張美珍，郭浩，劉卉，武曉剛，陳維毅

不同運(yùn)動(dòng)性疲勞方案對(duì)足球?qū)ｍ?xiàng)大學(xué)生軀干和下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的影響

張美珍1*，郭浩1，劉卉2，武曉剛1，陳維毅1

1.太原理工大學(xué)，山西太原 030024；2.北京體育大學(xué)，北京 100084

目的：對(duì)比分析足球?qū)ｍ?xiàng)體能測(cè)試（SAFT90）和Yo-Yo間歇耐力水平2測(cè)試（Yo-Yo IE2）對(duì)運(yùn)動(dòng)員著地時(shí)刻神經(jīng)肌肉控制的影響。方法：選取7名大學(xué)生足球?qū)ｍ?xiàng)運(yùn)動(dòng)員為受試，運(yùn)用紅外光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)（Nokov Mars2H）獲得運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)。受試佩戴心率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)遙測(cè)儀（Polar Team 2），用于保障實(shí)驗(yàn)的安全性和疲勞評(píng)價(jià)的有效性與客觀性。運(yùn)用2×2重復(fù)測(cè)量設(shè)計(jì)的雙因素方差分析驗(yàn)證2種動(dòng)作下疲勞誘導(dǎo)和疲勞方案對(duì)運(yùn)動(dòng)特征的影響。結(jié)果：受試完成的2種疲勞方案均達(dá)到疲勞評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，心率和自感疲勞等級(jí)均無顯著性差異。單腳落地起跳動(dòng)作著地時(shí)刻，髖關(guān)節(jié)內(nèi)外旋角［（1，6）=7.811，=0.031，=0.752］和膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻角［（1，6）=6.976，=0.038，=0.733］對(duì)疲勞方案及疲勞誘導(dǎo)具有顯著性交互作用。與SAFT90疲勞誘導(dǎo)前相比，誘導(dǎo)后髖關(guān)節(jié)矢狀面活動(dòng)度增加（13.6° vs 18.5°，=0.022，=0.783）、髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋（-5.9° vs 2.6°，=0.019，=0.793）、膝關(guān)節(jié)外翻（2.1° vs -1.5°，=0.001，=0.928）、外旋（-12.8° vs -20.3°，＜0.001，=0.968）增加。側(cè)切著地時(shí)刻膝關(guān)節(jié)屈曲角［（1，6）=14.164，=0.009，=0.838］和膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻角［（1，6）=17.679，=0.006，=0.864］在疲勞方案及疲勞誘導(dǎo)間存在顯著性交互作用。SAFT90疲勞誘導(dǎo)后側(cè)切時(shí)更趨于足跟著地（-3.8 cm vs -6.9 cm，=0.031，=0.753）。結(jié)論：足球運(yùn)動(dòng)員疲勞誘導(dǎo)后完成動(dòng)作的著地策略與疲勞前不同，特別是SAFT90運(yùn)動(dòng)性疲勞誘導(dǎo)后，其單腳落地跳著地時(shí)刻髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋、膝關(guān)節(jié)外翻、外旋顯著增加；急停側(cè)切著地時(shí)刻，膝關(guān)節(jié)更加直立、外翻，同時(shí)趨于足跟著地，可能增加疲勞后前交叉韌帶損傷風(fēng)險(xiǎn)。完成Yo-Yo IE2運(yùn)動(dòng)性疲勞誘導(dǎo)后，足球運(yùn)動(dòng)員急停側(cè)切時(shí)膝關(guān)節(jié)外翻角度增加，且SAFT90較Yo-Yo IE2運(yùn)動(dòng)性疲勞誘導(dǎo)方案對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員的影響更大。提示，采用SAFT90作為足球運(yùn)動(dòng)性疲勞誘導(dǎo)方案，對(duì)于理解下肢疲勞后的神經(jīng)肌肉控制可能更有參考價(jià)值。

運(yùn)動(dòng)性疲勞；跳箱單腳落地起跳；急停側(cè)切；運(yùn)動(dòng)學(xué)

前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）斷裂是足球運(yùn)動(dòng)員的高發(fā)損傷。每1 000 h的比賽運(yùn)動(dòng)時(shí)長即可發(fā)生0.06～3.70例足球運(yùn)動(dòng)員ACL損傷病例（Faun? et al.， 2006）。特別是當(dāng)運(yùn)動(dòng)員完成快速著地、轉(zhuǎn)體、起跳或者變向動(dòng)作時(shí)（Agel et al.，2016；Johnston et al.，2018），更易發(fā)生該損傷。ACL損傷危險(xiǎn)因素繁雜已形成共識(shí)，是由多種可改變和不可改變的危險(xiǎn)因素共同作用的結(jié)果。不可改變因素中，如關(guān)節(jié)松弛、優(yōu)勢(shì)側(cè)、人造運(yùn)動(dòng)表面等均會(huì)增加ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)（Hewett et al.， 2010）。生物力學(xué)神經(jīng)肌肉控制作為可改變因素已成為研究重點(diǎn)，有研究認(rèn)為，著地時(shí)刻膝關(guān)節(jié)趨于直立、地面反作用力大、足跟著地等是ACL損傷的危險(xiǎn)因素（De Ste Croix et al.，2015； Yang et al.，2018；Yu et al.， 2006）。神經(jīng)肌肉疲勞作為一個(gè)潛在的、可改變的ACL損傷危險(xiǎn)因素近年來備受關(guān)注（張希妮等，2017；Benjaminse et al.，2019； Lessi et al.，2017）。

目前，有研究分析了疲勞對(duì)ACL損傷高危人群下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和肌肉用力等的急性影響（Barber-Westin et al.，2017）。神經(jīng)肌肉疲勞可以導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)肌肉力量急劇下降、下肢肌肉活動(dòng)模式改變（Greig，2008）、下肢各關(guān)節(jié)活動(dòng)度增加、伸膝力矩增加、伸髖肌群能量吸收增加等（張希妮等，2017）。疲勞誘導(dǎo)后髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)屈曲增加，踝關(guān)節(jié)跖屈減?。˙enjaminse et al.， 2008； Cortes et al.，2014b），在著地或側(cè)切過程中地面反作用力增加（Kernozek et al.，2008）等。過度的動(dòng)態(tài)膝關(guān)節(jié)外翻、軀干控制不理想（即側(cè)屈）（Kristianslund et al.，2014）、過度背屈（Donnelly et al.，2012）等可能增加ACL損傷危險(xiǎn)性。疲勞引起腘繩肌電機(jī)械延遲（electromechanical delay，EMD）明顯增加，損害了神經(jīng)肌肉反饋機(jī)制，從而降低膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性（De Ste Croix et al.，2015）。但也有研究認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)員疲勞后可能跑動(dòng)速度更慢，因此地面反作用力、膝關(guān)節(jié)力矩更小，這似乎在一定程度上能夠避免產(chǎn)生ACL損傷（Brazen et al.，2010）。研究結(jié)果間存在差異的可能原因是不同研究中疲勞方案的誘導(dǎo)和測(cè)量存在較大的異質(zhì)性（Bourne et al.，2019），不同疲勞誘導(dǎo)方案對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有影響（劉海瑞等，2014）。

