整合性神经肌肉训练预防青少年女性运动性膝关节损伤

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.32.005

中国组织工程研究 ›› 2017, Vol. 21 ›› Issue (32): 5108-5114.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2017.32.005

• 骨组织构建 bone tissue construction • 上一篇下一篇

整合性神经肌肉训练预防青少年女性运动性膝关节损伤

赵响1，2，詹建国1，许滨1

(1北京体育大学，北京市 100084；2淮北师范大学，安徽省淮北市 235000)

收稿日期:2017-08-07 出版日期:2017-11-18 发布日期:2017-11-15
通讯作者: 詹建国，教授，博士生导师，北京体育大学，北京市 100084
作者简介:赵响，男，1983年生，安徽省淮北市人，北京体育大学在读博士，讲师，主要从事青少年运动损伤预防的研究。
基金资助:
国家社会科学基金教育学青年课题(CLA140161)

Integrative neuromuscular training protects juvenile female athletes from knee injury

Zhao Xiang1, 2, Zhan Jian-guo1, Xu Bin1

(1Beijing Sport University, Beijing 100084, China; 2Huaibei Normal University, Huaibei 235000, Anhui Province, China)

Received:2017-08-07 Online:2017-11-18 Published:2017-11-15
Contact: Zhan Jian-guo, Professor, Doctoral supervisor, Beijing Sport University, Beijing 100084, China
About author:Zhao Xiang, Studying for doctorate, Lecturer, Beijing Sport University, Beijing 100084, China; Huaibei Normal University, Huaibei 235000, Anhui Province, China
Supported by:
the Youth Education Project of National Social Science Foundation of China, No. CLA140161

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：
整合性神经肌肉训练：是为了预防运动损伤和提高运动表现而设计的一般功能性动作训练与特定的力量、肌肉超等长、速度、灵敏、平衡训练相结合的综合性训练。
灵敏素质：是人体综合能力的反映，受遗传因素影响很大。为了提高灵敏素质，教练员应尽可能采取逐渐增加复杂程度的练习方式，也可以通过改变条件、器械、器材等方式增加技术动作的复杂性和难度。同时，还应着重培养和提高运动员掌握动作的能力、反应能力、平衡能力、观察能力、节奏感等。

摘要
背景：与单一的本体感觉训练方法和简单的躯干和臀部的神经肌肉训练方法相比，整合性神经肌肉训练具有综合性的效果，可以预防膝关节运动损伤。
目的：进一步验证整合性神经肌肉训练可以增强青少年女性运动素质和改善跳跃时的下肢生物力学模式。
方法：将18名青少年女性网球运动员随机分为2组，实验组进行为期8周的整合性神经肌肉训练+技术性训练，内容主要包括下肢力量、核心稳定性、超等长训练、动态平衡、灵敏、速度等方面；对照组进行8周的日常网球训练(传统性体能训练)+技术性训练，分别在整合性神经肌肉训练干预前1周及训练干预后第9周进行纵跳成绩、动态平衡、灵敏性测试和下肢生物力学纵向的前后测试，量化整合性神经肌肉训练对其运动素质和预防膝关节损伤的影响。
结果与结论：①实验组前后测试的纵跳成绩、灵敏性测试成绩、总体稳定指数、膝关节伸展角度和膝内外翻力矩均得到了改善(P < 0.05)；②整合性神经肌肉训练不仅可以提高青少年女性运动时的下肢爆发力、动态平衡和灵敏性能力等运动素质，也可以改善其跳跃时的下肢生物力学模式，加大跳跃落地时的膝关节的屈伸角度，降低膝内翻和膝外翻的扭矩。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程
ORCID: 0000-0002-5626-6962(赵响)

关键词: 组织构建, 组织工程, 神经肌肉训练, 运动素质, 预防损伤, 生物力学

Abstract:

BACKGROUND: Compared with single proprioceptive training and simple neuromuscular training in the trunk and hip, the integrative neuromuscular training possesses comprehensive effect, which not only prevents sport-induced knee injury, but also improves the athletes’ sport ability.
OBJECTIVE: To validate whether the integrative neuromuscular training can enhance sport quality of juvenile female athletes and improve biomechanical pattern of the lower limb when jumping.
METHODS: Eighteen juvenile female tennis athletes were selected and randomized into experimental and control groups. The athletes in the experimental group received 8-week integrative neuromuscular training and technical training involving the strength of the lower limb, core stability, plyometrice training, dynamic equilibrium, agility and
speed. Those controls were subjected to 8-week traditional physical training and technical training. The vertical jump, dynamic equilibrium, agility and biomechanics of the lower limb were measured at 1 week before intervention and 7 weeks after intervention to quantize the effect of integrative neuromuscular training on the sport ability and prevention of knee injury.
RESULTS AND CONCLUSION: The vertical jump, agility, overall stability index, the knee extension angle as well as knee adduction and abduction moment in the experimental group were significantly improved (P < 0.05). Integrative neuromuscular training cannot only enhance the explosive strength of the lower limb, dynamic equilibrium, and agility when juvenile female athletes exercising, but also improve the biomechanics of the lower limb when jumping, increase the knee extension angle, and reduce knee adduction and abduction moment

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

Key words: Proprioception, Sports Medicine, Biomechanics, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

赵响，詹建国，许滨. 整合性神经肌肉训练预防青少年女性运动性膝关节损伤[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(32): 5108-5114.

