运动生物力学特征范文
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篇1
关键词:跳高;髋关节;等速;肌力特征
中图分类号:G804.66文献标识码:A文章编 号:1007-3612(2010)10-0055-03
A Study on Mechanical Features of Hip Muscles of High-jumping A thletes
ZHAO Fu-sheng
(Weifang College, Weifang 261061, Shandong China)
Abstract: Purposes: to research the heart muscle contraction biomechanical characteristicsof the hip of high jumpersMethods: ISOMED2000 Patterned tester of German wa s adopted to test the biomechanical characteristics of the first and secondary c lass jumpers of hip muscles when their hip muscles are constantly having concent ric contraction at an equal speed (60°/s) Results: extensor muscles are morepowerful than the flexor muscles in hip peak torque and the left or right extens or muscles, and the flexor peak torque of swinging leg of the first class athlet e is bigger than secondary athletes with a significant difference(P
Key words: high jump; hip joint; equal speed; features of the muscle str ength
影响运动成绩的因素是多方面的,根据不同专项的不同需要,各影响因素所占的权重也 不尽相同。有资料表明,跳高专项影响运动成绩的各因素按权重从大到小的排列顺序为 [1,2]:身 高、爆发力、承受运动负荷能力、健康水平、躯干下肢比例、力量、速度、体重、心理稳定 性、意志努力、足形、大小腿比例等。在身高的不可控因素下,如何提高跳高运动员下肢肌 肉力量,应视为研究下肢肌肉力量特征的重点。因此,研究包含纵跳动作项目中运动员下肢 屈伸肌工作特征,成为等速测试的一个主要方面。本研究以跳高运动员髋关节肌群肌力的特 征为指标,通过等速测力系统对不同等级跳高运动员进行比较,对比分析影响不同水平跳高 运动员之间成绩差异的生物力学原因,对于指导科学训练是有益的。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象 研究对象来源于北京体育大学、首都体育学院跳高运动员16人。其中,一级8人,二级8人, 样本具有一定代表性(表1)。
表1 受试者基本情况登记表
级别 年龄/岁身高/m体重/kg运动成绩/m训练年限/a一级201.88±0.04 70.89±6.942.05±0.06 5.8±2.3二级201.80±0.05 66.25±5.51.86±0.04 3.8±1.4 1.2 研究方法(实验法)
1.2.1 实验设备 所用设备为德国ISOMED2000等速测试仪。
1.2.2 实验地点及时间 实验地点:首都体育学院生物力学实 验室。
实验时间:2008年4月
1.2.3 实验内容髋关节肌群在等速向心收缩(克制工作)时的生物力学特征,左摆动腿关节60°/s的向心收 缩。
髋关节肌群等速测试实验参数见表2。
表2 等速测试实验参数
伸/(°)•s -1 屈/(°)•s-1关节起始角度/(°)重复次数/次间歇时间/ s606010～906120 1.2.4 数理统计法对所测数据用SPSS11.5进行统计处理并加以分析,包括平均数、标准差、配对样本T检 验、
投稿日期:2010-07-08
作者简介:赵伏生,讲师,硕士,研究方向体育教育训练学。 相关分析、逐步回归分析的计算。
2 结果与分析
2.1 一、二级运动员髋关节肌群峰力矩对比分析跳高运动是克服重力向上跳起的运动项目,肌肉活动的非平衡性是其主要特点之一[3 ,4]。通 过等速测力系统对跳高运动员髋关节肌群进行测试后比较分析,是获得项目特点的有效途径 [5]。
表3 一、二级运动员髋关节屈、伸肌群等速向心收缩
峰力矩比较
运动员起跳腿屈肌 摆动腿屈肌起跳腿伸肌摆动腿伸肌一级148.75±30.35170.25±18.39357.5±30.2 8320.75±7.46二级136.25±15.6 144±14.4 327.5±22.88310.75±36.8T值 1.0363.178 2.2360.753sig0.318 0.007 0.042 0.464注:表示在0.005水平上有显著性;表示在0.01水平上有显著性;表示在0 05水平上有显著性;(下表同);峰力矩单位N•M。
从测试的结果看,跳高运动员髋关节峰力矩,左右侧髋关节伸肌均大于屈肌,与伸肌较 屈肌发达一致。在60°/ s的速度下,一级运动员摆动腿髋关节屈肌峰力矩比二级运动员摆 动腿髋关节屈肌峰力矩大,两者具有非常显著性差异(P
从技术上分析,跳高起跳过程中摆动腿的屈膝上摆,是跳高起跳技术的重要环节之一。 摆动腿屈髋肌群快速的向心收缩产生的摆动力量解释为四个方面,第一是为起跳时提高人体 重心垂直速度增加了动力源,此动力源与摆动腿的支撑效应是相联系的;第二是为人体在起 跳时由内倾转为竖直提供了动力源;第三是为人体起跳时绕纵轴旋转提供了动力源,摆动腿 的加速上摆,带动人体产生了绕纵轴的旋转,旋转的结果使人体逐渐背对横杆,为过杆提供 保证;第四是在人体过杆时为人体绕额状轴的旋转提供动力源[6-8]。
在60°/ s的速度下,一级运动员起跳腿髋关节伸肌峰力矩比二级运动员起跳腿髋关节 伸肌峰力矩大,两者具有显著性差异(P
跳高起跳之前,摆动腿支撑技术是助跑与起跳衔接的枢纽,具有承上启下的作用,摆动 腿支撑技术的好坏直接影响助跑速度的保持和发挥,它对起跳效果有着极其重要的影响。在 摆动腿的支撑阶段,为更好的加速前移重心,推动起跳腿一侧髋部超越摆动腿一侧髋部,摆 动腿髋关节伸肌在屈位完成了离心收缩向向心收缩的转化,其作用有两方面:其一,摆动腿 髋关节伸肌离心收缩的能力是保持重心高度的重要环节,其抗离心收缩的能力能防止重心过 度下降和臀部下坐;其二,摆动腿髋关节伸肌向心收缩能力是保持助跑速度的重要环节,其 快速的蹬伸能有效防止摆动腿支撑无力的现象。
起跳腿快速踏上起跳点迅速完成缓冲到蹬伸的动作,蹬伸动作依次由髋、膝、踝顺序用 力。由于人体是在快速跑动中起跳,起跳腿迈步动作对地面的冲击力很大。大的冲击力超过 了起跳腿的支撑能力,迫使人体重心下降,它表现在髋、膝、踝关节的弯屈,这时起跳腿的 伸肌群做退让性收缩。退让性收缩的作用有两方面的意义,其一,髋、膝、踝关节的弯屈使 重心快速的向起跳腿支撑点上方移动;其二,起跳腿伸肌群做退让性工作,即被动拉长,增 加了伸肌群的收缩初长度,这与投掷项目的超越器械具有同样的意义[9]。起跳腿 伸肌群的快速 向心收缩,减小了起跳时间,提高了助跑速度的利用率。起跳时由于支撑反作用力不是准确 地通过人体的重心,因此人体出现了一个偏心推力,偏心推力的方向与助跑的切线方向垂直 ,在摆动腿屈膝上摆使人体绕垂直轴旋转的情况下,当人体转动到背对横杆的时候,偏心推 力产生了使人体绕额状轴的旋转,这两个力对背越试跳高的腾空技术具有重要意义。
2.2 一、二级运动员髋关节肌群向心收缩相对峰力矩对比分析从表4的测试结果看,髋关节伸肌相对峰力矩大于屈肌相对峰力矩,与峰力矩测试结果相同 ;一级运动员摆动腿屈肌和起跳腿伸肌相对峰力矩都较二级运动员大,两者均具有显著性差 异(P
表4 一、二级运动员髋关节肌群等速向心收缩相对
峰力矩比较
运动员起跳腿屈肌 摆动腿屈肌起跳腿伸肌摆动腿伸肌 一级2.12±0.382.43±0.225.09±0.254.59±0.1 7二级1.92±0.262.02±0.094.60±0.304.42±0.86T值1.1994.8443.5730.540sig0.2510.0090.0030.597注:相对峰力矩=峰力矩/体重(N•M/kg)。
2.3 一、二级运动员髋关节肌群向心收缩峰力矩角 影 响肌力矩的因素有力和力臂。肌力大小由肌肉的初始长度、生理横断面、神经刺激等决定, 而肌肉的初始长度随关节角的改变而改变,力臂也随关节角不同而不同[10-12]。 合理有效的最大肌 力矩,是获得最佳运动效果的前提和保证。人体在运动过程中,随着关节角度的改变,肌肉 收缩力和力臂的乘积在某一特定位置达到最大值,表现为峰值力矩。通过测试发现,髋关节 肌群峰值力矩角度在84.25±1.91到85.75±0.46的范围内,而且屈、伸肌群最大峰力矩 产生的角度没有差异。
表5 一、二级运动员髋关节肌群向心收缩时的峰力矩角
运动员起跳腿屈 肌/(°)摆动腿屈肌/(°)起跳腿伸肌/(°)摆动腿伸肌/(°)一级85.25±0.8985±1.8584.25±1.9185.5±1.6二级85.25±1.5885.5±0.9385.25±1.3985.75±0.46影响起跳高度的诸因素中,使运动员产生向上最大腾起速度的因素,取决于起跳过程中运动 员在垂直方向上所获得的冲量值的大小[13]。通过测试,人体髋关节在85°左右时 ,表现为最大的峰值力矩。而整个起跳过程中力并不是恒定的,冲量等于一定时间间隔内各 冲量元的定积分:∫tt0Fdt。也就是说髋关节85°左右时在所有冲量元中具有 最大冲量值,他的大小是决定最大腾起速度的关键因素之一。因此注重髋关节在85°左右时 的力量训练对于提高跳高成绩是有益的。
2.4 测试结果与运动成绩的相关分析与逐步回归分析从测试数据看摆动腿屈肌峰力矩与成绩的相关度最高,四者的相关度依次为:起跳腿伸肌> 摆动腿屈肌>摆动腿伸肌>起跳腿屈肌(表6)。其中摆动腿伸肌的相关度较低,原因需进一步 研究。
表6 一、二级运动员髋关节肌群向心收缩峰力矩与
成绩的相关计算 结果
运动员起跳腿屈肌 摆动腿屈肌起跳腿伸肌摆动腿伸肌成绩0.0160.5660.6850.225 起跳腿髋关节伸肌峰力矩对成绩的相关性最大,分析认为有如下原因:一是起跳腿作为 跳高技术动作的主要承受者,对起跳效果具有决定性的作用,而且在下肢环节中,髋关节肌 群的力量要大于膝、踝关节肌群,因此表现为峰力矩的相对最大值;二是牵张反射,起跳腿 髋关节伸肌在支撑阶段是一个离心收缩过程,离心收缩时肌肉受到强烈牵张,肌梭或腱梭产 生兴奋发放冲动,募集最可能多的运动单位参与收缩过程,从而表现出强大的收缩力;三是 离心收缩时,肌肉中弹性成分被拉长而在后继的向心收缩中得以释放,加大了向心收缩的效 果。
