2 研究结果
2.1 纳入研究的基本特征
首先,采用标准化的流程和建立表格收集纳入文献的基本信息(表1):纳入文献的作者、发表年份、实验组与对照组样本量、性别比、年龄、实验周期、持续时间及频率、结局指标等信息进行处理。本文纳入20篇文献,中文文献5篇,英文文献15篇,共产生116组数据,纳入分析文献样本总量共计712人。研究对象均为足球参与人群,包括职业足球运动员、业余足球运动员及在正式足球俱乐部参训的儿童足球运动员。实验组的干预手段为FIFA 11+练习,对照组均为常规足球热身练习。实验组的训练周期集中在8-16周,每周2-4次,每次训练20-25分钟,各别实验有少许差异。
表1 纳入文献基本特征表(n=20)
2.2 Meta分析结果及发表偏倚评价
2.2.1 FIFA 11+练习对膝关节生物力学特征的作用
2.2.1.1 FIFA 11+对股四头肌等速肌力的作用
共5篇文献纳入分析,其中大部分文献对不同速度、优势腿和非优势腿都进行过研究,因此共产生24组数据,纳入样本量为199人,4篇文献对优势腿和非优势腿等速肌力分开讨论,1篇文献未进行具体划分。Meta分析结果显示,研究间存在中等异质性(I2=65.8%,P<0.1)。采用随机效应模型得到合并研究的总效应量及95%Cl为0.30[0.05,0.55],达到显著性差异水平(P=0.019,图3)。
为探索异质性的来源,进一步考察各因素对股四头肌等速肌力的影响,分别进行敏感性分析、亚组分析。
1)剔除Reis的研究后,异质性明显下降(I2=48.1%,P=0.192)。且剔除该研究后,合并效应量有增加(剔除该研究后合并效应量及95%Cl为0.48[0.26,0.71]),且具有非常显著的统计学意义(P=0.000)。进一步分析发现该研究的的实验干预方案、干预持续时间、频率与他人研究无明显差别,通过仔细阅读发现,Reis实验时组间基线值差距较大,造成Meta分析结果的异质性较大,因此剔除该研究进行异质性分析。
2)剔除Reis的研究后,对是否为优势腿进行亚组分析,结果显示(表2),是否为优势腿都具有统计学差异,且异质性较高,因此是否为优势腿不是异质性的来源。3)对不同角速度下股四头肌的等速肌力进行亚组分析,得到当角速度为60°/s、180°/s、300°/s时,具有统计学差异(P<0.05)。角速度为120°/s时,不具有统计学差异(P>0.05),且异质性较高(I2=41.3%,P=0.192),因此不同角速度下股四头肌等速肌力是异质性的来源。
图3 股四头肌等速肌力森林图
表2 股四头肌等速肌力亚组分析
2.2.1.2 FIFA 11+对腘绳肌等速肌力的作用
共5篇文献纳入分析,共产生24组数据,纳入样本量为199人。Meta分析结果显示,研究间存在高度异质性(I2=72.6%,P<0.1)。采用随机效应模型得到合并研究的总效应量及95%Cl为0.61[0.33,0.90],达到非常显著性的统计学意义(P<0.01,图4)。
为讨论异质性的来源,对优势腿和非优势腿、不同角速度下腘绳肌等速肌力进行亚组分析(表3)。
1)优势腿和非优势腿都具有中高度异质性,且都具有统计学差异(P<0.05),因此是否为优势腿不是腘绳肌等速肌力异质性的来源。2)角速度为60°/s、180°/s、240°/s时,都具有较大的异质性(I2>70%),角速度为300°/s和120°/s时异质性明显降低(I2<40%);且角速度为60°/s、180°/s、300°/s时具有显著统计学差异(P<0.05),角速度为120°/s、240°/s时,不具有统计学差异(P>0.05)。因此不同角速度下腘绳肌的等速肌力是异质性的主要来源。
图4 腘绳肌等速肌力森林图
表3 腘绳肌等速肌力亚组分析表
2.2.1.3 FIFA 11+练习对膝关节稳定性的作用
