FIFA11+练习对高校足球运动员膝、踝关节感觉和动态平衡能力的影响

2020-05-20 08:34李传兵
湖北体育科技 2020年3期
关键词:动态平衡踝关节阈值

李 军,李传兵

(湖北师范大学 体育学院,湖北 黄石 435002)

足球是一项科学的运动,在促进参与者身心健康、改善体质、降低慢性病发病率的同时,还伴随着运动损伤的发生,如突破、拦截、踢铲及身体对抗。Kay等[1]对美国国家大学体育协会(NCAA)4年间发生3 183运动损伤案例进行研究,结果显示,足球运动损伤发生比例最高,其中男性足球运动损伤人数为1 094例,占总损伤的34.4%,女性足球运动损伤人数为236例,占总损伤的7.4%,而且60%~90%足球运动损伤主要位于下肢,尤其是膝、踝关节。因此,从医学角度上讲,为预防某一特定运动项目运动损伤机制,分析损伤类型、损伤部位及掌握预防损伤各种方法极为关键。

在21世纪初,F—MARC和美国圣莫妮卡运动医学研究基金会(SMSMF)以及挪威奥斯陆运动创伤研究中心(OSTRC)在大量文献研究基础上,结合FIFA11+练习项目特点,联合制定FIFA11+综合热身练习,简称FIFA11+练习,旨用于足球比赛前的热身活动及减少足球运动损伤和预防运动损伤的发生,并在国际足联(FIFA)成员国或者各协会中全面推广[2]。“FIFA11+”是国际足球联合会在原先“FIFA11”专门针对足球运动损伤预防练习的基础上,以F—MARC为主要研究团体对“FIFA11”进行一系列的调整修改,继而开发一套动态热身计划并更名为“FIFA11+”[3]。整个 FIFA11+练习分为 3 部分:第一部分为结合动态拉伸的基本跑步练习,预计时间8min;第二部分包括初级、中级、高级的渐进性练习,预计时间9min;第三部分为结合急停变向跑动练习,预计时间3min(具体练习示意图和指导视频可在 F—MARC网站:http//F—marc.com/11plus/home/)。根据FIFA11+练习能显著降低足球运动损伤的发生,截止2017年,全球有70多个国家以及各协会教练员接受FIFA11+练习的培训学习[4]。 目前,国内对 FIFA11+练习研究较少,且中国足协或各省足协在教练员培训中,尚未把FIFA11+练习加入到培训内容。因此,本研究欲探讨,FIFA11+练习对足球运动员膝、踝关节运动感觉及动态平衡的影响,旨长期通过FIFA11+练习能降低足球运动员膝、踝关节运动损伤发生及提高身体核心平衡能力,为在校园足球的普及和推广中应用FIFA11+练习作为预防运动损伤手段提供参考。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

从湖北师范大学足球专项班选30名学生作为研究对象,并将30名学生随机分成FIFA11+干预组(n=15)和对照组(n=15)。两组研究对象在训练年限、年龄、身高和体重上均无统计学意义(p>0.05,表1)。30名研究对象在FIFA11+干预前活动能力正常,且均无重大下肌损伤和疾病史。

表1 研究对象基本情况

1.2 研究方法

1.2.1 FIFA11+组干预方案

研究对象在FIFA11+练习之前,先对其进行FIFA11+理论讲解及技术动作的学习,要求掌握正确的FIFA11+练习的各项动作要领。然后,开始FIFA11+练习干预,干预周期为12周,且每周两次足球专项课都要求开展FIFA11+练习,用于训练前的热身活动,练习时间约20min,训练内容均有同一位老师监督与指导。

练习具体安排:根据FIFA11+的练习内容,总体主要包括3大部分,第一部分为结合动态拉伸的基本跑步练习,预计时间8min。练习顺序为:直线跑—髋外展跑—髋内收跑—位置交换跑—跑动凌空碰肩—快速前进后退移动跑。第二部分分为3个等级,分别为初级(核心稳定)、中级(下肌力量)、高级(神经肌肉控制)的渐进性练习,预计时间9min。初级练习顺序为:正身撑—侧身撑—跪地前倾—单脚持球—下蹲脚尖练习—垂直跳跃训练;中级练习顺序为:正身撑提腿—侧身撑提降髋—跪地前倾—单脚站立相互抛球—弓步压腿—侧跳练习;高级练习顺序为:正身撑提腿并保持—侧身撑单腿提升—跪地前倾—单脚相互推搡—单脚蹲—方形跳跃。第三部分为结合急停变向跑动练习,预计时间3min。练习顺序为:冲刺跑—后蹬跑—跑步急停变向(表2)。