Zhao Xiang1, 2, Zhan Jian-guo1, Xu Bin1. Integrative neuromuscular training protects juvenile female athletes from knee injury[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2017, 21(32): 5108-5114.

图/表（结果） 1

2.1 参与者数量分析纳入受试者18名，分为2组，试验过程无脱失，全部进入结果分析。

2.2 整合性神经肌肉训练干预前后实验组和对照组内对比情况经过对实验组为期8周的整合性神经肌肉训练干预和对照组的传统训练，两组产生的运动素质变化和下肢的生物力学变化见表7。结果表明，在运动素质方面：经整合性神经肌肉训练干预后，实验组的纵跳成绩提高了4.1 cm (P < 0.01)，对照组的纵跳成绩无显著性变化；整合性神经肌肉训练干预后，实验组的灵敏性测试成绩提高了0.5 s (P < 0.01)，对照组的灵敏性测试成绩无显著性变化；整合性神经肌肉训练干预后，实验组的总体稳定指数下降了0.48(P < 0.01)，而对照组的总体稳定指数无显著性变化。

经过8周的整合性神经肌肉训练干预后，实验组的下肢生物力学有明显的变化，三维生物力学分析测试系统测出：①实验组的左膝关节屈伸度显著增加，右膝关节屈伸度显著增加(P < 0.05)；对照组的左右膝关节屈伸度均无明显变化；②试验前后对受试者进行了左右膝内翻和外翻的力矩测试，实验前的实验组从箱子落地时膝内外翻力矩较大，经过8周的整合性神经肌肉训练干预后，左右膝内外翻力矩明显降低，左膝内翻力矩显著减小(P < 0.05)；右膝内翻力矩显著减小(P < 0.01)；左膝外翻力矩从显著减小(P < 0.05)；右膝外翻力矩显著减小到(P < 0.05)。对照组的实验前后左右膝内外翻力矩均无明显变化。

2.3 整合性神经肌肉训练干预前后实验组和对照组间对比情况通过8周的整合性神经肌肉训练干预后，实验组和对照组的运动素质指标及生物力学指标具有统计学意义上的差异，由表7可以发现，实验组在纵跳成绩、T测试和总体稳定指数等体现运动素质的指标上和对照组相比，均得到非常显著的提升(P < 0.01)；实验组的生物力学指标比对照组得到了明显的改善，其中左膝关节屈伸活动度、右膝关节内翻力矩、左右膝关节外翻力矩有非常显著的差异 (P < 0.01)，右膝关节屈伸活动度、左膝内翻力矩有显著的差异(P < 0.05)。

2.4 不良事件两组训练过程中均未发生与训练相关的不良事件。

参考文献

[1] Faigenbaum AD,Myer GD.Resistance training among young athletes:safety, efficacy and injury prevention effects. Br J Sports Med. 2010;44(1):56-63.

[2] Myer GD, Faigenbaum AD,Ford KR,et al.When to Initiate Integrative Neuromuscular Training to Reduce Sports-Related Injuries and Enhance Health in Youth.Current Sports Medicine Reports.2011;10(3):157-166.

[3] Myer GD, Sugimoto D, Thomas S, et al. The Influence of Age on the Effectiveness of Neuromuscular Training to Reduce Anterior Cruciate Ligament Injury in Female Athletes; A Meta-Analysis. Am J Sports Med. 2013;41(1):203-215.

[4] Emery CA, Roy TO, Whittaker JL, et al. Neuromuscular training injury prevention strategies in youth sport: a systematic review and meta-analysis.Br J Sports Med.2015；49(13):865-870.

[5] Fort VA, Romero RD, Lloyd RS, et al.Integrative Neuromuscular Training in Youth Athletes.Part II:Strategies to Prevent Injuries and Improve Performance.Strength Condition J.2016;38(4):9-27.

[6] Kraemer WJ,Hakkinen K,Triplett NT, et al. Physiological changes with periodized resistance training in women tennis players. Med Sci Sports Exerc.2003;35(5):889.

[7] Jatin PA, Lindsey MM, Shane VC,et al.Relationships between core endurance, hip strength, and balance in collegiate female athletes.Int J Sports Phys Ther.2014; 9(5):604-616.

[8] Mendiguchia J, Martinez R E, Morin JB, et al. Effects of hamstring-emphasized neuromuscular training on strength and sprinting mechanics in football players. Scand J Med Sci Sports. 2015;25(6):e621-629.

[9] Ford KR, Shapiro R, Myer GD, et al. Longitudinal sex differences during landing in knee abduction in young athletes. Med Sci Sports Exerc.2010;42(10):1923-1931.

[10] Hewett TE, Myer GD, Ford KR.Decrease in Neuromuscular Control About the Knee with Maturation in Female Athletes. J Bone Joint Surg Am. 2004;86-A(8):1601-1608.

[11] Schmitz RJ, Shultz SJ, Nguyen A.Dynamic valgus alignment and functional strength in males and females during maturation. J Athl Train. 2009;44(1):26-32.

[12] Yu B,McClure SB,Onate JA,et al.Age and Gender Effects on Lower Extremity Kinematics of Youth Soccer Players in a Stop-Jump Task. Am J Sports Med. 2005;33(9):1356-1364.

[13] Yaniv M, Becker T, Goldwirt M, et al. Prevalence of Bowlegs Among Child and Adolescent Soccer Players. Clin J Sport Med. 2006 ;16(5):392-396.

[14] Myer GD, Ford KR, Palumbo JP, et al. Neuromuscular training improves performance and lower-extremity biomechanics in female athletes. J Strength Cond Res. 2005;19(1):51-60.