共5篇文献纳入,产生22组数据,纳入样本量为158人。Meta分析结果显示,研究间的异质性(I2=5.2%,P>0.1)可忽略,采用固定效应模型得到合并研究的总效应量及95%Cl为0.32[0.17,0.47],具有非常显著的统计学意义(P=0.000,图5)。H:Q在各角速度下都不具有异质性,H:Q在240°/s和300°/s的情况下无统计学差异(P>0.05),当角速度为60°/s和180°/s时有统计学差异(P<0.05)。
2.2.2 FIFA 11+练习对足球专项素质的作用
2.2.2.1 FIFA 11+练习对动态平衡能力的作用
共11篇文献纳入,产生16组数据,纳入样本量为470人。Meta分析结果显示,研究间不具有异质性(I2=41.5%,P<0.1),采用固定效应模型得到合并研究的总效应量及95%Cl为0.48[0.33,0.63],具有非常显著的统计学意义(P=0.000,图6)。
图5 FIFA 11+对膝关节稳定性作用的森林图
图6 FIFA 11+对动态平衡能力作用的森林图
2.2.2.2 FIFA 11+练习对短距冲刺能力的作用
共6篇文献纳入,产生8组数据,纳入样本量为324人。Meta分析结果显示,研究间具有高度异质性(I2=89.1%,P<0.1),因此采用随机效应模型得到合并研究的总效应量及95%Cl为-0.67[-1.43,0.09],FIFA 11+练习对短距冲刺能力不具有统计学差异(P=0.082),因此FIFA 11+练习对短距冲刺能力没有显著作用。
图7 FIFA 11+对短距冲刺能力作用的森林图
图8 FIFA 11+对敏捷性作用的森林图
2.2.2.3 FIFA 11+练习对敏捷性的作用
共7篇文献纳入,产生9组数据,纳入样本量为367人。Meta分析结果显示,研究间具有中度异质性(I2=65.1%,P<0.1),因此采用随机效应模型得到合并研究的总效应量及95%Cl为-0.40[-0.75,-0.06],FIFA 11+练习对敏捷性的影响有统计学差异(P=0.000,图8)。
为探索异质性的来源,进一步考察各因素对对敏捷性的影响,进行亚组分析(表4)。得出:不同人群是FIFA 11+练习对敏捷性产生不同效果的原因。
表4 敏捷性亚组分析表
2.2.2.4 FIFA 11+练习对弹跳能力的作用
共9篇文献纳入,产生15组数据,纳入样本量为412人。Meta分析结果显示,研究间不具有异质性(I2=36.5%,P<0.1),因此采用固定效应模型得到合并研究的总效应量及95%Cl为0.33[0.19,0.48],FIFA 11+对弹跳能力有非常显著的统计学意义(P=0.000,图9)。
2.2.3 发表偏倚检验
图11为所有指标数据合并制作的漏斗图(纳入文献10篇及以上)。由图10可见,动态平衡能力(egger检验:t=1.64,P>0.05)数据不存在发表偏倚。
图9 FIFA 11+对弹跳能力作用的森林图
图10 动态平衡能力漏斗图
3 讨论
3.1 FIFA 11+对足球运动员膝关节生物力学特征的影响
3.1.1 股四头肌等速肌力
Meta分析结果显示,FIFA 11+对股四头肌等速肌力有显著改善作用,角速度为60°/s、180°/s、300°/s时,股四头肌等速肌力的组间具有显著差异;角速度为120°/s时,组间没有统计学差异。诸多学者认为,慢速60°/s的角速度测试和快速180°/s、240°/s角速度的测试可分别用于评价运动员的绝对力量和爆发力,[23-26]本人推测,介于两种素质之间的120°/s角速度成绩水平可反映运动员负重爆发力,而更快的300°/s则用以测试极限速度力量。
其中,当角速度为60°/s、180°/s、300°/s时,贾蒙蒙[11]实验得出,FIFA 11+练习对双侧膝关节股四头肌角速度为60°/s、180°/s、300°/s时的等速肌力有显著意义。Reis[15]得出FIFA 11+练习对双侧角速度为60°/s的绝对肌力有显著提高作用(P<0.05)。Daneshjoo[12]得出300°/s时股四头肌优势腿的极限速度力量增加了27.7%;而徐金成、Impellizzeri[12,8,16]等人的结果则与之相对,通过实验发现FIFA 11+对于股四头肌在60°/s、180°/s时的等速肌力组间没有显著性差异(P>0.05)。当角速度为120°/s时,Daneshjoo[12]实验得出对120°/s时双侧腿股四头肌负重爆发力改善作用不显著。