目前，疲勞誘導(dǎo)方案分為短時(shí)疲勞誘導(dǎo)方案和長時(shí)疲勞誘導(dǎo)方案。短時(shí)疲勞誘導(dǎo)方案主要針對(duì)特定某肌肉或區(qū)域，包括動(dòng)態(tài)的下肢運(yùn)動(dòng)（如垂直跳躍加短跑沖刺、連續(xù)單腿蹲起或雙腿蹲起加快速起跳）（Liederbach et al.，2014； Madigan et al.，2003）、膝關(guān)節(jié)伸肌和屈肌的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)（Thomas et al.，2010）等。此類疲勞模式持續(xù)時(shí)間通常低于10 min。長時(shí)疲勞方案包括多維度運(yùn)動(dòng)（如下蹲和靈敏性動(dòng)作）（Brazen et al.，2010）、功率自行車運(yùn)動(dòng)（Ortiz et al.，2010）、間歇性（Ros et al.，2013）或長時(shí)間跑步（Cortes et al.，2014b）等。該類疲勞通常長約30 min或更長時(shí)間。短時(shí)或單一動(dòng)作重復(fù)是疲勞誘導(dǎo)的主要手段，而長時(shí)疲勞方案可能忽略了疲勞誘導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目專項(xiàng)性，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在一定的局限性（劉海瑞等，2014）。如何選擇合適且有效的專項(xiàng)性疲勞誘導(dǎo)方案是運(yùn)動(dòng)性疲勞研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

針對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員的短時(shí)疲勞方案主要包括Yo-Yo間歇耐力水平2測(cè)試（Yo-Yo intermittent endurance level 2 test，Yo-Yo IE2）（Krustrup et al.，2010；Ros et al.，2013）和靈敏素質(zhì)短時(shí)疲勞方案（functional agility short-term fatigue protocol，F(xiàn)AST-FP）（Cortes et al.，2014a）。長時(shí)疲勞方案有模擬45～60 min足球比賽（Savage et al.，2018；Yamada et al.，2012）的專項(xiàng)疲勞方案，模擬90 min足球競賽強(qiáng)度的足球?qū)ｍ?xiàng)體能測(cè)試（soccer-specific aerobic fitness test，SAFT90）（Lovell et al.，2008），以及拉夫堡間歇性折返跑測(cè)試（loughborough intermittent shuttle test，LIST）（Nicholas et al.，2000）等。基于此，本研究分析足球運(yùn)動(dòng)員單腳落地起跳和急停側(cè)切時(shí)疲勞方案與疲勞誘導(dǎo)對(duì)軀干和下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)的影響。

本研究選擇了2種疲勞方案：一種是被廣泛用于評(píng)價(jià)足球運(yùn)動(dòng)員耐力素質(zhì)且作為短時(shí)誘導(dǎo)方案的Yo-Yo IE2，另一種是能夠準(zhǔn)確模擬足球比賽且可操作性強(qiáng)的SAFT90疲勞方案。這2種方案均具有足球項(xiàng)目的專項(xiàng)性，但疲勞完成時(shí)間和動(dòng)作設(shè)計(jì)又有差異。根據(jù)現(xiàn)有研究文獻(xiàn)和本研究目的，擬驗(yàn)證2個(gè)假設(shè)：1）疲勞會(huì)改變足球運(yùn)動(dòng)員完成動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征；2）SAFT90誘導(dǎo)方案對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員軀干和下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的影響比Yo-Yo IE2更大。

1 研究對(duì)象與方法

1.1　研究對(duì)象

本研究受試者為7名體育學(xué)院足球?qū)ｍ?xiàng)男性大學(xué)生（表1）。所有受試者訓(xùn)練年限均在2年以上，且無ACL損傷或其他急性下肢損傷史，無心血管或呼吸系統(tǒng)疾患，測(cè)試前24 h內(nèi)未從事劇烈運(yùn)動(dòng)，在數(shù)據(jù)采集前簽署了知情同意書。由于本實(shí)驗(yàn)采用的是重復(fù)測(cè)量設(shè)計(jì)，疲勞方案和疲勞誘導(dǎo)2個(gè)自變量均為重復(fù)變量，通過G*Power 3.1.9.6軟件，選擇檢驗(yàn)方法ANOVA（repeated measure，between factors），并將效應(yīng)值（effect size，ES）設(shè)置為=0.6，一類誤差概率（）為0.05，統(tǒng)計(jì)功效（statistical power，1-）為0.8，計(jì)算得出樣本含量為7，因此本研究樣本含量滿足統(tǒng)計(jì)分析需求。

表1　研究對(duì)象基本信息

1.2　數(shù)據(jù)采集

要求受試者穿著自備運(yùn)動(dòng)鞋和實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一配備的緊身上衣與短褲。受試者準(zhǔn)備活動(dòng)完成后，根據(jù)改良的Helen Hayes模型為其粘貼23個(gè)反光標(biāo)志球，粘貼方案參照Yu等（2006）的方法。選取足球運(yùn)動(dòng)員ACL損傷高危動(dòng)作——跳箱單腳落地起跳（single-leg drop jump，SLDJ）（Teng et al.，2017）和急停45°側(cè)切（side-cutting）進(jìn)行測(cè)試。單腳落地跳要求受試者在35 cm高跳箱上雙手叉腰，以踢球側(cè)腿為支撐腿，腳尖朝前，聽到“開始”口令后，腳尖緩慢由跳箱邊緣無垂直初速下落，落地后自然屈膝，迅速盡力垂直起跳并雙腳落地（圖1a）。45°側(cè)切動(dòng)作方案參照劉卉等（2011）、張美珍等（2016）的方法（圖1b）。運(yùn)用紅外光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)（Nokov Mars2H）以200 Hz的采集頻率獲得受試者運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)，每名受試者每個(gè)動(dòng)作均采集3次有效數(shù)據(jù)。測(cè)試過程中，受試者佩戴心率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)遙測(cè)儀（Polar Team2）對(duì)心率進(jìn)行監(jiān)控，用于保障實(shí)驗(yàn)的安全性和疲勞評(píng)價(jià)的有效性與客觀性。

1.3　疲勞方案

1.3.1足球?qū)ｍ?xiàng)體能測(cè)試疲勞方案——SAFT90

SAFT90方案為間歇性的20 m折返跑，包括功能性動(dòng)作交替和向前運(yùn)動(dòng)階段，運(yùn)動(dòng)形式包括不同速度的向前跑、側(cè)向滑步、側(cè)向變向、后退等，由15 min音頻口令重復(fù)6次，總時(shí)長為90 min（圖2）。受試者需完成10.78 km運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中共出現(xiàn)1 269次速度變化和1 350次方向變化，較真實(shí)地模擬了足球比賽中的間歇性和多向性。該方案已被證明可以反映競爭性足球比賽的外部和內(nèi)部負(fù)荷（Lovell et al.，2008）。