1.2.2 对照组干预方案

表2 FIFA11+练习内容

对照组每周2次足球专项课都以日常热身活动进行,热身活动预计20min。热身活动训练内容;1)热身跑,预计4min;2)足球操,预计 5min;3)拉伸,预计 7min;4)冲刺跑、碎步跑,预计4min。

1.3 实验测试

1.3.1 踝关节运动感觉测试

采用踝关节运动感觉测量仪对足球运动员的左踝、右踝进行测试。测试时,要求研究对象保持踝关节、膝关节和髋关节成90°,并且脚掌平放在可围绕0.4°/s转动的踏板上,用绳索把大腿吊起,测试人员按下开关,踏板会向某一个方向随机转动,引起受试对象踝关节的外展、内收、背屈及趾屈。当受试对象脚被旋转踏板转动并感觉到运动方向时,立刻按下按钮,使旋转踏板停止,这时仪器会显示出受试对象运动感觉转过的角度,即为踝关节运动感觉阈值。并记录外展、内收、背屈及趾屈各3次有效的运动感觉阈值。

1.3.2 膝关节运动感觉测试

采用膝关节运动感觉测量仪对足球运动员左膝屈、伸和右膝屈、伸测试。测试时,要求受试对象的腘窝在座椅上方5cm处,两脚掌平行放在可围绕0.4°/s角速度转动的踏板上,用绳索把大腿吊起,测试人员启动仪器,转动踏板会随机向一个方向转动,使受试对象的膝盖伸展或者弯曲。一旦受试对象感觉到膝关节产生运动或运动方向时,测试人员按停止健,使转动踏板停止转动,这时测试仪器会显示主体在相应的时间点出现转动点的轨迹。记录3次膝关节伸展和弯曲的有效阈值。

在正式对膝、踝关节测试前,教师告知研究对象测试仪器的工作原理及测试方法,并要求熟悉测试的流程及注意事项;为了减少测试时出现的误差,研究对象必须带上耳机和蒙住眼睛,以消除听觉和视觉带来的干扰。

1.3.3 动态平衡能力测试

采用德国Balance-check平衡仪器对研究对象进行动态平衡能力测试,测试仪器是由上下两个踏板组成,可进行相应距离前后左右移动,中间是一个直径和高度均为10cm不可压缩圆柱泡沫相连接构成。测试时,测试模式选择动态平衡灵敏度最好,难度为10-hard,要求受试对象睁眼两足站立,两足站于测试平台踏板相应的脚印位置。在测试过程中,人体可根据屏幕中心球的移动来调节下肢力量及控制身体重心来维持动态平衡,测试坚持时间30s。动态平衡能力评价指标:平衡得分(Score)、平均旋转角速度(Rot.Speed)、最大旋转角速度(Max Rot.Speed)和平衡等级(Grade)4个指标,其中,平衡得分指标值越大,剩下3个评价指标值越小,表示动态平衡能力越好。

为减少测试产生误差;1)上测试平台踏板前,所有研究对象应拖鞋穿袜上测试平台,并在正式测试前,先对动态平衡灵敏度及难度适应性练习;2)每项生理指标均进行3次测试,每次测试间歇1min;3)等速肌力和动态平衡数据均以最好的数据作为最终实验数据,本体感觉数据则以3次测试的平均值作为最终实验数据。

1.4 统计学分析

测试数据使用Excel2010和SPSS23.0统计软件整理,所得结果均以平均值±标准差(M±SD)表示。数据处理前,均进行正态分布检验,且结果服从正态分布及方差齐同为前提,在干预前、干预后同一个时期组间数据对比采用独立样本t检验,同组内训练前、后比较采用配对样本t进行检验分析。以p<0.05为具有显著性差异,p<0.01为具有非常显著性差异。

