跳深时下肢关节的运动学特征研究

使用Kistler三维测力平台、TM-6710CL高速摄像机和MONARK829型功率自行车在正常状态和相对疲劳状态下对从不同下落高度跳深的12名男性二级运动员进行了测试,测试结果表明:正常状态下,运动员跳深时,下肢髋、膝、踝关节之间髋关节的角度变化最小,膝关节次之,踝关节的角度变化幅度最大;正常状态下,运动员在各下落高度跳深时,其髋、膝、踝关节在缓冲期的动作顺序上是踝-膝-髋,在蹬伸期的动作顺序是髋-膝-踝;相对疲劳状态下,运动员跳深时,下肢髋、膝、踝关节在缓冲期的动作顺序是踝-髋-膝,在蹬伸期的动作顺序是髋-踝-膝.     

跑与纵跳关节功率的研究

采用运动生物力学方法考察了跑与纵跳的关节功率及其与人体疲劳的关系。跑的数据是借鉴国外一些研究的资料；纵跳，分别在功率自行车上蹬踏30s之前和之后进行，动作用摄像机摄录下来，并在运动解析仪上加以分析。纵跳中的地面反作用力用三维测力台测量。利用上述系统的数据计算了关节功率。通过比较两组数据计算了各关节功率的变化，从而得到了对人体疲劳的一种定量描述。从而得知：在跑中当脚着地后，首先是髋关节处于屈的状态，其关节功率达到最大值；其次是踝关节屈的关节功率变化较大；最后是膝关节功率达到最大值。其中踝关节变化最大。在腾空状态中，髋关节与膝关节的关节功率处于较大值，并且变化较大。纵跳过程中，疲劳主要表现为膝关节功率的下降。     

不同高度跳深动力学及下肢肌肉预激活调节

目的:采集不同高度跳深训练动作动力学数据,测量自不同高度平台下落着地前下肢肌肉活性,比较不同高度对下肢肌肉预激活调节的影响.方法:对未经系统跳深训练的16名健康男性受试者进行低、最佳、高三种平台高度的跳深练习,记录每次跳深动作着地前150 ms内腓肠肌内侧头、股直肌、股外侧肌、胫骨前肌、股二头肌的表面肌电信号,计算积分肌电和最大振幅.记录跳深动作过程腾空时间和着地支撑时间,计算平均输出功率.结果:最佳高度条件下腾空时间最长,低平台条件下跳深输出功率最高.除腓肠肌内侧头以外,其他肌肉预激活均随着跳深平台高度增加而增加.多数肌肉预激活显著性差异出现在低-高之间,低-最佳、最佳.高之间肌肉预激活差异性不显著.结论:高于最佳高度时下肢肌肉预激活与地面反作用力不协调.跳深输出功率是较恰当的下肢超等长训练参数.实践中采用跳深法对下肢肌肉进行爆发力训练时,宜以最佳高度或低于最佳高度的形式.     

人体疲劳的生物力学分析

对疲劳前后的两组纵跳中关节功率的变化及其与人体疲劳的关系进行了定量分析。纵跳动作用摄像机记录，录像资料用一套运动影像分析系统进行分析处理。纵跳中的地面反力由测力台进行测量。对两组动作中的关节功率进行了生物力学计算和比较。结果表明，关节功率能够明确地反映人体各部分的疲劳程度，是对人体疲劳进行定量描述的重要力学量。     

两组不同离心训练背景的女性运动员在跳深动作中下肢生物力学的差异及对ACL损伤预防的启示

目的：考察两组不同离心训练背景的女性运动员在跳深动作中下肢生物力学的特征及运动表现的差异,探讨长期下肢离心训练是否在预防前交叉韧带（anterior cruciate ligament, ACL）损伤方面具有积极作用。方法：招募女性大学生运动员24名,并根据有无离心训练经验将其分为跳跃组（跑跳类田径运动员,n=12）和非跳跃组（游泳运动员,n=12）,所有受试者完成优势侧膝关节等速肌力测试[向心/离心120（°）/s]和40 cm高度跳深动作测试,采集并分析测试动作相关运动学、动力学及表面肌电信号。结果：1）在膝关节等速肌力中,跳跃组表现出更大的膝伸肌离心肌力和膝屈肌向心肌力（P<0.05）,但H∶Q无显著性差异。2）在跳深动作中,跳跃组表现出更高的重心腾空高度和更短的动作完成时间（P<0.05）。3）在跳深动作中,跳跃组表现出更小的着地跖屈角,髋、膝、踝关节ROM,膝关节离心功及贡献度,更大的踝关节离心功贡献度和更高的垂直地面反作用力（P<0.05）,两组运动员着地膝屈角未表现出显著性差异（P>0.05）。结论：长期下肢离心训练能够有效增强膝关节肌肉力量和提高...     