圖1　受試者測(cè)試動(dòng)作示意圖

Figure 1. Testing Maneuvers of Participants

注：a.單腳落地起跳；b.側(cè)切。

圖2　 SAFT90測(cè)試示意圖（Lovell et al.，2008）

Figure 2. Schematic Representation of the SAFT90Test （Lovell et al.，2008）

1.3.2足球間歇耐力疲勞測(cè)試方案——Yo-Yo IE2

Yo-Yo IE2方案為運(yùn)動(dòng)速度逐漸遞增的間歇性20 m折返跑，受試者每完成一次折返跑均有5 s休息時(shí)間（圖3）。受試者根據(jù)音頻指令完成折返，每次往返時(shí)雙腳均需踏線。如第1次未完成該強(qiáng)度下的踏線任務(wù)，對(duì)其進(jìn)行口頭警告。第2次未能完成踏線則測(cè)試結(jié)束，此時(shí)完成的總距離為測(cè)試成績。該測(cè)試最初用于評(píng)價(jià)足球、籃球、排球等運(yùn)動(dòng)員的耐力水平，是一種便捷、可靠且敏感的測(cè)試方案（Bradley et al.，2011；Papanikolaou et al.，2019），還可作為足球運(yùn)動(dòng)員的一般性疲勞誘導(dǎo)方案（Krustrup et al.，2010；Ros et al.，2013）。

圖3　 Yo-Yo間歇耐力測(cè)試水平2測(cè)試示意圖

Figure 3. Schematic Representation of the Yo-Yo IE2 Test

1.4　疲勞判定條件

測(cè)試過程中，隨機(jī)確定2種疲勞方案（SAFT90/ Yo-Yo IE2）誘導(dǎo)足球運(yùn)動(dòng)員的順序，保證2次疲勞測(cè)試間隔1周及以上，確保疲勞效應(yīng)已消除且互不影響。在受試者接受疲勞誘導(dǎo)過程中，通過自感疲勞等級(jí)（rating of perceived exertion，RPE）量表和心率指標(biāo)進(jìn)行疲勞程度的判定。判定疲勞條件為符合以下2條中任意1條即可：1）心率達(dá)到預(yù)期最大心率（220-年齡）的85%以上（Cortes et al.，2012）；2）RPE達(dá)到17級(jí)（很費(fèi)力）以上（Borotikar et al.，2008）。

1.5　數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Cortex-64 5.5.0解析軟件對(duì)受試者三維運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行Butterworth低通濾波（截?cái)囝l率為13 Hz）平滑處理（Yu et al.，1999），根據(jù)粘貼在體表的反光標(biāo)志點(diǎn)建立人體環(huán)節(jié)多剛體模型。由于受試者運(yùn)動(dòng)方向一致，可將軀干角度定義為軀干坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系之間的歐拉角（Lessi et al.，2017），通過骨盆坐標(biāo)系和大腿坐標(biāo)系之間的歐拉角確定下肢髖關(guān)節(jié)三維角度，膝關(guān)節(jié)的三維角度定義為大腿坐標(biāo)系和小腿坐標(biāo)系之間的歐拉角，第1次轉(zhuǎn)動(dòng)圍繞X軸獲得屈伸角（正角為屈曲和軀干前傾），第2次轉(zhuǎn)動(dòng)圍繞Y軸獲得內(nèi)收外展角（正角為內(nèi)收和軀干對(duì)側(cè)傾斜，其中對(duì)側(cè)為非優(yōu)勢(shì)側(cè)方向），第3次轉(zhuǎn)動(dòng)圍繞Z軸獲得內(nèi)旋外旋角（正角為內(nèi)旋和軀干向?qū)?cè)前旋）。軀干、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)矢狀面活動(dòng)度定義為著地階段各關(guān)節(jié)最大與最小屈伸角度的差值。著地方式定義為足跟與足尖（第1和第5跖趾關(guān)節(jié)連線中點(diǎn)確定）垂直軸（Z軸）坐標(biāo)值的差值，負(fù)值表明趨于足跟著地，正值表示足尖著地。有研究表明，ACL損傷多發(fā)生在著地時(shí)刻（Lessi et al.，2017；McLean et al.，2009），本研究將著地腿足尖或足跟垂直速度為0 m/s時(shí)作為著地時(shí)刻（Lessi et al.，2017）。

1.6　統(tǒng)計(jì)分析

應(yīng)用SPSS 22.0軟件，對(duì)不同動(dòng)作進(jìn)行2×2重復(fù)設(shè)計(jì)的雙因素方差分析，檢驗(yàn)疲勞誘導(dǎo)（前vs 后）和疲勞方案（SAFT90vs Yo-Yo IE2）對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)的影響。若兩因素間存在顯著性交互作用，通過配對(duì)樣本檢驗(yàn)分別比較疲勞誘導(dǎo)或疲勞方案間運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)是否具有顯著性差異，主效應(yīng)差異采用bonferroni校正，統(tǒng)計(jì)分析的顯著性標(biāo)準(zhǔn)定為一類誤差概率不大于0.05。通過計(jì)算給出雙因素方差分析和配對(duì)樣本檢驗(yàn)的效應(yīng)量，其中0.1≤＜0.3為低效應(yīng)量，0.3≤＜0.5為中等效應(yīng)量，≥0.5為高效應(yīng)量。

2 研究結(jié)果

2.1　不同疲勞誘導(dǎo)方案結(jié)果比較

足球運(yùn)動(dòng)員完成SAFT90方案用時(shí)90 min，跑動(dòng)距離為10.78 km；Yo-Yo IE2測(cè)試用時(shí)（11.5±1.3）min，完成等級(jí)為16級(jí)第2次口令，運(yùn)動(dòng)距離為（1.80±0.23）km。足球運(yùn)動(dòng)員完成SAFT90方案時(shí)，上半場(chǎng)（0～45 min）平均心率為（181±6）次/min，下半場(chǎng)（60～105 min）平均心率達(dá)到（177±4）次/min，最高心率達(dá)到（185.0±8.2）次/min。受試者進(jìn)行Yo-Yo IE2疲勞測(cè)試時(shí)，運(yùn)動(dòng)過程中平均心率為（178.0±9.7）次/min，最高達(dá)到（187.0±10.5）次/min。SAFT90和Yo-Yo IE2疲勞性運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)前，心率分別為（125±11）次/min和（115±7）次/min，RPE量表等級(jí)達(dá)到11.5±1.0和11.3±1.4，配對(duì)樣本檢驗(yàn)顯示均無顯著性差異。SAFT90和Yo-Yo IE2疲勞性運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)后，測(cè)試疲勞后的心率分別為（177.3±6.2）次/min和（179.5±7.1）次/min，疲勞方案間心率無顯著性差異（圖4）。RPE量表等級(jí)為17.8±1.2和18.5±1.0，疲勞方案間RPE差異亦未達(dá)到顯著性水平。2種疲勞方案中，受試者心率均達(dá)到疲勞判定原則最大心率的85%（170次/min）以上，RPE均達(dá)到疲勞判定標(biāo)準(zhǔn)17級(jí)以上，說明本研究中2種運(yùn)動(dòng)疲勞誘導(dǎo)方案強(qiáng)度相似。