[15] Naclerio F,Faigenbaum A.Integrative neuromuscular training for youth.Revista Kronos.2011;10(1):49-56.

[16] Tran ST, Thomas S, DiCesare C, et al.A pilot study of biomechanical assessment before and after an integrative training program for adolescents with juvenile fibromyalgia.Pediatr Rheumatol Online J.2016;14(1):43.

[17] Wiggins AJ, Grandhi RK, Schneider DK, et al. Risk of Secondary Injury in Younger Athletes After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction: A Systematic Review and Meta-analysis.Am J Sports Med.2016;l44(7):1861-1876.

[18] Faigenbaum AD, Farrell A, Fabiano M, et al. Effects of integrative neuromuscular training on fitness performance in children. Pediatr Exerc Sci. 2011 ;23(4):573-584.

[19] Faigenbaum AD, Myer GD, Farrell A, et al.Integrative neuromuscular training and sex-specific fitness performance in 7-year-old children: an exploratory investigation. J Athl Train. 2014;49(2):145-153.

[20] Myer GD, Faigenbaum AD. Exercise is sports medicine in youth: Integrative neuromuscular training to optimize motor development and reduce risk of sports related injury.Revista Kronos.2011;10(1): 39-48.

[21] Pfile KR, Gribble PA, Buskirk GE, et al.Sustained Improvements in Dynamic Balance and Landing Mechanics After a 6-Week Neuromuscular Training Program in College Women's Basketball Players. J Sport Rehabil. 2016;25(3):233-240.

[22] Stockbrugger BA, Haennel RG. Validity and reliability of a medicine ball explosive power test. J Strength Cond Res. 2001;15(4):431-438.

[23] Martha RH. Factors Affecting Reliability of the Biodex Balance System: A Summary of Four Studies.J Sport Rehabil.2000;9(3):240.

[24] Raya MA. Comparison of three agility tests with male servicemembers: Edgren Side Step Test, T-Test, and Illinois Agility Test. J Rehabil Res Dev. 2013;50(7):951-960.

[25] Winter DA. Biomechanics and Motor Control of Human Movement.Hoboken:JOHN WILEY & SONS,2009.

[26] 王安利.运动损伤预防的功能训练[M].北京:北京体育大学出版社,2013.

[27] Fischer DV. Neuromuscular Training to Prevent Anterior Cruciate Ligament Injury in the Female Athlete.Strength Condition J. 2006;28(5):44.

[28] Faigenbaum AD, Kraemer WJ, Blimkie CJ, et al. Youth resistance training:updated position statement paper from the national strength and conditioning association. J Strength Cond Res. 2009;23(5 Suppl):S60-79.

[29] Mayhew JL, Johnson BD, LaMonte MJ, et al.Accuracy of prediction equations for determining one repetition maximum bench press in women before and after resistance training. J Strength Cond Res. 2008;22(5):1570-1577.

[30] DiStefano LJ, Padua DA, Blackburn JT, et al. Integrated Injury Prevention Program Improves Balance and Vertical Jump Height in Children.Psychiatric Hospital.2010;24(2):332-342.

[31] Kent A, John PO, Katie LO, et al.The Effect of Six Weeks of Squat, Plyometric and Squat Plyometric Training on Power Production.The Journal of Strength and Conditioning Research.1992;6(1):36.

[32] Mathisen G,Pettersen SA. Anthropometric factors related to sprint and agility performance in young male soccer players.Open Access J Sports Med.2015;10(12):337-342.

[33] Bauer T,Thayer RE,Baras G.Comparison of training modalities for power development in the lower extremity.J Applied Sport Sci Res. 1990;4(4):115-121.

[34] Mathisen G,Pettersen SA. Effect of high-intensity training on speed and agility performance in 10-year-old soccer players.J Sports Med Phys Fitness.2015;55(1-2):25-29.

[35] Sarabon N, Panjan A, Rosker J, et al. Functional and neuromuscular changes in the hamstrings after drop jumps and leg curls.J Sports Sci Med.2013;12(3):431-438.

[36] Michaelidis M, Koumantakis GA.Effects of knee injury primary prevention programs on anterior cruciate ligament injury rates in female athletes in different sports: a systematic review. Phys Ther Sport. 2014;15(3):200-210.

[37] Timothy EH, Amanda LS, Thomas AN, et al. Plyometric training in female athletes: Decreased impact forces and increased hamstring torques. Am J Sports Med. 1996;24(6):765-773.

[38] Marloes HP,Joan MD,Anne B,et al.Effect of Interventions on Potential, Modifiable Risk Factors for Knee Injury in Team Ball Sports:A Systematic Review.Sports Medi.2014;44(10):1403-1426.

[39] Borghuis J, Hof AL, Lemmink KA.The importance of sensory-motor control in providing core stability: implications for measurement and training.Sports Med.2008；38(11):893-916.

[40] Fitzgerald GK, Piva SR, Gil AB, et al.Agility and Perturbation Training Techniques in Exercise Therapy for Reducing Pain and Improving Function in People With Knee Osteoarthritis: A Randomized Clinical Trial.Physical Therapy.2011; 91(4):452-469.

[41] Jae HY, Bee OL, Mina H,et al.A meta-analysis of the effect of neuromuscular training on the prevention of the anterior cruciate ligament injury in female athletes. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 2010;18(6):824-830.

