角,从而导致躯干角的变化值为负(-5.12°)。2°与3°斜坡之间,9种角 度参数值无显著差异,但2°、3°斜坡与平道及1°斜坡相比,前者引起支撑腿着地髋角显 著减小(P20*、P21*、P30*、P31*),而离地髋角没什 么变化,而摆动腿的变化则相反,着地时髋角没什么变化,而离地髋角明显减小(P20 *、P21*、P30*、P31*);就支撑腿膝角而言,着地 膝角明显减小(P20*、P21*、P30*、P31*),而“膝 角”无差异,间接说明蹬离时膝角亦 呈减小趋势;在躯干角的变化上,2°、3°斜坡与平道及1°斜坡没什么变化。2°、3°斜 坡与4°斜坡相比,前者支撑腿着地髋角、膝角、踝角及摆动的离地髋角显著小于后者(P 24*、 P34*)而膝角“蹬地改变”及“躯干角变化值”两者存有显著差异( P24*、 P34*)。表3 平道跑与斜坡跑支撑腿与摆动腿关节角度变化统计

着地瞬刻髋角(°)支撑腿β1

摆动腿β2离地瞬刻髋角(°)支撑腿β3

摆动腿β4支撑腿膝角(°)着地瞬刻φ

膝角支撑腿踝角(°)着地瞬刻θ

踝角躯干角0°平道147.2±3.5179.8±3.5203.5±4.6121.5±4.6155. 5±5.63.56±1.32123.5±5.511.5±3.66.56±2.31°坡角144.3±4.7178.1±4.7202.4±2.5119.6±2.5156. 1±3.55.73±2.24122.3±3.710.1±4.55.87±1.52°坡角139.6±6.2174.0±6.2203.3±3.2108.1±3.2150. 1±4.74.55±1.66119.6±4.211.4±4.26.18±3.23°坡角138.7±5.7175.4±5.7199.6±4.7110.2±4.7150. 7±6.55.18±3.29118.8±4.112.7±3.75.93±2.74°坡角145.6±2.2181.2±2.2200.3±3.2122.5±3.2162. 2±5.1-4.36±1.3128.1±3.79.2±3.8-5.12±2.2LSD检验对β1的检验P20*\P21*\P24*\P30* \P31*\P34*;对β2的检验P20*\P30*\P24 *\P34*;对β4的检验P20*\P21*\P24*P30 *\P31*\P34*;对φ的检验P20*\P21*\P24 *P30*\P34*\P34*P40*\P41*;对膝 角检验P40*\P41*\P42*P43*;对θ的检验P20 *\P21*\P24*P30*\P31*\P34*P40 *\P41*;对躯干角检验P40*\P41*\P42*P43 *

说明:支撑腿膝角“膝角”意旨离地时膝角与着地时膝角之差;支撑腿踝角的“踝角 ”意旨着地时踝角与支撑腿最大缓冲瞬刻踝角之差,“躯干角”意旨着地时躯干角与离地 时的躯干角之差。

进一步分析揭示:4斜坡道缓冲距离和缓冲时间较短(表2),导致摆动腿幅度小且效 果差(据表3可计算出五种跑道摆动腿的摆动幅度依次为58.3°、58.5°、65.9°、65. 2°、58.7°),因而不能发挥最佳的摆腿作用,2°、3°斜坡摆动腿有较大摆动幅度(65 .9°、65 .2°),而离地时髋角亦较小(108.1°、110.2°)。据相关生物力学文献[4,5 ],摆动腿屈髋幅度 大,更有利于有效地带动身体重心向前,并进而增加支撑距离,使摆动腿的小腿有更充裕的时 间完成前摆及下次着地前的回扒。另一方面,短跑运动生物力学原理认为离地时的躯干角大 于着地时的躯干角,说明身体有向后倾的现象;离地时的膝角明显小于着地时的膝角,表明 运动员在离地时膝关节没有充分伸直反而比着地时缓冲更大。据此,笔者认为4°斜坡引起 躯干角、膝角的明显改变,两个负值(-5.12°、-4.36°)充分说明运动员在4°斜坡上 跑可能引起了动作结构的变形。通过对受试者个体的技术动作诊断,参与本实验的12名运动 员中,有9名运动员在4°斜坡上跑,躯干角的变化不符合跑步的生物力学特征;有10名运动 员在4°斜坡上跑,膝角的变化不符合跑步的生物力学特征。图4 支撑腿髋、膝、踝标准化角度变化MA 线

