随机生物力学模拟比较不同落地形式对篮球运动员ACL损伤危险性和危险因素的影响

张美珍，刘德林，孙文文，杨震宇，刘 卉

●专题研究 Special Lecture

随机生物力学模拟比较不同落地形式对篮球运动员ACL损伤危险性和危险因素的影响

张美珍1，刘德林1，孙文文1，杨震宇1，刘 卉2

目的：运用随机生物力学模型比较篮球运动员水平急停落地和垂直起跳落地动作对ACL损伤危险性和危险因素的影响。方法：采集51名篮球专项大学生在完成急停起跳动作时的运动学、动力学和表面肌电学数据，并进一步研究受试者ACL损伤率以及引起损伤的下肢生物力学危险特征。运用混合设计的双因素方差分析比较不同落地形式和性别对下肢生物力学特征的影响。结果：比较2种落地形式和性别对ACL损伤危险因素的影响发现，膝关节屈角（F[1，18]=503.7，P＜0.001）、小腿倾角（F[1，18]=44.9，P＜0.001）、向后（F[1，18]=100.3，P＜0.001）和垂直（F[1，18]=29.3，P＜0.001）地面反力、膝关节伸展（F[1，18]=67.5，P＜0.001）和内旋力矩（F[1，18]=12.3，P=0.003）、股后肌肌力（F[1，18]=13.8，P=0.002）、髌韧带力（F[1，18]=62.8，P＜0.001）、向前剪切力（F[1，18]=36.0，P＜0.001）和矢状面负荷（F[1，18]=63.1，P＜0.001）均具有显著性交互作用。结论：基于随机生物力学模拟方法得到篮球运动员在完成急停起跳落地动作时，水平急停比垂直落地更容易引起ACL损伤，男性垂直落地形式下ACL损伤危险性最小。女篮运动员ACL损伤危险性大于男性，在水平急停时更为明显。篮球运动员急停起跳时的2种不同落地形式其ACL损伤危险因素因性别而有差异。

ACL损伤；蒙特卡洛模拟；水平急停；垂直落地；危险因素

前交叉韧带（ACL）损伤是体育运动中最常见的损伤之一[1-2]，篮球运动员ACL损伤率尤为突出[3-4]，女性篮球运动员ACL损伤发生率约为16%，且是男性损伤率的2～4倍[5]。ACL损伤后不论是保守治疗还是进行手术治疗均会使患者患骨关节炎[6]、半月板等慢性疾病的发病率增加[7]。对运动员来说，ACL损伤可导致其短期运动训练中断，长时间停训，甚至运动生涯的终止[8]。

约2/3的ACL损伤是非接触性损伤[9]，目前虽然已有很多针对ACL损伤的预防性训练研究，但效果并不乐观，ACL损伤率仍居高不下[10]。了解和确定导致ACL损伤的危险因素是制定针对性预防方案的基础，但目前有关ACL损伤机制尚存在争议，如不同落地形式下ACL损伤的危险因素并不十分清楚。

研究[9，11]表明突然制动或转体是非接触性ACL损伤的高发动作。篮球运动员每场比赛需要完成35～46次起跳和落地动作，比足球和排球多2～4倍[12-13]，频繁的突然减速、制动和旋转动作使得急停起跳动作成为篮球运动员ACL损伤的高发动作[14-15]。急停起跳动作是指运动员水平急速跑动中突然急停并垂直向上跳起，整个动作过程中包括2次落地，第1次是从水平跑动突然的减速制动的急停动作，第2次是垂直跳起后的落地动作。已有大量研究分析水平急停[16-20]和垂直落地[21-24]动作对ACL损伤的影响，并有学者提出水平急停和垂直落地着地时刻的神经肌肉控制可能不同[25-26]。但目前的文献并没有研究和对比水平急停和垂直落地动作对ACL损伤危险性和危险因素的影响。本研究将分析这2个动作对ACL损伤的异同，此外本研究的优势还在于在一个动作中对比2种落地形式，而不是分别做动作。大部分垂直落地测试是要求受试者从同一高度（如跳箱）落下[21]，而采用自己全力起跳的垂直落地动作可以更好地模拟篮球比赛实际情况。