采用逐步回归分析法,对成绩与髋关节肌群峰力矩测试数据进行回归分析,分析过程删 除了对成绩作用不显著的自变量,建立的回归方程为:
成绩=140.76+0.685*起跳腿髋关节伸肌峰力矩值
对回归方程进行检验见表7。
表7 方差分析
方差来源 平方和自由度方差F值sig回归647.7781647.778 12 356 0.003剩余733.972 14 52.427总和1381.75015从形式上看,回归方 程是可逆的,我们知道了起跳腿髋关节伸肌峰力矩就可以预测跳高成绩,同样我们在测定跳 高成绩后,也可大体估算起跳腿髋关节伸肌峰力矩值。这在实践中对跳高训练的效果评价具 有一定意义。
相关分析与逐步回归分析中没有将一、二级运动员髋关节肌群峰力矩数据分开处理,而是将 所有测试数据进行了整和分析[14-17]。原因是研究的样本含量较少,数据的偶然 性机会 增大。由于样本本身具有局限性,因此逐步回归建立的方程仅供参考,不具有广泛代表性。
3 结 论
跳高运动技术是创造优异成绩的重要环节,人体各肌群的力量水平是掌握运动技术的基 础。通过对研究结果的分析认为:1)跳高运动髋关节肌群的力量水平是造成不同等级运动 员技术差异、成绩差异的原因之一;2)力量因素是掌握优秀技术的基础,在实际运动过程 中力量因素与技术因素共同存在,相互补充,任何单因素的作用都不能达到最佳的运动效果 ;3)髋关节屈、伸肌群最大峰力矩产生的角度在85°左右,左、右腿以及各屈伸肌没有差 异;4)在所研究的因素中,起跳腿髋关节伸肌与成绩具有最大相关性;5)在研究不同等级 运动员髋关节肌群峰力矩存在差异的同时,分析力量因素导致的运动技术差异,使两者相互 结合,对提高运动成绩具有现实意义。
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篇2
摘 要 运动生物力学是研究体育运动中人体的机械运动规律及其应用的科学。文章通过对运动生物力学在体育教学中的运用分析，尤其是在技术教学中运用的阐述，证明了运动生物力学在技术教学中的重要性，对提高学生掌握运动技术动作和教学效果有着积极的意义。
关键词 运动生物力学 体育教学 技术教学
运动生物力学是一门理论与实践密切结合的应用科学，研究人体运动时的力学规律以及运动状态改变的原因，它直接为提高运动员运动技术水平和增强人类的体质服务。作为一门实践性极强的应用学科，体育教师如果能够运用运动生物力学的原理对学生的运动技术动作进行正确评价和传授，便可以使学生的技术动作更合理、更有效，所以在体育教学中已受到众多体育教师的重视和应用。
一、运动生物力学在体育教学中的地位
任何一项身体练习都由一定的动作及动作体系构成，而完成每个动作及整套动作都存在着最适合、最合理的运动技术。合理的运动技术以运动生物力学理论为依据，并富含运动生物力学原理。而运动生物力学又以其分析科学性、结构合理性为体育技术教学提供理论和方法上的指导，通过对形形体育动作千差万别以及引起这些差别原因的分析、探讨获得良好技术的各种力学条件，从而使学生更完善地认识、学习和合理掌握运动技术动作。
要想使学生迅速并正确的掌握技术动作，不仅需要教师正确的讲解和示范，而且需要合理的练习方法。技术教学中由于学生个体身体素质和能力的差异，表现在完成技术动作时或多或少地在各个环节上存在这样或那样的技术问题，教师如能及时向学生传授有关生物力学原理，往往能收到事半功倍的教学效果，这种效果对于具有良好物理学基础的大学生尤为显著。
二、运动生物力学与技术动作的关系
运动生物力学是研究体育运动中人体及器械运动规律及与其他运动形式相互转化规律的一门科学，它以经典力学的理论和方法为主要工具，研究体育运动中的各种力学现象。
人体在从事体育运动时，技术动作是千变万化的，各种动作形式差别很大，包括运动的空间、时间、速度、加速度等方面。空间特征表明运动发生什么地方和运动路程的几何形状，时间、速度和加速度的特征对揭示人体运动的性质是比较重要的，特别是技术性强的运动项目如体操、跳水、田径中的田赛等，对运动员的各方面都提出了极高的要求。运动员完成技术动作是否合理、是否规范、是否发挥其特点，也就是在运动中发挥人体最有效、最经济所作的功，都是运动生物力学的一种表现。所以训练时，如果教练员能掌握这门知识，运用运动生物力学原理，合理分析和建立运动员的技术动作，就会少走弯路，缩短技术动作定型的时间，并找到评价运动员技术优劣的标准，从而更快的提高运动员技术水平和专项运动成绩。
三、运动生物力学对体育技术教学的影响
在技术教学中，及时而有针对性地向学生传授运动生物力学原理，往往能引起学生对学习和掌握运动技术的兴趣，并使复杂的技术问题简单化，从而有利于学生及时纠正自己的错误动作，并防止由于错误动作而带来的运动损伤。
（一）提高学生学习运动技术的兴趣
新的运动技术取代旧的运动技术或高级运动技术取代低级运动技术，缘于新技术、高技术比旧技术更科学、更合理，并且更符合人体运动特点。因此，新技术总能吸引更多的人去研究和学习。在体育技术教学中，如何引起学生对新技术的兴趣是学习的第一动力。比如，我们说背跃式跳高比俯卧式跳高先进，主要是背越式更趋于自然的起跳姿势，摆动腿的屈曲上摆由于转动惯量小，因而比直腿上摆快。因此，背越式是小缓冲的垂直起跳，使起跳的爆发力有可能直接通过人体重心，最后，背越式所形成的背弓过杆，有可能使人体重心远离身体，从而实现身体重心从横杆下面通过的情景，对于同一跳跃能力的人可能提高横杆的高度。如此，通过对技术动作的分析，以及成绩的进步，就会使学生对背越式跳高技术产生浓厚的兴趣，提高勇于实践的欲望，从而在技术教学上就会主动、积极地参与并思考、体会技术细节，进而缩短掌握技术动作地时数，有利于提高技术教学效果。
（二）使复杂的动作技术简单化
在我们以往的教学中，当教师对某一项较为复杂的技术过程讲解时，学生常会因为技术太复杂而影响学习，但如果教师能用适当的力学知识加以分析，往往能使学生“顿悟”，从而激发学生的学习积极性。如：排球飘球是一项较复杂的技术动作，且飘球形成的力学原因也极为复杂，但根据“飘球不转”、“转球不飘”的力学现象，我们只要在击球过程中，保证打击力通过球心，即没有形成使球转动的打击力矩，便为飘球的产生创造了条件。如此讲授，复杂的技术问题简单化了，学生学习发飘球也会格外认真，能极快又好地掌握飘球技术动作，教学效果明显。同样，对足球“香蕉球”也是大学生足球爱好者非常向往的，如果我们在踢球的实施过程中，能保证给球施加极大的偏心力，便可能使足球在向前飞的过程中，因为偏心力使足球高速转动，从而使球体相对应的两侧形成压强差，进而使足球划出香蕉状的弧线轨迹。因此，对复杂的技术动作稍加力学分析，便可使复杂问题简单化，便于学生理解并提高教学效果。
（三）诊断并改进动作技术问题
技术诊断工作在国际上非常普及，许多体育强国都在他们的训练基地装备了生物力学测试仪器，经常性进行技术改进工作并取得了显著的成绩。在我国这一工作正在开展，生物力学技术诊断逐渐成为教练员和运动员科学训练的得力工具，也为体育教师对学生进行动作技术教学提供了科学依据。
运用运动力学的基本原理对技术动作的简单力学分析，可以诊断技术上存在的力学问题，从而对症下药，改进技术，便会收到良好的效果。如：用皮尺、秒表可以测得某学生某次推铅球的远度S，铅球出手高度H和铅球在空中的飞行时间T，用适当的运动学公式可以方便的求得铅球出手速度V和出手角度θ。在一定的出手速度V和出手高度H时存在着某一最佳出手角度θ′，比较实际出手角度θ和最佳出手角度θ′，便可诊断出手角度的合理性，从而指导教学、训练乃至比赛，并提高铅球成绩。
但在运用运动生物力学原理对学生进行动作技术指导的过程中，体育教师应重视学生的个体特点。运动技术的生物力学原理只是从生物力学角度反映了各项动作技术带有共性的普遍规律，而每个学生的身体形态和身体素质不同，因此在动作技术教学过程中，体育教师应经过实践逐步了解每个学生个人身体、素质及心理特点，实施有针对性的教学，这是运用运动生物力学动作技术原理指导体育技术教学的生命力所在。
（四）建立动作技术模式，提高教学效果
结合体育技术教学的需要，将学生按不同水平、不同技术特点分组，选择若干要素，运用生物力学测试方法，获取动作技术数据，经统计学处理，再运用运动生物力学原理分析，找出动作技术的一般规律和完成某个动作技术的合理方法，建立起正确的动作技术模式，并将其运用于一般专项运动训练和体育教学，这将会有利于专项技术和教学水平的提高。
（五）减少运动损伤的概率
合理的运动技术首先应符合人体解剖的结构特征，其次应符合力学原理。由于学生在学习运动技术中常形成一些多余动作乃至错误动作，违反了运动力学原理，从而可能导致运动损伤的出现。如：在掷标枪时，有的学生会出现屈肘或肘低于肩的错误动作，从而给肘关节造成扭转负荷，超出关节周围肌肉群的承受阈，进而使肘关节内侧肌肉等软组织损伤。因此，教学前，教师应对肘关节的结构以及力学负荷加以必要的力学分析，使学生明确合理的动作技术的基本要素，从而避免或减少运动损伤。
四、小结
体育教学不仅是一个学科，更是一门科学。其中的分支——运动生物力学在我们的体育训练和教学工作中更是起着重要的作用，它在体育技术教学中的独特地位，是什么都无法代替的。因为我们参与的每一个技术动作无不可以从力学的角度去分析研究，所以在体育技术教学中不但要知其然，更要知其所以然，只有这样以才可以改进教学水平，提高教学质量，让学生受益，让体育老师教学相长，提高自我、完善自我。
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篇3
关键词：排球扣球技术；运动生物力学
1.上步扣球起跳技术的生物力学分析
张清华，华立君，陈刚利用三维录像法对男子排球运动员四号位上步扣球起跳技术进行生物力学分析。结果表明：上步扣球起跳动作可分为缓冲、等长制动和蹬伸三个阶段，各阶段时间占总起跳时间的比重是影响扣球起跳效果的关键因素；缓冲阶段人体重心的水平速度损失，蹬伸阶段的垂直位移是影响重心腾起高度的重要因素；在蹬伸时表现出以大关节带动小关节，髋、膝、踝三关节依次加速蹬伸的特点。通过对得出的生物力学参数可以得出以下结论：（1）排球运动员上步扣球起跳动作起跳缓冲时间与起跳高度成高度负相关，说明缓冲时间以较短为宜，但并非越短越好，各阶段时间占总起跳时间的比重是影响起跳效果的关键。（2）在扣球起跳时缓冲阶段人体重心的水平速度损失，蹬伸阶段的垂直位移是影响人体重心的垂直腾起速度和重心腾起高度的重要因素。（3）扣球起跳阶段运动员膝关节在缓冲阶段，有意识的主动完成下沉动作，造成缓冲幅度过大，对动作完成的效果会有一定的影响，在蹬伸时表现出以大关节带动小关节，髋、膝、踝三关节依次加速蹬伸的特点。