图4显示了不同斜坡跑与平道跑支撑腿髋、膝、踝角度变化特征,从中不难 发现:平道、1°及4°斜坡跑,着地腿在着地时存在明显的缓冲,即髋角呈下降趋向,其 中4°斜坡 最为明显,下降幅度最大,2°、3°斜坡几乎没有这个趋势,在整个支撑时期的髋角均值最 小,且在着地及整个支撑过程,支撑腿的伸髋后展是一个连续的过程, 不存在髋的“缓冲”。 其次,与平道跑相比,2°、3°斜坡跑,运动员在整个支撑过程中支撑腿膝角、踝角均值较 小,即支撑腿似乎表现出一种低支撑趋向,这意味着运动员支撑过程重心更低些。

2.4 斜坡超速跑支撑腿、摆动腿角速度与人体重心水平速度变化特征分析

表4数据显示:1) 2°、3°斜坡摆动腿与支撑腿的髋角速度均值显著高于平道、1°、4° (P20*、P21*、P24*、P30*、P31*、P34 *)。据支撑腿处于最大缓冲时刻摆动腿髋角大小可以算出其完成百分率,整个支撑阶 段, 2°、3°斜坡超速跑摆动腿摆动动作在缓冲过程完成率最高(排序依次为61.5%、61. 9%、67.4%、66.9%、58.8%),而支撑腿完成率五种跑道差异不明显。2) 2°、3°斜坡 跑大腿剪绞速度均值显著高于平道、1°、4°(P20*、P21*、P24 *、P30*、P31*、P34*)。通过分析图5,在摆动腿积极前摆的 配合下,支撑腿在着地后便开始积极地伸展髋关节,但2°、3°斜坡在整个支撑过程中,其 瞬时角速度都比其它三种跑道大。此外,无论支撑腿还是摆动腿,其大腿运动过程均呈加速 ――减速状态,因而,剪绞―制动是支撑阶段髋的工作特征,从剪绞速度曲线看,2°、3° 跑道最高。许多学者[7～9]认为“产生较高跑速的原因是有力的摆腿而不是快速的 蹬地”,因而提出[10]“大腿运动的角速度及摆动幅度是衡量短跑技术的最好尺度 ”。综合众多学者的研究结论,笔者认为2°、3°斜坡最有利于人体质心提速。3)2°、3 °斜坡摆动腿膝关节中心速度、着地腿“扒地”速度均显著高于平道、1°、4°(五种跑道 对应均值依次为4.55 m/s、4.45 m/s、4.95 m/s、5.07 m/s、4.32 m/s及1.44 m/s、 1.39 m/s、1.25 m/s、1.27 m/s、1.45 m/s)。据查文献[4,5],优秀运动员 有较快的屈髋前摆速度,其摆动腿的膝点水平速度、垂直速度在整个支撑摆动过程中均较大 ,且多数选手是通过较大的小腿回扒角速度来实现着地脚水平速度的尽可能下降。本研究发 现2°、3°斜坡跑膝关节点速度显著高于平道、1°、4°,而着地腿“扒地”速度却明显低 于平道、1°、4°。据短跑运动生物力学原理,加快大腿回扒角速度,可以为着地时拥有较 小的支 撑腿膝角、髋角,从而使运动员在着地时下肢肌群处于一种较有利的发挥工作效率的状态,更 有利于人体重心的快速前移[10]。因此,“扒地”速度表明,2°、3°斜坡超速训 练效果应优于平道、1°、4°。4)2°、3°斜坡人体质心的着地速度及离地速度亦明显高 于平道、1°、4° (P20*、P21*、P24*、P30*、P31*、P34 *)。进一步分析显示,1°、2°、3°斜坡跑都能增加跑速,但2°、3°增加的数值大 ,4°斜坡不增反减,其速度小于平道速度(10.15 m/s

