功能性踝关节不稳男性下蹲跳过程中下肢的生物力学特征

背景:踝关节作为人体的末端承重关节,承受着机体自上而下的压力,这导致踝关节在运动中很容易发生损伤,诱发功能性踝关节不稳,对日常生活造成负面影响。研究功能性踝关节不稳患者在下蹲跳过程中的下肢生物力学表现,对实现科学训练、预防踝关节损伤以及伤后临床康复提供理论参考具有重要意义。目的:探究功能性踝关节不稳患者下蹲跳过程中的下肢运动学与动力学特征。方法:于2023年3-9月在苏州大学招募男性功能性踝关节不稳患者与健康人群各15名,年龄22-28岁,所有受试者均完成下蹲跳试验。采用Vicon红外高速运动捕捉系统和Kistler三维测力台对两组受试者在下蹲跳起跳阶段、离地瞬间时刻、初始着地时刻和垂直地面反作用力峰值时刻的下肢运动学和动力学指标进行同步采集及对比分析。结果与结论:(1)离地瞬间时刻,与健康对照组的匹配侧相比,功能性踝关节不稳组患侧显示出了更小的膝关节内旋力矩(P=0.020)、更小的踝关节内旋力矩(P=0.009)。(2)落地瞬间时刻,与健康对照组的匹配侧相比,功能性踝关节不稳组患侧显示出了更小的髋关节屈曲角度(P=0.039);功能性踝关节不稳组相较于健康对照组显示出了更小的髋关节外展角度(P=0.022)、更小的膝关节内翻角度(P=0.010)、更大的膝关节外旋角度(P=0.021)、更小的踝关节内翻角度(P=0.004)、更小的踝关节外旋角度(P=0.008)。(3)垂直地面反作用力峰值时刻,功能性踝关节不稳组相较于健康对照组显示出了更小的踝关节内翻角度(P=0.044);(4)结果说明,功能性踝关节不稳者在下蹲跳动作中相较于健康人群存在异常的下肢生物力学特征,主要表现为离地与落地瞬间时刻,下肢关节在矢状面和额状面的运动学和动力学指标变化。这些改变反映出功能性踝关节不稳人群在执行下蹲跳时采用了僵硬的起跳与着陆模式,倾向于将患侧踝关节负荷转移至下肢其他关节,并显示出健侧下肢的代偿现象。因此,检测和纠正异常生物力学特征应该成为功能性踝关节不稳者康复训练的一部分。

递增负重蹲跳与提踵时小腿三头肌表面肌电图信号比较

目的:通过对男大学生小腿三头肌在递增负重提踵和蹲跳动作时表面肌电(sEMG)信号的分析,探讨动作形式与神经肌肉活动方式之间的联系。方法:男大学生在不负重和30%、60%、80%、100%最大力量(1RM)负重下分别进行一次提踵和蹲跳动作,同时记录腓肠肌内侧头(GM)、外侧头(GL)和比目鱼肌(SO)向心收缩阶段的sEMG信号,比较各等级负重条件下两种动作运动时iEMG、MF和MPF等肌电指标的变化。结果:在进行负重提踵时,随着重量增加,GM、GL和SO表面肌电的iEMG均显著增加,但MF和MPF在不同负重等级完成动作时的差异不显著;在进行负重蹲跳时,各肌肉表面肌电信号的iEMG、MF和MPF在各级负重之间具有显著差异,其数值与重量的增加具有线性关系;在不负重提踵时各肌肉的iEMG值与蹲跳差异不显著,但大负重后显著高于蹲跳;MF和MPF值在不负重提踵时显著高于蹲跳,负重后其差异基本不显著。结论:在递增负重提踵和蹲跳动作时,小腿三头肌向心收缩阶段的sEMG信号表现存在差异,其所反映的神经肌肉控制方式不同,提示所完成动作的动力学特性如速度、多关节链等,可能会影响运动单位募集的方式。

外加束缚在连续下蹲跳至力竭过程中对下肢肌肉活动的影响

目的:运用表面肌电技术探讨外加紧身束缚在连续下蹲跳至力竭过程中对下肢主要发力肌肉活动的影响及其可能的内在机制。方法:随机抽取成年健康男性受试者12名,利用梯度压缩式紧身运动长裤使下肢分别在4种不同紧身束缚压下完成全力连续下蹲跳至力竭运动测试;对一侧下肢肌群均方根肌电图(RMS)和中心品频率(CF)肌电指标作信号处理后,采用单因素方差分析进行实验数据的统计和比较。结果:(1)无外加紧身束缚时,下肢肌RMS整体随蹲跳次数的增加呈现出先增大后减小的趋势,CF仅在疲劳后期有一定程度的降低;(2)外加轻度紧身束缚对下肢肌RMS及CF的整体变化特征无显著影响;(3)外加中度紧身束缚在疲劳末期使下肢肌RMS减小幅度降低,CF的降低趋势及程度减弱;(4)外加高度紧身束缚在疲劳末期使下肢肌RMS减小幅度上升,CF的降低程度增加。结论:连续下蹲跳至力竭过程中,外加轻度紧身束缚对下肢肌肉活动无明显影响;外加中度紧身束缚有利于维持力竭前肌力的输出功率和动作电位的传导速率,对下肢肌肉疲劳后期的活动有积极影响;而外加高度紧身束缚则在一定程度上会加速下肢肌肉疲劳后期的力竭进程。