2.排球扣球技术中滞空动作的运动生物力学分析
经过大量的研究证明，在排球扣球起跳中，优秀的排球运动员都会有滞空的现象。王斌，何智美对排球运动中滞空技术的研究也进行了详细的论述，他们用美国造的LOCAM、16mm高速摄影机，以每秒100格的拍摄频率进行拍摄。在正式拍摄前，预先让受试队员学习掌握三个技术动作，第一个动作，按四号位助跑起跳扣球动作，助跑起跳后，当跳至或接近最高点时，收腿使小腿与水平线基本平行，在身体下落前放小腿；第二个动作，不摆臂起跳，跳起后直腿；第三个动作，摆臂起跳，跳起后直腿。正式拍摄时，拍摄了三个动作，三个动作均在四号位按强攻的助跑动作助跑、采用二步、斜线助跑，双脚起跳。通过对这三个动作的研究，可以发现，只有第一个动作才能产生滞空现象，说明产生滞空的原因与起跳后的姿势有关。通过进一步对数据分析还可以得出，并非跳得越高，就越容易产生滞空，关键是跳在空中，要配合手臂、膝关节的收展，才具备了产生滞空的条件。滞空现象的出现，增加了空中的时间，能够更好的完成挥臂下压的动作，增加扣球的威力。正确认识滞空，首先必须弄清楚腾空并不等于滞空，运动员的腾空时间长短并不能说明他的滞空情况。跳得高，腾空时间长的运动员不等于就有滞空能力。而实际上有的运动员弹跳较高，但空中动作不协调，滞空技术欠佳，仍无滞空表现。弹跳高，腾空时间长只是创造了良好的滞空条件，而要具备滞空能力，必须掌握滞空技术。
3.排球扣球技术中起跳后空中姿态的生物力学研究
运用生物力学的方法对排球4号位强攻扣球技术的研究中发现，空中击球的身体姿态存在两种不同类型，根据其空中背弓与向前折体挥臂击球的姿态，将其分别称为尖括号“
4.排球扣球技术挥臂动作的生物力学研究
通过文献查阅可知排球扣球技术挥臂动作的正确与否直接影响强攻效果。使用两台高速摄像机和表面肌电仪对7名青年男子年排球运动员强攻扣球手臂挥/摆动作进行运动学和表面肌电学同步分析；结果：运动员在引臂后拉期主要由三角肌前束和三角肌后束完成，在甩肴击打期和击打作用期，肱三头肌、背阔肌、前臂屈腕的这些主动肌的电活动明显增强，起拮杭作用的肱二头肌和前臂伸腕肌群的电活动也非常强烈，而且，在各个阶段每对主动肌/拮抗肌表现为较好的协调性；背弓角为1302°±47°、挥臂角为1132°±61°。最后出手球速为235±07m/s；背弓角，挥臂角与最后出手球速的相关系数r分别为-0512（p
5.结论与建议
5.1结论
5.1.1排球扣球技术的起跳技术在整个扣球技术里面起着举足轻重的作用。
5.1.2滞空动作与起跳后的姿势有关。
5.1.3合理的空中姿态的形成与好的助跑与起跳技术密切相关，可以影响加速和攻球威力。
5.1.4排球扣球技术挥臂动作的正确与否直接影响强攻效果。
5.2建议
5.2.1上步扣球起跳时膝盖要缓冲，大关节带动小关节，髋、膝、踝三关节依次加速蹬伸，要加强下肢专项力量。
5.2.2助跑起跳后，当跳至或接近最高点时，收腿使小腿与水平线基本平行，在身体下落前放小腿，掌握滞空技术
5.2.3提高强攻威力应加强妓的柔韧性与背伸肌、腰腹肌及伸展魏关节肌群力量的训练，同时，在技术训练中.应从助跑、蹬地、起跳形成初始负舰角抓起，强调蹬地时依次充分伸展髓、膝、躁三大关节，空中背弓与收腹动作要依靠大肌群连贯、协调用力，改变“[”型空中姿态，以产生“
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摘 要：以运动和力学的紧密关系为依据，阐述运动生物力学与体育教学原理交融渗透、密不可分。以散打教学为切入点，对散打教学中运用生物力学知识的重要性，运动生物力学知识在散打教学中的应用做了浅析，得出在散打教学中传授生物力学知识，有助于教师选择正确的方法和手段，使教学合理、科学，提高教学质量目的，促进教师自身理论水平的提高。目的是为体育教学的改革的进一步深化提供参考。
关键词：生物力学 运动 散打 教学
散打是一种以腿法为主的武技，实战中步法的灵活运用对保证充发挥腿的威力，取得实战的胜利具有极其重要的意义。但在教学中由于教师忽视人体组织结构的解剖与生理特点，导致教学效果不明显，甚至学生运动性损伤等情况比比皆是。运动生物力学应用于散打教学，不仅有利于对动作的理解和分析，而且可以对动作技术推陈出新。在跆拳教学中，如何运用运动生物力学知识指导教学，这是我们散打教师和教练探讨的热点。
一、散打教学中运用生物力学知识的重要性
体育教学在向学生传授运动技术的同时，必须首先讲解运动技术的物力学特性，教会学生掌握合乎力学原理的技术动作，在掌握合理技术基础上，尽量使每个学生按照其自身特点去改进技术动作。在力的作用，人体和由人所带动的运动器械的运动状态要发生数值和方向上变化，要揭示运动发生的原因和变化的情况，就必须研究运动的动力学特征。力学的基本任务是研究物体的运动和物体受力的关系。散打教学中，任何技术动作都是在人体自身的外力与内力的整体作用下完成的，运动物力学是体育教学存在和发展的最重要的理论依据之一，体育教学与动生物力学原理交融渗透、密不可分。作为一名合格的体育教师，必须运动生理学、技能学、生物力学等基础知识都有所了解。而在这些基础性学科中，生物力学将使体育教师对人体运动的原理、影响人体运动的内力外力作用，以及使物体产生运动的原因等有更好的理解，可帮助体育教识别技术。更为重要的是体育教师在教学中结合运动技术讲授运动生力学知识，学生容易理解和掌握，克服了在教学中局限于对技术运动外的描述，能够有效分析技术动作的优劣。
二、运动生物力学知识在散打教学中的应用
（一）身体平衡的破坏
在散打搏击项群中并非始终要求提高身体稳度保持平衡状态，有时反而需要快速破坏自身或对方身体的平衡。
1.主动进攻与防守。散打运动中攻防交替变换频繁。然而无论进攻是防守都应体现一个“快”字，即身体或肢体要快速启动。要达到这一目的，运动员必须在有利于自己启动的方向上有意识的减小自身的稳度，以快速破坏平衡而提高启动速度。例如，某运动员在连续进攻中，前一进攻动作完成后如何为后一进攻动作奠定基础，使之便于身体动作加速，为肌肉正常工作创造条件就显得十分重要。防守中也是如此，既要考虑自身的稳度，又要注意为反击创造条件。如果防守时过分增大稳度是不利反击的。一般情况下主动降低自身的稳度，破坏其平衡的方法有：在提身体重心的同时将重心投影点移至支撑面的边缘处，或者改变步态减小
支撑面积，或者改变身体的姿势等，已达到降低身体在运动方向的稳定度的目的。
2.破坏对方的平衡。从力学角度看，双方在技术上的对抗实际上是双方在某一方向的稳定程度对抗。只要一方在某一方向的稳度明显大于对方的稳度，在一定的力矩作用下就能首先使对方失去平衡。根据影响身体平衡的因素我们知道，对方重心的投影点至支撑面边缘最近方向便是他身体平衡最不稳定的方向，若能抓住此时机沿此方向施力，很容易破坏对方身体的平衡。要想沿某一方向破坏对方的平衡，进攻还必须注意调节好自身支撑面的形状和重心投影点的位置，以加强本的再进攻方向的稳度，这样才能达到在保护自己的前提下破坏他人的
衡。
（二）身体平衡的主动恢复
当运动员身体的平衡受到破坏又不能借稳定力矩恢复初始平衡时，人体还能采用一些措施主动地恢复平衡。
1.补偿运动。当运动员身体开始失去平衡而倾斜时，人体的相应环节发生位置的改变，以调整人体姿势，使身体重心的投影点重新回到支撑内，恢复初始平衡。例如人体重心向左偏移时，人体的上肢或躯干主动向右移动以抵消重心的偏移量。
2.改变支撑面。当运动员偏平衡位置较远，平衡严重受到破坏时，补偿动作便失去作用。这时人体可以采用改变支撑点，形成新的支撑面的方法重新建立平衡或恢复初始平衡状态。改变支撑面的方法有两种：一是沿着重心偏移方向扩大支撑面，使重心投影点位于新的支撑面，使重心投影点位于新的支撑面；另一种方法是改变支撑面的形状，使人体重心投影点重新回到新的支撑面内。
（三）重心位置偏前或偏后的实战姿势
1.重心位置偏前的实战姿势特点。当两脚呈前后站立支撑时，如身体过于前倾，躯干与水平面的夹角偏小，则使身体迁移。此时，前腿各环节受力大于后腿。这种实战姿势是不利于进攻的。因为进攻就要体现一定的效果（动作速度和击打力量），而制约打击效果的直接因素之一是整个身体运动的幅度。因此，只有将身体重心适当后移，才能达到使身体更好迁移的目的，才便于腿的进攻。根据运动中移动重心原则可知，支撑重心的腿，能使身体做奔腾、跳跃动作，还能抬腿移步；非支撑重心的腿（虚腿）则可以做横踢和下劈以及移步动作，
但不能是身体腾起、跳跃。由此看来，身体重心在水平面的投影与支撑脚的间距影响着身体的稳定性，虚腿只起辅助作用，进攻则全靠虚腿。从身体迁移的幅度、速度和击打力量考虑，重心都不能过于偏前。
2.重心位置偏后的实战姿势特点。当脚步呈前后站立支撑时，如身体过于后倾，则使身体重心偏后。此时后支撑腿各环节的受力大于前腿。这种姿势既有利于提高前腿的进攻速度和力量，又能增大双方的间距使自己免受击打。但由于身体的重量主要右后腿承受，因而不利于快速后退或防守反击。在此状态下，对前腿的反应速度要求较高，一旦要向后退防守时，前腿需快速有力蹬地，推动身体向后运动，免受对手的击打。
3.重心位置偏低的实战姿势。无论两脚是前后或左右站立，下蹲支撑时两脚间距较大，下肢各关节弯曲度大，都会使身体重心自然降低，因而增大了支撑面，身体的稳定性较好。但此状态下下肢各关节伸肌的负担较重，不利于快速启动和步伐的调整。此外还会造成下肢肌肉的疲劳。因此在实战中不宜长时间的保持这种姿势。
4.重心位置偏高的实战姿势。身体自然放松，两脚间距小，两膝弯曲不大，身体重心则偏高。此时下肢各关节肌肉的负荷较小，肌肉不宜疲劳，有利于进攻与防守。但不利之处在于动作预兆较大，容易暴露战术意图，且支撑面较小，身体的稳定性较差。
三、结 论
经过几年的训练和教学工作。笔者认为：在散打教学中传授生物力学知识，可有助于教师选择正确的方法和手段，使教学合理、科学，从而达到提高教学质量目的，促进教师自身理论水平的提高。在体育教学中，普及不可缺少的有关生物力学知识，比单纯讲技术效果要好，它不但可以使学生了解技术动作的本质、掌握合理技术、识别技术动作的优劣，而且可以帮助学生正确学习技术和新项目，学会自我保护方法，防止伤害事故的发生。学生们普遍反映，在体育课中讲授生物力学知识使他们既掌握了技术动作的关键，又使所学的知识有机地结合起来，同时进一步使学生认识到体育不仅仅是跑跑、跳跳，而且是大有学问的一门学科。
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【摘要】 目的 探讨腰椎人工髓核植入对邻近节段腰椎稳定性的生物力学影响。方法 新鲜小牛腰椎脊柱标本8具，分别制备成正常组、腰椎髓核摘除组、人工髓核植入组模型，自体对照，分别记录髓核摘除后、人工髓核植入与正常组对腰椎邻近节段的应变及应力改变，以此评估其对腰椎生物力学稳定性的影响。 结果 单纯髓核摘除术后病变节段上方相邻节段椎体的应变明显下降（P＜0.05）；人工髓核植入后其相应部位的应变与正常相比仅有数值上的增加，无统计学意义（P＞0.05）；髓核摘除后上位节段邻椎的椎体、椎间盘的应力均有增加，髓核植入后其应力基本恢复正常。 结论 人工髓核植入能有效维持上位相邻腰椎椎间盘、椎体的正常应力以及应变水平，维持脊柱正常的生物力学，延缓上位邻近椎体、椎间盘的退变。
