長期應力對高水平蹦床運動員脊柱形態特征的影響

宋雅偉，李廣凱，張曦元

●成果報告

長期應力對高水平蹦床運動員脊柱形態特征的影響

宋雅偉，李廣凱，張曦元

目的：通過對脊柱形態的測量，找出長期沖擊應力對蹦床運動員脊柱的影響。方法：通過Spinal Mouse脊柱測量儀，對8名高水平蹦床運動員和20名正常大學生進行脊柱測量，并進行比較，找出兩者的差異之處。結果：運動員和大學生脊柱在靜態和動態情況下角度都存在不同程度的差異。結論：通過對測得的脊柱數據進行比較分析，長期的沖擊應力使得蹦床運動員直立時腰椎的生理彎曲變小，骨盆前傾減小，但是對胸椎的生理彎曲影響不大。在脊柱動態活動時，蹦床運動員胸椎的活動度變小，腰椎的活動度沒有變化，骨盆活動度變大，脊柱總活動度變大。

蹦床；運動員；脊柱

脊柱位于背部中央，是人體的頂梁柱，正常脊柱從后背看，像一條由上到下的直線；從側面看，有4個生理彎曲，呈現一個拉長的“S”形，它不僅能緩解來自下肢的震動，對大腦有保護作用，也能使軀干前后左右的對抗肌群處于最省力的平衡狀態，而且還可以防止肌肉疲勞，對心、肺、肝、脾等內臟器官也有保護作用，更重要的是對于脊髓有保護作用，因此脊柱的健康關乎全身的健康[1]。而對于蹦床運動員，脊柱的作用更是不可小覷，脊柱的柔韌性、靈活性和穩定性對于運動員在空中姿勢的穩定，動作的完成都起到很重要的作用。另外，蹦床運動是一項激烈的項目，長期的沖擊對脊柱是否會有影響、造成怎樣的影響，至今未見報道。所以，脊柱的健康對于蹦床運動員來說是至關重要的[2]。本文旨在通過Spinal Mouse脊柱測量儀，對8名高水平蹦床運動員和20名正常大學生進行脊柱測量，找出長期的沖擊應力對脊柱的影響。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

8名高水平蹦床運動員，其中男4人（年齡（21.00±1.41）歲，身高（167.70±2.63）cm），女4人（年齡（21.80±1.50）歲，身高（157.14± 2.32）cm）。大學生數據庫（樣本量大于100）中挑選年齡、身高與蹦床運動員基本相似的某大學學生20名，男（年齡（20.50± 1.51）歲，身高（168.70±2.26）cm）10名，女（年齡（19.5±0.972）歲，身高（158.10±2.13）cm）10名。

1.2 研究方法

1.2.1 形態測量 （1）一般身體形態測量。同一名專業測量員對運動員和大學生進行一般身體形態的測量，包括身高、體重、坐高、骨盆寬、跟腱長、上肢長等。

（2）脊柱測量。同一名專業測試人員運用Spinal Mouse脊柱電子測量儀對8名蹦床運動員與20名無脊柱受傷史大學生進行脊柱測量，采用“矢狀面”站模式，即測量在矢狀面站（直立、前屈、后伸）脊柱的變化情況。脊柱測量儀可以自動測量T1-S1之間各個椎體節段椎間角度變化，體位包括直立位、前屈位和后伸位（見圖1）。

測量過程：在矢狀面站時，要求測試者兩腳與雙腿并攏，腳尖繃直，然后前屈。前屈時雙手盡最大能力觸地，后伸要求達到最大彎曲度（人體不能傾倒）。測試完畢后，軟件自動對脊柱進行計算得到各關節的角度、骶骨傾角、胸椎角度和、腰椎角度和、脊柱傾角指標，然后與選取的20名大學生進行對比。