随机生物力学模型是确定骨骼肌肉系统损伤危险因素的一个有效研究方法。蒙特卡洛模拟（Monte Carlo）技术是该模型的核心。蒙特卡洛模拟技术将人体运动的某个运动结果表达为一组随机自变量的函数来模拟因变量的随机结果。具体来看，随机生物力学模型根据人体ACL的生物力学特点，将其受力表达为一组生物力学参数的函数，进一步通过人体在无损伤情况下进行试验获得这些参数的分布状态。在此基础上，运用蒙特卡洛模拟技术，在表达ACL受力的各参数分布范围内反复随机采样并计算ACL受力，当模拟得到的ACL受力满足损伤定义时则被视为一例损伤案例。因此ACL受力的生物力学参数与ACL损伤之间的因果关系通过蒙特卡洛模拟技术得以建立，该方法可以用于探究ACL损伤危险因素[18，27]。

因此本研究应用随机生物力学模型模拟的方法，比较篮球运动员在完成急停跳投动作中水平急停和垂直落地对ACL损伤危险因素的影响。本研究设立的研究假设是：（1）水平急停比垂直落地产生ACL损伤的危险性更大；（2）不同的落地形式造成男女篮球运动员ACL损伤的危险因素亦不同。本研究结果可以为篮球运动员在完成急停起跳落地动作时设计个性化的ACL损伤预防训练提供依据，有针对性地对篮球运动员2种落地动作给予反馈训练指导，以期使篮球运动员在提高运动能力或进行体育锻炼的同时降低ACL损伤危险性，达到理想的ACL损伤预防训练效果。

1 研究对象与方法

1.1 受试者

本研究受试者为51名训练年限在5年以上的篮球专项大学生。所有参加测试的受试者均无前交叉韧带损伤史，且在近6个月内无其他下肢损伤症状。本研究经由北京体育大学科学研究伦理委员会审批，所有受试者在进行试验前签署了知情同意书。

表1 受试者基本信息表Table1 The Basic Characteristics of Subjects

1.2 数据采集

测试前首先要求受试者进行充分的热身运动，然后更换测试统一紧身衣，并根据研究目的粘贴15个反光标志点[20]。测试动作规范为：每名受试者在离目标区域（测力台）前完成3～5步助跑，并在达到目标区域一步时，双足同时分别跳至2块测力台台面后急停，随后马上尽全力垂直向上起跳，双足同时落回测力台。每名受试者采集3次有效的测试动作。运用三维运动捕捉系统（Qualisys MCU500，瑞典）、测力台（Kistler 9281CA，瑞士）和表面肌电测试系统（Mega ME6000，芬兰）分别以200、1 000和2 040 Hz采集频率获取三维运动学、动力学和受试者优势侧半腱肌、股二头肌、腓肠肌内、外侧头的表面肌电信号，3套设备通过Qualisys运动捕捉系统触发进行同步采集[19]。

1.3 数据处理

通过体表标志点建立大腿和小腿三维坐标系，膝关节角度为这2个坐标系之间的欧拉角，正角为膝关节屈曲角、内收角和旋内角[17]。足的着地方式以地面反作用力点（COP）到踝关节中心的水平距离表示，正数表示着地点在踝关节后方（足跟着地）。膝关节三维力矩数据则运用逆动力学方法（MS3D 7.0版，MotionSoft，Inc，美国）获得。原始肌电数据经过带通平滑（20～400 Hz）和15 Hz低通滤波得到线性包络线（MoitonSoft 7.0，Inc，美国），并运用MVC进行标准化处理[27]，进而确定股后肌和腓肠肌表面肌电的分布特征及标准差。之后根据M.A.PFLUM等[28]得到的垂直落地起跳过程中的股后肌群和腓肠肌肌力变化结果，进而确定本研究中水平向后地面反作用力峰值时刻的股后肌群和腓肠肌收缩力的平均值，再结合肌电信号的均值和标准差估算相应肌肉收缩力的标准差[20，33]。

