研究背景:腰伸肌群属于人体"核心"部位肌肉,主要包括竖脊肌腰段和腰方肌,以及胸腰筋膜等腰椎周围肌肉附属粘弹性组织。在人体运动中腰伸肌群起到参与支撑体重,保护脊柱和内脏器官,传递及整合四肢发力,缓冲震动,控制身体姿势状态,保持身体平衡等重要作用。现有研究发现,在腰伸肌群疲劳会削弱人体在日常活动中的平衡能力,改变人体活动时的平衡姿势状态。研究中设计的身体活动主要包括:静止站立,提拉重物,慢跑等。这些身体活动具有活动强度小,姿势单一的特点。而在竞技运动中,人体动作更复杂,冲击力更大,且重复次数多。例如在羽毛球、网球、乒乓球等隔网对抗性项目中上肢鞭打动作的应用十分广泛。在这些项目的运动训练中,存在运动员腰伸肌群疲劳未恢复就参与到训练及比赛中的现实情况。那么运动员在腰伸肌群疲劳条件下来完成上肢鞭打动作,人体原有的平衡状态是否会受到影响,若产生影响,人体又会表现出怎样的姿势策略来应对,这些姿势状态的改变又是否会引起人体在连续完成鞭打动作时损伤的可能?针对以上问题,我们运用运动生物力学的测量及分析手段,以羽毛球原地杀球技术为例,探究腰伸肌群疲劳后人体在完成上肢鞭打动作时所表现出的平衡姿势特征。研究目的:探究人体在完成鞭打动作这一类非对称且多环节参与的动作时,腰伸肌群疲劳会对人体平衡状态产生怎样的影响。研究方法:文献资料法:通过文献资料查找相关实验指标及理论依据,为本研究提供指标及理论支撑。实验法:采用改进的Sorenson腰伸肌群耐力测试法使腰伸肌群疲劳,并运用vicon红外摄像头的运动捕捉系统结合测力台,测量并对比16名羽毛球运动员在腰伸肌群疲劳前后,完成原地杀球动作时人体重心(Center of Mass,简称COM)的晃动特征及下肢蹬伸的生物力学特征。数理统计法:借助SPSS.21软件对腰伸肌群疲劳前后的生物力学数据进行配对样本T检验,数据显著性水平设为0.05。研究结果:在挥拍击球阶段,腰伸肌群疲劳后,COM在X轴方向及Z轴方向上的活动范围,相比于疲劳前产生了显著性差异(P<0.05,P<0.01),分别增加0.048m和0.022m;COM单位时间内的晃动幅度的峰值及均值相比于腰伸肌群疲劳前产生差异(P<0.05,P<0.05),分别增加0.069m和0.052m;蹬伸腿获得最大地面反作用力的一刻,COM在Y轴上的位置在腰伸肌群疲劳后相比于疲劳前具有显著性差异(P<0.05),平均增加了0.058m;此外蹬伸腿获得最大地面反作用力的一刻,蹬伸腿三关节的屈曲角度在腰伸肌群疲劳后相比于疲劳前都产生显著性差异(P<0.05),髋关节平均减小4.451°,膝关节平均增加3.787°,踝关节平均增加2.916°,且蹬伸腿膝关节伸展力矩在腰伸肌群疲劳后相比于疲劳前具有显著性差异(P<0.05),平均增加了0.182N·m。分析:腰伸肌群疲劳后COM在单位时间内位移的峰值及平均值,相比于疲劳前显著增加。这说明腰伸肌群疲劳使人体在完成上肢鞭打动作时,重心活动幅度增大且晃动增加,降低了动作的稳定性。腰伸肌群疲劳后的挥拍击球动作呈现出身体前倾,下肢微微蹲伏的平衡姿势策略。这种平衡策略虽然可以保证身体平衡,但原有的平衡状态被打破,会导致整个技术动作结构都发生变化,这些变化必然会影响上肢鞭打的效果。腰伸肌群疲劳削弱了人体在上肢鞭打动作中的平衡能力,并引起了人体平衡策略的改变。而在运动损伤的研究中,技术动作固有生物力学特征的变化常伴随着运动损伤的风险。在腰伸肌群疲劳状态下,持续进行上肢鞭打动作会引起下腰疼症状风险,以及下肢膝关节损伤的风险。研究结论:在上肢鞭打这一类动作复杂且冲击力大的人体运动中,腰伸肌群疲劳会削弱人体保持平衡的能力,使动作的稳定性下降;同时人体在蹬伸时会表现出重心前移,身体前倾,下肢微蹲伏的平衡策略;结合现有研究,分析认为在腰伸肌群疲劳状态下持续进行上肢鞭打活动,会引起下腰疼症状、蹬伸腿膝关节损伤、人体抗外力扰动能力下降等风险。