摆动腿髋角速度均值Χ1

完成%支撑腿髋角速度均值Χ2

完成%髋剪绞速度V1摆动腿膝点速度V2着地腿扒地速度V3人体重心(质心)进入斜坡V4

离开斜坡V50°平道-668±14.661.5%395±14.733.5%1 063±18.44.5 5±0.661.44±0.31°坡角-685±16.761.9%407±16.632.6%1 092±17.14.4 5±0.831.39±0.411.15±2.511.44±1.52°坡角-744±15.367.4%441±15.735.7%1 185±19.24.9 5±0.611.25±0.211.35±3.211.70±3.23°坡角-742±17.266.9%439±18.634.3%1 181±18.85 .07±0.771.27±0.311.37±4.711.67±2.74°坡角-672±15.558.8%397±14.232.1%1 069±17.74.3 2±0.841.45±0.210.15±3.210.11±2.2LSD检验对X1的检验: P20*\P21*\P24* P30 *\P31*\P34*;对X2的检验P20*\P21*\P24 * P30*\P31*\P34*;对V1的检验P20*\P21 *\P24* P30*\P31*\P34*;对V2的检验P2 0*\P21*\P24* P30*\P31*\P34*;对V 3的检验P20*\P21*;对V4的检验P20*\P21*\P 24* P30*\P31*\P34*;对V5的检验P20*\P 21*\P24* P30*\P31*\P34*

说明“完成%”意旨缓冲阶段支撑腿及摆动腿所完成的髋角变化幅度占离地瞬刻与着地瞬刻 支撑腿与摆动腿髋角变化总幅度的百分比;“髋剪绞速度”是指支撑腿与摆动腿髋角速度绝 对值之和;“摆动腿膝点速度”是指摆动腿膝关节点水平速度与垂直速度的合速度。

图5 不同跑道上支撑腿及摆动腿髋角速度及剪绞速度曲线

2.5 斜坡超速跑支撑过程中压力中心变化特征分析

压力中心(压心)是支撑反作用力合力的作用点,它作用于支撑脚上的某位置,通过分析压 心在脚上相对位置的变化,可以更准确地判断不同斜坡上跑支撑脚的着地和支撑的方式的细 微变化,从而揭示出斜坡跑对提高短跑成绩的重要机制。图6 不同斜坡跑支撑腿压力中心随运动方向变化拟合曲线

图6是标准化后4种斜坡与平道跑支撑过程压心于运动方向的变化规律。这些曲线有一共 同的变化规律,即都有四个特别时相。其中A点实际代表运动员着地脚的趾指关节恰好落在 测力台中心瞬刻,由于着地之初的巨大冲击力,压心随着踝关节的屈曲缓冲先向后移至B点( 即向踝关节点靠近);随着缓冲继续,后又快速移回趾指关节C点附近;离地时,压心移至脚 尖,也就是着地时趾指关节前D点位置。

进一步研究发现:1) 平道与斜坡跑压力中心轨迹的变化趋势几乎接近,但下坡跑的 后移幅度大且后移速度相对较快,在大约占支撑时间的11%左右达到最大后移(10 cm左右) ;从C点的波峰值看,运动员的支撑脚压力中心几乎又回到趾指关节,再结合摄像慢放发现 ,下坡跑运动员着地脚跟均跟测力台面有瞬间接触(占100%),而平道跑中有7名运动员后 脚跟与测力台没有接触(占58.3%);2)3°与4°斜坡压力中心轨迹后移幅度几乎接近, 1 °、2°斜坡与平道后移幅度相对较小且后移速度相对慢些,在大约在占支撑时间13%左右达 到最大后移(7 cm左右)。

2.6 斜坡超速跑支撑腿刚度及地面支反力变化特征分析

“刚度 (Stiffness)”一词,起源于物理学,为“虎克定律”的一部分,有时又翻译成“ 劲度”,其含义与物理学上的“模量”相近,指物体在受载时抵抗变形的能力,刚度大则变形 小,刚度小则变形大。当短跑运动员下肢着地时,刚度可增加支持组织的强度,抵抗地面对人 体施加的反作用力。从运动表现角度看,支撑腿刚度值决定于肌肉、肌腱、韧带、软骨和骨 骼的整体[11,12],一定水平的刚度表现可以有效发挥肌肉的拉长-缩短循环(Stre tch-Sho rtening Cycle,即SSC)功能,进而可以在运动着地过程中有效释放贮存在肌肉骨骼系统中的 弹性能[13,14]。

图7 不同斜坡跑支撑腿刚度变化特征 从图7可以看出,高速下坡跑支撑腿刚度值普遍高于平道跑,随着坡角的增加,腿刚度值呈 戏剧性增加(P

3 结 论

1) 斜坡超速跑引起着地腿支撑时间明显变短,这种变化是通过缩短缓冲时间实现的;缓冲 距离相对变化较小,而蹬伸距离明显增长,缓冲时间/后蹬时间及支撑时间/腾空时间两个比 值更趋加合理。