【关键词】 腰椎 人工髓核 邻椎病 生物力学
【Abstract】 Objective To evaluate the biomechanical changes on the annuli fibrosis and vertibral body of the adjacent segments on the condition of PDN implantation. Methods To measture the variety of stress of 8 model made of fresh cow lumbar spine on three conditions:normal， nucleotomy， PDN implantation. Each group was measured under the loading of states of vertical compression ，flexion ，extention， and lateral bending. Results Afer nucleotomy the stress of the adjacent segments decreased significantly while it increased after implantation of PDN.The pressure of vertebral body and intervertibral disc increased after nucleotomy. Conclusions PDN implantation can correct the biomechanical disorders of spine after nucleotomy and decrease the degeneration of adjacent vertebre.
【Key Words】 Lumbar PDN Fixation of lumbar Biomechanics Faced joints
腰痛是腰脊柱疾患中最普遍的症状之一。而腰椎间盘源性疾病又是腰痛发生的主要原因。因此，临床上常将腰痛综合征与椎间盘病变联系起来加以考虑。以往认为腰椎椎间盘髓核退行性变是腰椎间盘突出症的核心病理基础，腰椎椎间盘向后突出引起坐骨神经痛。但目前也有影像学检查证明无椎间盘突出的腰痛患者，总结为盘源性疼痛。虽然目前大部分学者认为腰椎间盘源性疾病的病因尚未完全明了，但有充分迹象表明，椎间盘在生化方面的改变以及脊柱在力学方面的过载均是不可忽视的因素［1］。近年来，对人工髓核置换术的研究不断深入并逐渐应用于临床，可是对于人工髓核在生物力学方面对脊柱稳定性影响的基础研究甚少，为此作者自2007年5至8月从生物力学角度分析研究人工髓核植入对邻近节段脊柱稳定性的影响，为临床开展此类手术提供基础理论依据。
1 材料和方法
1.1 标本来源与制作
本实验应用标本为新鲜小牛腰椎标本8具。均属随机取样，并排除病理标本，正侧位摄X线片显示正常，取实验样本后先仔细剔除肌肉，保留主要韧带、小关节等结构完整，于自然位用双层塑料袋密封放置于-40°冰柜内保存，测试前逐渐解冻。
标本置于实验平台上，上下用聚甲基丙烯酸甲脂骨水泥固定，以便于加载生理运动，提高测量精度。
标本分组：
将标本分为正常完整标本组（A组），椎间盘髓核摘除组（B组），人工髓核(PDN)植入组（C组），各2具，对照组2具，共计8具标本。
1.2 腰椎生物力学实验模型建立与实施［2］
所有腰椎标本在标本制作、模拟、材料力学性质、几何尺寸、手术制作、载荷等诸方面均保持一致，以提高检测精度。腰椎标本的力学性质预先进行测量，其结果绘制成表。腰椎载荷以分级载荷加载0.100～500N，加载速率1.40mm/min，在准静态下平稳加载，加载方式为轴向压、前屈、后伸、侧屈4种方式，最后进行扭转试验。
腰椎的应变测量以应变式传感器测量，应变范围2500με±2%，灵敏度＜2με，位移测量采用（KG-101型）高精度数字显示光栅位移传感器，精度0.01%。
实验方法：
所有实验按照实验应力分析要求进行精心制作，标本安装于WE-5液压万能材料试验机上，安装所有测力、位移传感器，所有引线接入YT-4数字应变仪上，上端使用加载盘与滚珠对准中心加载，每项试验应予加载，去除脊柱的蠕变、松弛等时间效应影响，然后按4种腰椎生理运动方式等级加载，每次实验30s内采集1次数据，重复加载测量，直至结束。
1.3 统计学处理
腰椎生物力学试验数据先进行误差分析，从而得到一个满意的估值和置位区间，然后以线性回归、方差分析，经最小二乘法处理；使用软件SPSS.10.0按数理统计加以检验，计算相关参数，T检验和精度分析，设置显著性水平P＜0.05。
2 结果
2.1 腰椎人工髓核植入对邻近节段椎体应变的影响
根据所有标本的应变测量，A组、B组、C组对上位腰椎椎体的应变结果，见表1所示。 表1 三组在各种状态下上位腰椎椎间盘和椎体的应变变化情况
结果表明：
腰椎间盘髓核摘除后，对腰椎邻近椎体的活动应变有很大影响，使椎体的应变活动能力下降，支承缓冲能力变差。正常时椎体的平均应变能力为482με，髓核摘除后，椎体下塌仅支撑在椎间盘外层纤维环上，应变能力为153με，下降了68%，统计学显示具有显著性差异（P＜0.05）。此时的支撑，大部分依靠下部结构。
当人工髓核植入后，腰椎椎体才完全恢复原来的支撑功能，此时它的应变为519με，与正常腰椎相比仅相差7%（P＞0.05）。说明它已经恢复至腰椎椎体本来的支撑作用，其植入能达到原有的解剖学力学结构。
2.2 腰椎人工髓核植入对邻近节段椎体应力的影响
人工髓核植入邻近节段是指邻近的椎体以及椎间盘，对椎体本身的应力比椎间盘的应力为大，在承载能力上起着主要的作用。腰椎的椎体承载能力，人体记载的承载重量从上而下不断增加，强度也不断递增的趋势。正常生理载荷＜500N，腰椎椎体的平均应力强度是3.98MPa，如果将髓核摘除后，则它的承载能力转移到椎体后部结构上。纤维环只能承受很小的应力与椎体相平衡，故邻近节段椎体的应力仅为1.26MPa，与正常相比相差达68%，有显著性差异，长期会引起应力集中并加速椎体过度受力而导致退变。
在髓核摘除后植入人工髓核，对邻近节段椎体的纵向应力会恢复到接近正常水平，平均应力为4.09MPa，同正常相比仅有3%的差异（P＞0.05），达到原来的应力水平，说明髓核植入能对邻近节段起到应力补偿作用，是有效的方法。
2.3 腰椎人工髓核植入对邻近节段椎间盘应变的影响
人工髓核植入对邻近上节段椎间盘应变的影响结果见表1，从图表中说明：当正常生理载荷500N作用下，邻近节段的椎间盘的应变为943με，与原来节段的椎间盘的应变991με相比，略为有所下降约5%（P＞0.05）左右，这是正常人椎体，椎间盘越向下节段应变不断减少的规律相一致，说明测试结果符合人体椎骨解剖结构的力学规律性。当椎间盘中髓核摘除后，可看到邻近椎间盘的应变增加，邻近节段椎间盘代偿作用明显，从原943με变为1962με，增加52%，有显著性差异(P＜0.05），应变的增加长期会引起邻近节段椎间盘的退变。当人工髓核植入之后，邻近节段椎间盘的应变会从摘除髓核后得到恢复，达到1014με［（比原来应变下降48%（P＜0.05）］，开始趋向并接近于正常椎间盘的应变943με(P＞0.05），可以说基本上达到了正常椎间盘的应变要求，说明人工髓核植入是有治疗价值的。
2.4 腰椎人工髓核植入对邻近节段椎间盘应力的影响
正常的标本椎间盘的应力平均为1.42MPa，而本身椎间盘的应力1.49MPa，两者基本一致，仅相差5%左右，这是因为随着节段的下移椎间盘的应力不断变化的结果。椎间盘摘除后，对邻近节段椎间盘的应力同样会引起应力集中，平均为2.26MPa，比正常椎间盘的应力增加了37%，有显著性差异（P＜0.05），如果长此以往，长期的应力集中必然会引起邻近节段椎间盘的退变加剧。而在人工髓核植入后，其椎间盘的应力为1.52MPa，与正常相比仅差7%，无显著性差异。
转贴于 3 讨论
从本离体动物标本力学实验引证人体腰椎间盘突出后，椎间盘髓核摘除是现今被采用的手术治疗方法。然而，近来研究表明大约＞50%患者最终将罹患上、下腰椎的诸多并发症。另外，脊柱融合能够有效地治疗椎间盘源性疼痛，但会导致相邻或远处节段生物力学改变，进一步造成腰椎结构改变导致的疼痛。因此根据各种生物力学研究分析，假设如果能有类似椎间盘髓核的假体植入，替代人体椎间盘髓核的作用，将能有效减少由于单纯髓核摘除以及脊柱融合所带来的一系列疼痛等并发症。分析以上结果，从腰椎的生物力学角度来说，人工髓核假体（PDN）植入可减轻退变性节段疼痛的症状，同时又能保留腰椎的运动缓冲功能，且不会加重邻近椎体节段的生物力学负荷，可望替代脊柱融合术来达到治疗下腰痛的目的［3］。
Schelegel［4］认为:脊柱的支撑、运动、保护功能决定了脊柱解剖结构具备足够的稳定性，特别是胸腰段在脊柱中担负着承上启下应力集中的作用。由于胸腰段脊柱的生理和生物学特征，使其成为最易发生损伤以及退行性变的部位。在腰椎间盘突出症患者采取胸腰段内固定术后，下腰痛和脊柱活动范围减小等并发症的报道很多。自1988 年Lee［5］首先报道了一组腰椎融合术的患者，出现了邻近节段的退变症状，其后，陆续有国内外学者报道脊柱融合术可造成邻近节段的退行性变。Kumanlor等［6］也报道:可能因为邻近节段的退变，出现相邻节段的病理变化或不发生椎管狭窄和小关节肥大，甚至椎间盘严重退变导致继发性滑移，而上方邻近节段常比下方更易出现病变，加速退变现象更为严重。由此邻近椎体病变这个概念逐步进入国内专家学者的思考范畴，也越来越被临床骨科医生所关注。
我国脊柱外科近几十年来取得了很大的进展，由最初的单纯髓核摘除术，逐渐根据不同的病情形成了腰椎内固定融合等一系列手术方法。但髓核单纯摘除后脊柱生物力学稳定性的改变导致邻近椎体椎间盘退变的加速以及腰椎内固定融合后发生的腰部疼痛和由此引发的上位脊柱的退变尚未引起足够的重视。国外长期的临床随访证实了这一点［7，8］。而经过大量文献调查，国内关于这方面的临床随访报道较少。为此，有关脊柱内固定对邻近节段的影响、生物力学性质改变以及单纯髓核摘除术对腰椎退变的研究具有重要意义。
以往腰椎间盘突出症手术，常规仅摘除退变髓核，髓核摘除后，纤维环的完整性被破坏，椎间盘内压骤减，导致纤维环张力降低而变得松弛，改变了腰椎节段的承重强度和延展性。作者的实验也证实了这一点，同时由于髓核摘除，椎间高度下降，致使关节突承受非正常的压力，也易导致小关节退变。同时，由于病变椎间盘的摘除，上位相邻椎体、椎间盘的应变与应力也相应发生了改变，最终结果必将由于脊柱生物力学的改变而引起上位椎体退变。