ACL瞬时最大受力出现在着地后水平向后地面反作用力第一峰值时刻[29]，因此本研究根据C.F.LIN等[27]建立的ACL受力的生物力学模型，以ACL受力为因变量，以水平向后地面反作用力、膝关节屈角、足的着地方式、小腿倾角、股后肌群和腓肠肌收缩力以及膝关节内收外展力矩和旋内旋外力矩为自变量，计算2种不同落地形式下这一特征时刻的ACL负荷。通过蒙特卡洛模拟技术在各自变量分布范围内随机模拟计算10万次动作的ACL受力，当男性和女性受试者ACL受力分别大于2 250 N和1 800 N[18，33]时记录为一次损伤，统计10万次模拟中ACL损伤次数。不同性别在不同落地形式情况下，这样的模拟分别进行10次。对比ACL损伤与无损伤情况下各自变量的差异，以期分析可能导致ACL损伤的危险因素。

1.4 数据分析

生物力学参数的分布情况由偏度、峰度以及Shapiro-Wilk检验进行确定。运用独立样本t-test对比损伤与无损伤试跳时各生物力学指标是否具有显著性差异。运用混合设计的双因素方差分析确定性别和2种落地形式对下肢生物力学特征的影响，性别是独立变量，落地形式为重复变量，应用SPSS 21.0软件进行统计分析，显著性标准定为一类误差概率不大于0.05。如性别和落地形式对下肢与ACL损伤相关的生物力学参数具有交互作用，则进行后续简单效应检验。如参数为正态分布状态，则运用独立样本t-test和配对样本t-test分别比较性别和落地形式间的差异；如参数属于伽马分布，则通过Mann-Whitney和Wilcoxon Singed Rank分别进行检验，由于性别和2种不同落地形式间各下肢生物力学参数存在相关关系，因此将显著性水平调整为0.025。

2 结果

2.1 自变量的分布情况

表2为分析得到篮球运动员下肢生物力学参数的分布检验结果。男篮球运动员完成水平急停时COP到踝水平距离、水平向后地面反力和地面反力残差属于伽马分布，而在垂直落地时刻膝关节屈角、股后肌和腓肠肌为伽马分布，其余指标均属于正态分布。

女篮运动员水平急停着地时刻COP到踝水平距离、股后肌肌力和地面反力残差为伽马分布，垂直落地时刻中水平向后地面反力和股后肌肌力属于伽马分布，其它参数均为正态分布（见表3）。

表2 男篮球运动员2种落地形式下独立自变量分布形式、分布检验及其统计量Table2 Types of Distributions，Normality Test and Statistics of Independent Variables for Male Basketball Players During Two Different Landing Styles

表3 女篮球运动员2种落地形式下独立自变量分布形式、分布检验及其统计量Table3 Types of Distributions，Normality Test and Statistics of Independent Variables for Female Basketball Players During Two Different Landing Styles

2.2 蒙特卡洛模拟ACL损伤情况

运用蒙特卡洛模拟技术得到男女篮球运动员10万次急停起跳中2种落地形式下ACL损伤情况。图1结果显示不论男女，水平急停ACL损伤率显著大于垂直落地，男为（86.4±8.1）次vs.（1.1±0.3）次，女为（1 042.6±33.6）次vs.（545.2±23.7）次。不论何种落地形式，女性ACL损伤率均高于男性（P＜0.001），其中男性垂直落地时ACL损伤可能性最小，女性水平急停落地时损伤危险性最大。