2) 斜坡超速跑引起着地腿着地髋角显著减小,离地髋角相对不变,而摆动腿则呈现相反的 规律,同时,摆动腿摆幅增加,离地时髋角较小,摆动腿屈髋幅度大,这有利于身体重心前 移,并进而增加蹬伸距离。

3) 斜坡超速跑引起摆动腿与支撑腿的髋角速度均值显著增加,大腿剪绞速度显著高于平道 ,因而有利于人体质心提速;斜坡跑引起摆动腿膝关节速度、着地腿“扒地”速度均显著高 于平道,因而使运动员着地时拥有较小的支撑膝角与髋角,从而更有利于SSC功能的发挥。4) 斜坡超速跑引起着地腿压力中心后移幅度相对较大且后移速度相对较快,运动员着地脚 跟与测力台面存在广泛接触;斜坡坡度大小对支撑腿的刚度有显著变化,在一定范围内,坡 角增加,刚度增加,而刚度增加的主要原因是斜坡超速跑改变了运动员支撑脚着地方式,由 平道跑的脚尖(指跖关节)――脚中部型向指跖关节――后脚跑触地型转变。

5) 斜坡训练对提高速度是很有效的,但斜坡的坡度大小对训练效果影响较大;坡角太小(1 0或以下)或坡角太大(40或以上),训练效果较差,20、30斜坡既能增大运动员的跑速, 又不影响运动员跑的动作技术结构,因而被确定为本次实验对象的最佳坡角。

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篇8

关键词：短跑；专项力量训练；抗阻力跑；拉力绳；

文章编号：1674-3520（2015）-04-00-02

一、前言

随着短跑运动是以髋为轴的高速摆动--平动运动的观点的确立，同时借鉴国外的高水平运动员的训练方法和手段。我国现代短跑运动员的专项力量训练逐渐摆脱以垂直面用力为主的大负荷杠铃练习。抗阻力跑与短跑专项技术动作结构、用力特征等的相似性以及其场地费用小、动作容易掌握、运动员水平受力相对不易受伤等特点正逐渐受到重视。这些练习的动作方向、幅度和速度与短跑专项技术相同。所获得的力量和速度有利于向专项的迁移，对短跑成绩的影响较大。当今许多优秀的短跑运动员利用多种抗阻力和循环训练来发展他们的专项力量。拉力绳或橡皮带、橡皮筋是价格低廉易于找到的材料， 在训练中， 合理的应用， 可以收到良好的效果。

二、选题的目的与意义

本研究在训练手段上创新，将拉力绳自体牵拉应用在短跑训练中，希望能通这种新的器材应用，探索简便、经济、高效的训练手段，提高训练者成绩。促进训练者运动水平的提高，改进运动技术，加速肌肉收缩所需能量的提供。丰富训练手段，引起新异刺激，提高训练者练习的兴趣，即而提高其运动成绩。

三、研究对象与方法

（一）研究对象

本实验选用广州体育学院运动训练专业田径专选班短跑运动员14名作为实验对象广州体院运动训练系田径专选班同学14名。其中男10 名，女4 名。把研究对象分成2 组，其中实验组和对照组各7名。

（二）研究方法：

1、文献资料法

本研究从中国期刊网上查询了有关短跑专项力量训练和抗阻力跑的文献。

2、专家访谈法

为了解教练员和运动员的切身体会和看法，对于本论文的研究思路、研究方法，以及实验的设计与操作，笔者走访了我校部分从事田径短跑训练的教练员和运动员。

3、数理统计法

数据处理：用SPSS16 对资料进行统计描述处理与检验分析。

4、训练实验法

实验目的：为了验证拉力绳自体牵拉器材对短跑途中跑技术和短跑成绩的效果，同时验证器械装备的简单、经济、实效和可操作性进行了拉力绳自体牵拉训练实验。

拉力绳自体牵拉器制作材料如下：一字拉力绳条数条、腰带绑带（正常穿裤子用结实的腰带也可）、脚踝绑带或半脚套。拉力绳自体牵拉器材的制作与使用：将一根拉力绳对折后的中间中点固定于腰带的后方中央位置，两头分别固定在队员的左脚脚踝绑带与右脚脚踝绑带后方，保证橡皮带的3个固定点是稳定的。拉力绳长短要调整为两腿后方拉力绳长度保持一致。在保证拉力绳的正确使用的同时，尽可能充分利用拉力绳弹性形变所带来的阻力或助力。