膝关节屈伸肌力矩、关节角度对下蹲跳高度影响程度的实验研究

通过美国产 Biodex Ⅱ等速测力及康复系统对 16名业体校运动员和 15名中学生(对照组)进行膝关节的慢速(60度/秒)和快速(120度/秒)肌力测试,同时使用清华大学力学系电测应力分析室制造的三维测力台和测角器对他们进行下蹲跳高度、膝关节角度的测试,通过正交实验设计和 SPSS统计处理,发现影响业体校运动员下蹲跳高度的主要因素是膝关节最大速度角度,影响中学生(对照组)下蹲跳高度的主要因素是膝关节最大缓冲角度和膝关节慢伸肌力矩。

不同膝角静态蹲跳的生物力学研究

运用三维测力系统 ,对不同膝角静态蹲跳的测试结果进行比较分析 :着重讨论了最大力值、蹬伸时间。

人体半蹲跳力量、速度以及功率测定新方法——基于两种测试的对比

运用测试、数理统计等方法,对30名体育教育专业学生进行半蹲跳(SJ)实验,比较测力台和公式法两种方式测评运动员蹲跳中的力量、速度以及功率。结果表明,本研究提出的在垂直半蹲跳(SJ)中的公式计算法与实验室测量具有相似的准确度,是一种可靠、准确、易行的测量方法,可根据体重、腾空高度及蹬地上升高度3个参数较为准确地测量半蹲跳中的肌肉力量、速度以及功率。

蹲跳、反向跳和下落跳的膝关节屈伸肌群肌电信号分析

目的 :通过观察肌电图 (EMG)的变化 ,了解运动员与普通中学生在纵跳过程中 ,膝关节屈伸肌群工作特点 ,为运动员科学选材提供依据。方法 :30名男女青少年运动员和 30名男女普通中学生进行各种形式纵跳 (蹲跳、反向跳、下落跳 ) ,测试膝关节屈伸肌群的EMG变化情况。结果 :主动肌 (股外肌 )EMG的变化存在性别差异 ,随着下肢工作强度的增加 ,男运动员积分肌电图 (iEMG)和平均功率频率 (Fmean)均没有显著变化 ,女运动员iEMG增加 ,Fmean没有显著变化 ,对抗肌 (股二头肌 ) ,随着下肢工作强度的增加。青少年运动员EMG活动变化较小 ,而普通中学生的EMG活动明显增加。结论 :在增加工作负荷的过程中 ,男运动员膝关节伸肌群以提高效率为主 ,女运动员以提高肌肉的募集数量为主 ;

不同减小运动学和动力学数据误差的方法对下蹲跳运动仿真结果的影响

探究不同方法处理运动学和动力学数据对运动仿真计算结果的影响,进而减小数据误差以提高运动仿真计算结果的准确性。采集1名普通男性在校大学生的一次下蹲跳(CMJ)测试的运动学和地面反作用力(GRF)数据,分别使用直接计算方法(DK)和逆向运动学方法(IK)计算关节运动学数据;对原始GRF数据(RF)分别进行10 Hz(SF)和50 Hz(HF)的Butterworth 4阶低通滤波处理。应用Open Sim 3. 3软件结合不同方式处理的运动学和GRF数据进行CMJ运动仿真,计算CMJ过程中下肢肌肉-肌腱长度变化和下肢各关节力矩。采用复相关系数(CMC)和平均绝对变化值(MAV)来评价结果的相似性。结果显示:(1)DK和IK计算的CMJ过程的关节角度曲线相似度高,CMC值为0. 93～1. 00,但两种方法计算的髋关节内收外展角及旋转角结果间差异较大,MAV值分别为4. 40°和4. 81°;(2)DK计算的下肢环节长度最大变化量达48 mm,IK计算的下肢环节长度在CMJ过程中保持不变;(3)两种方法计算的肌肉-肌腱长度相似度与各关节角度结果相关;(4)RF、SF和HF计算所得的下肢关节力矩结果相似,但落地缓冲阶段结果差异较大。所得结论如下:(1)使用IK方法处理运动学数据更有利于减小运动学数据误差,提高运动仿真结果的准确性;(2)不同截断频率低通滤波GRF数据对关节力矩计算结果的准确性有影响。建议根据运动特征,选择不同的截断频率处理GRF数据。