圖4　不同運(yùn)動(dòng)性疲勞誘導(dǎo)方案實(shí)時(shí)心率

Figure 4. Real-Time Heart Rate for Different Exercise-Induced Fatigue Protocols

注：a. SAFT90誘導(dǎo)方案；b. Yo-Yo IE2 誘導(dǎo)方案

2.2　不同運(yùn)動(dòng)性疲勞方案對(duì)軀干和下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的影響

2.2.1單腳落地起跳動(dòng)作下疲勞方案及疲勞誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征變化

雙因素方差結(jié)果表明，與疲勞誘導(dǎo)前相比，誘導(dǎo)后軀干前傾角（=0.049，=0.708）顯著減小，若單獨(dú)分析2個(gè)疲勞誘導(dǎo)方案，這種差異性則不存在（圖5）。雙因素方差結(jié)果顯示，疲勞方案和疲勞誘導(dǎo)對(duì)跳箱單腳落地起跳動(dòng)作髖關(guān)節(jié)內(nèi)外旋角［（1，6）=7.811，=0.031，=0.752］有顯著性交互影響。檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，SAFT90疲勞前髖關(guān)節(jié)表現(xiàn)為外旋，疲勞后為內(nèi)旋姿勢(shì)（=0.019，=0.793）；SAFT90疲勞誘導(dǎo)后髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋，而Yo-Yo IE2疲勞誘導(dǎo)后髖關(guān)節(jié)外旋（=0.019，=0.794）。此外，誘導(dǎo)后膝關(guān)節(jié)屈曲角（=0.048，=0.711）顯著減小。與SAFT90疲勞誘導(dǎo)前膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角度相比，疲勞誘導(dǎo)后調(diào)整為外翻（=0.001，=0.928），膝關(guān)節(jié)外旋角（＜0.001，=0.968）顯著增大，髖關(guān)節(jié)矢狀面活動(dòng)度顯著增大（=0.022，=0.783；表2）。上述參數(shù)在疲勞誘導(dǎo)或疲勞方案間顯著性差異的效應(yīng)量均達(dá)到0.7以上，對(duì)總差異的解釋程度約為50%。

圖5　單腳落地起跳動(dòng)作下疲勞方案及疲勞誘導(dǎo)對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的影響

Figure 5. Effect of Fatigue Protocols and Pre-post Tests on Kinematics during Single-Leg Drop Jump

表2　單腳落地起跳時(shí)疲勞方案及疲勞誘導(dǎo)對(duì)關(guān)節(jié)活動(dòng)度及著地方式的影響

注：a表示疲勞測(cè)試前后具有顯著性差異（＜0.05）。

2.2.2急停側(cè)切動(dòng)作下不同疲勞方案及疲勞誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的變化

雙因素方差分析顯示，相比SAFT90方案，Yo-Yo IE2疲勞誘導(dǎo)后，被試軀干向同側(cè)（優(yōu)勢(shì)側(cè)）側(cè)斜程度更大（=0.048，=0.729）；側(cè)切動(dòng)作著地時(shí)刻膝關(guān)節(jié)屈曲角［（1，6）=14.164，=0.009，=0.838］、膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻角［（1，6）=17.679，=0.006，=0.864］在2種運(yùn)動(dòng)性疲勞方案及疲勞誘導(dǎo)前后存在顯著性交互作用。檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，膝關(guān)節(jié)屈曲角在SAFT90疲勞誘導(dǎo)后顯著減?。?0.046，=0.717），膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻角由疲勞誘導(dǎo)前的內(nèi)翻調(diào)整為外翻姿勢(shì)，且疲勞前后具有顯著性差異；Yo-Yo IE2（=0.013，=0.819）疲勞誘導(dǎo)前后均為膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻，但疲勞后內(nèi)翻程度顯著減?。▓D6）。與誘導(dǎo)前相比，SAFT90疲勞誘導(dǎo)后，被試更趨于足跟著地（=0.031，=0.753；表3）。運(yùn)動(dòng)學(xué)特征在疲勞誘導(dǎo)或疲勞方案間顯著性差異效應(yīng)量均達(dá)到0.7以上，對(duì)總差異的解釋程度達(dá)到49%。

3 討論

本研究支持假設(shè)1：足球運(yùn)動(dòng)員在疲勞誘導(dǎo)后完成動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征與疲勞前不同，單腳落地跳和急停側(cè)切動(dòng)作的差異有所不同。同時(shí)亦支持假設(shè)2：SAFT90誘導(dǎo)方案對(duì)足球運(yùn)動(dòng)軀干和下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的影響比Yo-Yo IE2的影響更大。

3.1　跳箱落地起跳動(dòng)作疲勞方案和疲勞誘導(dǎo)對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的影響

本研究顯示，當(dāng)足球運(yùn)動(dòng)員完成跳箱落地起跳時(shí)，在跳箱落地著地時(shí)刻，若不區(qū)分誘導(dǎo)方案，表現(xiàn)出疲勞后軀干前傾角減小、膝關(guān)節(jié)屈曲角度減小的特征。有研究證實(shí)，完成蹲起（squat）的下降階段時(shí)軀干較為直立，會(huì)增加對(duì)股四頭肌的需求，以保持對(duì)重心的控制，從而可能導(dǎo)致ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)增加（Griffin et al.，2000）。有研究表明，膝關(guān)節(jié)屈曲角越?。?°～30°），ACL損傷危險(xiǎn)越大（劉卉等，2011；張美珍等，2017；Yu et al.，2005）。如果受試者軀干前傾，垂直地面反作用力矢量會(huì)遠(yuǎn)離髖關(guān)節(jié)中心，從而增加對(duì)髖伸肌的需求，減少對(duì)膝伸肌的需求，落地時(shí)髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)屈曲角度會(huì)增加（Powers，2010），反之亦然（Blackburn et al.，2008）。本研究表明，疲勞后軀干前傾減?。?3.4° vs 19.3°）、膝關(guān)節(jié)屈曲角度減?。?9.7° vs 26.2°），在一定程度上與Power（2010）、Griffin（2000）的研究結(jié)論一致。足球運(yùn)動(dòng)員采用較直立姿勢(shì)的一個(gè)原因可能是其在落地時(shí)刻缺乏控制重心向前位移的髖伸肌力量不得不依賴股四頭肌，使得膝關(guān)節(jié)屈曲角度減小，增大ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)（Powers，2010）。