训练时间：从2013年9月开始到2013 年11月进行为期6周的训练实验。每周一、三、五进行拉力绳自体牵拉训练实验，每次训练时长为90分钟。

训练内容：实验组的训练内容除了基本部分有拉力绳自体牵拉之外，其它部分的内容、次数及顺序与对照组的相同。

注意事项：在具体的快速力量训练中， 让实验组运动员做几组的拉力绳自体牵拉训练， 然后紧接着再做几组去器械的训练， 表现出非常快的动作速度和很好的爆发力效果。在进行拉力绳自体牵拉间歇后要进行徒手快速平跑，利用拿掉阻力后的释重感和动作技术结构。

四、研究结果分析与讨论

（一）实验前后100 米成绩的变化及分析

实验组与对照组最好成绩比较分析如表1所示

说明：经检验P值为0.89>0.05，说明实验组与对照组的最好成绩没有显著差异。

实验组与对照组实验前后比较分析如表2所示。

因此，从以上分析可得出通过拉力绳自体牵拉进行短跑训练与常规传统训练相比前者对成绩提高的幅度更大，效果更明显。

（二）拉力绳自体牵拉训练对短跑的影响分析

1、应用拉力绳自体牵拉训练在专项技术动作的发力特点上分析

人体要想跑动中的周期性的运动中保持完整的动作技术，必定造成拉伸拉力绳使其发生弹性形变，对于人体来说，要想克服拉力绳形变产生的这个外力，必须通过肌肉收缩做功。

（1）着地缓冲阶段：

表6 着地缓冲阶段下肢动作分析

着地缓冲是从着地至身体重心移过支撑垂直部位， 开始进入后蹬阶段时的这一动作过程。拉力绳牵拉助力加快鞭打动作，减少一定支撑时间。在训练中，队员个人的感受肌肉明显的酸胀感。队员在除去器械后感觉摆动腿下压扒地更为积极。

（2）后蹬阶段

后蹬伸膝必须要克服腿部后方拉力绳的牵拉阻力。而伸膝要由髋关节的伸展开始，因此，抵抗拉力绳的阻力主要由髋关节伸肌做功，即增强髋关节伸肌力量，同时膝关节、膝关节、跖趾关节伸肌都要对抗拉力绳牵拉力，也加强了途中跑过程中相关肌群的伸肌肌群力量。

若髋关节伸肌力量弱、伸膝无力、腿后蹬动作不充分，则可能出现“坐着跑”，即支撑力量差。由以上可以得出拉力绳自体牵拉可以一定程度上增强运动员的支撑力量。针对“坐着跑”可以应用拉力绳自体牵拉进行支撑腿快速有效的后蹬跑、高抬腿跑及车轮跑的练习，体会支撑腿与拉力绳的牵拉阻力做积极对抗。

（3）前摆阶段

前摆时大腿后方拉力绳拉紧，阻力增大，因此髋关节屈肌要克服阻力额外做功。膝关节的屈角最小时的拉力绳形变也达到最小，即小腿后放拉力绳回弹与小腿折叠方向相同，助力加速小腿折叠。

五、结论与建议

（一）结论

1、通过拉力绳自体牵拉训练进行短跑训练与常规传统训练相比前者对成绩提高的幅度更大，效果更明显。

2、在拉力绳牵拉阻力量的影响下，可以提高髋关节、膝踝关节跑动过程中相关肌群的抗阻能力。

3、采用拉力绳自体牵拉简便、经济、高效。

（二）建议

1、必须协调发展腰腹肌和上肢力量的练习，

2、由于条件有限，本实验中部分数据存在一定的误差。如果条件充足，可以对本文研究对象进行运动生物力学分析。

参考文献：

[1]李老民.田径运动教程[M] .北京体育大学出版社，2008

[2]田麦久. 运动训练学[M] . 人民体育出版社，2000：35

[3]徐志伟.提高短跑步幅的助力和阻力训练方法研究[J]. 科技动态，2004，3

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摘 要 本研究采用两台拍摄频率50HZ、规格相同的SONY1080i常速摄像机，试图从三维角度对5名运动训练专业、运动等级为二级的大学生男子羽毛球运动员网前正手挑球的上肢动作技术进行全面而深入的运动学分析，以其揭示羽毛球网前正手挑球技术的空间运动规律与特征，试图通过分析能够对羽毛球教学提供参考。