不同方向落地侧切及运动疲劳对踝关节扭伤风险的影响

目的：探讨3种不同方向(前跳、斜跳与侧跳)单腿跳跃落地侧切变向及运动疲劳对踝关节扭伤风险的影响。方法：采用红外运动捕捉系统与三维测力台,同步采集15名男性大学生业余球类运动者在疲劳前后完成3种不同方向单腿跳跃落地侧切变向动作时的运动学和动力学指标。结果：在触地时刻,不同方向落地侧切时踝跖屈角度和踝内翻角速度之间存在显著差异,表现为侧跳最大,前跳最小在缓冲阶段中,最大踝内翻角、最大踝内翻角速度、最大踝内翻力矩和最大垂直地面反作用力指标在不同方向落地侧切时存在显著性差异,表现侧跳最大,前跳最小。疲劳前后不同方向落地侧切的各项指标中均无显著性差异。结论：不同方向落地侧切动作可对踝关节动作模式造成影响,侧切变向角度增加可能导致更高的踝关节扭伤风险。运动疲劳可能不会增大男子落地侧切动作踝关节损伤风险。     

跳深跳远离台动作对落地动作的影响

运用文献资料法、运动学及动力学测试法,对跳深跳远离台动作对落地动作的影响做了生物力学的分析。研究显示：跳深跳远第二高度第三坡度落地有最小的水平制动力和最大的垂直支撑反作用力,适宜进行落地积极缓冲和落地瞬间的退让性工作能力的训练;第一跳起跳的起跳角与第一跳落地水平制动力成负相关,可以通过增大起跳角来减小水平制动力;垂直速度、腾起角与第一跳落地垂直支撑反作用力呈高度显著性负相关,根据训练目的适当增大或减小第一跳起跳的垂直速度和腾起角可以获得相应的落地乖盲支撑反作用力。     

跳深练习对提高爆发力训练效果的实验研究

通过采用有反向引导动作和无反向引导动作伸展跳跃的练习以及新式跳深练习方法的试验,结果表明运动员弹跳能力都提高了20%～30%。相反采用传统训练方法的对照组成员的弹跳力却没有明显的变化,认为新式跳深练习能使弹跳力提高。     

纵跳中关节功率及其与人体疲劳的关系

考察了纵跳中关节功率及其与人体疲劳的关系。 2次纵跳分别在功率自行车上蹬踏 30 s之前和之后进行。纵跳动作用摄像机摄录下来 ,并在运动解析仪上加以分析。纵跳中的地面反力用测力台测量。根据采集的数据计算了关节功率。通过比较 2组数据计算了各关节处关节功率的变化 ,从而得到了对人体疲劳的一种定量描述     

跳深着地阶段下肢所测肌肉的表面肌电活动特征研究

采用ME6000T16和Kistler三维测力台对12名一级运动员和12名三级运动员在正常状态下和在相对疲劳状态下(完成较大负荷练习后)完成不同下落高度跳深的完整动作进行了同步测试.测试结果表明:正常状态完成不同下落高度跳深时,同一名运动员下肢所测肌肉所表现出的表面肌电活动变化趋势和肌肉的协调模式是一致的;不同运动员在同一下落高度跳深时,同名肌肉的表面肌电活动的强度和变化趋势存在差异,尽管这块肌肉在下肢肌肉活动时所起的作用相同.相对疲劳状态下(完成较大负荷练习后)跳深时,着地阶段运动员所测肌肉的表面肌电活动变化趋势和所测肌肉问的协同关系发生了较大改变等.     

超等长阻力训练对下肢各关节角动力学的影响

为测试超等长阻力训练前后原地垂直纵跳动作下肢各关节角速度及角加速度,计算下肢各关节角刚度,观察超等长阻力训练对下肢各关节角动力学的影响。将16名青年男子篮球运动员随机分成超等长阻力训练组和常规训练对照组。采用VICON和三维测力台采集每个动作的运动学和动力学数据,计算下肢各关节角速度及角加速度,并经逆动力学方法计算下肢净关节力矩。结果可见,超等长阻力训练组髋、踝关节角速度和角刚度明显高于对照组,膝关节角速度及角刚度两组没有明显差异;超等长阻力训练组髋、膝、踝关节角加速度均显著高于对照组。结果说明超等长阻力训练可降低拉长-缩短周期支撑时间、缩短摊还期、增强肌肉-肌腱复合体能量转换能力、提高下肢肌肉爆发力。适于需要关节角速度、角加速度及爆发力的项目。     