引言

整合性神经肌肉训练(integrative neuromuscular training，INT)是为了预防运动损伤和提高运动表现而设计的一般功能性动作训练与特定的力量、肌肉超等长、速度、灵敏、平衡训练相结合的综合性训练^[1-3]。与单一的本体感觉训练方法和简单的躯干和臀部的神经肌肉训练方法相比，整合性神经肌肉训练具有综合性的效果，不仅可以预防膝关节运动损伤而且可以提高运动员的运动素质^[4-5]。

女性比男性下肢力量薄弱，对女性进行神经肌肉训练更容易提升其运动表现，降低男女间的性别差异^[6]，另外，神经肌肉训练能够提高女运动员腘绳肌力量、臀部肌肉力量和核心力量，改善下肢动作模式，有效预防运动损伤^[7-8]。从年龄上看，处于青春期时的女性随年龄的增长，膝关节外翻力矩增加^[9-11]，伴随着膝关节屈伸角度下降更容易增加膝关节损伤风险^[12]，青少年时期使用神经肌肉训练的效果要优于成年时期，降低儿童和青少年前交叉韧带损伤更加有效^[2]；从运动项目上看，网球比赛中贯穿着运动员的分腿垫步、快速起动和制动、迅速变向移动，容易对膝关节造成损伤，网球运动员的膝内翻畸形发病率甚至明显高于足球运动员^[13]。有必要对整合性神经肌肉训练是否会提高青少年女子网球运动员的运动素质，并能够有效预防下肢的运动损伤进行研究，然而目前鲜有关于此方面的研究。

研究的目的是检验通过整合性神经肌肉训练提高青少年女性运动素质，同时改善青少年女子网球运动员膝关节生物力学训练的效果，即预防膝关节运动损伤的效果。研究假设：整合性神经肌肉训练可以增强青少年女子网球运动员的运动素质(纵跳、动态平衡和灵敏性能力)，可以改善下肢安全动作模式(加大跳跃落地时的膝关节的屈伸角度，降低膝内翻和膝外翻的扭矩)。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

材料方法

1 对象和方法 Subjects and methods

1.1 设计分组对照观察。

1.2 时间及地点试验于2017年4月在北京体育大学完成。

1.3 对象研究对象为整合性神经肌肉训练对加强青少年网球运动员运动素质和预防运动损伤的效果。研究参与者为18名北京体育大学附属竞技体校和竞技体育学院网球专项女生。她们自愿参加本次试验，均达到国家二级运动员水平，均无骨折等重大运动损伤，未发生过膝关节损伤，并经过功能性动作筛查测试对运动员进行身体功能筛查，发现运动员均无运动功能障碍。年龄范围在14-18岁之间。所有的受试者及监护人在了解受试意图后签署了知情同意书，在试验结束后获得相应的报酬。受试者采用随机数字表法被随机平均分为实验组(n=9)和对照组(n=9)，试验参与者的年龄、身高、体质量都符合正态分布(见表1)。

表1 本项研究受试者的基本情况 (x(_)±s，n=9)

Table 1 Basic information of the subjects

组别	年龄(岁)	身高(cm)	体质量(kg)
组别	年龄(岁)	身高(cm)	试验前	试验后
实验组	16.25±1.53	166.46±4.83	56.49±7.68	57.03±7.55
对照组	16.14±1.66	165.58±5.32	57.32±8.02	57.61±7.38

1.4 方法

1.4.1 试验测试通过对2组运动员进行为期8周的实验测试来量化整合性神经肌肉训练对青少年女子网球运动员膝关节运动损伤预防的影响。分别在整合性神经肌肉训练干预前1周进行前测和整合性神经肌肉训练干预后第9周进行后测。①对实验组进行为期8周，每周10次网球课，其中安排3次整合性神经肌肉训练试验，每次时长为90 min，整合性神经肌肉训练1周总时长为270 min，其余7次课进行专门的技战术训练课，技战术训练总时长为630 min；②对照组按照日常网球训练进行安排，总课时也是10次课，其中6次技战术训练课的前部安排60 min的技战术训练，最后30 min安排传统的体能训练，加上每周四专门进行的一节90 min传统体能训练(训练内容以力量训练为主)，传统体能训练1周总时长也为270 min，剩余3节课安排的是专门的技战术课，技战术训练总时长为630 min，实验组和对照组的体能和技战术训练总时间均相等。

1.4.2 训练干预整合性神经肌肉训练的训练内容主要包括下肢力量、核心稳定性、超等长训练、动态平衡、灵敏、速度这几方面的综合训练^[14-15]。训练时注重动作的准确性，详细地记录受试者每项练习的次数和组数。对于在训练过程中因疲劳等原因不能准确完成所要求动作的受试者，要求他们停止练习。所有的受试者在第1次训练前均已进行了卧推和深蹲的一次可做的最大力量(1RM，1 Repitition Maximum)测试。

在测试前，先给实验组学生安排一节整合性神经肌肉训练的方法课，保证每一位受试者都能够掌握各种训练的规范动作要领。每周组织3次整合性神经肌肉训练干预，分别在周一、周三和周五上午，每次练习时间为90 min，前15 min是整合性神经肌肉训练的准备部分：各种热身练习，包含慢跑、后退跑、快速变向跑及跳绳^[15]。最后15 min是整合性神经肌肉训练的结束部分：各种放松练习，主要内容是柔韧性训练，包含各种主动和被动的牵拉。中间60 min是整合性神经肌肉训练的基本部分，包含两层目标，第1层目标是加强力量(包含各种爆发力及下肢力量)和核心(包含腹部、躯干及臀部)稳定性。第2层的目标是设法提升人体基本动作表现能力^[16-17]。把基本部分第2层目标的训练内容又按时间的先后顺序和动作难易程度分成3个阶段：1至2周是初级阶段，3-5周是中级阶段，6-8周是高级阶段(见表2)。

