不同性别着地时下肢运动学特征的研究进展

张科

摘  要：男女性在体型、力提高率、动态爆发力、上肢力量、骨盆倾斜度、Q角等生物力学因素均存在差异。有些研究显示，性别之间的下肢运动学特征在着地时没有显著性差异，但更多的实验研究结果显示，性别之间下肢运动学特征在着地时具有显著性差异，具体来说，女性在着地和单腿下蹲时膝外翻和大腿内收内旋较多，而髋和膝屈曲较少，躯干更直立，对能量吸收贡献的分析显示，膝关节是男性和女性的主要缓震器，而踝关节跖屈肌是女性吸收能量的第二大缓震器，而髋关节伸肌是男性吸收能量的第二大缓震器。由于女性的能量吸收策略，她们在着地过程中更容易发生前交叉韧带损伤。在跑步和单腿着地时，女性也比男性表现出更大的大腿内旋和膝关节外翻，女性前交叉韧带（ACL）损伤率高于男性，髌股疼痛（PFP）综合征率高于男性。

关键词：性别  下肢  运动学  髋膝踝  着地

中图分类号：G80-05                              文献标识码：A                        文章编号：2095-2813（2020）03（a）-0010-02

1  性别之间着地时下肢运动学特征没有显著性差异

Habu等人（2004）进行了一项关于疲劳对着地模式影响的研究显示，在疲劳状态和性别之间髋关节屈曲角度没有统计学差异。Pollard等人（2004）在一项对大学足球运动员的研究中也没有发现性别间膝关节外展的显著差异。Nelson Cortes、James Onate等人（2007）研究下肢运动模式在不同的脚落地位置方面（自选，前脚掌，后脚跟）时，从一个30cm高的跳箱双脚落地。分别采用重复测量法ANOVAs分析不同的运动变量（膝关节屈曲、髋关节屈曲、膝关节外翻和踝关节屈曲），时间框架：初始地面接触、垂直地面反作用力峰值、最大膝关节屈曲。研究结果显示，在每个运动变量（髋关节屈曲、膝关节屈曲、膝关节外翻和踝关节屈曲）上，两性之间没有显著差异（初始接触、最大膝关节屈曲、最大垂直地面反作用力）。Cowling、Steele（2001）报告，他们没有发现男性和女性参与者在着地上有任何显著差异。

没有显著性差异的原因在Nelson Cortes、James Onate等人（2007）的研究解释为，对于正常的着地模式来说较为简单，但是当使用后脚技术时，有很高的需求，而这些差异对于两性来说都是相似的，当从箱上落下来时，后脚着地技术的协调要求可能限制了性别差异。未来的研究应该着眼于比较不同跳跃着地任务之间的不同，而不是从一个箱子上。在前足着地技术的最初脚接触地面时，膝关节屈曲角的发现可能是由于姿势控制的需要。参与者需要重心后移，保持髋关节和膝关节屈曲的姿势控制。

2  性别之间着地时下肢运动学特征有显著性差异

Cowling与Steele（2001）理论化认为，在动态活动中，不良的着地技术与ACL损伤有关，如果采用适当的着地技术以减小受力，下肢受伤的风险可以最小化。在一项关于着地技术的性别比较研究中，Decker（2003）认为，在开始接触地面时，男性的膝关节屈曲和踝关节背屈比女性更大。这意味着女性在地面接触时处于更加直立的位置。Lephart（2002）研究了下肢运动学在单腿着地和前跳着地2种着地任务中的性别差异，发现女性在与地面接触后会比男性更加直立。

也有研究显示，男性的膝关节屈曲角度往往比女性大（Malinzak，et al，2001;Decker，et al，2003;Salci，et al，2004）。Lephart（2002）发现女性运动员的膝关节角位移明显少于男性运动员。也有研究记录了不同性别在自重运动中下肢多平面运动的差异。具体来说，女性在着地和单腿下蹲时膝外翻和大腿内收较多，而臀部和膝屈曲较少。在跑步和单腿着地时，女性也比男性表现出更大的大腿内旋和膝外翻。有研究显示，女性前交叉韧带（ACL）损伤率高于男性，髌股疼痛（PFP）综合征率高于男性。

Decker等人（2003）评估了12名男性和9名女性进行60cm落地的下肢关节运动学特征显示，女性显示出更直立的着地姿势，具有更大的髋关节和踝关节的运动范围和关节角速度。落地缓冲分析显示，膝关节是男性和女性的主要缓震器，而踝关节跖屈肌是女性吸收能量的第二大缓震器，而髋关节伸肌是男性吸收能量的第二大缓震器。女性可以选择以更直立的姿势着地，以最大限度地从最接近地面的关节吸收能量。由于女性的缓冲策略，她们在着地过程中更容易发生前交叉韧带损伤。生物力学和神经肌肉变量在着地过程中不同性别之间存在差异。在受到落地冲击后，男性的膝关节屈曲幅度更大。减小冲击力，减少施加在关节上的载荷。女性膝关节控制屈曲的缺失可能与较弱的四头肌和腘绳肌力量有关。

单腿下蹲时躯干、骨盆和下肢运动的性别差异研究中，Scott M.Lephart（2002）研究在单腿蹲时，采用motion运动捕捉系统，分析在3个运动平面中躯干、骨盆和下肢多关节运动模式的性别差异。女性比男性的躯干弯曲的角度小，女性的躯干和骨盆向负重肢体的方向旋转得更多。女性的大腿内旋、内收和膝外翻也比男性大。女性和男性在单腿下蹲时使用了不同的动作模式，可能增加女性膝关节受伤的风险。

研究中，女性保持了比男性更直立的姿势，这可能是因为她们在离心阶段缺乏臀部伸肌力量来控制重心向前移动。因此，女性必须依靠四头肌。这一策略可能使ACL处于损伤的风险。在水平面上，女性的躯干向负重肢旋转的程度要比男性大得多。女性的躯干旋转与骨盆旋转的方向一致，而男性的盆骨向非负重肢体旋转。女性向负重肢体的旋转可能是髋关节外侧旋转肌肌力下降的结果，这是Leetun DT、Ireland ML、Willson JD、Ballantyne BT、Davis IM（2004）进行等长肌力测试和表面肌电测试时发现的。

在一项比较不同性别在坡度下楼梯过程中的下肢运动学研究中显示，在整个膝关节弯曲角度范围内，女性会比男性表现出更大的大腿内收和膝外翻。

对于没有训练背景的男性和女性，在最大力量上存在差异，女性最大力量占到男性最大力量比例的平均值：全身为64%，上肢56%，下肢为74%。男女在自身力量方面的差异可能是具有显著性差异的主要原因。

3  关于性别差异下肢生物力学研究的不足

（1）研究内容缺乏肌肉活动模式，可同時加入肌电测试。（2）实验中测试的样本数量较少，一般以小样本为主，结果偶然性太大，建议增加样本量。（3）大多数用来作为测试动作的训练，建议增加与专项相结合的动作。

参考文献

[1] Stojanovi? E，Risti? V，Mcmaster D T，et al.Effect of Plyometric Training on Vertical Jump Performance in Female Athletes：A Systematic Review and Meta-Analysis[J].Sports Medicine，2016，47（5）：1-12.

[2] Cortes N，Onate J，Abrantes J，et al.Effects of gender and foot-landing techniques on lower extremity kinematics during drop-jump landings[J].Journal of Applied Biomechanics，2007，23（4）：289-299.

[3] 孙彦秋.婴幼儿膝爬上下肢运动学特征分析[D].重庆大学，2018.