斜面着陆与单足站立稳定性的关系

在上述的实验研究和模拟仿真研究中，都比较重视地面冲击力和关节运动学参数在着陆过程中的意义。这些参数在水平面着陆的评价中确实有一定意义。例如，本书第2章谈到，水平地面着陆时不存在动态姿势失稳问题，因此其损伤发生多源于能量破坏，即单位时间内由人体吸收的能量越多，能量的传导方式越不利，越易于发生损伤，这些特征一定程度上可以通过地面反力和关节运动学来描述。但是，在倾斜平面着陆时，这些问题都需要重新被评估。

很显然的事实是，即使从极低的高度跳落着陆于倾斜表面，也易由于滑倒或站立不稳而造成受试者损伤，即在低速着陆时也可能造成损伤。那么，这种损伤就可能不属于能量损伤，就极有可能来自于姿势失稳，属于因滑倒或规避滑倒而引起的损伤。虽然Pappas等人[7]研究发现，舞台斜面不会对单腿着陆的动态稳定性造成显著性影响。但一方面如上所述，3.6°的倾斜角度对跳伞着陆意义有限，另一方面，其研究的是从地面跳起再着陆于斜面，平面倾斜是否对受试者的心理有影响，从而间接影响到落地姿势和速度未在文中描述，这些因素都会影响到着陆动态稳定性。因此，我们有理由怀疑，在斜面着陆时，更大的威胁是来自于姿势失稳，而非高能量的冲击。

早就有研究注意到踝关节运动损伤与姿势稳定性的关系[1113]。也有研究发现，那些在稳定性测试中表现不佳的运动员，更加容易发生前交叉韧带损伤或再发损伤[14]。鉴于这些认识，Durall等人[15]进行了一项实验研究，确定姿势控制参数与单腿着陆运动学和动力学参数是否存在联系。他们选取24名健康女大学生作为受试者。右腿单腿着陆的运动学数据由8个摄像头的三维运动捕捉系统来采集。受试者的下肢由15个反光标识点组成的4节段刚体部件来建模。受试者初始位置为悬挂在杠上，听到指令后双手释放落地，单腿着陆于测力台。当受试者悬挂在杠上时，使用绞盘对杠的高度进行调整，直到鞋跟与地面的距离为40cm为止。对每名受试者成功测量5次，对其数据进行平均，并通过逆向动力学分析来计算髋关节、膝关节和踝关节的力矩。

单腿站立的姿势控制测量方法参考了Kernozek等人[16]的方法。受试者右足赤足站立于一个50cm见方的测力台上，测力台以50Hz的频率采集前后和内外方向压力中心轨迹，以及沿着轨迹路径移动的速度。每名受试者进行3次测试，每两次测试间休息30s。右足站立时，左腿髋关节和膝关节屈曲，保持自然和舒适的位置，左足离地约为6英寸高，并且不接触右腿。测试过程中，受试者双臂抱胸，尽可能减少上肢动作。为标准化视觉对平衡的影响，受试者要求在测试过程中始终目视前方，在保持平衡的条件下尽可能保持静止。

计算皮尔森积差相关系数，来确定着陆动作的运动学、动力学参数与平衡测试中压力中心轨迹和平均速度的关联强度。统计结果发现：强正相关存在于压力中心轨迹和最大膝关节外展力矩之间，以及压力中心平均速度与最大膝关节外展力矩之间。强负相关则存在于压力中心轨迹与初始触地时髋关节最小屈曲角度之间，以及压力中心平均速度与初始触地时髋关节最小屈曲角度之间。

之所以大篇幅介绍该项研究，因为这是首次描述姿势稳定性与着陆动作运动学和动力学参数之间关系的论文。该研究表明，膝关节最大外展力矩与压力中心参数有着强相关性，意味着在额状面内膝关节较大的力矩与较差的姿势控制有联系。对于健康女性，差的姿势控制与单腿着陆初始接触时刻的伸髋和较大膝关节外展力矩相关。较大的膝关节外展力矩和采用较为僵直的着陆策略都已经被确定为独立的非接触性前交叉韧带损伤的风险因子。这些因素将单足站立姿势失稳和危险的着陆方式结合起来。

再回头说着陆于倾斜平面，当着陆方向为侧向时，一只脚处于内翻姿态，另一只脚处于外翻姿态时，实际上一只脚比另一只脚的水平高度要高，也即：当侧向着陆时，一只脚处于下方呈踝关节内翻姿态，而另一只脚处于上方呈踝关节外翻姿态。由于两条腿的长度相差远不及两只脚的水平高度差，这个时候实际上着陆者的大部分体重是施加在下方的脚上的。也就是说，侧向斜面着陆时，最终状态近似于着陆者单腿站立于倾斜平面上。我们已经提到过，即使从非常低的高度跳下在倾斜平面上着陆，也有可能造成损伤。那么，我们采用极限分析的方法，当这个高度低到极限，也就是为0时，实际上就是站立在倾斜平面上，这时的可能的损伤仅与姿势的稳定性有关，而与能量破坏的关系就非常小。那么，从逻辑分析的角度来看，我们将倾斜平面着陆与单足站立的稳定性也能够建立起联系。

通过文献分析和逻辑推理，我们认为在倾斜地面上着陆损伤风险较大的原因是因为姿势失稳，即在冲击速度很小的情况下由于姿势失去稳定性，发生跌倒或不恰当的体位调整，进而发生损伤。这种姿势稳定性的破坏与倾斜平面上单腿站立情况非常相似，具有一定的内在相关性。这样，我们将一个未知的、复杂的和具有潜在风险性的问题转化为一个部分已知的、相对简单的和相对安全的问题。