从模拟得到的受试者2种落地形式下损伤与无损伤试跳的下肢生物力学参数（见表4，5）可以看出，不论性别，2种落地形式下ACL损伤试跳均表现为膝关节屈角更小、小腿前倾更明显、地面反作用力更大、足跟着地以及大的髌韧带力、向前剪切力和膝关节伸展力矩。股后肌、腓肠肌肌力以及膝关节内翻力矩在ACL损伤与无损伤试跳间的差异与落地形式和性别有关。与无损伤试跳相比，水平急停时男篮运动员损伤试跳的膝关节内翻力矩较大，而女性则无显著性差异；同时仅女篮运动员ACL损伤试跳中膝关节内旋力矩较大、股后肌肌力大、腓肠肌肌力小。而在完成垂直落地时，男篮运动员表现出损伤试跳时膝关节内旋力矩更大，而女篮运动员这4个参数在损伤与无损伤试跳间均具有显著性差异。

图1 模拟10万次试跳得到的ACL损伤例数Figure1 Simulated ACL Injury Trials During 100 Thousand Jumps for both Gender

综合上述模拟结果可以得出篮球运动员在水平急停和垂直落地时大的矢状面和非矢状面负荷是ACL损伤的危险因素，而且矢状面负荷对ACL损伤的影响更突出。

2.3 落地形式和性别对ACL损伤危险因素的影响

双因素方差分析落地形式和性别对ACL损伤危险因素的影响发现，膝关节屈角（F[1，18]=503.7，P＜0.001）、小腿倾角（F[1，18]=44.9，P＜0.001）、向后（F[1，18]=100.3，P＜0.001）和垂直（F[1，18]=29.3，P＜0.001）地面反力、膝关节伸展（F[1，18]=67.5，P＜0.001）和内旋力矩（F[1，18]=12.3，P=0.003）、股后肌肌力（F[1，18]=13.8，P=0.002）、髌韧带力（F[1，18]=62.8，P＜0.001）、向前剪切力（F[1，18]=36.0，P＜0.001）和矢状面负荷（F[1，18]=63.1，P＜0.001）均具有显著性交互作用，而COP到踝关节的水平距离（F[1，18]=0.76，P=0.396）、膝内收力矩（F[1，18]=1.25，P=0.279）、腓肠肌肌力（F[1，18]=0.16，P=0.698）和非矢状面负荷（F[1，18]=2.69，P=0.119）无交互作用。

不论性别，篮球运动员水平急停比垂直落地均表现出小腿后倾、足跟着地、更小的垂直地面反力、更小的膝内旋力矩和更大的股后肌肌力荷。此外，男篮运动员水平急停时膝关节屈角和向前剪切力显著小于垂直落地；女篮运动员水平急停比垂直落地时具有更大的膝关节屈角、水平向后地面反力、膝伸展力矩、膝内收力矩、髌韧带力和向前剪切力以及更小的腓肠肌肌力（见图2）。

表4 模拟得到男篮运动员ACL损伤与无损伤试跳的下肢生物力学特征Table 4 Biomechanical Characteristics of Simulated Injury and Non-injury Trials of Male Basketball Players

表5 模拟得到女篮运动员ACL损伤与无损伤试跳的下肢生物力学特征Table5 Biomechanical Characteristics of Simulated Injury and Non-injury Trials of Female Basketball Players

图2 不同落地形式和性别对模拟得到的损伤测试跳参数的影响Figure 2 Effect of Different Landing Styles and Gender on Biomechanics of Simulated Injury Jumps

在水平急停落地形式中，除膝内收力矩外，其他指标在性别间均具有显著性差异。而在垂直落地时，COP到踝的水平距离、垂直地面反力、膝内收和内旋力矩以及腓肠肌肌力无性别差异，其余参数在性别间有显著差异。

整体来看，男篮运动员水平急停比垂直落地时的矢状面负荷显著大，而女篮在不同落地形式间矢状面负荷无显著性差异。同时，不论男女垂直落地比水平急停非矢状面更大。男篮运动员不论在水平急停还是垂直落地时刻矢状面和非矢状面负荷均显著大于女性。

