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足球运动对大学生踝关节本体感觉的影响

2025-02-26 63 上传者：管理员

摘要：本研究目的为通过对大学生踝关节本体感觉进行测试，找出不同大学生踝关节本体感觉差异，为大学生踝关节本体感觉训练、损伤预防及康复方案提供参考。方法是通过使用具有外翻肌前瞻性肌肉反应的踝关节去稳定装置定制版本（Myolux Techno?原型），对经常参加足球运动的学生和普通学生的本体感觉及功能性进行检测对比测试。检测结果证明经常参加足球活动的学生踝关节本体感觉好于普通学生，经常参与足球活动的学生的双侧踝关节功能性本体感觉差异明显小于普通学生的双侧差异。由此得出结论足球运动对提高踝关节本体感觉有明显作用，建议大学生应多参与足球运动，注重踝关节本体感觉训练，降低踝关节受伤几率，提高运动能力。

关键词：
大学生
本体感觉
足球运动
踝关节
踝关节损伤
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目前我国大学生体质健康水平持续下降,随着身体各素质的下降,伤病情况显现出高发性､严重性及反复性的特点,其中踝关节损伤尤为常见,已经成为大学生主要伤病之一｡踝关节是平时使用频次最高､压力最大的关节,也是最容易受伤的关节之一,尤其是在跖屈和内翻动作时更容易发生损伤｡本体感觉的信号传递是一个复杂的神经肌肉调控过程,位于肌肉､肌腱､韧带､关节等运动器官中的机械感受器,将肢体的位置觉､力量觉和运动觉信号上传至丘脑外侧核后投射到大脑皮质,再通过神经反馈,中枢神经系统产生对躯体运动状态和位置的感觉,最后由大脑运动皮层输出运动控制信息调节躯体运动[1]｡有研究者认为,踝关节本体感受器的处理感觉信息能力的好坏,对于踝关节的损伤和康复有一定关系｡

本文主要选取经常参加足球运动的大学生进行对比测试,是因为足球运动主要以脚来控制球的运动项目,其中有球技术中的踢､停､运和抢,无球技术中的跑､跳､启动和急停是足球运动最主要的技术,运动员在比赛与训练中不断变换､组合地使用各种技术动作,这对运动员踝关节的灵活性､力量和本体感觉都有着很高的要求｡

本文通过将经常参与足球活动的大学生与一般大学生踝关节进行本体感觉测试,试图找到不同学生之间的差异,并分析其原因,目的是为提高大学生踝关节健康重视程度,并为提高踝关节运动能力提供参考｡

1、研究对象与研究方法

1.1研究对象

本研究被试者选取自大连理工大学本科生24人,其中12人为校足球队队员,另12人为普通学生｡对所有被试者进行基本身体测评,BMI值均在正常值18.5-23.9之间｡24人下肢没有功能性损伤,神经或运动功能障碍史,踝关节活动正常｡

表1被试者体态统计

1.2实验方法

1.2.1分组实验组(A):

将12名校足球队队员编为实验组,校足球队每周中训练3次,每次训练1.5h,周末进行比赛1次,每周共进行足球活动6h｡对照组(B):

将12名普通学生编为对照组,该12名学生几乎不参加任何体育运动,每周运动时间小于1h｡

1.2.2测试内容(1)BMI值

(2)踝关节本体感觉(功能性本体感觉､本体感觉分离､本体感觉重新定位)

1.2.3测试方法(1)基本身体指标测试:采用爱康普BMI测量仪｡

(2)踝关节本体感觉测试测试设备:

本研究使用具有外翻肌前瞻性肌肉反应的踝关节去稳定装置MyoluxMedike-volution装置定制版本(MyoluxTechno™原型),对本体感觉进行检测｡该装置配备有放置在脚踵下方的外置关节和脚掌垫｡该外置关节沿着生理距下轴(也称为Henke轴)产生角位移,以产生脚踝反转和外翻运动｡在承重状态下外置关节在反转时自动移动,需要偏心的外翻肌肉激活来控制这种运动｡定制设备的外置关节配有测斜仪传感器(SCA61TVTITechnologies,Vantaa,芬兰-比例范围+-90°/s-灵敏度35mV/°)和陀螺仪传感器(IXZ-500InvenSense,Sunnyvale,USA-比例范围+-500°/s-灵敏度2mv/°/s),以获取与反转运动相关的角位移和速度信号｡对这些传感器进行了仪表化,并通过采集卡(NIUSB6009,14位)和Labview™开发的定制软件以100Hz的频率记录信号｡然后用MatlabTM(AnalyzeTM,GRAME,Quebec)开发的定制软件分析信号｡角速度信号由角速度信号计算｡

功能性本体感觉测试方法及评价(如图1)

图1功能性本体感觉测试方法及评价软件界面

被试者身体站稳,保持膝关节伸直,站在脚踵外置关节及脚掌垫上,同时尽量将橘色球稳定在正确范围(绿色区域)内,双眼闭合｡测试时间为20s,橘色球在正确范围外时记录为错误,被试者起始分数为100分,橘色球每在正确范围外1s都会导致失分｡

本体感觉分离测试方法及评价(如图2)

图2本体感觉分离测试方法及评价软件界面

被试者绕外置关节旋转脚踝,同时保持脚掌垫平置于地面｡为此,在绿色目标间往返移动橘色球且不停在灰色区域｡单足站立,使用一只手或两只手保持身体稳定,手指置于支撑物上(墙壁､椅子､桌子､肋木等)｡点击测试按钮,测试包含10次往返动作(即达到目标位置20次)｡若橘色球移到目标但未实现正确分离(为保持脚掌垫平置于地面),则记录一次错误｡被试者的起始分数是100分,每出现一次错误都会有失分｡

本体感觉重新定位(如图3)

图3本体感觉重新定位测试方法及评价软件界面

被试者就座,脚掌离地且脚踵放在大约2.5cm的支撑物上,将橘色球至于绿色区域,停留1s,已确定位置(目标位置),返回至初始位置,闭上双眼,返回至目标位置并停留1s,缺人或错误｡点击测试按钮,测试需要重复进行10次,高于2°的错误会影响分数计算｡被试者的起始分数时100分,每出现1个2°—4°的错误扣掉5分,每出现1个4°以上的错误扣掉10分｡

1.3数理统计

所有数据以平均数±标准误表示,使用SPSS22.0软件进行统计分析｡采用混合方差分析进行组间组内比较,采用配对样本t检验进行事后比较｡显著性水平为P<0.05,非常显著性水平为P<0.01｡

2、结果

2.1功能性本体感觉测试结果

2.1.1组间功能性本体感觉差异由对测试数据结果分析可以发现,实验组(M=71.292,SD=4.575)与对照组(M=45.208,SD=4.575)的踝关节功能性本体感觉存在明显差异F(1,22)=34.157,p<0.05,实验组被试者踝关节功能性本体感觉明显好于对照组被试者(如图4所示)｡

主效应分析:

总体来看,被试者的惯用足(M=61.792,SD=3.966)与非惯用足(M=54.708,SD=3.990)的踝关节功能性本体感觉有显著性差异F(1,22)=9.304,p<0.05,惯用脚显著优于非惯用脚(如图5所示)｡

图4组间功能性本体感觉差异

图5惯用足与非惯用足差异

交互效应分析:

由测试数据可发现组间变量(实验组vs对照组)与组内变量(惯用足vs非惯用足)之间存在交互效应F(1,22)=5.090,p<0.05｡由配对样本t检验进行事后分析,发现实验组组内惯用足与非惯用足踝关节本体感觉不存在显著差异,但是对照组组内惯用足(M=50.93,SD=20.197)与非惯用足(M=38.76,SD=13.963)踝关节本体感觉存在显著性差异t(11)=2.850,p<0.05｡实验组被试者双侧功能性本体感觉差异明显小于对照组被试者(如表2所示)｡