2 結果與分析

由Spinal Mouse脊柱測量儀測得矢狀面站時的指標，包括6列數值，其中3列是靜態的，即直立、前屈、后伸時各個指標的數據，表示脊柱輪廓和姿勢；以及3列動態的，即脊柱由直立到前屈活動時各個指標的改變、直立到后伸活動時各個指標的改變、前屈到后伸活動時各個指標的改變，表示脊柱輪廓的改變和活動度[3]。

2.1 直立站時的比較（靜態指標）

脊柱在日常的生活、學習、勞動、鍛煉等活動中很容易受到傷害，從而使26節椎骨發生各種各樣的移位。沒有發生任何脊椎移位的脊柱幾乎是沒有的，從靜態直立數據可以反映出脊柱的某種變化。

由表1可以看出，女運動員和女大學生在直立站時，腰椎角度和和骶骨傾角有差異，男運動員和男大學生在直立站時的腰椎角度和有差異，骶骨傾角有顯著性差異。

表1 矢狀面站立脊柱直立位各椎體間角度變化Tab.1 Sagittal standing upright spine angle changes between the vertebrae

2.2 脊柱各角度總活動度的變化

矢狀面站時，脊柱從前屈到后伸，直立到前屈，直立到后伸這幾個動態的活動范圍能夠反應脊柱的總活動度，以此來反應脊柱的柔韌性。

由表2可以看出，女運動員和女大學生胸椎角度和在前屈到后伸活動范圍上有差異，骶骨傾角存在顯著性差異。男運動員和男大學生胸椎角度和在前屈和后伸時活動范圍存有差異，骶骨傾角有差異，傾斜角存在顯著性差異。

表2 矢狀面站立脊柱前屈到后伸位各椎體間角度變化Tab.2 Sagittal standing spinal flexion to extension position changes the angle between the vertebral

由表3可以看出，女運動員和女大學生胸椎角度和在直立到前屈活動范圍上存在顯著性差異，骶骨傾角存在顯著性差異，傾斜角存在差異。男運動員和男大學生胸椎角度和在直立到前屈活動范圍上存在顯著性差異，骶骨傾角有差異。

表3 矢狀面站立脊柱直立到前屈位各椎體間角度變化Tab.3 Sagittal spine to stand upright to flexion angle changes between the vertebrae

由表4可以看出，女運動員和女大學生在直立到后伸活動范圍上數據沒有統計學意義。男運動員和男大學生在直立到后伸活動范圍上傾斜角有顯著性差異。

表4 矢狀面站立脊柱直立到后伸位各椎體間角度變化Tab.4 Sagittal spine upright standing position to the extension angle changes between the vertebrae

3 討 論

3.1 胸椎角度和

胸椎角度和，代表從Th1到Th12整個胸椎的總體曲度和活動度。負角代表脊柱向前彎曲或后伸，正角代表脊柱向后彎曲或前屈。其值代表Th1/2到Th11/12，11個胸椎節段角度的總和。對于整個胸椎的曲度和活動度，由于胸椎本身的活動度就不是很大，前方受到胸骨和肋骨的限制，使得胸椎的整體運動范圍較為局限。

直立時運動員和大學生的胸椎活動度變化不大，但是在直立到前屈、直立到后伸以及前屈到后伸活動時，運動員的胸椎角度比大學生的要小的多。一方面可能是由于蹦床運動的“美”字的體現，運動員在完成空翻動作的過程中身體姿勢優美，在空中保持上身直立，讓人看起來更加的優美[4]。這樣，胸部基本上是鎖死的，使得胸椎的活動度只能這么小，尤其是Th4/5，觀察測得的數據發現，女運動員在直立到前屈的動作時，這個節段椎骨的角度變化為零。另一方面可能是由于完成動作后的落地壓網以及蹬伸后的離網階段，上身直立能夠更有利于力的傳遞[5]，而長期的沖擊應力，使得運動員的胸椎角度在動態過程中變得比大學生要小的多。