3 讨论

3.1 不同落地形式对ACL损伤危险因素的影响

本研究的结果支持第1个研究假设：不论性别，篮球运动员在完成急停起跳动作时，2种落地形式对ACL损伤危险性及危险因素有影响，水平急停比垂直落地着地时刻ACL损伤的危险性更大。

本研究要求受试者在完成急停起跳动作时，模拟其在篮球训练或比赛中进行跳投或抓篮板球时的情境，并告知受试者以其最大的助跑速度来完成测试动作。这种要求受试者根据其舒适的并尽全力地进行助跑完成测试动作，与以往文献一致[16-17，29-30]，而且相比设定统一的助跑速度该试验设计能够更接近实际训练或比赛情况，同时还能够体现个体运动能力的差异性以及避免教练的训练影响。比较损伤与无损伤水平急停和垂直落地均可以看出膝关节屈角越小，ACL损伤的可能性越大，该结果与研究者通过分析比赛视频得到的发生ACL损伤时，膝关节几乎处于完全伸展状态一致[9]。另外大量研究[23，31]通过试验测试或计算模拟的方法已经证实不论在体内还是体外，ACL负荷与膝关节屈曲角度之间具有相关关系，膝关节屈角越小，髌腱—胫骨纵轴夹角和ACL倾斜角越大，ACL负荷越大。另外，有研究[27]提出小腿前倾时膝关节中心在COP前方，产生一个膝关节外部屈曲力矩，因此需要增加膝关节内部伸展力矩，因此小腿前倾也是导致ACL损伤的危险因素之一。本研究模拟得到的损伤试跳中，水平急停时小腿后倾不明显，垂直落地时小腿明显前倾，而小腿前倾均会使得ACL负荷增加。同时模拟得到的篮球运动员在损伤试跳中COP距离踝关节更近（即足跟着地），而COP越靠前，产生的膝关节屈曲力矩越大和伸展力矩越小，因此使得水平急停着地时刻ACL负荷更大，该结果与以往前瞻性研究[32]和试验模拟结果[18-19，27]均一致。

此外，从动力学参数来看，更大的水平向后和垂直地面反力、髌韧带力、胫骨近端向前剪切力和膝关节伸展力矩均是篮球运动员急停起跳动作中2种不同落地形式下ACL损伤的危险因素。B.YU等[17]提出，水平向后地面反力越大，膝关节伸展力矩也越大，因此可以产生一个大的作用在胫骨近端的向前剪切力，进而增加了ACL受力。另外，虽然大的垂直地面反力也会使ACL负荷增加，但是还与足的着地方式和胫骨倾斜角有关[33]。而膝关节内翻和内旋力矩对不同落地形式ACL损伤的影响并不一致，男篮运动员在水平急停时损伤试跳具有更大的膝内翻力矩（P＜0.001），膝内旋力矩并无影响；但在垂直落地时大的膝内旋力矩可能会增加ACL损伤危险性（P=0.013）。以往有研究者提出当胫骨近端向前剪切力存在时，膝关节内翻力矩、内旋力矩才能产生显著增大的ACL负荷[34]。同时本研究也说明膝内翻和内旋力矩对ACL损伤危险性的影响与落地形式有关。

模拟结果还可以看出，股后肌和腓肠肌对男篮运动员在进行水平急停和垂直落地时ACL损伤均无影响，女篮运动员则相反。这些结果在一定程度上与以往文献是一致的[18，31，35]，股后肌和腓肠肌肌力对ACL损伤的影响可能是有限的。

