2.1  参与者数量分析  共招募女性大学生甲组足球与篮球运动员各12名，每个受试者必须完成5次作业，所有受试者皆顺利完成了整个试验过程。

2.2  两组基线资料比较  两组运动员身高、体质量比较差异有显著性意义(P < 0.05)，年龄比较差异无显著性意义(P > 0.05)，见表1。

2.3  运动员入组流程图  见图1。

2.4  侧向跨步切入对足球、篮球运动员下肢运动学参数的影响  与女性篮球运动员相比，足球运动员有较大的着地瞬间踝关节跖屈角度[(29.08±10.77)°，(16.54± 8.66)°，P < 0.05]及髋关节外展角度[(12.51±3.47)°，(5.27±4.66)°，P < 0.01]；女性足球及篮球运动员在髋关节屈曲与内旋、踝关节外翻与外旋等方面差异无显著性意义(P > 0.05)，见表2。

从膝关节角的变化量关节屈伸活动范围看，屈曲及内旋存在显著差异，表现为足球运动员显著高于篮球运动员(P < 0.05及P < 0.01)；从触地期膝关节角峰值看，膝关节屈曲及内旋角峰值表现为足球运动员显著高于篮球运动员(P < 0.05)，而外翻角峰值两类运动员差异无显著性意义(P > 0.05)；从触地期踝关节角峰值看，踝关节外翻峰值表现为足球运动员显著高于篮球运动员(P < 0.05)，而背屈及外旋角峰值两类运动员差异无显著性意义(P > 0.05)，见表3及图2，3。

2.5  侧向跨步切入对足球、篮球运动员下肢动力学参数的影响  从支撑时间特征看，足球运动员在支撑总时间及着地制动阶段时间显著高于篮球运动员(P < 0.01)，而推蹬期时间两类运动员差异无显著性意义(P > 0.05)；从支撑阶段地面对人体三维方向作用力特征看，足球运动员制动期第一峰值、制动期第二峰值及制动期垂直力峰值皆显著高于篮球运动员(P < 0.05或P < 0.01)；在推蹬期峰值表现则相反，表现为篮球运动员显著高于足球运动员(P < 0.01)；在制动期左右峰力值及制动期前后峰力值两类运动员差异无显著性意义(P > 0.05)，见表4及图4，5。

从髋关节力矩峰值看，足球运动员内收力矩显著高于篮球运动员(P < 0.01)，而外展力矩及外旋力矩两类运动员差异无显著性意义(P > 0.05)；从踝关节力矩峰值看，足球运动员跖屈力矩显著小于篮球运动员(P < 0.05)，而外旋力矩的表现则相反(P < 0.05)，外翻力矩两类运动员差异无显著性意义(P > 0.05)，见表5。

足球与篮球2个项目有截然不同的规则、场地、装备及训练模式等，但2种运动却有极为相同的比赛模式，比赛中运动员始终不停地在跑动，依据攻守情况的变化，要经常变换跑的速度和方向，必要时还要做急停、起动、转身及跳跃等动作^[1-4]。下肢段的移动技术对掌握和运用攻守技术有极重要的作用。在下肢段的移动技术当中，侧向跨步过人切入动作是一种在防线前最快速切入且前进的步法，也是为了突破防守、急切到球门区前射门时经常采用的实用步法^[5-8]。

