2019年6月11日
本文介绍了一种通过分析下肢运动学来评估职业与业余运动员在进行羽毛球最大幅度右跨步动作时损伤机制差异的实验方案。
该方法有助于解答有关羽毛球运动员弓步表现的生物力学关键问题。此技术的主要优势在于能够重现真实的羽毛球运动场景,因此所获得的数据具有较高的可靠性。
该技术的意义在于其有望应用于运动损伤的治疗,因为在打羽毛球过程中关节角度的变化容易导致损伤。在评估当天,要求受试者穿着T恤和紧身短裤,并穿与其他受试者相同品牌的羽毛球鞋,且需符合受试者的身高条件。测量受试者的身高(单位:毫米)和体重(单位:千克),以及左右腿的长度(从髂前上棘至内踝髁突,单位:毫米)、膝宽(从膝内侧髁至外侧髁,单位:毫米)和踝宽(从踝内侧髁至外侧髁,单位:毫米)。
触诊以确定解剖学标志,必要时剃除体毛,随后用酒精消毒,然后在解剖骨性标志上方的皮肤做标记,并将八个标记贴片贴于每条腿的相应确定部位。所有标记放置完毕后,要求受试者自然地完成一次右腿前弓步动作,以确保下肢标记能被摄像机捕捉到。随后让受试者在模拟场地中以舒适且较慢的速度持续重复右腿前弓步动作,直至能够稳定地完成该运动。
在让受试者进行一些辅助性热身练习后,要求其在模拟场地内以自身感觉舒适且较快的速度完成右腿向前弓步动作,直至能够在此速度下稳定地完成该动作。接下来,让受试者将右腿置于指定区域,并以下手击球方式击打羽毛球。随后,指导受试者从起始位置开始,尽最大努力完成一次右腿向前弓步动作,同时以下手击球方式将羽毛球击向后场区域,并确保在动作过程中右脚自然踏上前侧森林平台并完全接触该平台,之后返回起始位置。
进行静态校准时,打开数据管理程序以创建新数据库,并选择数据文件的保存位置。输入新文件的名称,选择“基于”和“临床模板”,单击“创建”,选择受试者姓名,然后单击“打开”。若要使用该受试者的信息创建新会话,请依次单击“新建患者分类”、“新建患者”和“新建会话”。
在试验开始时点击“Go Live”。选择会话以采集数据,然后返回到Nexus面板。点击“Subjects”(受试者)和“New Subject”(新建受试者),根据需要重命名试验,并选择图形中的“Split Horizontally”(水平分割)以查看轨迹数量。
然后,检查标记点数量是否为16个,确认无非期望的光线干扰,并确保所有标记点均已被成功捕捉。若所有标记点均在视野范围内,在“受试者准备”窗口中选择“受试者捕捉”,点击“开始”以采集静态数据,要求受试者保持静止,直至采集到200帧图像为止。随后点击“停止并运行”,以重建用于构建标记点数据的处理流程。
选择标签,并将相应的标签应用到标记列表中的对应标记上。当所有标签都已应用后,点击保存,然后按 Esc 键退出。点击受试者准备,然后在受试者校准下拉菜单中选择静态插件门。
在新显示的帧范围窗口中点击“选项”,然后在弹出窗口中选择左脚和右脚。接着点击开始和保存。要开始动态试验,请让受试者回到起始位置,然后点击实时和采集。
按顺序设置试验类型和会话,并输入试验名称。单击“开始”以开始采集数据,让受试者先以快速向右前方弓步动作连续进行六次,每次最后一步均踩上测力台。休息两分钟后,让受试者以自然方式完成六次弓步动作。
经过另外两分钟的休息后,让受试者完成六次最大幅度的右腿向前弓步动作,然后回到起始位置,点击“停止”以结束数据采集。本研究中,职业与业余羽毛球运动员在评估过程中的初始冲击峰值、二次冲击峰值以及负重接受阶段的平均垂直地面反作用力之间均未观察到显著差异。然而,职业运动员在蹬离阶段的垂直地面反作用力明显高于业余运动员。
独立样本 t 检验结果显示,在矢状面上踝关节背屈和跖屈的活动范围更大,在额状面和水平面上表现出显著差异。此外,在水平面上观察到职业球员与业余球员在膝关节外旋和内旋之间存在显著差异,且在额状面上外展、内收的活动范围更大,在矢状面上屈曲、伸展的活动范围也更大。业余球员在进行弓步动作的四个阶段中表现出较小的跖屈力矩或较大的背屈力矩,而职业球员在弓步的承重接受阶段表现出更大的外翻力矩,在蹬离阶段则表现出较小的内旋力矩或较大的外旋力矩。
此外,职业运动员在二次冲击峰值阶段表现出更大的膝关节伸展力矩,在初始冲击峰值阶段表现出更大的外展力矩。在进行该操作时,重要的是要注意运动员动作的连续性。
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本研究提出了一种评估职业与业余羽毛球运动员在最大幅度向右弓步动作中损伤机制差异的实验方案。通过分析下肢运动学特征,旨在深入理解羽毛球运动中这一常见动作相关的损伤风险。
在最大弓步动作过程中对下肢运动学进行定量生物力学分析,可为运动科学研发中的损伤风险评估和运动表现优化提供切实可行的见解。通过区分专业运动员与业余运动员之间的关节力矩和运动模式,本方案有助于更可靠地识别与转化研究及治疗干预设计相关的生物力学风险因素。该方法能够基于数据优化训练方案,并为运动医学与人类运动表现创新领域的项目决策提供依据。
该生物力学评估方案融入了从发现到临床前研究的运动损伤研究连续过程,将基于假设的风险因素识别与对干预效果的定量评估相结合。