人工髓核植入是一门新构思和新技术，相关实验证实其优点在于保留了椎间盘的功能，恢复了椎间高度，承担椎间负荷，维持椎间盘稳定，同时很好的维持了病变节段脊柱的生物力学稳定性。既往众多生物力学方面的研究也仅体现了脊柱的稳定性等少数几方面［9］，尚未见关于人工髓核植入对上位相邻椎体及椎间盘应变改变方面的研究，而作者的实验恰好补充了这方面的不足。
当然本实验仅从生物力学角度出发评价髓核摘除、椎间融合及人工髓核手术对上位相邻椎体、椎间盘的影响，但未考虑神经肌肉等结构对腰椎稳定的作用，虽然在相等条件下的自体对照从统计学上可忽略这一点。而且，体外模型实验只能评价术后的早期状况，难以评价其长远效果，相对而言，仍存在较大的局限性，需在今后的基础实验与临床随访中不断验证与完善。
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关键词：网球运动 正手击球 技术动作 运动动作形式
中图分类号：G845 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0218-02
1 正手技术的特点
正手技术是运用最多的一种击球技术，是比赛中进攻得分的主要方式，是网球技术的基础。根据网球的正手技术动作的结构，可分为准备姿势，引拍，向前挥拍，触球、随挥五部分。正手技术动作要根据人体动作的基本运动特征和规律，需要各肌群合理的协调运用，充分利用好人体的协调链。即身体的协调配合，严格按照肌肉的发力顺序来完成正手技术动作，利用好人体协调链的体节转换，踝、膝、髋、躯干、肩、肘、腕等关节的发力顺序来完成正手技术动作。正手威胁巨大，适用于各种战术，可以打出强烈的上旋球和快速的平击球。战术执行也更多的借助正手来稳定的完成。在底线的对峙中，正手击球范围大，能更快的移动到位，适合不同的来球，是最有效的进攻和防守方式，侧身正拍的经常使用就能说明正拍技术是首选。正拍击球直接反映出你的技术水平的高低，对比赛的结果产生深远的影响，因此，要更好的运用正手技术来掌握主动权。
2 正手技术动作的肌肉工作原理
网球正手技术动作是协调连贯的全身性的运动。任何一个动作都是许多肌肉在神经系统的支配下共同参与、相互协作完成的。肌肉的收缩会产生能量，工作原理是大关节带动小关节和大肌群带动小肌群，人体肌肉的对称性，完成每一个动作都有不同的肌肉工作形式。正手击球的动作结构涉及到人体上肢、躯干和下肢等关节的运动及肌肉的工作。击球过程中，大肌肉群的发力与小肌肉群的控制相互配合，不仅依靠手臂力量，而且必须借助下肢充分蹬转产生的力量，全身的协调用力以获得最大的爆发力，进而击出理想的球。其力量来源是下肢的蹬伸，躯干的转动，上肢的鞭打传导到拍头而产生力量。击球时，动作要符合大肌肉群优先的原则，各相关肌肉在拉长的条件下，首先是下肢、躯干等大肌肉的用力，然后才是各关节的小肌肉群加速用力，其顺序是下肢蹬伸―躯干侧转―伸肩―伸肘―前臂内旋―上臂转动―手腕屈。
3 正手技术动作的力学原理
3.1 正手技术动作的运动学原理
动作的运动学特征或外貌特征，包含了时间特征、空间特征、时空特征。正手击球的运动学特征表现在击球点上，击球点是否合适，影响着运动员击球的力量、速度、角度、弧度，将决定着击球质量的好坏。所以击球时要从时间节奏、空间位移和轨迹、时空上的快慢来调整动作。所谓击球点是运动员击球时球拍与球相接触那一点的时间、空间位置。击球点包括了三个方面的内容：第一，球拍和球的接触点距地面的高度；第二，接触点距身体的前后距离；第三，距身体的左右距离。尤其是在移动中击球、面对不同的来球时，更需要从运动学的时间、空间、时空来调整动作。
3.2 正手技术动作的动力学原理
力是物体间的相互作用，人体动作的实现是内外力共同作用的结果，内力主要是肌肉力，外力表现在外部介质的作用。人体运动只有受到外力的作用下才会改变运动状态，正手击球的主要外力有重力、支撑反作用力、弹性力、摩擦力、流体作用力、向心力。
动量用以描述一定质量的物体在一定状态下运动量的物理量。相同质量的物体，运动速度越大动量就越大。运动中增加冲量可以增加人体或物体的运动速度，增加冲量通常是加大施力工作距离来实现。其力学机制是：一方面使原动肌充分拉长和旋外，以提高肌肉的爆发式收缩力和旋内的向心力，如正手击球时加大引拍；另一方面可延长最后用力的工作距离，则要以最快的速度完成这段工作距离，以达到提高击球速度的目的，如触球时，要延长球和球拍向前运行的距离，因为球拍触球时，球的速度是先减速再加速的过程，此过程的完成需要一段距离。但是要在最快的时间里完成这段距离以提高击球速度。
惯性是物体在不受外力作用时，保持其原有运动状态不变的性质。物体质量越大，惯性越大。转动惯量是度量转动物体惯性的物理量，转动惯量的大小与物体质点系到转轴距离的平方成正比。转动惯量与转动速度是相互变化的，增大转动惯量就会减小转动速度，增大转动速度就会减小转动惯量。如正手击球时，以肩为轴，直臂击球时的转动惯量大，但转动速度小；屈臂击球时转动速度快，但转动惯量小，所以正手技术动作要保持一定的夹角，既要利用转动惯量也要利用转动速度。
综上，增加冲量可以增加击球的速度，增加转动惯量和转动速度可以增加击球速度。所以正手击球时，要保持正确的姿势，利用好动力及力的转化，加大内外力，加大作用距离，加大冲量，加大转动惯量同时也要加大转动速度来增加正手击球的动力速度。
3.3 正手技术动作的运动生物力学原理
网球技术动作的生物力学原理主要包括平衡、惯性、反作用力、动量、弹性能和协调链这几方面。动量就是人体产生的力量（质量乘速度）。动量有两种类型：线动量和角动量。线动量，即直线型运动，是简单的将身体重心移向你正在击球的方向。角动量，即在一圆周运动中的动量，则产生于髋部和上体的转动。人体协调链是指“体节的作用就像由一个环或身体的一部分产生的力量转换成一环套一环的链条系统”（格罗佩尔，1984）。这些体节的最佳协调（时机）将允许从一个体节移至另一体节，有效地转换为全身的加速度，先前的人体部分的速度补充至下一体节，该体节将自身的速度补充至累积的总速度，如此连续进行直至体节顺序的最后部分，此时，球拍用全部积累的速度对着来球最大限度地加速[1]。要遵循大关节带小关节的顺序性原理，才能产生良好的用力环节，产生最后的速度力量。由于人体的下肢力量大并支撑着身体，所以击球时人体各环节按照踝、膝、髋、躯干、肩、肘、腕的顺序进行活动。
4 正手技术动作分析
4.1 准备姿势和引拍
下肢腿部分开并保持平衡，引拍动作开始于髋部和肩部次序的向后转动，肩部的转动带动手臂引拍。低重心可以获得启动的更大惯性，蹬地产生反作用力，重力线落在支撑面中心身体最稳定。若是快速移动，则重力线应落在最可能发生运动的方向的支撑面边缘。若是运动方向无法确定，一般将重力线移至支撑面的前方边缘，这样能为任何方向的快速移动做好准备。开放式站位可以产生更快的转动动量和更快的回击球。
躯干和上体的向后转动，可以提前牵张腹部和胸部的大肌组，以便产生能量。肩部转动幅度大于髋部，这对拉长肌肉组织具有一定的作用，可以增大腿部力量的传递，产生转动效应。
上肢肩部的转动带动手臂引拍，球拍和手臂离身体越近向后引拍越容易，因为减小了转动惯量增大了转动速度。能量储存在肩关节、肘关节和腕关节。通过动体链的这些部分逐渐加大力量。
4.2 向前挥拍
下肢蹬地向前转髋转体，躯干和上体向前移动。此过程主要是为线动量转化为角动量而获得力量，因为网球的主流击球方式主要是以身体轴为中心，靠转轴点来形成角动量。此时身体重心与根基边缘的距离变宽更稳定，蹬地伸膝就产生线动量， 当双腿和双脚停止向前移动，用力蹬地促使上体转动，线动量就转换为角动量，从而增加了角动量产生击球的力量。根据协调链，髋部把下肢的力量传导至上肢到拍头，起着中枢轴的作用，所以蹬地后要转髋，产生力量的传导。地面反作用力可以用来克服身体自然的惯性，否则身体将继续向前移动。
躯干和上体向前移动，腹部肌肉、手臂肌肉收缩旋内，产生爆发式收缩力增加击球冲量，屈臂增大转动的速度，提高线动量转化为角动量。体重越大越平稳，但移动和停止移动则更难，重心离根基边缘越近越难以保持平衡。
上肢手臂的动作要稍晚于髋和下肢动作，头和肩部保持平衡和相对静止，这样更易于保持平衡。头部静止，肩部放松对保持平衡很重要。
4.3 触球
下肢的蹬伸，躯干的转动，上肢的鞭打，利用好人体协调链的体节转换，踝、膝、髋、躯干、肩、肘、腕等关节的发力顺序，按照下肢蹬伸―躯干侧转―伸肩―伸肘―前臂内旋―上臂转动―手腕屈的发力顺序来完成正手技术动作。
身体轴稳定，适度的屈膝、屈臂屈肘产生的冲量和转动速度，促使更大角动量的形成，蹬地动作产生的离心力通常会使你离开地面。
躯干和上体的身体动作是，正确利用身体各部分，适度握紧球拍防止击球点偏离，手腕后屈防止击球瞬间的晃动。掌握好时机，利用身体的协调链，拍头产生的速度作为角动量。
头和肩部必须保持在一条直线上以保持平衡，肩部带动手臂动作。因为击球最快的挥拍速度来源于肩部向内转动。
4.4 随挥
下肢蹬转，躯干转动，手臂鞭打保持击球加速度的距离，随后再随惯性挥拍贴近身体。鞋和地面的摩擦，摩擦力从线动量转移至角动量。正确的利用协调链可加快拍头速度，产生角动量是提高拍头速度的根本。球拍和手臂随惯性减速，肌肉放松，能量释放，就形成了任何力量的转动力矩。球拍和手臂贴近身体，正确的把握使用身体各个部分的时机。
5 结语
网球正手技术是网球运动基础，要想打出有效果的正手，需要对正手技术动作力学原理有一个完整的认识。动作各环节都处于一个协调链中，要按照协调链的顺序来完成击球动作；肌肉的牵张收缩和旋内的向心运动产生力量；增加击球冲量、增加转动惯量、增加转动速度，促使线动量和角动量的转换形成。全身协调有序地用力，线动量和角动量完美结合，把体节的累积速度和全身的力量连贯地传导至球拍上，在恰当的击球点击出一记好球。
参考文献
[1] 中国网球协会中级教练员手册.中国网球协会审定.2010.
[2] 全国体育学院教材委员会.运动生物力学[M].北京：人民体育出版社，2008.
[3] 马艳辉.网球正手击球过程中触球动作的生物力学分析[J].竞技论坛，2011，（3）：24-26.
篇7
关键词：推拿手法；手法量化；生物力学分析
Analysis of Manipulation of FootScan Pressure Sensor System Based on the Parameters of Plate
XU Gang，YANG Hua-yuan，LIU Tang-yi，GAO Ming，HU Yin-e，TANG Wen-chao
（Chinese Medicine Engineering Technology and Application Laboratory，School of Acupuncture and Massage， Shanghai University of Traditional Chinese Medicine，Shanghai 201203，China）