侧向跨步切入动作是以单足部先固定于地面，然后再以它作为支点，使身体做不同方向的移动或旋转的动作。例如，1名足球运动员带球前进时，如前方有防守者、阻挡者，必须中途转向，并决定向左或向右移位，以躲避对方。当运动员选择向左移位躲开防守者时，必须以反方向的足部，即右足为支撑点，并以右下肢产生比身体质量更大的力量，将身体推向左侧。此时，主导身体改变方向的右足，将使踝关节同时处在跖屈及内翻，跖屈是因为需以脚趾推进身体，内翻是因身体向左方改变方向，在膝关节内翻及外转的情况下，此时右足不但受力比本身更大的力量(推进身体向左侧之反作用力)且又是在踝关节及膝关节不稳定的状态，使右脚踝关节及膝关节暴露在易最受伤的环境下。另外，由于疲劳、肌力不足或外力撞击等(如外力来源是在左侧)，踝关节及膝关节会因此而受伤；同样地，这2项运动都是当前热门运动项目且都有着对膝关节无接触前十字韧带损伤风险，女性运动员发生前十字韧带损伤的人次明显高于男性^[1，9]。前十字韧带损伤机制可以分为接触性与非接触性，前者属于与他人剧烈碰撞造成膝关节或下肢前方、外侧、后侧承受过大的外在力量，使之过度伸展、外翻或外旋，因而造成损伤；后者属于当人体下肢进行急停、着地、改变方向等减速动作时，或是进行跳跃时的加速动作等使下肢姿势不当，且无其他外力施加于身上而造成的损伤^[10-11]。一场激烈的比赛，当运动员从直线前进突然变换方向成切入动作，这是常见且需要纯熟运用的技巧，与此同时亦增加了运动员膝关节受伤的风险^[12]。先前研究表明，侧向跨步切入动作有较高发生无接触前十字韧带伤害的风险^[13-16]。有学者使用仿真模拟验证膝关节在切入时最主要的伤害机制，结果发现若要降低前十字韧带的负荷，增加着地时髋关节和膝关节屈曲或髋关节内旋速度就能降低过度前十字韧带外翻的负荷^[17]；另一方面，由于女性运动员在直线跑、侧向跨步急切、交叉跨步急切等3种动作皆比男性有更小膝关节弯曲角度、较大膝关节外翻角度、较大股四头肌收缩及较小腿后肌群收缩^[18-20]。这些与前十字韧带伤害相关因子中，如膝关节外翻力矩、内旋力矩和髋关节外展等，常被用来预测膝关节前十字韧带伤害的风险因素^[21-22]。此外，还有学者指出在进行跨步切入动作时踝关节与膝关节的连动关系，当踝关节呈现外翻动作时会使膝关节增加内旋角度，这与前十字韧带损伤亦有着环环相扣的关联^[23]。

总之，近年来国内外有大量膝关节伤害的研究，尤其是关于前十字韧带伤害的风险及预防已获得了许多有益的经验，而目前女性运动员的无接触前十字韧带伤害率呈逐年上升之势，特别在最受欢迎的足球及篮球项目。基于足球与篮球2个项目均有急速变换运动方向的动作(如急停或切入等)，且容易发生无接触性膝关节伤害，故该试验选择女性足球与篮球运动员面对防守员时的侧向跨步切入动作为研究对象，比较2个高伤害风险的运动项目是否会产生不同的动作策略及膝关节负荷参数，进而推估切入动作对膝关节的影响，为未来教练及运动员在训练及比赛中能更好预防膝关节伤害提供重要参考。

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

1.1  设计  分组对照试验。

1.2  时间及地点  于2019年3至4月在天津体育学院运动人体科学实验室完成。

1.3  对象  共招募女性大学生甲组足球与篮球运动员各12名，其中篮球运动员身高(171.58±5.16) cm，体质量(67.44±  6.76) kg，年龄(20.15±1.46)岁；足球运动员身高(164.16±    4.69) cm，体质量(57.77±5.63) kg，年龄(19.66±1.75)岁，两组运动员身高、体质量比较差异有显著性意义(P < 0.05)，年龄比较差异无显著性意义(P > 0.05)。该试验方案经天津体育学院伦理委员会批准，批准号：2019030603。

入选标准：①所有运动员从事该专项运动和训练皆在4年以上，且在6个月内无任何下肢运动伤害史及开刀史；②所有受试者惯用脚皆为右脚，皆无服用药物及营养品，且自愿参与此次测试；③所有受试者皆处于赛前调整期，运动等级皆有二级；④在试验前睡眠充足，测试前至少24 h禁止咖啡因类食品；⑤运动测试前48 h内，不得有任何激烈运动。