激活后增强效应的间歇时间对下蹲跳高度影响的Meta分析

目的:探究激活后增强效应(PAP)间歇时间对下蹲跳高度影响。方法:检索PubMed等数据库,查找相关随机对照试验,检索时间从建库至2017年11月30日。按纳入与排除标准筛选文献、提取数据和评价纳入文献研究方法质量后,采用Review Manager 5.3软件进行Meta分析。结果:共纳入15篇文献286名受试者。Meta分析结果显示:间歇时间为0~3 min[MD=-1.46,95%CI(-2.15,-0.78),P<0.000 1],实验组优于对照组;间歇时间为4~7min[MD=1.90,95%CI(0.81,2.99),P=0.000 6]和8~12min[MD=1.46,95%CI(0.78,2.15),P<0.000 1],对照组优于实验组;间歇时间为13min以上[MD=-0.45,95%CI(-2.26,1.36),P=0.62],对照组与实验组间的差异无统计学意义。敏感性分析提示:改变研究质量差异、纳入标准、统计模型以及效应量的选择等,发现合并结果改变不明显,且受异质性影响的可能较小。结论:诱导方式为杠铃深蹲,诱导强度在85%~93%1RM之间,重复次数为5~10次,可诱导产生PAP。间歇时间为0~3min,可以明显提高受试者下蹲跳高度,间歇时间为4~7min和8~12min时下蹲跳高度未能显著增加,间歇时间为13min以上时,仍需更多高质量随机对照试验进一步研究证实。在制定诱导PAP方案时,还需考虑诱导对象的年龄与性别、训练经历和力量水平对PAP的影响。

主动分离式拉伸与动态拉伸对下肢预蹲跳表现的影响

为了研究主动分离式拉伸与动态拉伸作为热身方式对原地下肢预蹲跳高度的影响,以北京体育大学8名在校大学生为实验对象,采用3种实验方法即分别用慢跑,动态拉伸,主动分离式拉伸对受试者干预,并在热身后即刻、3min、8min、15min测量纵跳高度及臀大肌、腘绳肌、股直肌、股内侧肌,胫骨前肌与腓肠肌均方根幅值。经数据分析表明热身后即刻、3min动态拉伸后显著好于主动分离式拉伸后的下肢预蹲跳高度(P<0.05),8min、15min两组无明显差异,并且主动拉伸后臀大肌,腘绳肌的激活程度更高。

不同水平跳跃运动员在不同地面下蹲跳的运动学特征研究

目的比较不同水平跳跃专项运动员在不同地面下蹲跳过程中的运动学差异,揭示不同地面下蹲跳对训练效果影响的生物力学机制。方法选取跳跃专项一级及以上运动员11名(优秀组)和二级运动员11名[普通组;通过SONY DCRHC52E高速摄像机采集受试者在4种地面(力台、平衡垫、体操垫和沙地)]的运动学数据,再用SIMI-Motion三维运动解析系统对数据进行解析。结果在组内分析中发现不同水平运动员在不同地面下蹲跳时。

蹲跳爬行 灵活大脑

锻炼对身体有好处,且在预防老年痴呆症等神经退行性疾病方面发挥了很大作用。为了增强大脑功能和活力,同时减轻对关节的冲击力,平时可按顺序练习以下四个动作,每个动作之间休息30?60秒。

跳深和负重蹲跳对下肢爆发力的影响

在众多的体育运动中尤其是短跑、跳跃、球类等项目中,良好的爆发力是运动员在比赛中取胜的重要保障。目前,提高运动员爆发力最常见的方法是超等长练习。本论文通过跳深训练和负重蹲跳两种超等长训练,比较两种训练对下肢爆发力的影响,从而选择出最好的训练下肢爆发力的方法,也为其他爆发力训练提供较好的思路和依据。

跳深练习下落阶段的负重对下蹲跳运动表现的影响

文章通过研究增加跳深(drop jump,简称“DJ”)练习下落阶段的负重来增强运动员跳深练习的强度,促使其出现后激活增强效应(postactivation potentiation,简称“PAP”),探讨不同DJ练习强度以及恢复时间对下蹲跳(countermovement jump,简称“CMJ”)运动的影响,为下肢爆发力训练和赛前热身活动提供合适的强度和时间建议。