圖6　急停側(cè)切動(dòng)作下疲勞方案及疲勞誘導(dǎo)對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的影響

Figure 6. Effect of Fatigue Protocols and Pre-post Tests on Kinematics during Side-Cutting

表3　急停側(cè)切時(shí)疲勞方案及疲勞誘導(dǎo)對(duì)關(guān)節(jié)活動(dòng)度及著地方式的影響

注：a表示疲勞誘導(dǎo)前后具有顯著性差異（＜0.05）。

本研究發(fā)現(xiàn)，疲勞方案對(duì)髖關(guān)節(jié)的屈曲角和內(nèi)外翻角無顯著性影響，然而對(duì)髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋外旋角具有顯著性交互作用，進(jìn)一步得出該指標(biāo)由SAFT90運(yùn)動(dòng)性疲勞誘導(dǎo)前的外旋變化為疲勞誘導(dǎo)后的內(nèi)旋，且具有顯著性差異，統(tǒng)計(jì)結(jié)果的效應(yīng)量達(dá)到64%，在一定程度上支持Thomas等（2010）的研究。著地時(shí)刻髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋姿勢(shì)會(huì)導(dǎo)致膝外翻負(fù)荷增加，進(jìn)而增加ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)（McLean et al.，2009）。本研究顯示，SAFT90運(yùn)動(dòng)性疲勞后髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角度顯著增加，而Yo-Yo IE2疲勞誘導(dǎo)后髖關(guān)節(jié)依然表現(xiàn)為外旋趨勢(shì)，2個(gè)疲勞方案間具有顯著性差異，且占總差異的81%，一定程度上說明SAFT90比Yo-Yo IE2疲勞誘導(dǎo)方案更容易引起髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋，增加損傷風(fēng)險(xiǎn)。此外，SAFT90疲勞誘導(dǎo)前后髖關(guān)節(jié)矢狀面活動(dòng)度具有顯著性差異，該結(jié)果與張希妮等（2017）研究類似，但關(guān)節(jié)活動(dòng)度數(shù)值低于該研究（48.5°～58.6°），與Madigan等（2003）研究的10°較為接近。這主要與測(cè)試動(dòng)作有關(guān)：前者要求受試者進(jìn)行雙腳落地跳動(dòng)作，而后者與本研究類似，均以單腳落地跳為測(cè)試動(dòng)作。關(guān)節(jié)矢狀面活動(dòng)度的增加是否會(huì)造成ACL損傷尚存爭議。有研究認(rèn)為，活動(dòng)度增加是下肢關(guān)節(jié)的自我保護(hù)動(dòng)作，有利于著地時(shí)刻能量緩沖或降低地面反作用力（Kernozek et al.，2008）。還有研究認(rèn)為，活動(dòng)度增加不利于軀干肌肉離心收縮后快速轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛐氖湛s，繼而會(huì)增大股四頭肌的收縮水平，引起ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)增加（鄒曉峰等，2009）。本研究中，足球運(yùn)動(dòng)員在SAFT90疲勞誘導(dǎo)后單腳落地時(shí)對(duì)平衡的需求更大，可能通過增加髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度（13.6° vs 18.5°）降低膝關(guān)節(jié)外翻、外旋引起的ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)，利用髖關(guān)節(jié)屈曲肌群的補(bǔ)償性反應(yīng)吸收撞擊的能量。不同關(guān)節(jié)著地策略的調(diào)整和重新分配對(duì)ACL應(yīng)力的影響機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

本研究發(fā)現(xiàn)，足球運(yùn)動(dòng)員SAFT90疲勞誘導(dǎo)后膝關(guān)節(jié)表現(xiàn)外翻和外旋姿勢(shì)，且與疲勞前具有顯著性差異，均有50%以上的可靠性說明總體差異。該結(jié)果支持Wright等（2017）對(duì)女性足球運(yùn)動(dòng)員SAFT90疲勞誘導(dǎo)的研究。還有研究認(rèn)為，在單腿垂直起跳和單腿落地時(shí)，疲勞對(duì)膝外翻角沒有影響（Benjaminse et al.，2008； Kernozek et al.，2008；Lessi et al.，2017；Liederbach et al.，2014），這與本研究結(jié)果不一致。主要原因是這些研究中采用的疲勞誘導(dǎo)方案均為重復(fù)性動(dòng)作，如連續(xù)蹲起、跨步加快速起跳等，而SAFT90測(cè)試是模擬比賽強(qiáng)度的長時(shí)間疲勞誘導(dǎo)方案，其運(yùn)動(dòng)形式除了向前運(yùn)動(dòng)外，還包括側(cè)向滑步和變向跑等，可能對(duì)額狀面神經(jīng)肌肉控制疲勞誘導(dǎo)影響較深，所以對(duì)膝關(guān)節(jié)額狀面運(yùn)動(dòng)特征產(chǎn)生較顯著的變化。流行病學(xué)和實(shí)驗(yàn)研究顯示，膝關(guān)節(jié)外翻角是ACL損傷的危險(xiǎn)因素，特別是當(dāng)膝關(guān)節(jié)屈曲角度較小時(shí)（Boden et al.， 2000；Teng et al.，2017）。Boden 等（2010）研究表明，膝關(guān)節(jié)外翻以及下肢較大的地面反作用力會(huì)導(dǎo)致脛骨的內(nèi)外旋，極易出現(xiàn)ACL損傷。

因此，足球運(yùn)動(dòng)員完成SAFT90疲勞誘導(dǎo)后進(jìn)行跳箱單腳落地跳動(dòng)作，軀干趨于直立，髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角度和活動(dòng)度增加，膝關(guān)節(jié)屈曲角度表現(xiàn)為減小的趨勢(shì)，同時(shí)伴有外翻和外旋增加，這些特征的變化可能增加ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)。Yo-Yo IE2疲勞誘導(dǎo)對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員軀干和下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的影響未達(dá)到顯著性差異。2個(gè)疲勞方案間運(yùn)動(dòng)學(xué)的差異僅在疲勞誘導(dǎo)后，SAFT90疲勞誘導(dǎo)髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋角與Yo-Yo IE2疲勞誘導(dǎo)髖關(guān)節(jié)外旋角具有顯著性差異，髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋增加會(huì)引起ACL負(fù)荷增加。

3.2　急停側(cè)切疲勞方案和疲勞誘導(dǎo)對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的影響