排除标准：①运动等级超过二级或低于二级者；②参加测试前2个月有过严重伤害者；③试验前2个月常服用药物与营养品者；④惯用左脚者。

1.4  仪器设备  ①Qualisys三维运动捕捉系统。6台高速摄影机(Mega Speed MS30K，拍摄频率100 Hz)；②1台Kistler三维测力平台(产地：瑞典)，采样频率1 000 Hz；③反光球若干(产地：瑞典)，粘贴胶纸若干；④1台同步灯。摄影机架设距离受试者6 m处，机高1.6 m，镜头沿矢状面垂直方向拍摄，并外接同步灯将运动学与动力学参数进行同步。

1.5  方法  ①先让受试者知晓试验流程，并填写基本数据与同意书，之后进行仪器校正及粘贴反光球(共26颗)，粘贴位置为骨盆(前上髂棘)与后上髂棘、股骨大转子、大腿与小腿外侧中央处、膝关节内外侧髁、踝关节内外侧髁、第一跖骨头内侧、第二跖骨头近端、第五跖骨头外侧和足跟；②测量受试者各肢段参数，并于正式实验前先行5 min跑步机(6 m/s)热身与3-5次模拟正式测验动作的适应性练习；③侧向跨步切入动作范式：受试者要求穿统一品牌运动鞋，在起点处预备，从起点至测力板中心点约距离5 m，先要求受试者尽可能以最大速度直线冲刺前进，再以右脚为支撑脚踏入测力板中心区域，随即左脚跨步以30°-60°角的范围向左前方切出，切出后尽可能再向前跑几步模拟与比赛情境相同^[19]，若双足分别能着地正确落入测力板和切出事先标好的方向，且不触及防守者则视为成功完成1次试测；④每位受试者必须成功完成面对距离防守者50 cm条件下5次作业，选取接触测力板瞬间髋关节重心速度排前3位的3次，并使用Vicon Motion System结合6台红外线摄影机(100 Hz)与1台测力板(采样频率1 000 Hz)同步获取侧向跨步切入动作，所得的信号经由Vicon Nexus软件量化获取地面反作用力、下肢段各关节的运动学及动力学等力学参数；⑤该研究以前后分力来区分制动期与推蹬期，负值为制动期，正值为推蹬期。试验场地布置防守者为同一人。统一防守动作为双脚开立约与肩宽、双膝微屈、双手微张置于体侧，开始即站立于防守距离标线(1 m)后方以待试验进行。

1.6  数据处理

1.6.1  运动学参数获取  ①使用Vicon Nexus软件对红外线摄影机所得的三维反光球轨迹资料，依粘贴位置先命名，而后导出三维格式档案；②将粘贴球坐标输入Visual 3D软件，再选择人体环节参数模型及所测量的人体肢段长度建立人体模型，试验解析系统使用的是中国人体惯性参数模型(清华郑秀媛教授研制)，套用至侧向跨步切入的动态档案中；③动态档案数据先利用低通滤波(截断频率10 Hz)修匀反光球轨迹后，再进行运动学参数运算；④运动学参数主要有下肢髋、膝、踝关节角度，其中关节角度计算方法：远程肢段三维坐标轴相对于近端肢段三维坐标轴旋转(旋转顺序为绕额状轴x－绕矢状轴y－绕纵轴z)，计算出关节的角度变化，并以右手法则决定旋转正负方向；⑤时相阶段划分：由直线跑动到切入受试者惯用腿脚尖碰触测力板瞬刻称之触板相A，由触板开始着板腿开始缓冲直到达最大缓冲瞬刻称之缓冲相B，由最大缓冲瞬刻开始转向蹬伸，着板腿蹬离瞬刻称之蹬离相C。据此，该研究运动学与动力学分析范围呈现3个阶段：A相之前脚触板前期，A-B着板缓冲阶段，B-C蹬伸阶段，C之后称为离板阶段。