2 结果

2.1 实验前后受试对象踝关节运动感觉的变化

表3,在干预前,FIFA11+干预组和对照组左、右踝关节的外展、内收、背屈和趾屈各关节在运动方向感觉阈值均无显著性差异(p>0.05),经过12周FIFA11+干预后,干预组左踝关节外展(对照组为 1.96±0.78,干预组为0.95±0.31)及右踝关节外展(对照组为 2.14±0.82,干预组为 0.97±0.42)与对照组均产生非常显著性差异(p<0.01)。为了减少误差,干预组和对照组在干预前后左、右踝关节运动感觉阈值数据结果进行重复测量方差分析,在干预因素上,发现左踝屈、伸和右踝屈、伸的表现出显著性差异,因此分别对干预前和干预后两个组别进行不同的考察。

2.2 实验前后受试对象膝关节运动感觉的变化

表3 FIFA11+干预组和对照组踝关节运动感觉阈值对比统计表

比较左、右膝关节各运动感觉阈值,在干预前后的干预组和对照组数据测试中,采用重复测量方差分析。由表4,研究对象左膝伸、屈,右膝伸、屈在干预因素上表现出显著性差异,因此分别对干预前、后两个组别进行不同的考察。结果表明;在干预前,FIFA11+干预组和对照组的左膝伸、屈,右膝伸、屈各关节感觉阈值均无显著性差异(p>0.05),经过 12周FIFA11+干预后,对照组右膝伸感觉阈值为1.38±0.72,FIFA11+干预组的右膝伸运动感觉阈值为0.89±0.38,可知FIFA11+干预组显著小于对照组 (p<0.05),FIFA11+干预组的左膝伸 (对照组为1.17±0.62,干预组为 0.64±0.36)和右膝屈(对照组为 1.04±0.40,干预组为0.56±0.28)的运动感觉阈值均显著小于对照组(p<0.01)。

表4 FIFA11+干预组和对照组膝关节运动感觉阈值对比统计表

2.3 实验前后受试对象动态平衡能力的变化

由表5,干预前,两组研究对象在组间对比方面,各动态平衡指标值均无显著性差异 (p>0.05)。在干预后的试验组Rot.Speed、Max Rot.Speed及Grade的指标值都显著低于对照组,有显著性差异(p<0.05);在实验组中发现多数动态平衡指标值间具有非常显著想差异(p<0.01);而对照组在干预后,Score和Max Rot.Speed的指标值与干预前的指标值在值间具有显著性差异(p<0.05)。

表5 FIFA11+干预组和对照组动态平衡能力对比统计表

3 讨论

FIFA11+练习通过增强平衡、核心稳定、机体的跑动从而改善肌肉的功能及核心素质,提高身体协调稳定性和预防足球运动损伤[5]。另外,FIFA11+功效的发挥是建立在较高的依从性之上的,如果训练的依从性低,会直接影响到FIFA11+练习的效果[6]。 Owoeye 等[7]选取英超联赛的 20 支球队共 416 名青年男性足球运动员,分为“FIFA11+”干预组(10个队,212名运动员)和对照组(10个队,204名运动员),并追踪2组运动员6个月的运动损伤发生率、损伤类型、损伤原因等,结果发现实验期间共发生130例损伤,其中“FIFA11+”干预组36例,对照组94例。本研究也得出相似结果,FIFA11+练习有效减少膝、踝关节相关损伤,可应用于足球训练、足球比赛前热身训练活动;FIFA11+练习可以显著性提高足球运动员膝、踝关节运动感觉,降低足球训练损伤率、下肢损伤发生率、严重损伤发生率等,进而改善动态平衡能力。

3.1 FIFA 11+练习对踝关节感觉的影响

踝关节的骨骼解剖由腓骨远端和外踝所组成,胫骨远端的尖端是内踝。外侧韧带;三角韧带;胫骨骨间连接是踝关节稳定的韧带辅助。距腓前韧带(ATFL)是踝关节最容易受伤的韧带,其次是ATFL与跟腓韧带(CFL)的混合撕裂。踝关节是人体运动的重要关节,在竞技体育中,踝关节状态影响运动员的水平,通过FIFA11+训练,可提高个体肌肉运动能力,从而改善足球运动员踝关节的功能[8]。踝关节的扭伤多发成在踝内翻或者趾屈内翻,其中,外翻肌不仅能够限制踝关节的过度外翻,还能避免踝关节内翻损伤的发生,它与踝关节周围肌群对踝关节的准确性运动动态稳定性方面起到重要的作用。经FIFA11+干预后,干预组踝关节感觉阈值明显小于其他组别,表明踝关节本体感觉对各种专项运动技术动作能够做出更加准确的判断,从而减少专项运动带来的损伤。