表2 整合性神经肌肉训练安排

Table 2 Integrative neuromuscular training arrangement

表注：训练内容参照前人的研究改编^[18-21]。

训练目标	周数	训练内容	组数	时间或次数
加强下肢力量	1-8周	70%1RM负重前蹲	3	10次
和核心稳定性		50%1RM负重全蹲跳	3	10次
		50%1RM半蹲跳	3	10次
		股后肌群练习	3	15次
		平衡垫上平板支撑	3	45s
		臀桥练习	2	60s
		抛接实心球(6磅)	4	10次
提升基本动作	1至2周	平衡垫上单腿支撑(左、右)	2	60s
表现能力	初级阶段	过顶快速推举(20 kg)	2	10次
		连续双脚垫步跳加抛接实心球(6磅)	4	10次
		单腿支撑伸髋练习	2	2次
	3-5周中级阶段	平衡垫上单腿支撑(左、右) 加过顶推举(10 kg)	3	6次
		单腿站立(左、右) 加过顶推举(20 kg)	3	10次
		左右交替单腿垫步跳加胸部推举(20 kg)	3	10次
		吊绳旋转上推(左、右)	3	20次
	6-8周高级阶段	左右单腿平衡加胸部推举(10 kg)	3	6次
		仰卧快起抛接球(6磅)	3	10次
		连续左右转髋双脚垫步跳加抛接实心球(6磅)	3	10次
		吊绳旋转斜砍(左、右)	3	10次

传统体能训练每周安排6次单一素质的训练(包含速度、耐力、灵敏)，每种素质安排2次训练，每次训练30 min，周四进行90 min的传统体能训练(以力量训练为主)。传统体能训练手段安排如表3-6所示：

表3 速度素质训练安排

Table 3 Speed training arrangement

训练内容	训练手段	组数	次数
起动能力	听信号起动、短距离折返跑	2	5
冲刺跑能力	20-50 m冲刺跑	2	5
跑动技术	小步跑、原地高抬腿	2	5

表4 耐力素质训练安排

Table 4 Endurance training arrangement

训练内容	训练手段	组数	时间(min)
有氧耐力	长距离慢跑、节律跑	1	20
速度耐力	匀速跑接加速跑、折返跑	1	10

表5 灵敏素质训练安排

Table 5 Agility training arrangement

训练内容	训练手段	组数	时间(s)
协调性	滚翻、跳绳	5	60
程序化灵敏	蛇形绕障碍跑、六边形跳	5	60
随机性灵敏	变向冲刺接球	5	60

表6 传统体能训练安排

Table 6 Traditional physical fitness training arrangement

训练内容	训练手段	组数	时间或次数
最大力量	负重仰卧起坐(5 kg)	2	10次
	卧推(70%1RM)	2	10次
	坐位肩上推举(60%1RM)	2	10次
	负重深蹲(80%1RM)	2	10次
	负重前蹲(90%1RM)	2	6次
	负重弓箭步(50%1RM)	2	20次
快速力量	连续蛙跳	2	20次
	俯卧撑击掌	2	20次
	快速深蹲(50%1RM)	4	10次
	快速卧推(50%1RM)	3	10次
专项力量	小哑铃模拟击球训练(2 kg)	4	60 s
	负重腕屈伸	4	30次
	负重侧滑步(30 kg)	4	30 s

1.4.3 运动素质测试 (1)下肢爆发力测试：下肢爆发力测试选择的测试手段为纵跳测试(Vertical Jump，VJ)，使用的测试仪器是意大利智能运动分析系统(OptoGait)。在测试前，所有受试者进行15 min的慢跑和动态肌肉拉伸，然后向受试者讲解纵跳动作要领，每人都进行该测试熟悉性的练习，正式测试为3次，记录最好的一次测试成绩。据前人研究，在本研究条件下的纵跳测试下肢爆发力的重测信度为0.99^[22]。

(2)动态平衡测试：动态平衡测试选用的仪器是美国的Biodex Balance System(BBS)，可以对运动员在非稳定状态下保持平衡的能力进行测试，此测试系统共有8个等级的非平衡难度^[23]。受试者在测试前均未接触过此平衡系统。测试要求运动员双手抱胸，左右脚均单脚站立在第4等级非平衡难度下进行测试，测试时间均为20 s，每人重复3次，每次测试间隔时间为10 s，用总体稳定指数对受试者的动态平衡进行评估。总体稳定指数是指检测平台所有方向的位移与水平面之间的倾斜偏差度数，指数越低，说明运动员的动态平衡能力越好。

(3)灵敏素质测试：灵敏性测试(T-test)(图1)包含了前后左右各个方向的加速、减速以及迅速变向的能力。灵敏性测试的评判间信度(interrater reliability)的组内相关系数(ICC)是0.98，重测信度(test-retest)的组内相关系数(ICC)是0.83，均达到了较高的水平^[24]。测试前，受试者先进行 15 min的慢跑和动态肌肉拉伸。然后进行2次全程试走，以熟悉测试路线，这样做不会因运动员体力下降影响测试准确性。全程由一名测试员来记录时间。听到“开始”的口令后，受试者从起点处出发，用最快的速度向前跑10 m到中间的标志物，然后向右跑动5 m到达最右侧的标志物，接着向左跑动10 m到达最左侧的标志物，再向右跑动5 m到达中间的标志物，最后向后跑到终点处(注：全程身体面相前方，脚尖朝前，不能使用交叉步)。用秒表记录2次按本试验要求通过全程的最快时间，2次测试的时间间隔为5 min。

