短跑中下肢主要肌肉长度变化的生物力学特征的研究

短跑中下肢主要肌肉长度变化的生物力学特征的研究

李雯陈媛

昆明医科大学海源学院云南昆明650000

摘要：近年来，短跑中下肢主要肌肉长度变化的生物力学特征得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了研究方法，并对结果展开了详细分析，并结合相关实践经验，最后对该课题展开了深入论述，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：短跑中下肢主要肌肉生物力学

一、概述

现在越来越多的人提出各种方法与措施来提高短跑运动成绩。短跑运动员从静止状态到发挥到最高速度的加速跑过程中要求工作肌群在克服较大阻力的情况下表现出尽可能高的收缩速度，尤其在进入途中跑后，对肌群的负荷减弱，对收缩速度提出了更高的要求，途中跑主要是以髋为轴的高速转动，是实现高速放松跑和维持高速度的基础。从摆动腿着地后到脚离地时，脚固定于地面的支撑腿转动为下肢肌肉止点端肢体固定的肌肉收缩，即脚固定的下肢肉收缩。下肢肌肉这种收缩产生的力矩，不仅使近端肢体绕远端肢体运动或下肢体运动或下肢绕固定点运动，而且还带动躯干和身体的其它部分肢体发生位移运动，即不仅能改变身体总重心的位置，还能使整个身体在空间发生位移运动。

二、研究方法

1.文献资料法。笔者在本文的写作过程中，从中国期刊网上查阅了内1981-2015年体育文献中与本研究相关的资料，重点阅读了国内运动生理学、物力运动训练学、解剖以及硕博士研究论文中与本相关的内容，在网上查阅了国外有关文献摘要或全文共200余篇，对查找的所有文献资料的相关内容进行了分析、整理、领会和归纳。

2.实验法。本课题是对一名一级水平短跑运动员途中跑进行高速摄像机的拍摄，重点对所采取的途中跑的一个复步数据进行分析，进而分析运动员在运动时下肢肌肉工作情况、肌肉长度和力臂的变化。

3.测试法。利用六架QualisysOqus5高速摄像机从测试对象侧面定点平面拍摄其短跑途中跑中完整的一个复步。每次拍摄的图像被储存在计算机并及时转存到移动硬盘备份和剪辑。

4.影像解析数据调整。根据标志点位置和标志物统计所测得的数据，进行三维处理，调整为我们所需要标志点坐标。

三、结果与分析

为了对跑动中支撑摆动阶段技术分析，根据所要研究的一条腿的技术动作，将短跑技术周期划分为依次经历了摆动阶段、支撑阶段和摆动的后摆阶段，同时为了更清楚地表达分析所研究内容，特将跑动中技术相关特征画面列出。在解剖学姿势下，长度是计算中所要参考的肌肉长度，因为此长度不需要经过方向余弦的坐标变化，只需要根据腿长等指标经过简单的长度变化就可以计算出各起止点的三维全局坐标，有助于获得正确的肌肉初始长度参考值，对于运动中出现的各肌肉经过复杂计算的长度结果具有一定的参考价值，也是判断后续计算是否正确的重要参考值。从着地瞬间，腰大肌长度和力臂几乎处于最大值，对于人体着地时收到的巨大的地面反冲力，促使大腿快速的伸，力臂增大，有助于发挥腰大肌的力量，保持身体不因巨大的冲击力而失去平衡。因此腰大肌在着地瞬间的退让性工作中维持较高的力臂。

在折叠前摆开始阶段有较长的力臂，非常有助于跑的技术动作，其功能、长度、力臂、速度的变化符合我们人在跑动中髋的伸屈力矩的需要，肌肉的对骨杠杆的效应更多是由于力臂调节而影响肌肉收缩效应，腰大肌的结构与功能与跑的技术动作相对应的。提示我们在运动训练过程中不但要注意肌肉的收缩速度，更要注意练习的身体姿势，以取得最佳的训练效果。

四、研究结果表明

1.人体下肢关节各肌肉在整个跑的技术动作中均有较大的长度与力臂变化，尤其是肌肉的力臂有更大的变化范围，其结构与功能非常适合跑的技术动作中所需要的关节功能。

2.具有协同功能的单关节肌具有比较相似的功能，髂肌和腰大肌在额状轴内起的功能几乎完全相同。前摆过程中屈髋肌群的肌肉力臂显著增加有不同的重点区域，折叠前摆开始阶段髋部屈肌肉全部有较大作用，摆动中间区域髂腰肌力臂增加明显，摆动最高阶段股直肌力臂增加明显。在着地瞬间的屈髋肌群的退让性工作中，屈髋肌群力臂增加明显。

3.膝关节伸肌在前摆阶段肌肉长度拉长，力臂减小。在支撑离地阶段肌肉长度缩短较为明显。而膝关节屈肌在前摆阶段肌肉长度缩短，力臂增加。在着地瞬间，屈肌长度增加明显。

4.踝部屈肌群在着地瞬间肌肉做退让性工作时长度伸长较大，后蹬阶段肌肉显著缩短，踝部伸肌群也都有肌肉明显缩短现象，尤其前支撑阶段伸肌群也有显著缩短，表现出屈伸肌群同时用力的情况。

5.肌肉长度变化必须与技术动作中当前肌肉主要任务相联系，与肌电和关节力矩一起进行研究才能更好地明确肌肉的工作状况。

参考文献

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[3]单大卯肌肉代起止点的作用及意义—下肢肌肉起止点简化中心的确定[J].山东体育学院学报，2016，（21）：88-89。