1.6.2  动力学参数获取  ①地面反作用力数据透过Vicon Nexus软件导出成三维方向资料，再输入Visual 3D软件，经低通滤波(截断频率50 Hz)方法进行平滑化处理；②由软件运算处理后得到最大地面反作用力与下肢髋、膝、踝关节的最大关节力矩，采用逆动力学方法进行运算，该方法是结合Dempster人体肢段参数、Vicon所得肢段运动学参数、从测力板所得地面反作用力及压力中心位置，配合动力学逆过程原理，以获得各关节之肌肉净力矩^[24-25]；③将上述计算完成的相关参数，地面反作用力及下肢髋、膝与踝力矩资料均以身体体质量为基准进行标准化处理；⑤该研究仅使用髋关节重心参数，并非下肢段的重心，髋关节重心则是使用Visual 3D内建的邓普斯特(Dempster)肢段参数进行运算得出。

公式中的C_i’为肢段力矩，I_i为肢段转动惯量，a_i’表示转动角加速度，w_i’表示角速度，M表示总转动矩，C_i表示环节转动矩，R_i为各远段重心到近端关节的距离，A_i为力量，P_j为外力作用至近端关节的向量，F_q表示通过关节的合力，τ_k表示地面反作用三维力针对近端的转动矩，m_i为肢段质量，a_i为肢段加速度，g表示重力加速度，n为远端所连结的肢段力偶，p为外力矩的数量，r_i为大腿肢段力臂，r_i’表示小腿支段力臂，r_i-1表示足支段力臂。地面反作用力及下肢髋、膝、踝力矩资料均对身体体质量进行标准化处理。

1.7  统计学分析  运用SPSS 21.0统计分析软件对所有动力学、运动学参数进行独立样本t 检验，所有参数的显著水平设定为α=0.05。

3.1  不同运动项目对侧向跨步切入膝、髋关节角度与力矩的影响  快速变换方向的动作对膝关节韧带而言是最具危险性的动作。在篮球及足球比赛过程中，为了快速绕过防守运动员而采用侧向切入动作，它利用单足于地面刹车急停后，使身体往斜后方移动的动作，因其移位路线成V字型，故称此动作为V字型切入。当运动员在进行V字型切入时，若选择向左后方移动，必须以右足为支撑脚，借由右下肢推蹬地面的反作用力，克服人体重力及惯性力将身体推向左后方，此时主导身体改变方向的右足，会造成踝关节同时处在跖屈及内翻(跖屈是因为需以脚趾推进身体，内翻是因身体向左方改变方向)与膝关节内翻及外转的情况下。在此种情况下，右足不但负荷比本身更大的质量(推进身体向左侧的反作用力)，且又是在踝关节及膝关节不稳定的状态，使右脚踝关节及膝关节暴露在最易受伤的环境下。该研究发现着地瞬间足球运动员有较大髋关节外展角度，为达成该目标，足球运动员倾向利用脚掌增加支撑面积并使用下肢关节旋转方式进行切入，因而在进行急停的同时，运动员先将身体重心尽量转换以远离支撑脚，否则单纯依靠关节旋转方式容易造成身体失去平衡而跌倒，正是基于此而增加髋关节外展角同时产生较大髋关节内收力矩。在许多室内球类比赛中如篮球、手球及合球等皆有快速变换方向的切入动作。

据先前文献报道，髋关节过大的内收力矩会增加膝关节外翻力矩^[26-27]，这可能是造成前十字韧带负荷增加的重要原因之一。该研究观察到足球运动员膝关节最先达到内旋角峰值，随后踝关节外翻角度也随即达到峰值，这很可能是由于足球运动员习惯借下肢关节旋转动作进行切入，因而有较大的膝关节内旋角度，这相对增加了踝关节外翻角度^[22，27-28]。当然，若要造成膝关节前十字韧带损伤，单纯矢状面的动作是很难造成无接触性伤害的，但若加上膝关节内外旋与内外翻动作时，这就显着提升了前十字韧带的负荷值^[17，29]，故认为过高膝关节内旋角度是造成前十字韧带损伤的重要因素之一。在矢状面上，该研究发现足球运动员有更大的屈曲角度，推猜原因可能是由于足球运动员采用前足着地的策略进行急停，并产生了较高的垂直地面反作用力。研究表明，着地动作中膝关节最重要的角色在于吸收垂直地面反作用力^{[12，19-20，30-31]}，借由增大膝关节屈曲角度，缓冲较大的冲击，同时较大的膝关节屈曲角度确实可以降低前十字韧带负荷^[30]，但也因此增加了缓冲期的时间。