表2功能性本体感觉差异

2.2本体感觉分离对比测试结果

由测试数据可发现,实验组(M=71.250,SD=3.556)与对照组(M=58.667,SD=3.556)的踝关节本体感觉分离存在明显差异F(1,22)=6.262,p<0.05｡实验组被试者本体感觉重新定位得分明显高于对照组被试者(如图6所示)｡

图6本体感觉分离差异

组间变量(实验组vs对照组)与组内变量(惯用足vs非惯用足)之间不存在主效应和交互效应｡

2.3本体感觉重新定位测试结果

由测试数据可发现,实验组(M=71.292,SD=4.575)与对照组(M=45.208,SD=4.575)的踝关节本体感觉重新定位存在明显差异F(1,22)=16.250,p<0.05｡实验组被试者本体感觉重新定位测试得分明显高于对照组被试者(如图7所示)｡

图7本体感觉重新定位差异

组间变量(实验组vs对照组)与组内变量(惯用足vs非惯用足)之间不存在主效应和交互效应｡

3、分析与讨论

3.1组间本体感觉整体存在显著差异

从以上三个关于本体感觉的测试中,我们可以看到,实验组的成绩均显著好于对照组｡踝关节的运动调节是一个复杂的过程,需要在高级中枢参与并控制下完成｡机械性感受器首先感受到刺激,由神经信息传递至中枢,神经中枢处理信号后再将信号传出,以激活肌肉,最终完成动作｡这个过程是不断动态调整的,踝关节的最终活动是由关节的生物力学与物理学性质决定的,如踝关节运动范围､周围肌肉力量等共同决定的｡关节运动稳定性的控制需要来自肌肉和关节的本体感受器的感觉信息传入｡本体感受器包括肌梭､键梭､Gogli体､Pacniina小体､Ruffihi小体等｡踝关节周围组织中存在大量本体感受器,主要分布于关节囊､韧带及跗骨窦内组织[2]｡

足球运动在动作形式上,需要人体使用主要负责移动和支撑的下肢完成对球精准的技术操作,如传球､停球､运球､射门､头顶球等技术｡而整个技术操作过程都需要在快速启动､急停､加速､减速､变向､跳跃等动作状态中完成,对动作的准确性､灵敏性和协调性都提出了较高要求[3]｡

踝关节作为下肢末端的主要关节,在上述过程中需要承担巨大压力,同时要具备完成精准控制的功能｡在足球运动模式与以提高协调､力量和本体感觉等控制技能为目标的神经动作练习较为相似[4]｡

踝关节背伸的胫骨前肌､趾长伸肌等肌群与传球､停球､运球､射门等动作密切相关,分布在踝关节关节囊､韧带及跗骨窦组织内的本体感受器在足球运动中会得到更多锻炼,进而产生更好的本体感觉促进效果[5][6]｡

在中枢神经系统的参与度上,动作复杂的球类运动比跑步､跳绳等简单的锻炼形式需要调动更多的大脑资源,会对注意功能产生更好的影响[7],而注意力的投入程度直接影响了本体感觉的测试成绩[8]｡另一方面,力量训练能够提高本体感觉,足球运动有利于踝关节背伸肌肉和背屈肌肉的力量发展,力量的提高增加了肌肉､肌腱､韧带中的本体感受器数量,使踝关节对运动的感知更为灵敏｡

由此可以解释,校足球队员组成的实验组所有测试成绩都优于不常参与体育运动的普通学生组成的对照组｡

3.2惯用足与非惯用足踝关节功能性本体感觉的关系

在功能性本体感觉测试中,同时存在主要效应和交互效应,主要效应是实验组与对照组在得分上存在显著差异,之前已经进行了分析讨论｡交互效应是,实验组与对照组之间惯用足与非惯用足得分存在显著性差异｡