落地侧切动作对下肢关节的影响与分析

目的:确定运动员在落地后即刻启动完成侧切变向(LSC)动作的下肢踝、膝和髋三关节矢状面的运动学和动力学特点,并与平地跑动侧切变向(SC)对比分析、探讨这些差异对下肢关节造成的影响。方法:以14名高水平足球运动员为背景的大学生完成落地侧切和平跑侧切动作时的下肢运动学和动力学数据进行采集与分析。结果:LSC动作的踝、膝关节ROM和关节角速度显著增加,髋关节ROM则呈相反趋势(P<0.05或P<0.01);LSC的踝、膝和髋关节力矩峰值,踝、髋关节功率峰值呈现显著大于SC(P<0.01),膝关节功率峰值小于SC(P<0.05);LSC在水平向后、垂直向上地反峰值及峰值加载率有明显的增加(P<0.01),水平向右地反无明显差异(P>0.05)。结论:LSC虽然略降低了膝关节功率峰值,但其余所有运动学、动力学及GRF都预示其下肢关节所承受的损伤风险更高,尤其是踝关节和膝关节。踝关节的高功率和跖屈肌的持续紧张、伸膝力矩和三维地反的显著升高,使得该动作比公认高损伤风险的平跑侧切损伤风险几率更大。     

青年男子足球运动员膝关节肌力特征与损伤的关系

利用等速测力技术探讨青年足球运动员膝关节屈伸肌群肌力特征与损伤的关系。结果显示,无论慢速运动还是快速运动条件下,均表现出运动员膝关节优势侧与非优势侧屈伸肌力的显著差异性,膝关节屈伸峰力矩比值和平均功率比值随运动速度增加而增大的趋势。提示,以上结果符合青年足球运动员惯用腿踢球的运动习惯,是随着运动年限的延长容易发生膝关节及屈伸肌群损伤的重要原因,因此,我们推断早期注重膝关节前后及双侧肌力的均衡发展是预防足球运动中膝关节损伤的有效措施。     

不同速度下台阶对膝关节压力的影响

目的：研究不同速度下台阶对膝关节压力的影响,为运动健身和损伤预防提供生物力学支持.方法：对10名男性普通大学生分别以48、60、72、84、96、108步/分、慢速跑、中速跑、快速跑,这9种速度下台阶时膝关节峰值力和屈曲角度等进行分析.结果：随着下台阶速度的增大,膝关节垂直和水平方向的峰值力均不断增大.以中跑速度下台阶时膝关节所受的垂直方向的峰值力显著增大.以慢跑速度下台阶时膝关节所受的前后方向的峰值力显著增大.以快跑速度下台阶时膝关节垂直方向峰值力超过两倍的体重.同一速度下台阶,左右膝关节峰值力无显著性差异.随着下台阶速度的增加,峰值力时刻膝关节的屈曲角度不断增加.结论：膝关节负荷随着下台阶速度的增大而增大.膝关节屈曲幅度随着下台阶速度的增大而增大.同一速度下台阶时,右膝关节负荷较左膝关节大,但无统计学差异.     

Effects of gluteal kinesio-taping on performance with respect to fatigue in rugby players

Kinesio-tape^® has been suggested to increase blood circulation and lymph flow and might influence the muscle's ability to maintain strength during fatigue. Therefore, the aim of this study was to investigate the influence of gluteal Kinesio-tape^® on lower limb muscle strength in non-fatigued and fatigued conditions. A total of 10 male rugby union players performed 20-m sprint and vertical jump tests before and after a rugby-specific fatigue protocol. The 20-m sprint time was collected using light gates (SMARTSPEED). A 9-camera motion analysis system (VICON, 100 Hz) and a force plate (Kistler, 1000 Hz) measured the kinematics and kinetics during a counter movement jump and drop-jump. The effect of tape and fatigue on jump height, maximal vertical ground reaction force, reactivity strength index as well as lower limb joint work were analysed via a two-way analysis of variance. The fatigue protocol resulted in significantly decreased performance of sprint time, jump heights and alterations in joint work. No statistical differences were found between the taped and un-taped conditions in non-fatigued and fatigued situation as well as in the interaction with fatigue. Therefore, taping the gluteal muscle does not influence the leg explosive strength after fatiguing in healthy rugby players.     