造成实验结果差异的原因可能与运动员的竞技水平、年龄因素、以及训练设计有关。具体而言,在运动员竞技水平方面,Daneshjoo[12]实验结果显示FIFA 11+练习没有显著提高职业运动员60°/s、180°/s向心性股四头肌的肌力。Daneshjoo[12]同时测试了使用HarmoKnee练习时的等速肌力,分析显示HarmoKnee可显著增强股四头肌各角速度下的向心等速肌力,并提出可以在FIFA 11+练习中加入HarmoKnee练习中对向心性股四头肌肌力提高较大的练习(单腿练习、增强式训练、平衡训练)。
在运动员年龄差异方面,例如Parsons J[20]在对14岁以下的足球运动员进行FIFA 11+练习时,考虑到年轻运动员的安全因素,忽略了练习中的快速伸缩复合训练,包括针对肌肉力量和耐力练习(如前、侧平板支撑、下蹲、腘绳肌力量训练)。训练设计方面,Joanne[1]指出,FIFA 11+练习第二部分中的一些力量训练是根据运动员能力来逐渐增加强度,不同学者的训练设计也确实表现出了明显的差异。Joanne[1]在针对年龄更小(9-10岁)的女性球员,在整个训练过程的重点为保持柔韧的运动姿势、良好的膝盖对齐和缓冲落地上,因此在针对不同运动能力下的运动员其训练设计有些许差异。另外,FIFA 11+练习作用的发挥是建立在较高的依从性,也就是对训练计划的顺从性和执行力之上,如果依从性较低,会直接影响到练习效果[11,16]。因此,FIFA 11+练习对不同人群股四头肌绝对力量和爆发力的作用方面表现出较大的差异。
足球运动中快速改变方向、着陆过程中减速和控制膝盖弯曲的活动、跳跃动作,需要股四头肌力量的支撑。特别是临近足球比赛结束的时候,肌肉力量的增强可能会降低球员受伤几率[20,22,27]。FIFA 11+练习对膝关节肌力的影响与其练习动作密切相关,进一步强调如单腿站立、快速伸缩复合训练(如深蹲起)和平衡练习将增强股四头肌肌肉组织,提高股四头肌的力量。目前关于FIFA 11+练习对不同人群不同角速度下股四头肌等速肌力的研究仍然存在争议,但对于整体提高股四头肌等速肌力仍具有显著效果。
3.1.2 腘绳肌等速肌力
Meta分析结果显示,FIFA 11+练习对腘绳肌优势腿和非优势腿的等速肌力均有显著改善作用,不同角速度腘绳肌的等速肌力为异质性的来源。60°/s、180°/s、300°/s时腘绳肌等速肌力组间具有显著差异,FIFA 11+练习对角速度120°/s、240°/s时腘绳肌等速肌力效果不显著。
其中,当角速度为60°/s、180°/s、300°/s时,Daneshjoo、Reis[11,12,15]等人研究显示60°/s时腘绳肌两侧绝对力量显著增加,徐金成[8]表示60°/s时非优势侧绝对力量显著高于对照组,但优势侧未见显著差异,同时指出60°/s可被推荐用于青少年足球运动员的肌力评价;贾蒙蒙、Daneshjoo[11,12]的研究显示180°/s、300°/s时两侧腘绳肌等速肌力显著增加。F-MARC建议的最低练习频率,即每周2次,进行8周的短期训练,且应长期坚持,每周练习次数越多其损伤预防功效越能得到保障,因此也可能与练习时间刚好处于最佳练习的临界水平有关。Impellizzeri[16]未对是否为优势腿进行区分,显示60°/s、180°/s时腘绳肌等速肌力显著增加。当角速度为120°/s、240°/s时,Daneshjoo[12]和Reis[15]研究分别显示FIFA 11+练习对于提高120°/s和240°/s腘绳肌等速肌力作用均不明显(P>0.05)。