Abstract：Objective Through this experiment， massage operation were measured and recorded and related to the change of characteristic parameters of mechanics， and the test results of observation and analysis， will be more comprehensive to clarify massage operation essentials， teaching and assessment for massage， massage the biomechanical study and massage quantification， standardization and standardized research to provide the reference.Methods This experiment using FootScan pressure sensor measuring force plate system， observation group G0， G1， G2， and G3 set of parameters in the process of implementation of tuina manipulation， in order to carry out massage parameter quantitative and standardized research.Conclusion The massage， contact area， frequency， and the power of the force of the cumulative to the discussion of different groups （impulse）， results suggest in terms of certain parameters contrast， between different groups， there are differences between different technique group， prompt the mechanical parameters is an important parameter to massage the biomechanics.In the process of the analysis method of hand pressure， no significant differences between groups， prompt the mechanics parameter is the massage the biomechanics of the secondary parameters.
Key words：Tuina manipulation ； Manipulation quantification ； Biomechanical analysis
推拿手法通常是指指施术者运用自己的双手作用于病患的特定的穴位或疼痛的地方，并运用推、拿、按、摩、揉、捏、点、拍等形式多样的手法，以期达到疏通经络、推行气血、扶伤止痛、祛邪扶正、调和阴阳的疗效。
1 推拿手法的技术要求
1.1中医推拿手法的评价标准 中医推拿发展至今，各种手法多样、门派众多，但对推拿手法动作的基本要求和评判标准是应具备"持久、有力、均匀、柔和、深透"的特点。 "持久"是指手法能够持续运用一定时间，保持动作和力量的连贯性。"有力"是指手法必须具备一定的力量，并根据治疗对象、体质、病证虚实、施治部位和手法性质而变化。"均匀"是指手法动作的节奏、频率、压力大小要一定。"柔和"是指手法动作的轻柔灵活及力量的缓和，不能用滞劲蛮力或突发暴力，要达到"轻而不浮，重而不滞"。"深透"是指每个手法应用完之后，均能使该部位浅层组织和深层组织得到充分放松，即 "渗透"是指手法运用后产生是从浅层组织渗透到深层组织的作用效果，如应使按摩法产生的热逐渐渗透到深层组织，这称为"透热"。
1.2客观评价方法的研究 从"持久、有力、均匀、柔和、深透"的评价标准来看，主要是在施术者操作时，评判人根据自己的主管判断，按照这四方面进行推拿手法操作评判，缺乏客观化依据和定量化评判手段，不符合对推拿手法的进行规范性评判的要求，因此，目前有很多科研工作者在积极开展推拿手法参数的量化研究，如秦杰[1]等开展了在体手法测量系统对滚法的生物力学分析，王继红[2]等发表开展浅论手法的量化操作，方磊与房敏[3]进行了手法规范化研究之生物力学进展的分析，罗建[4]等开展了踩跷法力学参数的对比试验研究等等，这些都充分说明了开展推拿手法的客观化评价方法研究的重要性。
2 测量工具与测量内容
本实验采用比利时FootScan压力传感器测力平板（如图1所示），该测力平板是世界上目前采样率最高的压力测试系统之一，目前被广泛应用于步态分析、平衡分析等运动生物力学领域，糖尿病足、专业运动员定制鞋设计、下肢骨关节疾病等临床及科研领域。
图1 FootScan压力传感器测力平板系统及采集界面
该系统参数：测力平板面积为40×50cm（每平方厘米有4个传感器）由USB数据线与计算机的USB口相连，传感器大小为0.5cm×0.7cm，0.5m长的测力板集成有4096个传感器，采样频率最高达500Hz。
我们通过该系统进行推拿手法参数的测量，主要模拟测量推拿过程中，受试者所受力的大小、接触面积、作用时间、频率、压强、冲量（作用力在时间上的积累）等参数。应用FootScan压力传感器测力平板的好处在于：测试平台可承受较大的负载，测试过程中系统的响应频率快，同时测试的数据可以图像化信息显示，测试过程可以动态实时播放力学参数的变化，这比以往的图形曲线的显示更直观，测得的数据可导出进一步处理等。
3 实验的主要内容
基于压力平板系统的推拿手法特征参数的采集实验设计主要包括施术者的选择、推拿手法的选择、测试的步骤等几个部分。
3.1施术者的选择 要对推拿手法进行量化分析，在测试过程中需考虑到施术者的年龄、性别、体质、工作经验等因素，因此为了方便我们实验的开展，我们仅从工作经验和性别上进行考虑，选择无临床操作经验的针灸推拿专业男性研究生，有2～4年，5～7年，8年以上工作经验的男性推拿医师各5名，四类施术者的操作需严格按照下述推拿学教科书中的要求进行，在进行实验操作前需经一定时间的测试和熟练后，使得每次操作时的手法参数趋于稳定后进行正式的实验数据采集，以保证手法的力学参数采集的准确性。
3.2手法的选择与测试要求 在手法选择上，我们选择便于实验测量的手法进行测量，有掌按法、一指禅、滚法等。
掌按法进行单、双掌操作，分别在吸气末、呼气末进行冲击、不冲击的测定；一指禅推法选择左、右拇指罗纹面和双手罗纹面同时操作进行测定；滚法以第5掌指关节背侧吸定于治疗部位，用小鱼际于手掌背侧在治疗部位上作滚动的手法，测定滚法操作初始阶段、10s、30s不同时间段的接触压力，如图2和图3实验测试一指禅和滚法力学参数采集的演示。
图2 一指禅手法测试示意图 图3 滚法测试示意图
3.3测试的步骤 施术者熟悉操作流程及与测试仪器配合使用熟练后，将操作手掌放置在压力测试平板上，按照标准操作规程的要求进行推拿手法操作，同时由实验人员进行实时检测、记录测试过程中施术者手掌与压力平板之间的压力情况，计算机实时采集每次按压手法的测量力的大小、接触面积、作用时间、频率、压强、作用力在时间上的积累（冲量），及最大压力、接触面积、最大压强、平均压强。如图4～图6所示，采集掌按法受力参数的实验演示图。采集完成掌按法后，依次完成滚法、一指禅法法采集，每人每种手法采集前均经一定时间的测试和熟练后进行，每种手法采集共3次，保留个人觉得操作最好的1次手法记录进行数据分析。
4 分析与讨论
推拿手法操作作为一项临床操作性极强的技能，由于种种原因，推拿手法的教学与实践多师传口授得以进行， 通过对推拿基本操作手法时的语言描述、口头阐述、教师示范、学生则在领会理解的基础上，对砂袋练习或相互演练为主，这使得整个教学过程，缺乏直观、定量的衡量方法及准则，影响了学习者对手法操作自身的力学特征及引起的力学变化的理解，正是由于不同学习者的领悟和理解不同，使得不同学习者间实践操作水平有明显差异。
通过对计算机实验数据分析发现，无临床操作经验的针灸推拿专业男性研究生（G0组），有2～4年（G1组）、5～7年（G2组）、8年以上工作经验的男性推拿医师（G3组）的推拿手法分析发现：在推拿手法的作用力方面，四组操作者中，尤其在滚法和一指禅法中G3和G2组与G0组与G1组存在明显差异，G3组与G2组无明显差异，但在掌按法差异，表现不明显。从压力的峰值来看，无明显统计学差异，但G3同其他组别相比较而言，其手法参数力学最高值及最高值±10%的压力值在整个手法操作过程中持续时间较长，力学参数大小变化较小。而其他组别最高值大小有超过G3组的情况，但手法参数力学最高值及最高值±10%的压力值在整个手法操作过程中所长时间明显低于G3组，这说明G3组的持久、有力明显优于其他组别。
在手法的接触面积方面，推拿手法的接触面积与操作着的手掌有一定关系，几组操作者中最大作用面积无统计学差异，但在滚法中G2组与G3组的滚法操作中最大面积与最小面积的差值相对其他组别有明显差异。
在手法的作用频率方面，G0组和G1组、G2组G3组相比，三种手法中滚法的作用频率明显高于其他组，有明显统计学差异。掌按法操作时这种差异表现不明显，无统计学差异。
在手法的压强方面，四组内三种不同手法数据分析，暂无明显规律，但在作用力在时间上的积累（冲量）方面，G3组明显优与G0组，略高于G2组，G1和G2组差异性不大，这也说明，冲量（I=Ft）反映了推拿过程中推拿手法的作用力在推拿时间的效应积累，即推拿的及时效应。
5 本实验的意义
通过本实验的测量与数据分析，对不同的施术者的推拿手法，能客观的阐释生物力学参数信息，归纳施术者推拿手法参数特点。同时，另一方面也可以用于推拿手法的实践教学，学习者观看专家的推拿手法操作曲线及作用面积范围的动态变化图片，自己在学习过程中进行对比学习，实现与专家手法力学参数的吻合。若今后借助三维动作图像采集与分析软件，在采集推拿过程中的力学参数同时，可以进一步进行推拿手法操作的三维动作解析，将更全面的实现推拿手法操作要领的阐明。由此可见，本实验开展为探讨推拿手法客观量化描述及专家手法力学数据库的建立提供了一条新的思路。
参考文献：
[1]秦杰， 赵鹏， 刘家勇，等. 在体手法测量系统对滚法的生物力学分析[J].中医正骨，2004，16（12）：4-5.