测试发现实验组组内惯用足与非惯用足踝关节本体感觉有差距,但不存在显著差异,但是对照组组内惯用足(M=50.93,SD=20.197)与非惯用足(M=38.76,SD=13.963)踝关节本体感觉存在显著性差异t(11)=2.850,p<0.05｡

足球运动中惯用足主要完成对球的控制,非惯用足主要负责对身体的支撑､变向与跳跃,两侧虽然分工不同,但都要在各种场景下完成复杂的动作,使得双侧都得到了充分的锻炼,双侧的分工会随着训练水平的提高变得模糊,高水平足球运动员可以使用非惯用足很好的完成对球的控制｡双侧差异虽然无法消除,但会随着足球训练的不断进阶逐渐减小｡而对照组的被试者很少参与体育活动,双侧踝关节功能性本体感觉存在显著差异是可以解释的｡

3.3本体感觉对踝关节的作用

MckeonPJ等对本体感觉训练的临床疗效的综述中得出结论,本体感觉训练可以有效的降低踝关节扭伤发生的几率[9]｡

踝关节是身体中的重要本体感受器官,可以提供必要的本体感受信息给高级中枢,同时踝关节又会接受高级中枢的信息,对不同的环境做出与之相适应的反应｡当人要在非常规平面移动或支撑时,本体感觉输入的信息会经过中枢神经系统的调整从而让人体产生适应性的变化来适应该环境,如调整步频､步幅､重心等｡踝关节通过本体感觉的输入参加对反馈信息整合,其传递速度和准确性要高于视觉传输｡实验组被试者经常参与足球活动,踝关节本体感觉优于对照组被试者,因此在应对不同环境时,经常参与足球活动的人体适应性优于不常参加体育活动的人｡

踝关节本体感觉的缺失会导致踝关节不稳定和踝关节的退化｡在特殊情况下容易造成踝关节损伤,比如在经过不平整路面或突然进行位移时更容易造成踝关节扭伤,受伤后会出现体态的不稳定､关节位置觉降低､关节力量和关节活动度下降,神经反射速率变低,腓骨肌群的反应时间延迟｡这是因为位于肌肉､肌腱､韧带､关节等运动器官中机械感受器造成损伤,而直接导致本体感觉缺失,加快了关节退化的风险｡由于足球运动中踝关节的运动不是单一方向的,而是多方向的,整个踝关节周围肌肉力量都可以得到提高,踝关节韧带也更加稳固,也可以降低踝关节受伤的风险｡

4、结论

经常参加足球活动学生的踝关节本体感觉好于不常参加体育锻炼学生,在功能性本体感觉､本体感觉分离､本体感觉重新定位方面均有显著性差异｡经常参与足球活动的学生的双侧踝关节功能性本体感觉差异明显小于不常参加体育活动的学生的双侧差异｡因此经常参与足球活动的学生与不常参与体育活动的学生相比,踝关节本体感觉缺失的可能性更小,踝关节损伤的几率也更低｡建议各高校应关注大学生踝关节健康,从提高踝关节本体感觉入手,可运用足球等运动形式提高学生踝关节运动能力,进而促进大学生体质健康水平｡

参考文献:

[5]梅尔斯.解剖列车[M].北京:北京科学技术出版社,2016.

[6]部义峰,李世明,熊安竹,等.脚背内侧踢球摆动腿的运动学与肌电信号特征研究[J].体育科学.2007,(03):54~58.

[7]哈格曼.运动改造大脑[M].杭州:浙江人民出版社,2013.

基金资助:大连理工大学基本科研业务费项目——人文社科科研专题“不同干预方式对足球运动员踝关节本体感觉及功能性影响的研究”,项目编号:DUT20RW104;

文章来源:程相铮,何志强,夏一冰.足球运动对大学生踝关节本体感觉的影响[J].四川体育科学,2025,44(01):67-71.