2種疲勞誘導(dǎo)方案對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員急停側(cè)切運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的影響，主要集中于膝關(guān)節(jié)和足的著地方式。本研究顯示，SAFT90疲勞誘導(dǎo)后進(jìn)行急停側(cè)切時(shí)，在著地時(shí)刻膝關(guān)節(jié)屈曲角度顯著減小，膝關(guān)節(jié)由內(nèi)翻調(diào)整為外翻，其差異效應(yīng)均占總體變異的64%以上。在一定程度上與Benjaminse等（2019）的研究結(jié)果一致。已有研究證實(shí)，ACL和內(nèi)側(cè)副韌帶（medial collateral ligament，MCL）能夠?qū)瓜リP(guān)節(jié)外翻，且MCL是對(duì)抗外翻的主要結(jié)構(gòu)。因此，雖然膝關(guān)節(jié)外翻會(huì)增加ACL負(fù)荷，但單獨(dú)的膝關(guān)節(jié)外翻不能造成MCL和ACL同時(shí)損傷（Boden et al.，2010）。通過有限元模擬不同膝關(guān)節(jié)屈曲角度下外翻加內(nèi)旋力矩聯(lián)合載荷，ACL應(yīng)力較單獨(dú)外翻時(shí)增大，且隨膝關(guān)節(jié)屈曲角度的減小而增加，提示，ACL具有同時(shí)限制膝外翻和脛骨向前的作用（何川等，2015）。另外，足球運(yùn)動(dòng)員SAFT90疲勞誘導(dǎo)后著地時(shí)刻更趨于足跟著地方式，該效應(yīng)約有50%的可靠性解釋總方差。足跟著地時(shí)會(huì)增加膝關(guān)節(jié)外部彎曲力矩，這時(shí)需要膝關(guān)節(jié)內(nèi)部伸展力矩和股四頭肌肌力增加，引起ACL受力增大（Burkhart et al.，2008）。Yo-Yo IE2疲勞誘導(dǎo)后，足球運(yùn)動(dòng)員急停側(cè)切著地時(shí)刻膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻角顯著性下降，可能增加ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)（Lin et al.，2009）。

本研究還發(fā)現(xiàn)，2種疲勞誘導(dǎo)方案對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員急停側(cè)切著地時(shí)刻軀干側(cè)向運(yùn)動(dòng)有顯著性差異。由于著地時(shí)刻產(chǎn)生45°變向運(yùn)動(dòng)，受試者在Yo-Yo IE2疲勞誘導(dǎo)后向同側(cè)（優(yōu)勢(shì)側(cè)）傾斜程度顯著減小。有研究認(rèn)為，著地時(shí)刻軀干同側(cè)傾斜角越大，地面反作用力分量相對(duì)于膝關(guān)節(jié)中心橫向通過，使膝關(guān)節(jié)外翻力矩增大，ACL負(fù)荷增加（Kristianslund et al.，2014； Powers，2010）。

本研究發(fā)現(xiàn)，疲勞誘導(dǎo)對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員側(cè)切動(dòng)作的影響主要體現(xiàn)在膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征方面。與Yo-Yo IE2疲勞誘導(dǎo)相比，SAFT90疲勞運(yùn)動(dòng)方案的影響更大，后者還會(huì)引起受試者傾向于足跟著地，增加ACL損傷可能性。

本研究局限：1）僅采集了足球運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)學(xué)特征參數(shù)，并未采集動(dòng)力學(xué)和肌電數(shù)據(jù)，對(duì)于全面理解疲勞后足球運(yùn)動(dòng)員的神經(jīng)肌肉控制情況略顯不足；2）對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作的采集均是在可預(yù)期的條件下進(jìn)行的，而在足球訓(xùn)練或比賽場(chǎng)上非預(yù)期狀況較多，對(duì)于可預(yù)見性的運(yùn)動(dòng)，機(jī)體有充足的時(shí)間給予神經(jīng)肌肉系統(tǒng)對(duì)預(yù)先得知的動(dòng)作采取對(duì)應(yīng)的策略，因此后續(xù)研究中可以考慮設(shè)計(jì)處于不同預(yù)期狀態(tài)的動(dòng)作以對(duì)比分析不同疲勞方案的影響；3）僅采集了心率以及RPE等級(jí)，未加入身體柔韌性、力量素質(zhì)、反應(yīng)時(shí)間、動(dòng)作控制等與神經(jīng)肌肉控制有關(guān)的指標(biāo)，未來研究中將綜合考慮這些因素，建立損傷-動(dòng)作-能力的關(guān)系，確定可實(shí)施干預(yù)并預(yù)防損傷的因素。

4 結(jié)論

足球運(yùn)動(dòng)員疲勞誘導(dǎo)后完成動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征與疲勞前不同，特別是SAFT90運(yùn)動(dòng)性疲勞誘導(dǎo)后，其單腳落地跳著地時(shí)刻髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋、膝關(guān)節(jié)外翻、外旋顯著增加；在急停側(cè)切著地時(shí)刻，膝關(guān)節(jié)更加直立、外翻，同時(shí)趨于足跟著地。這些因素可能增加疲勞后ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)。完成Yo-Yo IE2運(yùn)動(dòng)性疲勞誘導(dǎo)后，足球運(yùn)動(dòng)員急停側(cè)切時(shí)刻膝關(guān)節(jié)外翻角度增加。此外，2種疲勞誘導(dǎo)方案存在差異，SAFT90較Yo-Yo IE2運(yùn)動(dòng)性疲勞誘導(dǎo)方案對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)影響更大。提示，不同疲勞誘導(dǎo)方案的運(yùn)動(dòng)干預(yù)模式有所區(qū)別，本研究中SAFT90疲勞方案是在矢狀面、冠狀面以及水平面進(jìn)行綜合性運(yùn)動(dòng)，而Yo-Yo IE2 主要集中于矢狀面進(jìn)行疲勞誘導(dǎo)。因此，采用SAFT90作為足球運(yùn)動(dòng)性疲勞誘導(dǎo)方案，對(duì)于理解下肢疲勞后的神經(jīng)肌肉控制可能更有參考價(jià)值。

何川，李彥林，張振光，等， 2015.不同屈曲狀態(tài)下膝關(guān)節(jié)韌帶生物力學(xué)的有限元分析［J］.中國運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志，34（7）：662-669.

劉海瑞，伍勰，吳瑛， 2014.疲勞因素影響膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶的非接觸性損傷生物力學(xué)［J］.中國組織工程研究，18（7）： 1101-1108.

劉卉，張美珍，李翰君，等， 2011.足球運(yùn)動(dòng)員在急停起跳和側(cè)切動(dòng)作中前交叉韌帶損傷的生物力學(xué)特征研究［J］.體育科學(xué)，31（12）：38-43.

張美珍，劉德林，孫文文，等， 2017.隨機(jī)生物力學(xué)模擬比較不同落地形式對(duì)籃球運(yùn)動(dòng)員ACL損傷危險(xiǎn)性和危險(xiǎn)因素的影響［J］.天津體育學(xué)院學(xué)報(bào)，32（3）：245-251.

張美珍，劉卉，劉萬將，等， 2016.隨機(jī)生物力學(xué)模型分析籃球運(yùn)動(dòng)員和普通大學(xué)生ACL損傷危險(xiǎn)因素的差異［J］.體育科學(xué)，36（10）：40-47.