1.4.4 运动生物力学测试用于本研究的三维生物力学分析测试仪器包括一个具有8个摄像头、频率控制在 200 Hz的高速摄像机(Vicon Motion Analysis Inc.，Oxford，UK)和三维测力平台(1 000 Hz，Kistler Instruments AG Corp.，Winterthur，Switzerland)，分别进行三维运动捕捉和采集起跳过程中地面的反作用力信息。测试前，提前24 h对测力台进行开机预热，防止开机后的零点漂移现象。三维测力台的频率控制在1 000 Hz，保持和三维运动分析系统在时间上的同步性。在进行下落纵跳测试前，对受试者进行了marker的标记(包括：左髂后上棘、两侧大转子左右大腿中部、膝盖的内侧和外侧、小腿的中部、脚踝的中部和外侧、脚背第2和第3跖骨的中间)并且进行了静态建模。向受试者讲清楚测试的内容、目的、动作过程、具体做法和注意事项，然后进行15 min慢跑和韧带牵拉，每人进行3次试跳，以便掌握动作要领。在正式测试时，受试者双手插腰，从30 cm高的测试箱上以站立姿势准备开始跳下箱子，然后进行一个最大纵跳，记录下每位受试者成功的3次纵跳数据。使用12 Hz的低通滤波器和直接线性转换法对marker的轨迹进行评估^[25]，同时记录下左右侧膝关节的屈伸角度，最终通过动作和力的逆动力学原理来计算出膝关节内外翻的扭矩。

1.5 主要观察指标整合性神经肌肉训练干预前后运动素质和生物力学测试成绩。

1.6 统计学分析用SPSS 17.0对实验组和对照组的前测、后测成绩进行配对t 检验分析。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

讨论

3 分析与讨论 Analysis an discussion

整合性神经肌肉训练结合了下肢力量训练、超等长训练、灵敏性训练、核心稳定训练和动态平衡训练，既能提升专项所需的运动素质，又能够有效预防运动损伤^[1]。现代预防运动损伤功能训练的核心理念是将损伤的预防工作，从被动的伤后康复向主动的功能锻炼转移，在提高运动员运动成绩的同时，尽可能的减少运动损伤的发生^[26]。青少年女运动员的力量和爆发力水平明显低于男运动员，经过整合性神经肌肉训练之后，女运动员的动态平衡、爆发力和灵敏性均会得到较大的提升，进而降低其运动损伤的风险^[27]。本项研究结果表明：整合性神经肌肉训练可以显著提升青少年女子网球运动员的运动素质(下肢爆发力、动态平衡和灵敏性)以及增加膝关节活动度，降低膝内外翻扭矩，改善下肢的发力模式，减少了运动员下肢损伤的几率。

3.1 整合性神经肌肉训练对青少年女子网球运动员运动素质的影响整合性神经肌肉训练安排有3个特征：即训练项目的多样性、训练对象的差异性和训练恢复的充分性^[2]。本研究使用的整合性神经肌肉训练干预包含了力量训练、下肢动态稳定性练习、核心稳定性练习、超等长训练、快速伸缩复合训练、灵敏性训练等训练。重视下肢力量训练(包含腘绳肌，臀部肌肉，股四头肌等)，神经肌肉控制能力、灵敏性等，同时这也反映了整合性神经肌肉训练训练项目多样性的特点。由于参与本研究的受试者是14-18岁之间的女性网球运动员，队员之间生理特点存在着一定程度上的差异，另外从青少年和成人之间的差异性来说，也存在着明显的差异，对训练手段和负荷的安排会相应的改变，比如进行最大力量训练时的负荷量适当的下调，这也体现出整合性神经肌肉训练第二个特征，训练对象的差异性。尽管整合性神经肌肉训练对运动素质提高具有效果，但Faigenbaum等^[28]建议每周只能安排2到3次有时间间隔的高强度训练，以保证运动员在下次训练中体能得到充分恢复。本研究遵循了Faigenbaum等^[28]的建议，每周安排3次有时间间隔的整合性神经肌肉训练干预，保证训练恢复的充分性，同时加强了训练效果的累积。

本研究采用的负重前蹲、负重全蹲跳和负重半蹲跳负荷是依据Mayhew的最大功率输出安排来制定的^[29]。负重抗阻练习为了提高大肌肉群的力量，为其他训练(超等长、快速伸缩复合训练等)提供力量基础。进行核心力量和稳定性练习可以提升平衡能力，进而改进运动机能^[30] (图2)。研究在实验组进行的每次整合性神经肌肉训练的第一部分都安排了平板支撑训练，目的就是为了提高核心稳定性，最终可以提升平衡能力。研究还采用了单腿支撑8个方向伸髋练习、平衡垫上单腿支撑、平衡垫上单腿支撑加过顶推举、平衡垫上单腿支撑加胸部推举循序渐进增加练习的难度，最终达到提升其动态平衡能力。对于青少年女运动员来说，臀部力量是其平衡能力的重要指标^[7]。在本研究干预的第一部分练习中安排了臀桥练习，用来提升臀部力量。本研究结果证实实验组和对照组的总体稳定指数具有显著性的差异。