综合下肢生物力学特征，水平急停和垂直落地时大矢状面和非矢状面负荷的综合作用使得ACL损伤危险性增大，而且非矢状面负荷显著低于矢状面负荷，这也在一定程度上支持以往研究者提出的矢状面负荷可能是ACL损伤的主要危险机制[17，33]。进一步，本研究通过运用蒙特卡洛模拟得到的水平急停落地形式ACL损伤率也显著高于垂直落地。该研究结果与N.A.BATES等[21-22]得到的女性篮球运动员在完成跳箱（31 cm）落地动作中2种落地形式对ACL损伤危险性的影响不一致。其可能原因是本研究采用的是助跑急停起跳，然后再次垂直起跳落地，而N.A.BATES等人则采用的是从跳箱上2次垂直落地动作。这也提示我们在以后的研究中，可以进一步分析急停起跳和跳箱落地不同着地形式的差异，以便更全面地了解不同落地形式对ACL损伤危险性和危险因素的影响。

3.2 性别对不同落地形式ACL损伤危险因素的影响

本研究结果支持假设二，本研究发现男女篮球运动员在不同落地形式下ACL损伤的危险因素具有差异。

本研究中模拟得到的不论男女篮球运动员水平急停比垂直落地更倾向于足跟着地，这种着地形式可能使水平急停比垂直落地ACL损伤危险性更大。此外，垂直落地比水平急停小腿前倾明显、垂直地面反力大以及膝内旋力矩大，而这些特征则是垂直落地时ACL负荷增加的主要危险因素。

另外，男篮运动员水平急停落地时刻膝关节屈角显著小于垂直落地，而女篮运动员则相反，其垂直落地时膝关节角度更小。不难看出，膝关节屈角对不同落地形式ACL损伤危险因素的影响与性别有关。研究还显示水平急停时向后地面反力大于垂直落地，女篮运动员尤为突出，而垂直地面反力则相反，这也说明水平急停落地形式属于水平制动急停，因此在水平方向获得的地面反作用力更为明显，而垂直落地形式为垂直起跳落地，因此更容易获得更大的垂直地面反作用力，而大的地面反作用力会使ACL负荷增大[17，33]。此外，男篮运动员水平急停和垂直落地形式间膝伸展力矩、内翻力矩、髌韧带力和腓肠肌肌力均无显著性影响，但是女篮水平急停时膝伸展力矩较大、内翻力矩较大、髌韧带力大，这从另一个角度也说明女篮运动员不同落地形式间ACL损伤的危险因素更可能复杂。

另外，在完成同一落地动作时，性别间也表现出显著性差异。完成水平急停着地时，比男性相比，女篮运动员表现出小腿向后倾斜角小[20，33]的运动学特征以及水平向后和垂直地面反力、膝伸展力矩、髌韧带力和向前剪切力大的动力学特征，这些因素均有助于使女性膝关节ACL受力更大。与女性相比，男性则由于落地时膝关节趋于垂直、足跟着地的形式也容易造成其ACL负荷较大。但在进行垂直落地时，男篮比女篮运动员小腿前倾角度更大、水平向后地面反力大、膝伸展力矩大、髌韧带力、向前剪切力更大，这些因素均会使膝关节矢状面和非矢状面负荷增大，而女篮运动员仅仅表现出使ACL受力增大的危险因素为更小的膝关节屈角。但由于模拟ACL损伤的极限负荷为男性2 250 N，女性为1 800 N[18，33]，因此最终模拟结果仍然显示女性ACL损伤率大于男性，特别是在水平急停落地形式。

综合下肢生物力学特征，男篮水平急停的矢状面负荷显著大于垂直落地，而女篮无显著性差异，同时主要由膝内外翻和内外旋力矩产生的非矢状面负荷则表现出垂直落地更大，可以看出水平急停时矢状面负荷的影响更为突出，而垂直落地时的非矢状面负荷贡献可能更大。此外，本研究中女男ACL损伤比率较以往文献中提出的比率大[5]。可能原因一方面是本研究仅仅分析了引起篮球运动员ACL损伤的其中一个高发动作—急停起跳，而在急停变向跑、急停转体等动作中也可能发生ACL损伤，因此该比例不能完全涵盖篮球运动员ACL损伤的整体情况。另外一方面原因是本研究是通过随机生物力学模型模拟10万次试跳计算得到的ACL损伤率，而这与流行病学提出的运动暴露损伤率有所区别。