少年男篮运动员下肢等速肌力与纵跳高度、速度的相关性分析

目的:探讨少年男篮运动员下肢关节不同角速度等速肌力特征,分析与半蹲跳(SJ)、下蹲跳(CMJ)高度、腾起速度的相关性。方法:Iso Med 2000测试了13名少年男篮运动员双侧髋、膝、踝关节等速肌力(角速度60°/S、240°/S),两台Basel高速摄像机记录每名受试者成功的SJ、CMJ过程。结果:1)相比SJ,CMJ的腾起高度(H)、腾空时间(T)、重心腾起初速度(V)均值都非常显著增大(P<0.05);2)随着角速度的增加,受试者髋关节屈和膝关节伸峰力矩均值显著减小(P<0.05)。不同角速度测试中髋、膝和踝关节屈伸比值分别为和0.72、0.68、0.21(60°/S)和0.7、0.64、0.21(240°/S);3)影响CMJ的等速测试为髋关节屈伸绝对力量和爆发力、膝和踝关节伸的爆发力;影响SJ的等速测试为髋关节、踝关节伸的爆发力。结论:少年男篮应优先发展髋关节的爆发力和绝对力量练习,维持膝关节前后肌群的平衡,加强踝关节的稳定性,进而降低下肢伤病的风险。

跳深练习中弹性能量利用的实验研究

运用Vicon运动影像捕捉分析系统,对运动训练专业二级运动员原地纵跳、半蹲跳及不同高度下落跳深动作进行采集与三维重构,运用V3D系统完成身体质心位置坐标计算。依据肌肉收缩理论,借鉴前人对肌肉弹性能利用的计算方法,对受试者不同高度下落跳深的弹性能利用率进行测试分析。结果表明:一般水平的运动员跳深练习中肌肉弹性能利用率,随着下落高度的增加,表现出"增大—峰值—下降"的单峰波特征,最大利用率大约出现在40 cm的下落高度;原地纵跳练习的肌肉弹性能利用率与跳深练习的最大利用率相接近;仅就肌肉弹性能的利用方面,原地纵跳是一种较好的训练方法。

后激活增强效应对跳跃运动员纵跳能力的影响

目的:比较和分析后激活增强效应(Post-activation Potentiation,PAP)对跳跃类项目运动员纵跳能力的影响以及探讨PAP对于跳跃类项目运动员的最佳恢复时间,为将PAP运用到实际训练和比赛中提供理论依据。方法:通过测试12名跳跃类项目运动员在5次90%1RM负重深蹲刺激后,经过不同恢复时间进行下蹲跳(Counter Movement Jump,CMJ),对下蹲跳高度以及下蹲跳过程中动力学数据的变化进行对比分析。结果:下蹲跳高度在PAP诱导后的即刻(15s)相对于基准值下降幅度最大,有显著性差异(P <0. 05),4min、12min、16min基本与基准值保持一致,在经过PAP诱导后的第8min的下蹲跳高度相对于基准值增长最大,具有显著性差异(P <0. 05);峰值输出功率(Peak Power Output,PPO)在PAP诱导后的即刻(15s)下降幅度最大,有显著性差异(P <0. 05),PAP诱导后4min、16min时基本不变,8min、12min时相对于基准值增长较大,具有显著性差异(P <0. 05);与基准值相比,峰值力量发展速率(peak Rate of Force Development,pRFD)在PAP诱导后的即刻(15s)下降幅度最大,有显著性差异(P <0. 05),4min、16min时略微有所下降,12min时的峰值力量发展速率基本不变,在8min时峰值力量发展速率增长最大,具有显著性差异(P <0. 05)。结论:后激活增强效应(PAP)对于跳跃类运动员的纵跳能力有积极的作用,且最佳恢复时间为8min。

负荷时间长短对纵跳能力影响的动力学研究

分析受试者在功率自行车上不同运动负荷时间后纵跳的动力学特征变化规律 ,研究结论 :①大强度持续运动约 3min左右 ,纵跳的爆发力、平均功率、平均力值等动力学指标显著上升 ;运动 5min后 ,上述指标的变化情况正好相反 ;②只有在适宜的运动负荷时间后 。

立定跳远教学策略的实践与思考

本文有针对性地进行立定跳远教学策略的实践与探索,力求改变身体素质下降的状态,可让学生有效地掌握立定跳远的技能,实现课程教学目标。

不同组合动态牵拉方式对起跳高度的影响及其对比分析

为了研究不同组合动态牵拉作为热身方式时对squat jump和counter movement jump起跳高度的影响。采用实验的方法对北京体育大学32名在校大学生进行实验,采取4种实验方法,即分别用动态牵拉(DS)、无牵拉(N)、静态牵拉+动态牵拉(SS+DS)、PNF牵拉+动态牵拉(PS+DS)对受试者干预,并测试即刻的两种形式的原地纵跳的高度。结果表明,纯动力性牵拉的热身方式干预的两种形式的纵跳成绩要高于无牵拉和静态牵拉+动态牵拉以及PNF牵拉+动态牵拉的热身方式(P<0.05)。并且同种牵拉方式对两种起跳形式的影响之间无明显差异(P=0.05)。