击剑原地弓步刺动作中摆动腿膝关节的生物力学特征分析

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研究目的:本研究通过对6名上海男子击剑运动员原地弓步刺摆动腿的生物力学指标进行测试与分析,并参考60cm高台无初速度自然下落的动力学指标进行对比,以了解击剑运动员原地弓步刺摆动在落地缓冲过程中膝关节所承受的力与力矩的程度,分析可能造成膝关节损伤的原因,完善与丰富我国击剑运动的训练理论,预防运动损伤,为击剑的教练员们提高训练效果,为击剑运动研究和教练员的理论与实践上提供有价值的参考。研究方法:使用VICON红外高速摄影系统和KISTLER三维测力台对6名运动员在完成原地弓步刺时的摆动腿和60里面高台下落时的同侧腿数据进行采集,运用Nexus和Visual3D软件进行建模和数据处理分析,主要数据分析指标包括地面反作用力(GRF)、关节力矩(JOINT MOMENT)、关节反作用力(JOINT FORCE),最后应用Excel2010和Origin7.0对数据进行统计并作图。研究结果:1)原地弓步刺摆动腿在落地缓冲过程中产生了接近于60cm高台下落时所产生的地面反作用力,甚至有超过的现象;2)在着地瞬间膝关节产生的负力矩,其方向与地面反作用力方向相反形成对抗,且此时都正处于最大值;3)摆动腿着地缓冲整个过程中膝关节持续承受巨大的压缩力,力的方向不同于周围韧带保护动作吸收应力的方向,主要作用在骨头与软骨上,使骨与骨之间被迫挤压;4)着地瞬间膝关节产生高水平的负方向的剪切力,使胫骨后移,后交叉韧带吸收一部分的力来抑制胫骨过分后移;5)两个对比动作在着地瞬间所产生的地面反作用力方向变化不同、力矩方向、剪切力方向都相反。研究结论:1)原地弓步刺摆动腿在着地瞬间容易造成膝关节损伤;2)股后肌群可能是击剑运动员比较常见的肌肉损伤部位;3)巨大的压缩力可能导致髌骨关节的软骨炎症甚至发生应力性骨折;4)巨大的负方向剪切力使后交叉韧带存在损伤的高风险;5)两个落地动作的落地模式存在着很大的差异性。
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