右手持拍乒乓球运动员脊柱动态变化的运动学分析

【作者】 张鹏； 张雨亭； 裘琴儿；

【机构】 宁波大学体育学院；

【摘要】 研究目的:随着"健康中国"理念的提出,逐渐提高了人们体育锻炼的意识,对体质的健康越来越重视。脊柱是人体的中轴骨骼,是人体的支柱,也是人体传递各种信息的主干,具有负重、减震、保护和运动等功能。乒乓球运动是一项非常流行的运动,需要手眼协调的敏捷性、速度和精确度。乒乓球也是一项技术型的球拍运动项目,属于间歇性运动,是一种专业技术强、练习持续时间长、运动强度大、技术姿势固定、练习形式单一的运动。专业乒乓球运动员与普通大学生爱好者在进行乒乓球活动过程中的生物力学动作可能会有所不同。然而,专业乒乓球运动员需要进行长期的乒乓球专业训练,由于乒乓球运动是单手持拍运动,主要靠身体一侧进行发力,非常容易导致身体的一侧肌肉力量大于身体另一侧力量,导致身体的力量发展不平衡,尤其是背肌力量发展的不平衡。随着先进乒乓球技术的发展,当运动员在运用弧圈球技术时,由于背肌张力不同,使背肌力量强的一侧在张力的作用下长期牵拉脊柱向一侧弯曲,从而导致脊柱侧屈。目前,目前国内外关于脊柱的研究大多数集中在临床医学的治疗领域,对乒乓球运动员脊柱动态变化的研究并不多。本文的研究目的是对比专业乒乓球运动员与普通大学生爱好者在乒乓球正手上旋球拉球动作时脊柱从初始时刻到整个完整动作结束时刻的关节角度、角速度和角加速度的变化,对比两者是否存在显著性差异。研究方法:本研究招募了两组受试者各30名,一组为对照组,即普通大学生乒乓球爱好者(均为右手持拍,并没有接受过任何乒乓球专业训练,没有任何脊柱相关的损伤);一组为实验组,即专业乒乓球运动员(8名国家一级运动和12名二级运动员,均为右手持拍,都接受过十年及以上的乒乓球专业训练,没有任何脊柱相关的损伤)。实验仪器采用VICON红外动作捕捉系统。利用VICON红外动作捕捉系统测量运动员右手持拍空手做乒乓球正手上旋球拉球技术动作时脊柱的变化,获取运动员在做动作时脊柱变化的参数。测量步骤:告知受试者实验过程,给受试者贴上相应的Marker标记点(23个);调试VICON环境,调试完毕后使受试者站在指定位置按解剖学站位站立,先用VICON测量受试者的静态数据,并记录;然后让受试者做乒乓球正手上旋球拉球动作,测量受试者在做乒乓球正手上旋球拉球动作时脊柱的变化情况,重复测量五次,获取动态数据并记录。利用Opensim平台,通过对Origin Models模型精准建模和缩放,计算出运动员做动作时关节C7至S1的逆向运动学变化的相关参数。所有数据利用Microsoft Office Excel 2021和SPSS 26.0参数用均值±标准差表示,组间对比采用独立样本t检验,对右手持拍男性乒乓球运动员的脊柱参数进行检验,并设定P<0.05具有显著性差异。研究结果:关节角度C7-T1(P=0.00),T1-T2(P=0.00),T2-T3(P=0.04),T3-T4(P=0.00),T4-T5(P=0.00),T5-T6(P=0.02),T6-T7(P=0.00),T7-T8(P=0.03),T8-T9 (P=0.00),T8-T9 (P=0.00),T9-T10 (P=0.04),T10-T11(P=0.00),T11-T12 (P=0.00),L1-L2 (P=0.01),L2-L3 (P=0.00),L3-L4(P=0.00),L4-L5(P=0.00),L5-S1(P=0.00)。专业乒乓球运动员脊柱关节C7-S1与普通大学生爱好者均存在显著性差异;关节角速度C7-T1(P=0.00),L1-L2(P=0.01),L2-L3(P=0.02),L3-L4(P=0.01),L4-L5(P=0.00),L5-S1(P=0.00)专业乒乓球运动员脊椎关节C7-T1、腰椎关节L1-S1与普通大学生爱好者存在显著性差异,关节角速度T1-T2(P=0.06),T2-T3(P=0.08),T3-T4(P=0.11),T4-T5(P=0.10),T5-T6(P=0.22),T6-T7(P=0.13),T7-T8(P=0.09),T8-T9(P=0.06),T8-T9(P=0.10),T9-T10(P=0.12),T10-T11(P=0.06),T11-T12(P=0.21)专业乒乓球运动员胸椎关节T1-T12与普通大学生爱好者不存在显著性差异;关节角加速度T1-T2(P=0.00),T2-T3(P=0.02),T3-T4(P=0.01),T4-T5(P=0.00),T5-T6(P=0.00),T6-T7(P=0.00),T7-T8(P=0.00),T8-T9(P=0.04),T8-T9(P=0.02),T9-T10(P=0.04),T10-T11(P=0.00),T11-T12(P=0.00),L1-L2(P=0.00),L2-L3(P=0.04),L3-L4(P=0.00),L4-L5(P=0.00),L5-S1(P=0.00)专业乒乓球运动员胸椎T1-T12、腰椎关节L1-S1与普通大学生爱好者存在显著性差异,关节角加速度C7-T1(P=0.09)专业乒乓球运动员与普通大学生爱好者不存在显著性差异。研究结论:乒乓球正手上旋球拉球动作对专业乒乓球运动员脊柱存在着不利影响,对比右手持拍专业乒乓球运动员和普通大学生爱好者在做乒乓球正手上旋球拉球动作时的脊柱变化参数,发现右手持拍乒乓球运动员脊柱关节角度变化与普通大学生爱好者存在显著性差异,这可能与专业乒乓球运动员长期进行单侧大量的大强度训练有关。长期的重复该动作容易造成运动员脊柱侧屈的现象,从而导致身体的不平衡。因此,在未来的乒乓球训练中,教练需注重对专业乒乓球运动员另一侧的强化,加强专业乒乓球运动员非持拍手的补偿练习,通过反向肌肉力量训练来提高肌肉能力,以使两侧肌肉平衡对称,从而改善专业乒乓球运动员的身体状态,预防运动损伤。本研究仅选取了运动员做单个动作时的脊柱参数,在以后的研究中针对乒乓球运动员不同的运动状态进行测试,可以选取不同的乒乓球技术动作,例如上旋球反手拉球技术等,还可以适当增加下肢动态参数,以便更全面地探究乒乓球运动对人体脊柱的影响。更多还原