[2]王继红，林天珍.浅论手法的量化操作[J].按摩与导引，2004，8（20） ：2-3.
篇8
关键词：专项体能 训练 维度
中图分类号：G804 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.16.059
不同的运动项目对专项体能的要求是不同的，表现为不同运动素质的优先增长方面。为了能更地理解专项体能手段，本文以不同难度的角度进行论述。
1 无维度只根据训练经验对专项体能训练手段进行界定
根据训练经验对球类专项体能训练进行确定就是不考虑运动项目的专项特点，只依靠自己以往的实践及训练经验及书本知识来分析确定球类专项体能训练的手段。这类的研究主要出现在20世纪90年代，是提出专项体能训练的初期。这一时期对专项体能训练手段的确定还有一定的局限性，因为没有考虑专项运动本身的运动特点，仅从一般理论、训练原理或以往的经验出发，如陈钊辉、朱性民[1]是通过选用不同训练方法对实验组和对照组进行训练，经过一段时间后在对两组训练成绩进行测定，得出实验组成绩好于对照组，同时根据自己以往对球类运动训练的经验，对专项体能训练所包括的内容进行了总结，就如何提高球类运动员的专项速度素质，提出了自己的训练方法。
2 运用单维度指标对专项体能训练手段进行界定
单维度的对专项体能训练手段进行界定大部分是从生理学、训练学的一个方面进行分析的，还有一部分是从解剖学、生理力学方面进行研究确定的。
从生理学上单维度的对专项体能训练手段进行确定有从运动时根据机体能量代谢特征来分析的，如屈建华、黄敬华[2]根据乒乓球运动员机体能量代谢特征，用休息――中等负荷――短暂大强度负荷不断交替的循环方式进行专项体能训练。进行体能训练手段界定时，能量代谢特征应与专项比赛时能量代谢特征（尽量） 保持一致。有根据比赛过程中乳酸浓度的变化情况为依据的，如任建生等[3]依据足球比赛过程运动员乳酸浓度的最大值、平均值及不同时间的乳酸的变化来选择确定运动员专项体能训练手段。有依据比赛过程中运动员心率的变化情况来分析确定的，如程勇民[4]根据羽毛球运动员比赛中心率的曲线图，以此为依据，选择与心率变化相符合的训练方法作为专项体能训练的手段。
从训练学角度单维度的对专项体能训练手段进行确定，有根据专项比赛时运动员运动的方式、跑动的距离等来确定体能训练手段，如孟宪武[5]根据足球比赛过程中运动员跑动的方式及次数来确定；董青等[6]根据运动员一场比赛时快跑距离、跑动的总距离等为依据来确定足球运动的专项体能训练方法。
从解剖学角度单维度的对专项体能训练手段进行研究确定，有根据参与运动的骨骼肌及用力顺序来确定的，如杨代明等[7]先分析了羽毛球运动员上肢、躯干、下肢主要技术动作涉及的肌肉群，然后选择有效的训练手段有目的地对这些肌肉群进行训练。
从生物力学方面来进行专项体能训练方法的确定主要是对某一动作的具体情况进行分析，严波涛、吴延禧等[8]对网球发球技术进行了生物力学分析，并针对我国运动员当前技术上存在的问题提出了进行专项体能训练的注意事项和要求。
3 运用二个维度指标对专项体能训练手段进行界定
二维度的对专项体能训练手段的界定既有从一门学科两个方面来分析确定，又有从二门学科二个方面来确定的。一门学科二个方面主要是从生理学角度来说明的，如从心率和血乳酸的变化，能量系统的分配情况与运动过程中乳酸浓度的变化，比赛时间特征和供能特点、能量变化与运动过程中、后的血清睾酮、血红蛋白等。也有从训练学角度二个维度的分析的，这主要是从运动员在场上运动的距离及运动的方式来确定专项体能训练的手段。用两种学科来确定专项体能训练手段主要是从训练学、生理学两个学科来分析说明的，如程勇民、林建成等[9]以羽毛球的动作结构和能量代谢特征为参照标准，来确定专项体能训练手段。还有根据专项比赛时能量供应特征及运动员在场上运动的方式来确定专项体能训练的手段。
4 运用多维度指标对专项体能训练手段进行界定
运用多维度的来确定专项体能训练手段，有根据一门学科多个维度的，也有从二门学科多个维度的，比如从训练学角度和生理学角度分析界定，还有从多门学科多个维度的。在当前，确定专项体能训练手段的还有一种情况，那就是运用数理统计分析方法与比赛过程中运动员生理的变化情况相结合，如刘夫力、谭华俊[10]以我国优秀隔网对抗球类运动员为研究对象，采用系统论建立系统模型的方法，结合我国优秀女子运动员在场上各种运动的次数和距离的分析来确定运动员的专项速度耐力的训练手段。还有通过问卷、专项咨询实验、聚类、因子分析等来确定专项体能训练手段。
从以上叙述中可以看到，确定专项体能训练的手段是多种多样的，既有无维度的、一个维度的、二个维度的，也有多个维度的。有从生理学角度为主的来确定，也有从训练学角度为主来确定。但是对专项体能训练手段进行界定时，无维度或仅从一个学科单维度进行，还远远不够。现代生理学、解剖学、生物力学等学科知识与训练学理论紧密结合，形成多维度的训练手段，这样才能对专项体能训练手段的优选提供科学的依据。
参考文献：
[1]陈钊辉，朱性民.羽毛球运动员的专项速度训练方法[J].体育科技文献通报，2006，（6）.
[2]屈建华，黄敬华.乒乓球专项体能训练探讨[J].武汉体育学院学报，2003，（5）.
[3]任建生，曾丹，凌波等.足球运动员专项体能评定方法的研究[J].体育科学，2004，（5）.
[4]程勇民.羽毛球男子双打多球训练规律的研究[J].中国体育科技，2006，（1）.
[5]孟宪武.我国优秀足球运动员专项体能评价方法的研究[J].中国体育科技，2006，（1）.
[6]董青.足球专项体能训练的误区及对策探索[J].浙江体育科学，2006，（8）.
[7]杨代明，程勇民，杨新芳.羽毛球体能训练模式的个案研究[J].中国体育科技，1999，（9）.
[8]严波涛，吴延禧，苑廷刚等.网球发球技术的生物力学分析[J].体育科学，2000，（4）.
[9]程勇民，林建成，郑宝君.对羽毛球项目若干体能训练原理的理论探讨及训练模式研究[J].福建体育科技，2000，（1）.