与单一的深蹲练习或者超等长练习相比，二者结合对运动员纵跳成绩的影响更为显著^[31]；与单一的抗阻训练或者超等长训练相比，在增加运动员腿部力量和跳跃成绩方面，二者结合的训练效果优于单一的训练效果^[32]；为提高下肢爆发力，将多种训练方法相结合的训练效果要显著优于单一的训练方法^[33]。本研究中的整合性神经肌肉训练干预方法中使用了负重前蹲、负重全蹲跳、半蹲跳、连续双脚垫步跳加抛接实心球、连续转髋双脚垫步跳加抛接实心球，把深蹲、抗阻和超等长训练结合在一起进行训练，符合整合性神经肌肉训练训练理念。Di Stefano等^[30]研究发现，在青少年足球运动员日常训练中增加整合性神经肌肉训练干预，可提升运动员平衡能力和纵跳高度。经过整合性神经肌肉训练干预后，本研究实验组的纵跳成绩有显著性的提升。

Mathisen等^[34]在研究13岁男子足球运动员时发现，超等长训练和速度训练相结合可以提高运动员灵敏性。超等长训练有利于速度、纵跳成绩和灵敏性的提高，在提高运动员灵敏性方面，建议使用综合性训练，包括速度训练、超等长练习、腿部力量练习等结合的方法效果更好。本研究在实验组热身阶段采用了快速变向跑动，在为期8周的训练干预中均使用了超等长练习和腿部力量的练习相结合的方法，最终经过灵敏性测试，实验组的用时减少了0.5s(P < 0.01)，成绩显著提升。

综上所述，经过为期8周的整合性神经肌肉训练干预后，实验组的纵跳成绩、总体稳定指数、灵敏性测试均有显著性的提升，说明了整合性神经肌肉训练能显著改变青少年女子网球运动员的运动素质。今后的训练中，应综合使用下肢力量练习、抗阻练习、超等长训练、动态平衡等相结合的方法进行训练。

3.2 整合性神经肌肉训练对青少年女子网球运动员膝关节生物力学影响 Levine等^[24]发现胫骨剪切力，膝关节外展和胫骨内旋导致了前十字交叉韧带损伤。通过录像分析发现，前交叉韧带损伤的主要生物力学机制是胫骨内旋时，增加的膝关节外翻的力矩，同时发现了膝关节损伤时的屈伸角度下降^[35]。经过8周的整合性神经肌肉训练干预后，青少年女子网球运动员膝关节生物力学变化显著。试验前，受试者左右膝关节均表现出较大的膝关节力矩，试验结束后，实验组左右膝关节力矩显著性降低(P < 0.05)；实验后，运动员的膝关节屈伸活动度得到了显著性的提高(P < 0.05)。有研究表明，不同运动中过度的膝关节外翻，膝关节稳定性的下降会导致前交叉韧带损伤^[36]。本研究通过为期8周的整合性神经肌肉训练干预，降低了膝关节内外翻力矩，进而有效减少膝关节运动损伤。这些结果支持了Hewett等的研究^[37]，他当时的研究重点是通过技术训练、下肢超等长训练和辅助的力量训练来纠正动态运动模式和运动员肌肉失衡问题，参与神经肌肉训练的女性运动员比未参加该训练的运动员有更强的膝关节的动态稳定性。与本研究中显示的结果相似，实验组的膝关节的VJ高度增加的同时伴随着膝内翻和外翻扭矩的同时改善^[14]。

有研究表明，前交叉韧带与腘绳肌群有着密切的关系，在腘绳肌群的保护下，运动员做蹲起动作时，可有效减少胫骨前移和胫骨内旋^[35]。其机制是腘绳肌能对胫骨产生向后的拉力，从而减小前交叉韧带的拉力，在腘绳肌的作用下，可有效稳定前交叉韧带受损的膝关节的稳定性，平衡关节面压力的分布。和男运动员相比，女运动员肌肉力量较为薄弱，尤其是腘绳肌群力量薄弱^[38]，腘绳肌的主要功能是保持髋关节伸展性和膝关节的灵活性，在加速冲刺跑时，需要强大的股后肌群力量，否则股后肌群容易损伤。加强腘绳肌力量对保护膝关节稳定性有更显著的影响，能起到保护髋关节和膝关节的作用^[8]。在整合性神经肌肉训练干预的1-8周均安排了股后肌群力量训练，这可能是试验后膝关节生物力学特征改善的影响因素之一；在着陆期动作期间，女性的臀部肌肉活动减少，预示这可能是女性运动员对前交叉韧带损伤的敏感性增加的一个重要因素^[7]，人体核心部位在稳定下肢和膝关节的运动中起着重要的作用^[39]，如果核心力量不足，会增加膝关节外翻程度增加的现象。女性运动员髋关节的外展肌、外旋肌的力量以及腰方肌的耐力和男性运动员相比明显偏弱，髋外展肌和髋外旋肌作用于骨盆，对于保持骨盆的稳定有重要作用，同时可以稳定骨盆和下肢动作的连接，能够有效防止膝关节的外翻。所以，增加核心稳定性和臀部肌肉力量，对核心部位和臀部肌肉组织的神经肌肉控制可减少下肢及前交叉韧带损伤的风险^[39]。在整合性神经肌肉训练干预过程中安排了臀部肌肉训练(臀桥)及伸髋练习和核心稳定性训练(平衡垫上平板支撑)，增加了核心稳定型和臀部肌肉力量，有利于膝关节生物力学的改善。灵敏性的提升可以有效提升人体在快速运动时对身体的控制，提升深层肌肉的协调性，降低运动损伤的风险^[24]，增强下肢力量和灵敏性的训练可以增加膝关节前十字交叉韧带的稳定性^[40]，正如上文所述，灵敏性的提高可以使用快速变向跑动练习和下肢超等长训练。在试验干预的3个阶段均安排了超等长练习等高强度的力量训练，通过灵敏性测试，本研究中的实验组灵敏性得到了显著性提升，这也有利于实验后膝关节生物力学特征的改善。平衡性训练可以减少膝关节运动损伤，通过神经肌肉控制训练可加强青少年女运动员的平衡能力，单腿平衡训练可以增加女性膝关节活动角度^[41]，在整合性神经肌肉训练干预的3个阶段循序渐进地进行了单腿平衡能力训练和神经肌肉训练。