关键词 网前正手挑球 上肢 运动学

随着体育事业的不断发展，对小球技术的要求越来越高，羽毛球运动也是小球项目中的一项，它的技术要求非常细腻，战术灵活多变，羽毛球运动是汇集了多种能力的人体全身性对抗型的隔网运动项目。如今羽毛球运动已经成为了大众生活娱乐中必不可少的运动项目之一，羽毛球运动已经在各大学校以及社会大众中引起了广泛关注，这种普及很大程度上推动了羽毛球运动的快速发展。如今羽毛球运动的战术和技术发生了翻天覆地的变化，总结其原因就是因为羽毛球运动的规则在时刻不断地发生变化。羽毛球运动最明显的变化是比赛时间的缩短，使得比赛节奏加快，以至于对羽毛球运动员在被动情况下变主动进攻的能力、在关键球的处理上、及连续进攻的能力上都提出了更高的要求。但进攻并不是一味的盲目的杀球，其中对前场球的处理则更显得关键。当对手逼近球网的时候，球员可以采用挑球，挑球虽是防御性的打法，但是仍可以利用球飞行的距离或角度的变化，变成由下方的进攻打法。

一、挑球技术及其分类

挑球：也叫挑高球，是将对方击至前场低手位的球，由下而上的弧度回击至对方后场端线上空，这是被动情况下为赢得回位时间而经常采用的一种过渡性的技术[1]。网前正手挑球：以右手握拍为例，将对方击至前场低手位的网前右场区上空的球，用正手握拍法用正拍面由下而上的弧度回击至对方后场端线上空垂直下降的球，称为网前正手挑球[1]。理论上网前挑球都是球出现在低手位的情况下，产生这种情况的原因有两点，一是在对方吊球之后，二是在对方进攻之后作为一种防守的可能性（接杀球）在极度受迫的比赛状况下作为一种“紧急接球” [1]。本文研究的网前正手挑球为第一种情况下的挑球。

二、移动取位阶段上肢的运动学特征

表1是5名运动员移动取位完成后身体重要关节的角度，从表中可以看出，5名运动员在取位完成时刻上肢关节中，龚、牛、田的肩关节角度相差不大，在60°到70°之间，余和张肩角过小，分别为26.923°和43.100°，针对网前正手挑球的特点，肩关节越小，不利于引拍，会造成引拍距离小或者会造成上臂大幅度摆动，对于肩关节做水平外展内收这种运动形式，其角度大，有利于肩关节做这种运动。所以余和张的肩关节角度不合理。在此刻，肘关节角度不宜过大，但是从表中可以很清楚的看到，余和张的肘关节接近180°，引拍过程只能通过前臂的外旋带动腕关节运动来完成引拍。移动取位完成时刻，理论上拍头指向边线，手腕要尽可能的放松，此刻腕关节角度的大小说明运动员此刻手腕的紧张程度，从表中数据可以看出，腕关节角度越小说明越是紧张，越是接近180°，说明手腕越是处于放松的状态。数据表明余的腕关节处于紧张状态，没有达到省力的目的。

三、引拍完成上肢的运动学特征

表2为5名运动员引拍到最大时刻身体各关节角度情况，从表中数据可以看出，5名运动员持拍臂腕关节离散度不大，为1.251°，从腕关节结构分析，当腕关节角度反向接近90°的时候，手腕基本处于最大的紧张状态，引拍结束时刻紧接着就是挥拍击球，所以此刻腕关节的紧张就是为挥拍击球储备能力，也是最大限度的增加挥拍距离。5名运动员持拍臂手腕接近90°，说明此刻5名运动员持拍臂腕关节合理。从数据可以看出，5名运动员持拍臂的肘关节、肩关节离散度也相对比较小，不管是在引拍过程中5名运动员上肢关节如何变动，此刻他们的上肢关节角度相对合理。