3.2 腰椎角度和

腰椎角度和，代表Th12到S1整個腰椎的總體曲度和活動度。負角代表脊柱向前彎曲或后伸，正角代表脊柱向后彎曲或前屈，其值代表Th12/L1到L5/S1，6個腰椎節段角度的總和（由于Th12/L1的活動性較大，所以將它計算到腰椎節段中）。

在直立站位時，運動員的整個腰椎的曲度和活動度比大學生小，并且在測量時，何雯娜的腰部已經看不出正常的生理彎曲。一方面可能是因為蹦床著網時，運動員直體落床，身體保持適度的緊張，尤其是腰部，不能因屈體而使腰部自然地產生緩沖動作，因為這樣就不能使力集中作用于網，應該使上體保持直立，以保證上體的力有效地作用于網上，獲得一個大的反彈力[6]，而這種長期的沖擊應力對腰椎自然造成了損壞，破壞了腰部的自然生理彎曲。另一方面可能是由于在蹬伸階段后的離網，獲得的反彈力向上傳遞，腰部也要與下落時一樣，保持緊張。腰部長期緊張，而蹦床所給予的沖擊力使得腰椎的彎曲度發生變化。但是在直立到前屈、直立到后伸以及前屈到后伸的動態活動范圍，運動員和大學生基本上是一致的，兩者沒有差異。這說明腰部的柔韌性很好，在空中完成一系列空翻動作能夠很靈活。

顏慧等對我國優秀蹦床運動員運動損傷進行調查發現，蹦床運動員損傷的部位排在第二的是軀干，占總比例的33.8%[7]。軀干損傷主要體現在腰椎（腰肌）損傷部位，也是損傷最嚴重的部位[8]。大多數損傷都有腰椎間盤退變的內因基礎，再加上外傷誘因而發病。蹦床運動員在彈網時，彈網的反彈力對脊柱產生一個縱向的沖擊力，這兩種力都使椎間盤內壓升高，椎間盤則可能由于反復長時間的沖擊力而變性。其次，蹦床運動員軀體空翻時，腰極度前屈，緊接著做轉體動作，如果沒有充分伸展身體，腰在前屈的同時旋轉，動作稍有不協調，可能導致腰椎間盤損傷，這也是運動員的整個腰椎的曲度和活動度比大學生小的原因。

3.3 骶骨傾角

骶骨傾角，是指骶骨的體表輪廓線與垂直線之間的夾角。因為骶骨和髂骨之間是由幾乎不能活動的骶髂關節所連接，所以骶骨傾角能代表骨盆的空間位置（骨盆和骶骨的活動是同步的）。人體直立時，骨盆呈傾斜位，即骶骨傾角為正值，這一點運動員和大學生都是吻合的。

直立時運動員的骶骨傾角比大學生小，相反在直立到前屈、直立到后伸以及前屈到后伸這幾個動態的活動范圍骶骨傾角比大學生大，并且兩者存在顯著性差異，具有統計學意義，而在活動時，運動員的骶骨傾角比大學生的大的多，這可能是由于蹦床的專項特點，運動員骨盆靈活性很大，能夠使運動員在空中靈活的完成空翻等動作。

運動員直立站立相當于蹦床運動中著網前的身體姿勢，即運動員從完成空中翻轉動作開始進入下落過程的階段，下落的任務是雙臂緊貼身體兩側，保持身體正直姿勢由高點向下飄落。落網前的腳尖應始終保持繃直狀態，固定身體各環節，力求使身體成為一個剛體落網[9]。這可能是由于直立時，就像蹦床著網時，髖部保持緊張，長期的沖擊應力使得這種角度變的越小。