張希妮，傅維杰，夏銳，等，2017.不同疲勞誘導(dǎo)方案對(duì)落地時(shí)下肢關(guān)節(jié)力學(xué)、剛度和能量吸收的影響［J］.體育科學(xué)，37（11）： 48-55.

鄒曉峰，陳民盛，2009.運(yùn)動(dòng)性疲勞對(duì)跳深動(dòng)作結(jié)構(gòu)影響的生物力學(xué)分析［J］.體育學(xué)刊，16（7）： 89-92.

AGEL J， ROCKWOOD T， KLOSSNER D， 2016. Collegiate ACL injury rates across 15 sports： National Collegiate Athletic Association injury surveillance system data update （2004—2005 through 2012—2013）［J］. Clin J Sport Med，26（6）： 518-523.

BARBER-WESTIN S D， NOYES F R， 2017. Effect of fatigue protocols on lower limb neuromuscular function and implications for anterior cruciate ligament injury prevention training： A systematic review［J］. Am J Sports Med，45（14）： 3388-3396.

BENJAMINSE A， HABU A， SELL T C， et al.， 2008. Fatigue alters lower extremity kinematics during a single-leg stop-jump task［J］. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，16（4）： 400-407.

BENJAMINSE A， WEBSTER K E， KIMP A， et al.， 2019. Revised approach to the role of fatigue in anterior cruciate ligament injury prevention： A systematic review with meta-analyses［J］. Sports Med，49（4）： 565-586.

BLACKBURN J T， PADUA D A， 2008. Influence of trunk flexion on hip and knee joint kinematics during a controlled drop landing［J］. Clin Biomech （Bristol， Avon），23（3）： 313-319.

BODEN B P， DEAN G S， FEAGIN J J A， et al.， 2000. Mechanisms of anterior cruciate ligament injury［J］. Orthopedics，23（6）：573-578.

BODEN B P， SHEEHAN F T， TORG J S， et al.， 2010. Noncontact anterior cruciate ligament injuries： Mechanisms and risk factors［J］. J Am Acad Orthop Surg，18（9）： 520-527.

BOROTIKAR B S， NEWCOMER R， KOPPES R， et al.， 2008. Combined effects of fatigue and decision making on female lower limb landing postures： Central and peripheral contributions to ACL injury risk［J］. Clin Biomech （Bristol， Avon），23（1）： 81-92.

BOURNE M N， WEBSTER K E， HEWETT T E， 2019. Is fatigue a risk factor for anterior cruciate ligament rupture？［J］ Sports Med，49（11）： 1629-1635.

BRADLEY P S， MOHR M， BENDIKSEN M， et al.， 2011. Sub-maximal and maximal Yo-Yo intermittent endurance test level 2： Heart rate response， reproducibility and application to elite soccer［J］. Eur J Appl Physiol，111（6）： 969-978.

BRAZEN D M， TODD M K， AMBEGAONKAR J P， et al.， 2010. The effect of fatigue on landing biomechanics in single-leg drop landings［J］. Clin J Sport Med，20（4）： 286-292.

BURKHART B， FORD K R， MYER G D， et al.， 2008. Anterior cruciate ligament tear in an athlete： Does increased heel loading contribute to ACL rupture？［J］. N Am J Sports Phys Ther，3（3）： 141-144.

CORTES N， GRESKA E， AMBEGAONKAR J P， et al.， 2014a. Knee kinematics is altered post-fatigue while performing a crossover task［J］. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，22（9）： 2202-2208.

CORTES N， ONATE J， MORRISON S， 2014b. Differential effects of fatigue on movement variability［J］. Gait Posture， 39（3）： 888-893.

CORTES N， QUAMMEN D， LUCCI S， et al.， 2012. A functional agility short-term fatigue protocol changes lower extremity mechanics［J］. J Sports Sci，30（8）： 797-805.

DE STE CROIX M B， PRIESTLEY A M， LLOYD R S， et al.， 2015. ACL injury risk in elite female youth soccer： Changes in neuromuscular control of the knee following soccer-specific fatigue［J］. Scand J Med Sci Sports，25（5）： e531-e538.

DONNELLY C J， LLOYD D G， ELLIOTT B C， et al.， 2012. Optimizing whole-body kinematics to minimize valgus knee loading during sidestepping： Implications for ACL injury risk［J］. J Bio- mech，45（8）：1491-497

FAUN? P， JAKOBSEN B W， 2006. Mechanism of anterior cruciate ligament injuries in soccer［J］. Int J Sports Med，27（1）： 75-79.

GREIG M， 2008. The influence of soccer-specific fatigue on peak isokinetic torque production of the knee flexors and extensors［J］. Am J Sports Med，36（7）： 1403-1409.

GRIFFIN L Y， AGEL J， ALBOHM M J， et al.， 2000. Noncontact anterior cruciate ligament injuries： Risk factors and prevention strategies［J］. J Am Acad Orthop Surg，8（3）： 141-150.

HEWETT T E， FORD K R， HOOGENBOOM B J， et al.， 2010. Understanding and preventing acl injuries： Current biomechanical and epidemiologic considerations—update 2010［J］. N Am J Sports Phys Ther，5（4）： 234-251.

JOHNSTON J T， MANDELBAUM B R， SCHUB D， et al.， 2018. Video analysis of anterior cruciate ligament tears in Professional American Football Athletes［J］. Am J Sports Med，46（4）： 862-868.

KERNOZEK T W， TORRY M R， IWASAKI M， 2008. Gender differences in lower extremity landing mechanics caused by neuromuscular fatigue［J］. Am J Sports Med，36（3）： 554-565.

KRISTIANSLUND E， FAUL O， BAHR R， et al.， 2014. Sidestep cutting technique and knee abduction loading： Implications for ACL prevention exercises［J］. Br J Sports Med，48（9）： 779-783.

KRUSTRUP P， FAUL O， BAHR R， et al.， 2010. Game-induced fatigue patterns in elite female soccer［J］. J Strength Cond Res，24（2）： 437-441.

LESSI G C， DOS SANTOS A F， BATISTA L F， et al.， 2017. Effects of fatigue on lower limb， pelvis and trunk kinematics and muscle activation： Gender differences［J］. J Electromyogr Kinesiol，32： 9-14.

LIEDERBACH M， KREMENIC I J， ORISHIMO K F， 2014. Comparison of landing biomechanics between male and female dancers and athletes， part 2： Influence of fatigue and implications for anterior cruciate ligament injury［J］. Am J Sports Med，42（5）： 1089-1095.

LIN C F， GROSS M， JI C， et al.， 2009. A stochastic biomechanical model for risk and risk factors of non-contact anterior cruciate ligament injuries［J］. J Biomech，42（4）： 418-423.

LOVELL R， BEN K， SMALL K， 2008. Physiological responses to SAFT90： A new soccer-specific match simulation［J］. Coach Sports Sci， 3：46-67.