四、挥拍击球阶段上肢的运动学特征

表3为5名运动员挥拍击球阶段持拍臂各关节最大合速度，从数据可以看出5名运动员挥拍击球阶段右侧各环节最大速度从小到大出现的顺序为髋关节――肩关节――肘关节――腕关节――拍柄――拍头 ，速度大小顺序符合鞭打原理，说明身体各环节在击球过程中遵循关节活动顺序原理。但是从表3可以看出牛和田各关节合速度均大于其他三人，龚的次之。余和张在整个鞭打过程中各个速度都均小于其他三位运动员，这与前阶段的引拍和移动有很大的关系，从数据可以看到余的腕关节和拍柄最大合速度相差不大，分别为9.012 m/s和9.239 m/s，几乎没有变动，说明余在挥拍击球过程中没有很好的发挥手指拨拍的作用，可能是因为手指过于紧张导致一部分能量被拍柄自身的反作用抵消或者是因为腕关节在鞭打过程中没有制动，在速度的传递过程中能量有所损失。

五、小结

通过对5名大学生羽毛球专业运动员网前正手挑球上肢动作技术的运动生物力学分析得出如下结论：

5名运动员在移动取位阶段上肢各关节要尽量放松，尤其是腕关节。挥拍击球阶段要提高以髋关节为轴的鞭打，做到全身动作的协调配合。挥拍完成时刻上肢变化相对合理，但是对手指拨动球拍不明显，需要重点注意。

参考文献：

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【关键词】骶髂关节；强直性脊柱炎；X线；X线计算机；磁共振成像

文章编号：1009-5519（2008）17-2546-03 中图分类号：R81 文献标识码：A

强直性脊柱炎（ankylosing spondylitis，AS）近年来有上升趋势。实验室检查缺乏特异性，影像学诊断AS有无可替代的作用，同时也是临床判断病变程度的重要依据。本研究回顾性分析AS病人的X线、CT、MRI表现，旨在提高其诊断水平。

1 资料与方法

收集我院符合1984年纽约修订标准的AS患者69例，其中男57例，女12例。平均27.6岁。临床症状：主要以下腰

部、骶髂关节酸痛及活动受限为主，隐匿起病。实验室检查：类风湿因子阴性69例，血沉（ESR）增快61例，组织相容性抗原（HLA-B27）阳性58例。

本组均使用德国西门子500毫安X线机摄片检查，摄骨盆（骶髂关节正位）片和（或）双骶髂关节斜位片，其中16例采用900美国柯达CR系统摄片。34例采用德国西门子SOMATONEM OTION单层螺旋CT扫描，倾斜角度22~30度，层厚5 mm，层距5 mm，连续扫描8~10层，通过骨窗及软组织窗观察整个骶髂关节及其周围软组织。MRI采用日本日立AIRISII永磁型MRI成像系统，磁场强度为0.3T，扫描参数为T1WI400/15、T2WI4000/120。

2 结果

依据1984年纽约诊断骶髂关节病变的标准，分四级：0级正常，Ⅰ级可疑，Ⅱ级为轻度异常，有侵蚀、硬化、但关节间隙正常，Ⅲ级为明显异常，且关节间隙变窄或增宽，或部分强直，Ⅳ级为严重异常并关节完全性强直。本组AS骶髂关节分级检出如下：临床诊断Ⅰ级AS患者12例，均行X线、CT检查，但X线仅检出3例（25%），CT检出8例（66.7%），其中9例同时行MRI检查，检出7例（77.8%）。16例Ⅱ级患者，X线检出9例（56.2%），其中11例加行CT检查，3例加行MRI检查，阳性率均为100%。Ⅲ~Ⅳ级AS的X线、CT、MRI均能检出异象。

3 讨论

3.1 骶髂关节解剖特点：骶髂关节是由骶骨耳状面构成的微动滑膜关节，关节面表面被覆一层关节软骨，骶骨面较厚，关节腔狭小，约2 mm宽，运动度极小。有两种关节类型，前下2/3为滑膜关节，该部分的关节软骨薄，表面呈波浪状，可轻微活动；后上1/3为韧带关节，呈“V”字形。在前后运动时，可伴关节作旋转运动[1]。

3.2 AS的临床特点及病理基础：AS是一种病因不明的慢性进行性全身疾病。发病年龄多在15~30岁，男性患病率明显高于女性。实验室检查无明显特异性。病变主要侵犯骶髂关节、椎间关节和肋间关节，最早一般先侵犯骶髂关节下部（滑膜部）[2]，且骶髂关节髂骨部骨侧的软骨较骶骨侧薄，故病变又多从滑膜关节骶骨侧开始[3]。病变也可侵犯双髋关节、双膝关节等。AS是以肉芽肿为特征的滑膜炎，伴有纤维化和骨化，滑膜增厚，巨噬细胞、淋巴细胞、浆细胞浸润，逐步发生关节粘连、纤维性和骨性强直。