3.2  不同运动项目对侧向跨步切入踝关节角度与力矩的影响  该研究发现足球运动员比篮球运动员拥有更大的着地瞬间踝关节跖屈角，究其原因可能是足球鞋底设计将鞋钉部分集中于前脚掌部分，这有利于在较为柔软且湿滑的草地上奔跑及快速改变方向，足球运动员经过若干年训练后很可能习惯于以前足着地方式来进行急停及改变方向^[32]。据先前文献报道，支撑脚动作与支撑方式对跨步切入动作有绝对影响力，同时也与造成膝关节前十字韧带损伤机制密切相关^[33]。使用前足着地方式进行缓冲与急停会影响着地时的缓冲能力，造成有较高的地面反作用力^[34]，这一点同样被该研究结果所佐证。足球运动员使用前足着地，因而造成比篮球运动员在垂直方向及前后方向有更高的地面反作用力。

该研究还发现，足球运动员有较大的踝关节外翻角度，这可能会增加膝关节内旋角度^[28，35-36]，进而导致前十字韧带损伤。在踝关节跖屈力矩上，篮球运动员则有相对优异的表现，跖屈力矩越大表示受试者在推蹬离开测力板时能够有较大的推进力，因此在推蹬力上篮球运动员明显优于足球运动员，但由于足球运动员所处的场地及鞋具所发出的着地策略，她们更倾向在进行侧向跨步切入时将支撑脚的脚掌贴地，仅利用关节旋转方式来进行切入以避免打滑等现实问题，也为了减缓踝关节外翻导致过度膝关节内旋角度，因而造成足球运动员有较高的踝关节外旋力矩。

结论：直线转换为跨步切入动作时，足球运动员习惯采取前足着地方式进行急停，因而产生比篮球运动员更大的地面反作用力，同时采取增加膝关节屈曲角度进行缓冲，但由于倾向使用足部前侧支撑与下肢关节旋转方式进行切入，因而有较大踝关节外翻角度、外旋力矩及膝关节内旋角度；篮球运动员在切入过程中利用前足支撑进行旋转，借此降低前十字韧带负荷，但其膝关节屈曲角度较小，使其支撑缓冲时间显著缩短，不利于下肢膝、踝关节对冲击力的缓冲。

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

文题释义：
前十字韧带：位于膝关节里面的十字韧带是由纤维所组成，连接着股骨和胫骨，呈交叉状。依其附着于胫骨的部位，分为前十字韧带与后十字韧带，前十字韧带是维持膝关节稳定的重要韧带之一，主要功能在于限制胫骨相对于股骨的前移，限制胫骨内外转，承受膝关节内外翻压力及避免膝关节过度伸直等。
V型切入动作：是篮球、足球等运动中常见的进攻技术，它需要瞬间的减速支撑，并利用下肢各关节缓和冲击，以及快速地改变方向去闪避防守球员。激烈比赛中，从直线前进突然变换方向的切入动作是常见且需要纯熟运用的技巧，但同时也容易增加运动员膝关节伤害风险。

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执行切入动作的策略不同，受试者下肢关节力量发力可能存在性别差异性；另一方面，在比赛情境中，选手执行侧向跨步切入动作时，不会只是以一种角度来执行切入动作，选手可能会因比赛中的需求，以不同的角度来进行切入动作以完成接球、传球、射门和突破等所预期的技术，而这最终可能会导致下肢段因不同的动作形态及受力而受到影响。未来有必要了解不同角度的侧向跨步切入动作对人体下肢段各关节负荷的影响，同时也应从男、女性别差异的视角去了解参与经常跳跃性的运动与执行急停变向切入动作时，如何控制膝关节弯曲角度，以增加缓冲时间来减轻地面反作用力。此外，加强髋关节伸肌的离心肌力以及踝关节的背屈肌力将有助于降低脚着地时重心速度，而加强膝关节伸肌的离心肌力则可促进着地时的制动技术。

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