篇9
[关键词]空心拉力螺钉内固定；克氏针张力带；髌骨骨折
髌骨骨折属于关节内骨折，使患者关节面出现不平滑，以及伸膝装置的连续性中断等问题，对患者的膝关节近、远功能造成影响，降低患者的生活质量。有研究表明，近年来随着人口老龄化的发展和交通的变更，髌骨骨折患者越来越多，且多数是中老年患者，主要由于骨折部位出现骨质疏松。临床上主要采用保守治疗和手术两种方法，非手术方法主要是对于髌骨骨折移位较小或者无移位情况的患者。随着对髌骨骨折的不断研究，目前有4种手术方法，其各有优缺点。手术的方式与患者后期疗效和膝关节功能锻炼、骨折的强度、愈合的时间有联系，应选择正确的手术方法，本研究主要比较空心拉力螺钉内固定与克氏针张力带在髌骨骨折治疗中的生物力学情况。现报道如下。
1资料与方法
1.1一般资料
选取2013年2月～2015年2月我院接诊的60例髌骨骨折患者作为本次研究对象。纳入标准：（1）髌骨前方疼痛，膝关节屈伸困难；（2）膝关节出现肿胀和淤青；（3）经检查确诊为髌骨骨折；（4）均新鲜骨折患者；排除标准：（1）合并关节炎患者；（2）由疾病引发的骨折；按随机数字表法分为观察组和对照组，观察组30例，年龄30～60岁，平均（42.3±3.1）岁，其中跌伤15例，撞伤15例，对照组30例，年龄32～65岁，平均（43.1±3.4）岁，其中跌伤17例，撞伤13例。两组患者均同意本次研究，本次研究已通过我院伦理委员会批准进行，两组患者在一般资料上差异无统计学意义（P>0.05），可进行对比分析。
1.2方法
将两组患者分为观察组和对照组，给予两组患者基础治疗，患者麻醉后，在大腿根部使用止血带，然后在患者髌骨前方做一个皮肤切口，切开每层皮肤组织，将髌骨骨折处暴露出来，把关节腔内和骨折处的血凝块和碎骨片清理干净，把患者骨折处的髌骨前软组织和骨膜，复回到髌骨前表面，在患者的髌骨远端骨折面平行逆行打入两枚导针，然后将导针抽出直至导针刚好没入骨折端，此时将骨折处复位。复位后，将大号布巾钳固定住，然后将导针打入骨折端，并从股四头肌肌键旁穿出。观察组患者采用空心拉力螺钉内固定，用钻头顺着两枚导针分别钻孔后，沿克氏针拧人两枚空心拉力螺钉，将两枚骨导针拔出后，用钢丝穿过空心螺钉，在髌骨前以8字形固定，将患者膝盖弯曲90度检查是否固定，然后冲洗关节腔，放入一枚引流管，最后将切口缝合。对照组患者在基础治疗后，用钢丝绕过两枚克氏针，在髌骨前以8字形固定。患者痊愈后，给予两组患者生物力学测试。
1.3观察指标
观察两组患者膝屈曲角度及各参数受力、愈合情况、并发症比较。生物力学测试，将股骨端固定于万能电子力学试验机上，型号为WD-10E，将悬臂式高精度位移传感器安放在髌骨骨折线两侧的张力侧，当胫骨端加压时，膝关节会产生弯曲，以2mm/min的速度加载。记录位移1.0mm时膝屈曲角度及各参数受力值。
1.4统计学方法
采用SAS11.0统计学软件对所得数据进行处理，计量资料进行方差分析，两组间比较用t检验，计数资料比较采用x2检验，以P
2结果
2.1两组患者加载位移1.0mm时膝屈曲角度及各参数受力比较
治疗后，观察组膝屈曲角度、髌腱拉力、股四头肌拉力、髌股关节作用力均优于对照组，两组比较差异具有统计学意义（P
2.2两组患者治疗后愈合情况比较
治疗后，观察组患者住院时间、愈合时间小于对照组，两组比较差异具有统计学意义（P
2.3两组患者治疗后并发症比较
观察组总发生率小于对照组，两组比较差异具有统计学意义（P
3讨论
髌骨是人体内最大的杼骨，呈三角形的形状。由于股四头肌肌键分别附着于髌骨的上级和胫骨结节处，人体的所有活动都会对髌骨产生作用，因此，髌骨是人体最重要的关节之一。髌骨骨折会对患者的日常生活造成影响，若患者是髌骨骨折无移位或者移位较小的（小于0.02mm），可以采用非手术治疗方法。其保守治疗方法不需要手术，只需将石膏托固定膝关节，4～6周的伸直位固定后，即可卸下石膏托。但有研究表明，此方法不利于膝关节早期功能锻炼，并且并发症较多，不能达到预期的效果。髌骨是膝关节非常重要的组成部分之一，不仅能够保护人体的膝关节，还能够避免外力对股骨髁及股骨下端关节面所造成的损伤。有研究表明，髌骨还对股四头肌的肌力有一定的增加作用。膝关节在半曲位时的稳定性，也是由于髌骨的车链作用。髌骨关节之间两种运动方式，分别是自旋和滑移，这两种自旋方式能够增加人体膝关节的旋转度。因此在治疗时，要选择正确有效的治疗方法。
有研究表明，对于髌骨骨折研究的四种手术治疗方法，其各有优点和缺点。克氏针张力带是临床上常用治疗髌骨骨折的方法，但其达不到预期的效果，具有许多不足之处，克氏针针尾没有埋没在髌骨内，因此会刺激到患者的局部软组织，使患者产生疼痛性滑囊炎，还会出现固定物送到，退针的情况。在膝关节伸屈活动中，克氏针和钢丝会有相对的滑动，长期反复的滑动会导致钢丝的断裂，导致固定失效，不利于早期功能锻炼和骨折愈合。有研究表明，空心拉力螺钉具备了松质骨加压螺丝钉的力学特征，拧入的空心螺钉在通过患者的骨折线时，这样的方法会对骨折断端进行加压，再用钢丝从钉孔中穿过以8字形固定，对骨折起到了张力带的作用。空心拉力螺钉的作用，再加上张力带的双重作用，能够使患者的骨折断端紧密结合在一起。空心拉力螺钉的质地坚硬，抗变形能力强，患者活动也不易断裂。有研究表明，由于空心螺钉是埋于患者髌骨内的，这样就能减少了钉头和钉尾对局部软组织的刺激作用，并且，对于骨质疏松患者，还能够减少其松弛的并发症。从生物力学测试能够看出，空心拉力螺钉固定的治疗，能够有利于术后早期功能锻炼和骨折愈合。可以在骨折愈合之前下床活动，能够提高患者的生活质量。
篇10
摘 要 发球是双方进行对抗运动的开始也是进攻性击球的重要武器，因为每一局发球都可以根据自己想法去实施发球技术，而高速、准确的发球是得分取胜以及在气势上压倒对手的重要技术环节和手段，特别是在第一发球中，运动员往往借助快速有力的发球直接得分，因此，对于发球技术的生物力学研究在理论上及实践上均有重要意义。
关键词 网球 技术 生物力学
一、研究目的
优秀运动员的技术模式是极具价值的范型，并且可以认为是具有生物力学规律与原理的合理技术。对优秀运动员动作技术结构进行深入研究，寻找技术结构的特点和规律，将对技术训练实践有重要的参考价值。针对这一现状，本研究依据对国内外文献资料的查阅以及对2009年ATP冠军巡回赛成都公开赛冠军（桑普拉斯）的发球技术进行三维运动学的测量与分析，从运动生物力学角度对发球技术和动作原理作一剖析，以获取优秀男子网球选手发球技术的运动学参数，广大教练员、运动员提供一些发球技术参考数据，改进发球技术的训练，丰富网球运动技术理论。
二、研究对象与方法
（一）研究对象
（二）研究方法
1.文献资料法
2.实验分析法
三、测试结果与分析
（一）一发和二发肩、肘、腕、拍头速度的纵向和横向比较
桑普拉斯的一发平均离手高度（即球离手时刻球离地面的高度）为1.79m，而二发平均离手高度1.70m。一发发球的球离手高度高于二发球的高度。分析认为相对较高的抛球离手高度使手对球的控制距离加长，可以加强手对球的控制，使抛出的球路线相对比较稳定。球离手高度过低，一方面不利于对球的加速，同时运动员对球的本体感觉时间短，不利于控制球出手后的运动方向。运动员将球略向前上方抛出，将有利于增大挥拍距离和击球力量，并有利于发球后快速上网。
从一发和二发发球速度的纵向比较来看，桑普拉斯一发、二发发球过程中，肩、肘、腕、拍头速度逐渐增大，拍头达到了最大，分别是30.12和24.04。而出现的时间相对于肩、肘、腕也是最晚的。但是在桑普拉斯的发球过程中，肘的速度出现的时间较前，先于肩出现，但是总体上来说，桑普拉斯的发球技术基本符合鞭打技术原理；而从横向比较的数据来看，桑普拉斯一发发球中肩、肘、腕、拍头速度均大于二发发球中肩、肘、腕、拍头的速度，结合现场录像资源充分说明了在比赛当中一发发球追求刁、钻、狠，但是容易失误；而二发则追求稳、平、准，降低失误率。
（二）准备时刻一发和二发膝关节角度以及角速度变化的比较
表3为准备时刻桑普拉斯一发和二发膝关节角度以及角速度变化数据。从平均水平上看，一发左右膝关节最小角度分别为80.27°、89.06°，二发左膝关节最小角度为94.89°、97.11°，从横向比较来看，准备时刻左右膝关节一发最小角度均小于二发；而从纵向比较
来看，一发和二发左膝关节最小角度均小于二发，这也说明了在网球发球过程中，左腿是主要支撑腿；而一发左、右膝关节角速度最大值分别470.71、398.12，而二发左、右膝关节角速度最大值分别为394.64、368.52。上述数据说明一发膝关节运动幅度大，运动速度快，为后继动作创造了有利条件。
（三）桑普拉斯一发和二发发球时抛球的技术特征
认为相对较高的抛球离手高度使手对球的控制距离加长，可以加强手对球的控制，使抛出的球路线相对比较稳定。球离手高度过低，一方面不利于对球的加速，同时运动员对球的本体感觉时间短，不利于控制球出手后的运动方向。合理的抛球技术不仅应保证球被平稳的抛出，而且还要求肘关节在抛球过程中尽量的伸直。由表4可知，在整个抛球过程中，格雷格桑普拉斯的发球从抛球的最低点到球离手这一阶段中，其抛球臂肘关节均伸得比较直，桑普拉斯在离手时刻持球臂的肘关节角度平均达到了165.70以上°，这就有利于桑普拉斯在比赛中就更多地发出了高质量的发球。
由于髋、肩的反向扭转造成躯干像弹簧一样被扭紧。扭转幅度越大，对同侧的腹内斜肌和对侧的腹外斜肌等转体肌群的拉伸幅度越大，引起牵张反射并储存弹性势能，从而增加躯干向击球方向扭转时的速度。表4中显示桑普拉斯的躯干扭转幅度。在此动作阶段中，桑普拉斯不同发球躯干扭转角度分别为：一发是37.94°、二发是37.09°，这就能够为后续动作增大挥拍动作的距离与幅度创造十分有利的条件。
四、研究结论
（一）从一发和二发肩、肘、腕、拍头速度的纵向数据比较得出：速度是由肩、肘、腕、拍头逐渐递增的，而拍头达到了最大速度，这说明桑普拉斯的发球技术符合鞭打动作的技术原理。
（二）从横向的数据比较得出：一发中肩、肘、腕、拍头速度均大于二发，这也充分说明在比赛当中一发发球追求刁、专、狠，但是很容易发球失误；而二发则追求稳、平、准，降低失误率。
（三）从一发和二发之间膝关节角速度的结果来看，一发的角速度均值均大于二发，这也说明了在比赛当中一发更好的利用了下肢膝关节的爆发力。
（四）在整个抛球过程当中桑普拉斯的在从抛球的最低点到球离手这一阶段中，其抛球臂肘关节均伸得比较直，球离手时刻持球臂的肘关节角度平均为165.70°以上，球上升的最大高度一发达到了3.51、二发达到了3.47m，而且二次不同发球时球离手的速度都达到了5.20m/s以上；躯干扭转角度为一发是37.94°、二发是37.09°。
参考文献：
[1] 唐小林.我国网球男子运动员发球技术运用能力现状分析及对策研究[J].成都体育学院学报.2006.32（1）：74-77.