腘绳肌起着保护、支撑和稳定骨骼系统的作用,有学者指出,肌肉力量薄弱是下肢损伤的重要风险因素,在足球运动中腘绳肌的拉伤占全部伤害的12%~17%[11,28]。FIFA 11+练习中有专门针对腘绳肌力量训练的跪地前倾练习动作,从而增强了股后肌群的力量。相对于其他力量训练手段,第二部分的包括侧跳急停、跑步急停、跳深等快速伸缩复合训练提升腿部肌肉力量的练习,对机体最大力量的提升效果更加明显。
3.1.3 膝关节稳定性
Meta分析结果显示,FIFA 11+练习可显著提高足球运动员膝关节稳定性,且不具有异质性。在角速度为60°/s、180°/s时,组间具有显著差异,240°/s和300°/s时,组间不具有统计学差异。
膝关节的不稳定容易造成膝关节前交叉韧带撕裂,并发生反复损伤。[13]训练期间难度逐渐递增环节可持续发展足球运动员各方面身体素质,这些素质的变化可能带来一定的保护效应。Impellizzeri[16]通过研究发现每周3次持续9周的练习可以改善神经肌肉的控制,特别是稳定时间,并推测这可能是解释FIFA 11+练习可以预防足球损伤的一个关键因素。FIFA 11+练习中含有大量的膝关节缓冲动作练习(凌空、纵跳、方形跳、折线转向等),通过下降缓冲技术和瞬间屈膝动作,尤其是在双任务下对空间方向的预测、关注能力,并做出合理的生物力学调整,可以避免与其他物体和队员的意外接触,有助于练习身体稳定性和协调性,从而改善膝关节的稳定能力。
3.2 FIFA 11+对足球专项素质的影响
3.2.1 动态平衡能力
本研究显示,无论使用何种评价及测量方法,FIFA 11+练习对足球运动员的动态平衡能力有非常显著的改善作用。研究证实,科学的运动训练可以显著改善足球运动员的动态平衡能力,并能有效降低运动损伤的发生率。足球运动员在面对如推搡对手、滑铲、改变球的运动轨迹、快速移动等情况时,平衡起着关键作用。
FIFA 11+练习主要通过以下2个方面改善运动员的动态平衡能力:(1)FIFA 11+练习包括一般功能性训练和特定的动态运动组合动作,强调运动员反复对一系列肌肉紧张度加以控制和调节,以便逐渐形成神经肌肉的精确支配。[29](2)足球运动对抗性强,运动中的稳定几乎都发生在一瞬间,稳定与不稳定状态都处在频繁的交换中。在练习中制定故意破坏身体平衡的“干扰条件”,如练习中的相互推搡动作。FIFA 11+练习加入的核心稳定性练习,要求练习者在训练过程中必须不断调整身体姿势以保持平衡和稳定状态,加大了对核心肌群的负荷。[2]研究显示,[29-31]在非稳定条件下进行核心稳定性训练时,核心肌群肌电活动能力增加显著,激活更多的肢体肌肉,从而提高运动员的动态平衡能力。
3.2.2 短距冲刺能力
Meta分析结果显示,FIFA 11+练习对足球运动员短距冲刺能力没有显著效果。Juyoung[23]提出FIFA 11+练习可改善9-11岁女足运动员30m短距冲刺能力,对10m短距冲刺能力没有显著作用,因此实验测试距离不同可能是各实验结果差异的来源。Impellizzeri[16]、Steffen[32]调查了FIFA 11+练习干预9-10周后对成人球员的短距冲刺能力没有任何作用,并提出FIFA 11+中的训练强度低于达到改善短距冲刺能力的临界值。此外本研究的另一发现,Nawed[6]显示FIFA 11+练习对成人(20.63±2.11岁)业余男子足球运动员的短距冲刺能力有显著作用,究其原因可能与其训练时间相对较长(12周),使运动员股四头肌和腘绳肌肌力增强,从而提高了运动员的短距冲刺能力。
短距冲刺(小于20m)是足球运动员在比赛中最常见的动作,由于良好的再现性,特别是其反复出现在进球得分前,因此可能直接决定比赛结果,赛中短距冲刺能力对青少年同样重要。相关研究,例如,Rossler[17]、Ayala[18]、Pomares[5]等实验发现FIFA 11+练习可提高青少年、儿童球员短距冲刺能力,同时,Impellizzeri[16]、Kilding[33]推测FIFA 11+练习会改善青春期前运动员的短距冲刺能力。