3.3 AS骶髂关节病变的影像学特点：（1）X线表现：本组仅检出Ⅰ级AS 3例，表现为骨质疏松、关节面下骨皮质密度减低；Ⅱ级AS 9例，表现为关节面模糊毛糙和关节面下小囊状透亮区（见图1），可伴有不同程度的附近骨质硬化增白；Ⅲ级AS 25例，表现为关节面呈锯齿状，骨质硬化带可不断扩大，界限模糊，关节间隙变窄或增宽；Ⅳ级AS 16例，表现为关节间隙完全消失发生骨性强直，呈粗糙的条纹状骨梁通过关节并向下外方散射。（2）CT表现：本组检出Ⅰ级AS 8例，表现为关节面毛糙、高低不平，邻近骨质疏松，以骶髂关节髂骨面改变多见（见图2）；II级AS 11例，表现为局限性骨侵蚀破坏，周边有环状硬化带或关节面下骨吸收，外侧骨质不同程度增生硬化（见图3），III级AS 8例，表现为合并有关节间隙变窄或增宽，及软骨内骨化，关节间隙以不均匀狭窄多见[4]，主要是滑膜部关节软骨的不均匀钙化所致，本组出现关节间隙以不均匀狭窄征象6例。有学者认为AS患者CT像上骶髂关节中下2/3关节间隙（滑膜部）内的横行高密度改变，是关节软骨内骨化改变而非滑膜钙化[5]，本组出现此征象5例。Ⅳ级AS 3例，表现为由髂骨侧向骶骨靠拢的“穿透性钙化”（横行的“桥梁式或模糊云雾状钙化）。（3）MRI表现：本组检出Ⅰ级AS 7例，表现为T1WI、T2WI滑膜软骨信号改变：T1WI显示软骨增粗大于5 mm（见图4），T2WI显示软骨信号增高增粗（正常软骨信号为中等信号），其中2例还有骨髓信号轻度增高。Ⅱ~Ⅲ级AS共7例，表现为T2WI软骨信号不均匀增高或减低，骶髂两侧低信号的骨皮质结构亦有不同程度的破坏（见图5），可有较大范围的关节面下脂肪沉积及骨质硬化，本组4例有滑膜软骨信号不规则碎裂现象，3例骨髓信号不同程度的明显增高。

3.4 三种检查方式的比较：X线检查由于骨质重叠较多，软骨组织不显影，对于骨皮质下的小囊变显示不清，而CT检查为横断扫描，无层面干扰，分辨率高，能清楚显示骨性关节间隙，骨皮质下的小囊变，骨质疏松，边缘轻度的骨质硬化等征象，便于测量骶髂关节间隙的宽窄，是否骨性强直的判断有意义，故CT更有利于发现骶髂关节的早期病变，一般来说，CT对0~Ⅱ级骶髂关节炎的诊断比常规X线检查敏感一个级别[6]。本组Ⅰ级AS中，X线阳性率25%，CT阳性率66.7%，Ⅱ级AS中，X线阳性率56.2%，CT阳性率100%，证实X线片对AS的早期诊断不如CT；对Ⅲ~Ⅳ级AS，X线均能检出异象，证实传统X线平片对典型AS能作出较肯定诊断，仍不失为首选的检查方法。Ⅱ~Ⅲ级AS患者平片及CT检出的关节面侵蚀、关节面下骨质硬化，MRI也能观察到，但不如CT直观，对Ⅱ级局限于关节面下的轻度骨质硬化病例MRI不够敏感；但MRI能显示AS的信号改变与其病理变化有良好的相关性，骨髓信号增高，软骨信号增高，形态增粗，前者可能与骨髓病变有关，后者可能与软骨表面的滑膜炎相关，本组Ⅰ级AS中，MRI阳性率71.4%，7例显示软骨形态及信号的改变，2例显示骨髓信号的改变，这些征象在T2WI上表现明显，可作为AS最早期的改变之一，另外骶髂关节后上1/3韧带关节部韧带附着的小凹陷处易误认为骨质侵蚀，在MRI片中因韧带旁有脂肪组织故易识别。

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