1.2.3 在体测试
流行病学调查能提供第一手的数据资料,是研究跳伞着陆损伤病因和防护的根本依据。但是,流行病学调查研究周期长,成本高。着陆损伤本身具有明显的不可预知性和不可控性,难以进行实时测量。在实验室条件下进行合理设计,采用受试者在标准条件下,应用现代测量技术对人体各种运动学和动力学数据进行测量,能够获取更多有价值的信息。目前通用的志愿者测试方法是从平台跳落着陆或者悬挂一定高度后自主着陆,在过程中实时测量运动学参数、地面反力、肌肉反应时间和活动性等数据。
Madigan和Pidcoe[9]采用12名受试者进行实验,研究了在着陆动作中下肢疲劳对地面反力、下肢运动学和动力学的影响。分别利用测力台、运动捕捉系统、肌电图仪采集受试者疲劳着陆时的地面反力,髋关节、膝关节和踝关节的运动学参数,以及股外侧肌的肌电图。所采用的疲劳着陆不仅可以确定疲劳状态和非疲劳状态的生物力学差异,还可以提供在疲劳进展中多个生物力学参数的时变特征。
前交叉韧带撕裂是常见的运动损伤,有严重的后遗症。对具有前交叉韧带损伤高风险的运动员进行重点的预防训练,可以有效降低损失率,因此在运动队中进行前交叉韧带损伤风险的筛查具有重要意义。Padua等人[10]提出一种着陆错误评分系统(Landing Error Scoring System,LESS)作为临床筛查工具,并进行了一项2691名受试者的实验。受试者进行跳跃 着陆 反跳动作,使用摄像机记录额状面和矢状面的动作影像,并采集地面反力数据,最后随机选择其中25名男性和25名女性,对其运动学和动力学参数进行比较分析。比较结果认为,LESS是一种有效且可靠的预测跳跃着陆运动中的损伤风险的方法。
为评价踝关节背屈活动度和着陆生物力学的关系,Fong等人[11]进行了一项35名受试者参与的在体实验研究。实验过程中,在屈膝和伸膝状态进行被动背屈活动度测试,并通过光学运动捕捉系统和测力台进行着陆动作的生物力学测试,用单相关方法来评价背屈活动度和各着陆生物力学参数之间的关系。根据实验结果发现,较大的踝关节背屈活动度与较大的屈膝位移及较小的着陆地面反力相关。该研究建议,为了有效预防着陆过程中的前交叉韧带损伤,提高跖屈肌伸展性和踝关节背屈活动度的临床技术是非常重要的一种手段。
着陆动作在舞蹈中也非常常见。Orishimo等人[12]采用在体测试方法比较研究了男性和女性舞蹈演员着陆生物力学差异。研究者招募了33名专业现代舞和芭蕾舞演员,令其从30厘米高台上跳下并单腿着陆,对运动学和地面反力参数进行测量和比较。研究发现,两性在着陆时采用相似的损伤预防策略,两性之间不存在关节运动学和动力学方面的显著差异,但是演员开始接受训练的年龄和着陆时髋关节最大内收角度之间存在显著相关性。儿童早期开展跳跃和平衡训练,有利于成熟后在着陆动作中避免潜在的损伤。