对运动员进行符合生物力学特征的动作模式进行反复的强化教育，也是预防运动损伤的重要因素。通过反复练习正确的双脚垫步跳、单脚跳及快速变向技术，可以强化和改善下肢在做跳跃动作时的生物力学动作模式，最终，人体可以自动化地做出正确的动作模式。Myer认为，超等长训练和平衡训练都能够提高运动员的前馈控制^[14]。正确的神经肌肉练习可以提高本体感觉的控制能力、增加肌肉的力量和爆发力、提高动态平衡能力、能够强化正确的下肢动作模式，有效降低女性运动员前交叉韧带损伤概率^[27]。因此，在试验前，先对运动员进行正确动作的教学，在整合性神经肌肉训练干预过程中积极强化正确的垫步跳和变向动作，最终有利于运动员形成正确的生物力学模式。

综上所述，8周的整合性神经肌肉训练干预后，由于训练方法合理，训练部位正确，再加上正确动作模式的强化教育，最终实验组在后测纵跳时膝关节屈伸角度增加，内外翻扭矩减小，下肢生物力学结构得到改善。

结论：①整合性神经肌肉训练干预可以提高青少年女子网球运动员的下肢爆发力、灵敏和平衡等运动素质；②整合性神经肌肉训练干预可以改善青少年女子网球运动员跳深落地时的下肢生物力学模式。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

整合性神经肌肉训练预防青少年女性运动性膝关节损伤

Integrative neuromuscular training protects juvenile female athletes from knee injury

PDF

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表（结果） 1

参考文献

相关文章 15

引言

材料方法

讨论

文章快阅

延伸阅读

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	王建平, 张晓辉, 余进伟, 魏绍亮, 张新民, 许幸新, 曲海军. 三维图像配准及坐标变换膝关节运动分析在机构学中的应用[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(在线): 1-5.
[2]	张玉芳, 吕蒙, 梅钊. 青少年脊柱侧弯全脊柱生物力学模型的构建及验证[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(9): 1351-1356.
[3]	张吉超, 董跃福, 牟志芳, 张震, 李冰言, 徐祥钧, 李佳意, 任梦, 董万鹏. 骨关节炎患者在不同步态角度下膝关节内部生物力学变化的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(9): 1357-1361.
[4]	白子兴, 曹旭含, 孙承颐, 杨艳军, 陈思, 温建民, 林新晓, 孙卫东. 步态周期中踝关节有限元模型的构建及生物力学分析[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(9): 1362-1366.
[5]	刘峰, 冯毅. 步态周期下不同克氏针张力带治疗髌骨横行骨折的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(9): 1367-1371.
[6]	姚晓玲, 彭建城, 许岳荣, 杨志东, 张顺聪. 可变角度零切迹前路椎间融合内固定系统治疗脊髓型颈椎病：30个月随访[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(9): 1377-1382.
[7]	肖豪, 刘静, 周君. 脉冲电磁场治疗绝经后骨质疏松症的研究进展[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(8): 1266-1271.
[8]	安维政, 何萧, 任帅, 刘建宇. 肌源干细胞在周围神经再生中的潜力[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(7): 1130-1136.
[9]	张璟琳, 冷敏, 朱博恒, 汪虹. 干细胞源外泌体促进糖尿病创面愈合的机制及应用[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(7): 1113-1118.
[10]	温明韬, 梁学振, 李嘉程, 许波, 李刚 . 两种方式固定Sanders Ⅱ型跟骨骨折后的力学稳定性[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(6): 838-842.
[11]	黄浩, 洪嵩, 瓦庆德. 全膝关节置换过程中股骨假体旋转对髌股关节接触压影响的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(6): 848-852.
[12]	郑永泽, 郑利钦, 何兴鹏, 陈心敏, 李木生, 李鹏飞, 林梓凌. 基于ABAQUS软件股骨颈骨折的扩展有限元建模分析[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(6): 853-857.
[13]	刘宇航, 周建强, 徐雪彬, 曲星月, 李梓瑜, 李琨, 王星, 李志军, 李筱贺, 张少杰. 6岁儿童下颈椎有限元模型建立及有效性验证[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(6): 870-874.
[14]	段超, 尚晓强, 段祥林, 杨平, 陶圣祥. 聚髌爪固定与袢钢板结合聚髌爪固定治疗髌骨下极粉碎性骨折的稳定性对比[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(6): 934-937.
[15]	何云影, 李玲婕, 张舒淇, 李雨舟, 杨生, 季平. 聚丙烯酸/琼脂糖三维培养构建细胞球的方法[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(4): 553-559.