FIFA 11+练习提高短距冲刺能力主要通过以下两个方面:(1)通过增强神经肌肉的兴奋性以达到最佳的生理状态,FIFA 11+练习可以显著提高练习者瞬时体温,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强,进而提高肌肉速率。(2)FIFA 11+第三部分高阶跑动练习,跑步训练(双腿交替跳、次最大速度直线跑),对改善短距冲刺能力有显著作用。因此,实验设计中样本量的大小、实验测试距离、某些练习动作的相似性、实验干预时间及年龄差异等可能导致Meta分析结果没有显著效果。
3.2.3 敏捷性
Mete分析结果显示,FIFA 11+练习对足球运动员敏捷性有提高作用。查阅相关文献,动态牵拉练习和前进后退移动练习可以提高机体敏捷性。[29]FIFA 11+第一部分结合动态牵拉的基本跑动和第三部分前进后退、频繁变向、急停急起的练习与敏捷性表现的动作模式相似,因此,Jonaae[1]、Rossler[17]、Ayala[18]、Pomares[5]表示FIFA 11+练习可提高青少年、儿童球员敏捷性。
与之相反的是,Impellizzeri[16]、Nawed[6]实验得出,FIFA 11+练习对改善成年男子业余足球运动员敏捷性没有显著效果,Jonaae[1]、Ayala[18]表明年龄因素可能是导致各研究间出现差异的主要原因,并认为FIFA 11+练习可显著改善青少年、儿童球员的敏捷性,但对改善成年球员的敏捷性无显著作用。因此,FIFA 11+练习对敏捷性产生不同效果的原因与年龄有关,但FIFA 11+练习仍然可以作为提高青少年儿童球员敏捷性的一种辅助手段。
3.2.4 弹跳能力
Meta分析结果显示,FIFA 11+练习对改善足球运动员弹跳能力有显著作用,且不具有异质性。反向纵跳、垂直跳跃等这些高强度动作表现是比赛决定性时刻之前的关键因素,竞技水平较高的运动员表现出更好的弹跳能力,由此显示发展弹跳能力对足球专项能力提升的重要价值。国内、外研究均已证实,快速伸缩复合训练对提高不同专项、竞技水平、年龄人群的弹跳能力均具有显著价值,其中,Ghareb[34]将12周,每周3次的PT引入跳高运动员的力量训练计划中,结果显示,短周期的PT可以显著提高运动员下肢爆发力水平。短周期的下肢PT可以有效提高青少年排球运动员的单、双脚扣球和拦网高度,立定、助跑跳跃高度和连续纵跳能力。近些年来,以Negra和Meylan等为代表的学者们,逐渐将短周期的下肢PT手段重新投入足球运动员的力量素质训练中,有效地提高了运动员下肢爆发力水平。
从文献报道数量上来看,PT作为研究热点,在足球项目中的应用效果显著,在现代足球训练中占有越来越重要的一部分。FIFA11+练习的第二部分中包括股后肌群训练、下蹲训练以及多方向(垂直、向前、向后、横向)单腿跳跃等快速伸缩复合训练,对提高足球运动员的弹跳能力有显著作用。
4 结论
1)FIFA 11+练习可显著提高足球运动员股四头肌和腘绳肌的等速肌力,加强膝关节稳定性,改善动态平衡能力、弹跳能力和敏捷性。
2)FIFA 11+练习可显著改善膝关节屈伸肌群的绝对力量(60°/s)和极限速度力量(300°/s),不同角速度下股四头肌和腘绳肌等速肌力是异质性的来源。对股四头肌负重爆发力(120°/s)无显著改善作用;腘绳肌角速度处于120°/s、240°/s时的等速肌力效果不明显。不同人群是FIFA 11+练习对改善敏捷性产生差异的原因,其中FIFA 11+练习可显著提高青少年、儿童球员的敏捷性,对成年球员无显著效果。
3)Meta分析结果显示,FIFA 11+练习对总体提高足球运动员短距冲刺能力无显著作用。经进一步深入研究发现,FIFA 11+练习可改善青少年、儿童球员的短距冲刺能力,但对成年球员短距冲刺能力无显著效果,当训练持续时间达到12周以上,并且训练量不低于F-MARC建议的最低练习频率(每周2次),可能会改善成人足球运动员的短距冲刺能力。