MADIGAN M L， PIDCOE P E， 2003. Changes in landing biomechanics during a fatiguing landing activity［J］. J Electromyogr Kinesiol，13（5）： 491-498.

MCLEAN S G， SAMOREZOV J E， 2009. Fatigue-induced ACL injury risk stems from a degradation in central control［J］. Med Sci Sports Exer，41（8）： 1661-1672.

NICHOLAS C W， NUTTALL F E， WILLIAMS C， 2000. The Loughborough Intermittent Shuttle Test： A field test that simulates the activity pattern of soccer［J］. J Sports Sci，18（2）：97-104.

ORTIZ A， OLSON S L， ETNYRE B， et al.， 2010. Fatigue effects on knee joint stability during two jump tasks in women［J］. J Strength Cond Res，24（4）： 1019-1027.

PAPANIKOLAOU K， CHATZINIKOLAOU A， PONTIDIS T， et al.， 2019. The Yo-Yo intermittent endurance level 2 test： Reliability of performance scores， physiological responses and overload characteristics in competitive soccer， basketball and volleyball Players［J］. J Hum Kinet，67（1）： 223-233.

POWERS C M， 2010. The influence of abnormal hip mechanics on knee injury： A biomechanical perspective［J］. J Orthop Sports Phys Ther，40（2）： 42-51.

ROS A G， HOLM S E， FRIDEN C， et al.， 2013. Responsiveness of the one-leg hop test and the square hop test to fatiguing intermittent aerobic work and subsequent recovery［J］. J Strength Cond Res，27（4）： 988-994.

SAVAGE R J， LAY B S， WILLS J A， et al.， 2018. Prolonged running increases knee moments in sidestepping and cutting manoeuvres in sport［J］. J Sci Med Sport，21（5）： 508-512.

TENG P S P， KONG P W， LEONG K F， 2017. Effects of foot rotation positions on knee valgus during single-leg drop landing： Implications for ACL injury risk reduction［J］. Knee，24（3）： 547-554.

THOMAS A C， MCLEAN S G， PALMIERI-SMITH R M， 2010. Quadriceps and hamstrings fatigue alters hip and knee mechanics［J］. J Appl Biomech，26（2）： 159-170.

WRIGHT M， CHESTERTON P， WIJNBERGEN M， et al.， 2017. The effect of a simulated soccer match on anterior cruciate ligament injury risk factors［J］. Int J Sports Med，38（8）： 620-626.

YAMADA R K， ARLIANI G G， ALMEIDA G P， et al.， 2012. The effects of one-half of a soccer match on the postural stability and functional capacity of the lower limbs in young soccer players［J］. Clinics （Sao Paulo），67（12）： 1361-1364.

YANG C， YAO W， GARRETT W E， et al.， 2018. Effects of an intervention program on lower extremity biomechanics in stop-jump and side-cutting tasks［J］. Am J Sports Med，46（12）： 3014-3022.

YU B， GABRIEL D， NOBLE L， et al.， 1999. Estimate of the optimum cutoff frequency for the Butterworth Low-pass digital filter［J］. J Appl Biomech， 15（3）：318-329.

YU B， LIN C F， GARRETT W E， 2006. Lower extremity biomechanics during the landing of a stop-jump task［J］. Clin Biomech （Bristol， Avon），21（3）： 297-305.

YU B， MCCLURE S B， ONATE J A， 2005. Age and gender effects on lower extremity kinematics of youth soccer players in a stop-jump task［J］. Am J Sports Med，33（9）： 1356-1364.

Effect of Different Fatigue Protocols on Trunk and Lower Extremity Kinematics for Collegiate Soccer Players

ZHANG Meizhen1*，GUO Hao1，LIU Hui2，WU Xiaogang1，CHEN Weiyi1

1.Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China;2.Beijing Sport University, Beijing 100084, China.

Objective: The study was to compare the effects of different fatigue protocols (soccer-specific aerobic fitness test, SAFT90) and (Yo-Yo intermittent endurance level 2 test, Yo-Yo IE2) for collegiate soccer players on neuromuscular control at the time of contacting with ground. Methods: The study recruited 7 collegiate soccer players. The kinematics data were collected by infrared motion capture system (Nokov Mars2h, China). Subjects wore real-time heart rate monitoring telemeter (Polar Team 2, Finland) to ensure the safety of the experiment and the effectiveness and objectivity of fatigue evaluation. 2×2 repeated designed two-way ANOVA was used to identify the influence of pre-post fatigue and protocols on kinematics of soccer players. Results: The two exercise-induced fatigue protocols satisfied fatigue criterion, and there were no significant differences on heart rate and session rating of perceived exertion. Hip internal-external rotation angle [(1,6)=7.811,=0.031,=0.752] and knee varus and valgus angle [(1,6)=6.976,=0.038,=0.733] had significant interaction effect on fatigue protocols and fatigue induction. Compared with SAFT90protocol pre-test, there were significant increase for hip sagittal range of motion (13.6° vs 18.5°,=0.022,=0.783), hip internal rotation (-5.9° vs 2.6°,=0.019,=0.793), knee valgus angle (2.1° vs -1.5°,=0.001,=0.928), knee external rotation (-12.8° vs -20.3°,＜0.001,=0.968). The knee flexion angle [(1,6)=14.164,=0.009,=0.838] and the valgus angle [(1,6)=17.679,=0.006,=0.864] had significant interaction on fatigue protocols and pre-post tests during side-cutting. The soccer players were more likely to landing by heel at SAFT90protocol post-test during side-cutting (-3.8 cm vs -6.9 cm,0.031,=0.753). Conclusions: The different landing strategies of trunk and lower extremity kinematics in post-fatigue were observed for soccer players compared with pre-test, especially for SAFT90protocles, including larger hip internal rotation, knee valgus angle and knee external rotation during single-leg drop jump; while during side-cutting, knee joint more upright, larger knee valgus angle and prone to landing by heel demostraed, these factors may increase the risk of anterior cruciate ligament injury after fatigue. The larger knee valgus angle were found pre-post Yo-Yo IE2 exercise-induced fatigue. SAFT90fatigue protocols impacted greater than Yo-Yo IE2 for soccer players, which suggests that SAFT90as soccer-specific fatigue protocol may be more valuable for understanding neuromuscular control of exercise fatigue.

1002-9826（2022）08-0032-09

10.16470/j.csst.2021012

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（30870600）；教育部人文社會(huì)科學(xué)研究規(guī)劃基金項(xiàng)目（18YJA890034）；山西省回國留學(xué)人員科研資助項(xiàng)目（2020-032）；山西省高等學(xué)校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目（2019W025）；國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃（202010112017）；太原理工大學(xué)學(xué)科建設(shè)經(jīng)費(fèi)

通信作者簡介：張美珍（1983-），女，教授，博士，碩士研究生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)生物力學(xué)，E-mail： meizhen1116@163.com。

G843

A

（2020-03-19；修訂日期：2022-03-17； 編輯：尹航）