FIFA11+练习包括平板支撑、侧身支撑、下蹲训练等,这些练习项目可以很好的促进踝关节周围肌力的发展及改善肌肉的协调性,进而提高肌肉产生肌力的速率。踝关节的爆发力对快速的踢球动作和落地动作的快速缓冲动作具有重要的作用,同时,对足球运动损伤的预防发挥着关键的作用。

3.2 FIFA 11+练习对膝关节感觉的影响

膝关节是由髌股关节和胫股关节两个独立关节组成,膝关节常见损伤韧带是:内侧副韧带(MCL)、外侧副韧带(LCL)、后交叉韧带(PCL)、前交叉韧带(ACL),其中MCL撕裂是膝关节最容易损伤的韧带,其次是ACL损伤,还可能伴随内侧半月板受损。Daneshjoo等[9]对不同组男性足球运动员进行两个月的HarmoKnee练习和FIFA11+练习,通过混合多元方差分析运动干预前、后和不同组间的膝关节位置的差异发现,FIFA11+练习能显著提高男性足球运动员膝关节的本体感觉。尽管与本研究的研究对象及测试膝关节位置不同,但也侧面说明FIFA11+练习的可行性和有效性以及本次研究的准确性。膝关节稳定性与FIFA11+练习内容有关,如折线变向跑和羚羊跳会增强下肢力量,提高运动员肢体稳定性和协调性,避免高强度对抗运动中发生意外损伤。此外,FIFA11+练习还可以显著提高练习者的核心体温,对运动时血液重新分配,引起机体氧供应增加以及肌肉弹性和神经元活动增加,进而提高FIFA11+练习的肌肉效率[10]。研究结果表明,经过 12 周 FIFA11+干预后,研究对象膝关节感觉阈值明显小于对照组,有利于足球运动员在运动中本体感受器对技术动作要领监控,从而做出更加准确的判断。此外,FIFA11+练习对膝关节股四头肌和腘绳肌肌力改善有明显作用。因此,FIFA11+练习可有效改善足球运动员下肢关节本体感受器的准确性,对于降低运动所带来的损伤及预防运动损伤具有重大意义。

3.3 FIFA 11+练习对动态平衡能力的影响

动态平衡指人体受到外、内力影响时,躯干在不稳定条件下保持平衡稳定的能力,FIFA11+最大特点是加入核心稳定性的练习(跑动凌空碰肩、单腿站立持球相互测试、方形跳跃等)及增强式训练(练习的第二部分),让人体在稳定—不稳定条件下进行抵抗训练,驱动躯干肌肉之间协调募集,促使核心肌群活动提高及神经肌肉适应,从而有效刺激中枢对肌肉的控制,提高动态平衡能力以保持躯干的稳定性。此外,增强式训练可改善下肌感觉,对形成神经控制和肌肉控制系统有着至关重要作用。 Ayala 等[11]通过 4 周 FIFA11+练习(每周 3 次,每次20min)干预前后Y型动态平衡数值的变化,发现FIFA11+练习能显著改善足球运动员的动态平衡能力。与此同时,Kerman等[12]也发现,FIFA11+不仅能显著改善足球运动员的动态平衡功能,且改善效果优于传统准备活动。本研究也得到类似的结果,12周FIFA11+练习能显著改善运动员的动态平衡能力,且FIFA11+练习效果优于日常热身训练活动,长期FIFA11+练习,有效改善机体动态平衡能力,保持躯干核心稳定性。

4 结论与展望

本研究通过对高校足球运动员进行为期12周,每周2次FIFA11+练习热身活动和日常热身训练活动干预,分析FIFA11+练习方法对足球运动员膝、踝关节运动感觉阈值和动态平衡能力的影响,研究结果发现:1)FIFA11+练习不仅改善足球运动员膝、踝关节运动感觉,还能提高运动员的膝、踝关节的本体感受器对技术动作做出更加准确的判断,减少运动损伤的发生;2)FIFA11+练习改善了足球运动员动态平衡能力,有助于预防和降低运动损伤风险。因此,应加强国内足球教练员对FIFA11+练习的培训以及积极推广FIFA11+练习在校园足球使用。同时,FIFA11+练习是否能够对篮球运动员的热身活动练习起到降低运动损伤及预防损伤值得我们进一步的深讨。

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