為了使蹬伸過程中，肌肉收縮產生的力很好的轉化為網的彈性勢能，運動員在空中就需要做好使人體蹬伸的身體姿勢的準備。收髖收膝，上體下沉，保持上體的直立，以保證身體的力有效地作用于網上，否則，運動員會因屈體導致腰部自然的產生緩沖作用，使力不能集中作用于網，容易造成髖部一些關節的損傷。接觸網短時間內，收髖收膝使伸展身體的相關肌肉受到牽拉而拉長，預先增加其張力，會增加肌肉的收縮力。如果蹬伸力大于反彈力，則此力作用于網上的時間越長，沖量越大，壓網也越深。從這個角度來考慮，運動員在空中應盡可能地收縮髖膝關節，拉長蹬伸距離，為落網后的蹬伸做好準備[10]。長期的這種收髖收膝動作，使得運動員控制骨盆前傾的肌肉變得厚實、有力，從而使運動員直立站時出現了這種適應性變化，骨盆前傾角度變小。

3.4 傾斜角

傾斜角，是傾角線和垂直線之間的夾角。Th1到S1的連線，代表傾角線，它非常直觀反映整個脊柱的運動幅度，直觀反映脊柱直立位姿勢及活動度。在直立姿勢下傾角線應該是垂直的（通過Th1所作的垂線通過股骨大轉子和雙腳支持面的中點）。健康的受試者站立時一般會稍向前傾，運動員和大學生的傾斜角沒有差異，都屬正常范圍，說明沖擊并沒有對脊柱直立傾斜角造成影響。在直立到前屈，直立到后伸，前屈到后伸活動范圍，運動員的傾斜角變化的大，說明整個脊柱的總活動度比較大。

4結 論

通過對測得的脊柱數據進行比較分析，長期的沖擊應力使得優秀蹦床運動員直立時的腰椎的生理彎曲變小，骨盆前傾減小，但是對胸椎的生理彎曲影響不大。在脊柱動態活動時，蹦床運動員胸椎的活動度變小，腰椎的活動度沒有變化，骨盆活動度變大，脊柱總活動度變大。

脊柱是人體的頂梁柱，在人體中起的重要的作用，長期的沖擊應力對蹦床運動員的脊柱形態產生了影響。為了減小這種沖擊應力對脊柱的影響，建議教練員應在訓練結束，增加一些對胸部，腰部，髖部的放松訓練。另外，小孩子練習蹦床時，注意不應過早的進行專項訓練，以及在訓練時可以采用少量多次的訓練方法，使脊柱能夠在訓練后得到充分的恢復，以免對脊柱的發展產生不良的影響。

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[3]勵建安.脊柱運動的解剖和生物力學基礎[J].中華物理醫學與康復雜志，2004（5）：308-310.

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Long-Term Impact of Stress on the Spine of High Level Trampoline Athletes

SONG Yawei，LI Guangkai，ZHANG Xiyuan
（Dept of Sports and Health Science，Nanjing Institute of Physical Education，Nanjing 210014，China）

Objective：To measure spine morphology，and to identify long-term impact of stress on the spine of trampoline athletes.Methods：Spinal Mouse spinal measuring instrument was used to test 8 high trampoline athletes and 20 normal college students.The corresponding comparison was conducted to identify the differences between the two.Results：There had some degrees of difference between the static and dynamic spine angle for both athletes and students.Conclusions：The spine of the measured data for comparative analysis of the impact of long-term stress makes the lumbar spine during upright trampolining physiological bending smaller PTLT reduced，but the physiological bending thoracic little effect.Dynamic activities in the spine，thoracic trampolining activities for smaller，no change in the activity of lumbar and pelvic activity became larger，the total activity of spinal bigger.

trampoline；athlete；spine

G 804.6；G 838

A

1005-0000（2011）05-0390-03

2010-09-02；

2011-08-26；錄用日期：2011-08-30

國家科技支撐計劃項目（項目編號：2006BAK37B02）

宋雅偉（1970-），男，江蘇連云港人，博士，教授，研究方向為解剖學、運動生物力學。

南京體育學院運動健康科學系，江蘇南京210014。

圖1 “矢狀面”站模式的脊柱測量
Fig.1 “Sagittal”model of the spine measuring station

直立（Upright）前屈（Flexion）后伸（Extension）

1.2.2 數據處理 運用SPSS11.5統計軟件對數據進行統計分析。