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研究目的:足球是世界第一大运动,足球鞋在足球运动中扮演了重要角色,一双设计优良的足球鞋有助于运动员提高运动表现。前期研究表明,足球鞋不同的鞋钉构造可能对运动员的运动表现和运动损伤都有一定程度的影响。本研究通过对足球运动员在自然草坪(nature turf, NT)上进行足球特征动作的下肢运动学和动力学参数测量。探讨足球鞋鞋钉构造对于足球运动员运动表现和下肢非接触性运动损伤的影响。 研究方法:选取14名半职业成年男性足球运动员作为受试者,受试者分别穿着长钉足球鞋(soft ground design, SG)、短钉足球鞋(artificial ground design, AG)和碎钉足球鞋(turf cleats, TF)在自然草坪条件下进行直线加速跑(straight acceleration)和45°左侧切(left sidestep cutting)动作,控制速度4.5±0.2m/s。Vicon三维红外运动分析系统用于采集受试者下肢运动学数据、Kistler三维测力台同步收集受试者右腿支撑期的地面反作用力数据,足底压力测试使用Novel Pedar鞋垫式足底压力测量系统,采集频率为50Hz。统计学分析采用SPSS17.0软件,使用单因素重复测量方差分析(One-way Repeated Measures ANOVA)及事后检验(Post-hoc Analysis)分析不同足球鞋鞋钉构造对于足球运动员下肢运动学、动力学指标的差异性,显著性水平设定在0.05。 研究结果:在运动学表现上,直线加速和侧切动作中,SG的膝关节峰值屈曲角度和屈曲活动度显著大于 TF;侧切动作过程中,SG的膝关节峰值外展角度的外展活动度显著大于TF;在动力学表现上,SG的平均地面反作用力垂直负荷加载率(VALR)显著高于AG和 TF;SG的峰值地面反作用力水平方向合力(PHF)和加载率(PHFR)显著性大于 AG和TF;抓地系数δ在不同鞋钉条件下具有显著性差异,TF的平均抓地系数值显著小于SG和AG的平均抓地系数。在足底压力指标上,直线加速动作中,SG在前掌内侧区域(MFF)的峰值压强和压力时间积分显著大于TF;侧切动作中,SG和AG在足后跟区域(H)的峰值压强和压力时间积分显著大于TF,SG在MFF的峰值压强和压力时间积分显著大于TF。 结论与建议:直线加速和45°左侧切动作右腿支撑期过程中,长钉 SG足球鞋在自然草坪上较大的膝关节峰值屈曲角度和屈曲活动度能够更好的缓冲落地阶段较大的地面冲击力,然而可能需要动员更多肌肉软组织,加快疲劳进程增加长时间运动的损伤风险。同时侧切动作中 SG较大的膝关节峰值外展角度可能增加前交叉韧带(ACL)损伤风险的增大。长钉SG足球鞋具有较大的地面反作用力垂直负荷加载率(VALR),过高的VALR可能导致胫骨疲劳性骨折、髌骨痛、跟腱炎等下肢关节软组织损伤风险增加。同时侧切动作过程中SG较高的抓地系数也能够为运动员提供更好的运动表现,而鞋与地面之间过高的抓地系数容易导致足与地面的固定效应,从而增加下肢软组织和膝关节前交叉韧带(ACL)等损伤风险的增加。侧切动作中着 SG足球鞋前掌内侧较高的峰值压强可能导致跖骨应力性骨折风险的增加。在自然草坪进行足球运动时,建议专业水平足球运动员可以选择鞋钉较长的SG足球鞋以提高抓地表现,而对于下肢肌肉力量较弱尤其是关节周围肌肉力量较弱的业余水平运动员应谨慎选择SG足球鞋,可以选择较长钉的FG(firm ground design)足球鞋或者AG足球鞋。