跑步疲劳进程中下肢生物力学模式的非线性变化研究
2021-04-17王俊清张希妮邓力勤傅维杰
罗 震,王俊清,张希妮,杨 洋,邓力勤,傅维杰
近年,跑步已成为我国大众参与度最高的运动项目之一,与之相对应的是全民马拉松运动的蓬勃发展。众所周知,跑步有诸多益处,包括降低心血管疾病的风险等(Williams,1997),但与跑步相关的肌骨损伤也十分常见。一方面,跑者每跑1 000 h的损伤发生率为18.2%~92.4%(Saragiotto et al.,2014;Van Gent et al.,2007;Van Middelkoop et al.,2008)或6.8%~59.0%(Buist et al.,2010)。超过74%的长跑者都采用后跟触地的模式,该模式下着地时2~3倍体质量的重复冲击和较大的负载率被认为是下肢损伤的高风险因素(Bonacci et al.,2013;Lieberman et al.,2010);另一方面,长时间、高强度的跑步运动必然诱发下肢神经肌肉疲劳(neuromuscular fatigue)。运动性疲劳(exercise-induced fatigue)导致的下肢肌-骨系统,特别是下肢关节控制能力下降是引发跑步损伤的重要诱因。因此,疲劳被认为能改变跑步的生物力学特征(Derrick et al.,2002)。然而,现阶段研究对疲劳与着地冲击有关的结论尚不明确(Zadpoor et al.,2012)。Gerlach等(2005)探讨了力竭状态下女性跑者在跑台上垂直地面反作用力(vertical ground reaction force,vGRF)的变化情况,发现干预后所有跑者的冲击峰值和负载率分别降低6%和11%。Morin等(2011)研究了男性跑者在跑台上进行多组反复冲刺跑后,vGRF随疲劳而降低。Christina等(2001)发现,疲劳干预后,跑步时的冲击峰值和负载率明显增加。然而,Girard等(2011)探讨了重复短跑过程中疲劳引起的弹簧-质量模型特性变化,发现疲劳后vGRF未见显著性差异。Slawinski等(2008)也得出相同的结果,发现9名专业跑者在力竭干预后,vGRF未有显著性改变。
有研究着眼于疲劳与损伤的直接关系,关注在疲劳前后时刻的下肢生物力学变化(Abt et al.,2011;Brown et al.,2016;Clansey et al.,2011;Kuhman et al.,2016;Radzak et al.,2017),从疲劳前后两个阶段探究疲劳与预防损伤的内在联系。……