北狮运动员膝关节屈伸肌群等速向心收缩生物力学特性的研究

目的:通过对湖南师范大学9名北狮运动员双侧膝关节屈伸肌群进行等速测试,为揭示该项运动膝关节肌群收缩的生物力学特性提供实验依据。方法:采用BIODEX SYSTEM 3等速测试系统对湖南师范大学北狮运动员膝关节屈伸肌群进行等速测试,测试指标为峰力矩、相对峰力矩、屈伸肌峰力矩比、平均功率及做功疲劳度。结果:1)北狮运动员双侧膝关节屈伸肌峰力矩和相对峰力矩随测试速度的增加呈递减趋势;2)狮头狮尾屈伸肌群峰力矩比值和做功疲劳度无显著性差异;3)狮头狮尾左右膝关节同一肌群峰力矩无显著性差异。结论:舞狮运动员膝关节肌群峰力矩变化随测试速度的增加而减少,平均功率呈现随运动速度的增加而增加,到达一定速度后随速度的增加而减少的特征。     

不同运动项目运动员髋关节屈伸肌群横断面积与力矩特征的相关研究

通过对足球、速度滑冰运动员髋关节屈伸肌群横断面积及力学相关指标的测定,探讨不同运动项目的运动员髋关节屈伸肌群形态特征与肌肉收缩效应的特点以及两者间的内在规律,为运动员训练水平的评估及科学选材等提供理论指导。肌肉横断面积采用螺旋CT进行断层扫描,影像分析采用MoticImagesAdvanced3 0测试系统软件,力量测试采用美国Cybex Norm等速测力系统,数据处理采用SPSS 8 0软件。结果表明:足球运动员大腿肌肉横断面积大于速滑运动员,差异主要表现在股四头肌和股后肌群。在相同测试速度下,足球与速度运动员髋关节屈伸时,左右两腿肌肉收缩力量无明显差异。但不同项目间,同一肌群在不同关节运动,不同速度下,则表现出肌肉力量的明显不同。髋关节屈伸运动时,股四头肌与股后肌群横断面积与力矩的相关程度,足球以屈为明显,速滑以右伸为明显。     

加压力量训练对排球运动员下肢肌力影响的个例研究

目的探讨加压力量训练对排球运动员下肢肌肉力量的影响,为进一步优化增强下肢肌力方案、探索新的有效的训练方法提供依据。方法通过实验法,筛选身体健康,无下肢运动损伤及其它限制上下肢运动的疾病的专项排球运动员1人,对其下肢进行加压力量训练。使用Biodex System3.0等速测试系统测量他训练前后的伸髋肌群,屈髋肌群,伸膝肌群和屈膝肌群的最大肌力,比较训练前后肌力的变化,从而确定加压训练对排球运动员的下肢肌力的影响。结果经4周加压力量训练后,受试者下肢肌肉力量均明显增强。结论 4周加压力量训练对排球运动员下肢肌力有促进作用。     

Control of propulsion and body lift during the first two stances of sprint running: a simulation study

The aim of this study was to relate the contribution of lower limb joint moments and individual muscle forces to the body centre of mass (COM) vertical and horizontal acceleration during the initial two steps of sprint running. Start performance of seven well-trained sprinters was recorded using an optoelectronic motion analysis system and two force plates. Participant-specific torque-driven and muscle-driven simulations were conducted in OpenSim to quantify, respectively, the contributions of the individual joints and muscles to body propulsion and lift. The ankle is the major contributor to both actions during the first two stances, with an even larger contribution in the second compared to the first stance. Biarticular gastrocnemius is the main muscle contributor to propulsion in the second stance. The contribution of the hip and knee depends highly on the position of the athlete: During the first stance, where the athlete runs in a forward bending position, the knee contributes primarily to body lift and the hip contributes to propulsion and body lift. In conclusion, a small increase in ankle power generation seems to affect the body COM acceleration, whereas increases in hip and knee power generation tend to affect acceleration less.     

Contribution of the lower extremity joints to mechanical energy in running vertical jumps and running long jumps

The energy contribution of the lower extremity joints to vertical jumping and long jumping from a standing position has previously been investigated. However, the resultant joint moment contributions to vertical and long jumps performed with a running approach are unknown. metatarsophalangeal joint to these activities has not been investigated. The objective of this study was to determine the mechanical energy contributions of the hip, knee, ankle and metatarsophalangeal joints to running long jumps and running vertical jumps. A sagittal plane analysis was performed on five male university basketball players while performing running vertical jumps and four male long jumpers while performing running long jumps. The resultant joint moment and power patterns at the ankle, knee and hip were similar to those reported in the literature for standing jumps. It appears that the movement pattern of the jumps is not influenced by an increase in horizontal velocity before take-off. The metatarsophalangeal joint was a large energy absorber and generated only a minimal amount of energy at take-off. The ankle joint was the largest energy generator and absorber for both jumps; however, it played a smaller relative role during long jumping as the energy contribution of the hip increased.