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基于运动生物力学原理分析网球运动中肘关节损伤原因及预防措施

何欣
  
天韵媒体号
2025年42期
河北外国语学院 051130

摘要:在体育运动的过程中,受伤问题十分常见,本文首先分析肘关节的解剖学特点,其次基于运动生物力学原理分析网球运动中肘关节损伤原因分析,最后就相关防御措施进行研究,旨在为网球运动员、爱好者以及相关体育工作者提供科学的理论依据,以降低肘关节损伤的发生率,提高网球运动的安全性和运动表现。

关键词:运动生物力学;肘关节损伤;预防措施

引言

网球作为一项广受欢迎的体育运动,其高强度的运动特点使得运动员容易遭受各种运动损伤,其中肘关节损伤尤为常见。肘关节损伤不仅影响运动员的竞技水平,还可能对其职业生涯造成严重影响。运动生物力学作为一门研究人体运动力学规律的学科,能够从力学角度深入分析网球运动中肘关节损伤的原因,为制定有效的预防措施提供科学依据。因此,基于运动生物力学原理对网球运动中肘关节损伤原因及预防措施进行研究具有重要的理论和实践意义。

1肘关节的解剖学特点

肘关节从解剖学角度来看是由肱骨的远侧端和桡、尺骨的近侧端构成。其中每两块骨所构成的单关节都能单独运动,故属于典型的复关节。肘关节包括3个关节:肱尺关节、肱桡关节、桡尺近侧关节。除此以外,肘关节由3条韧带加固,分别是桡侧副韧带、尺侧副韧带、桡骨环状韧带。肘关节正常状态下伸展幅度在140°-160°;前臂最大旋前量大约为70°-80°,最大旋后量大约为80°-85°;前臂完全伸时,肘只能向外翻1O°-15°,而在完全屈时只能内翻8°,充分伸展时的内旋转角度约5°。肘关节在极短的时间内完成快速伸展动作,产生巨大的角速度和线速度;正手击球和反手击球过程中,肘关节也需要频繁地进行屈伸和旋转运动,以配合身体的整体动作完成击球动作。这些运动特点使得肘关节在网球运动中承受着较大的负荷。

2基于运动生物力学原理分析网球运动中肘关节损伤原因

2.1技术动作不规范

技术动作不规范是导致肘关节损伤的重要因素。例如,不正确的反手击球技术可能导致肘关节承受过大的应力,特别是在手腕过度伸展和前臂旋前的情况下。生物力学分析显示,这种不当的技术动作会显著增加肘关节外侧结构的负荷,从而导致网球肘的发生。

2.2训练强度和频率不当

(1)过度训练。部分网球运动员为了提高运动成绩,进行高强度、长时间的训练。过度训练会使肘关节长期处于疲劳状态,导致肌肉力量下降、关节稳定性降低,从而增加肘关节损伤的可能性。例如,连续进行大量的发球练习或长时间的对打训练,都可能使肘关节不堪重负,引发损伤。(2)训练缺乏系统性和科学性。一些运动员在训练过程中缺乏系统性和科学性,没有合理安排训练内容和训练强度。例如,在进行力量训练时,只注重手臂力量的训练,而忽视了肩部、背部等其他相关部位肌肉的协同训练,这会导致肌肉力量不平衡,增加肘关节的负担。此外,训练过程中没有充分进行热身和拉伸运动,也容易使肘关节在训练初期就受到损伤。

2.3韧带损伤

常见的肘关节韧带损伤,多由于肘关节外翻暴力引起,不规范且剧烈的挥拍动作,或者在快速移动中突然急停、急转。韧带损伤后,会出现肘关节局部疼痛、肿胀、活动范围受限,严重时关节可能出现不稳定感。

3采取防御措施

3.1加强技术训练

注重正确的击球姿势和动作要领。教练应密切关注运动员的技术动作,及时纠正不当姿势,以减少肘关节的不必要负荷。

3.2控制运动强度

长时间的高强度运动也是导致损伤的原因之一。因此,要避免过度疲劳,合理安排运动强度和运动时间。

3.3关注个体差异

(1)根据年龄和身体机能调整训练和比赛强度。对于年龄较大或身体机能较差的运动员,应适当降低训练和比赛强度,避免过度疲劳和损伤。在训练过程中,可以增加一些针对关节灵活性和肌肉力量的训练,以提高身体的适应能力。(2)对有既往损伤史的运动员进行特殊防护。对于有肘关节既往损伤史的运动员,在进行网球运动前,应咨询医生或专业的运动康复师的意见,了解自己的身体状况和适合的运动方式。在训练和比赛中,可以佩戴肘关节护具,如护肘等,以增强肘关节的稳定性,减少再次损伤的风险。

4机构运动分析与仿真

在肘关节康复训练器的设计过程中,机构运动的分析与仿真是确保其功能性和运动性能的关键环节。通过对设计的机械结构进行详细的运动分析,可以验证其是否能够满足康复训练的需求,并优化其运动轨迹以实现平滑且符合人体工学的运动。在本节中,将详细探讨3个方面的内容:基于五次多项式的关节空间轨迹规划、基于有限元的静力学分析、以及基于ADAMS的动力学分析。这些分析方法相互结合,不仅能够提供训练器运动轨迹的精确规划,还能对结构的受力情况和动态性能进行全面评估,从而确保训练器的设计具有良好的运动平滑性和满足康复训练需求的运动性能。(1)关节空间轨迹规划。所规划的肘关节的角度轨迹、角速度和角加速度都是连续的,表明肘关节的运动是连贯且光滑的,不存在急剧的变化和抖动。(2)静力学分析。有限元分析可以通过分析各种载荷和边界条件下的结构响应来评估设计方案的性能。在对肘关节康复训练器机构进行选材时,主要考虑铝合金和不锈钢2种材料。铝合金材料的优点是密度较低,制作出的训练器重量较轻,便于患者使用和携带,同时,铝合金易于加工成各种复杂形状;但是铝合金的强度和硬度相对不锈钢较低。相对来说,不锈钢的强度和硬度较高,使用寿命长,缺点是密度较高,复杂形状的零件加工难度较大。

5估计预防措施的有效性

网球训练中,运动员利用肘关节的运动来调整击球的角度,同时用力握拍以保证击球的力量。由于接球和挥拍动作长时间重复,前臂大多处于伸展状态,增加了慢性撕裂伤和拉伤的风险。损伤通常表现为运动状态下用力过猛导致的肘关节不适。在受伤初期,运动员可能会感到肌肉撕裂,逐渐发展为疼痛。在更严重的情况下,运动员可能在一段时间内无法进行运动。在运动损伤的症状没有得到解决后继续打网球,会增加肘部肌肉肿胀的风险。因此,要结合网球肘疾病的病因,制定有针对性的预防和治疗方法,防止受伤症状恶化,确保运动员的身体健康。

结束语

综上所述,网球运动中受伤最多的部位是肘关节。网球运动中肘关节损伤的发生与多种因素有关,运用运动生物力学原理对这些因素进行分析,可以更深入地了解肘关节损伤的内在机制。通过优化技术动作、合理安排训练、选择合适的装备以及关注个体差异等预防措施,可以有效地降低网球运动中肘关节损伤的发生率,提高运动员的运动安全性和运动表现。同时,对于已经发生肘关节损伤的运动员,应及时进行诊断和治疗,并在康复过程中遵循运动生物力学原理进行科学的康复训练,以促进肘关节功能的恢复。未来,随着运动生物力学技术的不断发展和完善,有望为网球运动中肘关节损伤的预防和治疗提供更加科学、有效的方法和手段。

参考文献:

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