总之，本研究结果提示研究者在分析篮球运动员ACL损伤危险性时，应考虑不同落地形式、不同损伤率计算方法等对ACL损伤的影响，以便更全面地对篮球运动员ACL损伤危险机制加以了解，并为损伤预防训练方案提供针对性的指导意见。

4 结论

（1）篮球运动员在完成急停起跳落地动作时，水平急停比垂直落地着地时刻更容易引起ACL损伤。（2）女篮运动员在急停起跳落地的2种不同落地形式下ACL损伤危险性均大于男性，在水平急停时更为明显。（3）男篮球运动员水平急停时膝关节屈角小、足跟着地等造成的矢状面负荷是其ACL损伤的主要因素。（4）男篮球运动员垂直落地时小腿前倾、地面反作用力较大，以及非矢状面负荷是造成其ACL损伤风险增加的原因。（5）女篮球运动员水平急停落地时刻ACL损伤的危险因素是足跟着地、大的水平向后地面反力和膝伸展力矩。（6）女篮运动员垂直落地动作中膝关节屈角小、小腿前倾、大的垂直地面反力、膝内旋力矩是其ACL损伤的主要危险因素，非矢状面负荷的影响也较突出。

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Effect of Different Landing Styles to ACL Injury Risk and Risk Factors for Basketball Player with Stochastic Biomechanical Modeling Method

ZHANG Meizhen1，LIU Delin1，SUN Wenwen1，YANG Zhenyu1，LIU Hui2
（1.School of PE，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China；2.Beijing Sport University，Beijing 100084，China）

Objective：To estimate the influences of level stop-jump and vetical take-off landings on Anterior Cruciate Ligment（ACL）injury risk and risk fac⁃tors for basketball players with stochastic biomechanical modeling method.Method：The kinematic，kinetic and EMG data for 51 basketball players during stop-jump task were collected and analyzed.The ACL injury rate and biomechanical risk factors were obtained by Monte Carlo Simulation.Mixed designed two-way ANOVA was used to determine the effect of landing styles and gender on simulated ACL injury trials.Results：The landing styles and gender could ef⁃fect the risk factors of ACL injury.Knee flexion angle（F[1，18]=503.7，P＜0.001），tibial tilting angle（F[1，18]=44.9，P＜0.001），posterior（F[1，18]=100.3，P＜0.001）and vertical ground reaction force（F[1，18]=29.3，P＜0.001），knee extension moment（F[1，18]=67.5，P＜0.001），knee internal rotation moment（F[1，18]=12.3，P=0.003），hamstring EMG（F[1，18]=13.8，P=0.002），patellar tendon force（F[1，18]=62.8，P＜0.001），proximal tibial anterior shear force（F[1，18]=36.0，P＜0.001）and sagittal loading（F[1，18]=63.1，P＜0.001）had significant interaction between landing styles and gender.Conclusions：The basketball players would be more likely to have ACL injuries in level stop-jump than vertical take-off landing，and ACL injury risk for male basketball players during vertical take-off landing could be con⁃sidered as minimal.Female basketball players were more prone to have ACL injuries compared to males，especially during level stop-jump tasks.The ACL in⁃jury factors would be affected by gender and different landing style at stop-jump task.

Anterior Cruciate Ligament injury；stochastic biomechanical modeling；level stop-jump；vertical take-off landing；risk factors

G 804.6

A

1005-0000（2017）03-245-07

2017-03-20；录用日期：2017-03-21

国家自然科学基金项目（项目编号：30870600）；山西省高等学校哲学社会科学基金一般项目（项目编号：2014223）；太原理工大学人文社科校基金（项目编号：2015RS020）

张美珍（1983-），女，山西吕梁人，在站博士后，副教授，研究方向为运动生物力学。

1.太原理工大学体育学院，山西太原030024；2.北京体育大学，北京100084。

10.13297/j.cnki.issn1005-0000.2017.03.011