《BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation》：Beyond muscle activation: the role of biomechanical properties of muscles in determining dynamic knee valgus in female volleyball players
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本研究针对女性排球运动员膝关节损伤风险因子——动态膝外翻（DKV），深入探究了其与下肢肌肉生物力学特性（肌张力、弹性、硬度）及肌电活动的关系。研究发现，DKV运动员大腿内侧与外侧肌肉的张力比、硬度比（如AM/GM, HM/HL）升高，而臀中肌（GM）和股二头肌（HL）激活降低。尽管这些指标未能显著预测扣球落地时的膝外翻角度，但揭示了潜在的肌肉骨骼适应性改变，为损伤机制研究和针对性训练提供了新视角。
在排球、篮球等需要频繁跳跃和急停转向的运动中，运动员的膝关节承受着巨大压力。其中，动态膝外翻（Dynamic Knee Valgus, DKV）是一个备受运动医学界关注的现象，它指的是在完成下蹲、起跳或落地等动作时，膝关节向内塌陷的姿态。这种不良的生物力学模式，被认为是前交叉韧带（ACL）损伤等一系列严重膝伤的重要风险因素，而在女性运动员中，其发生率和关联风险尤为突出。长期以来，科学界试图从肌肉功能的角度寻找答案，普遍认为臀部和大腿肌肉的激活不足或失衡是导致DKV的主要原因。然而，肌肉不仅仅通过“开关”（激活）来发挥作用，其本身的“材质”特性——即生物力学属性，如肌张力（肌肉在静息状态下的紧张度）、硬度（抵抗形变的能力）和弹性（形变后恢复原状的能力）——同样可能深刻影响关节的动态稳定性。那么，在女性排球运动员身上，究竟是肌肉的“激活模式”更重要，还是肌肉的“本身材质”更关键？抑或是两者共同作用，塑造了那危险的一瞬间的膝外翻角度？为了厘清肌肉激活与生物力学属性在DKV中的具体贡献，一项研究在《BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation》上发表，为我们带来了新的见解。
研究者们采用了多项关键技术来回答上述问题。他们招募了36名12-18岁的女性排球运动员，通过单腿下蹲测试将其分为DKV组和健康对照组。肌肉的生物力学特性（肌张力、弹性、硬度）使用MyotonPro?设备进行量化评估。同时，利用表面肌电图在运动员进行排球扣球落地动作时，同步采集了臀中肌（GM）、大收肌（AM）、股内侧肌（VM）、股外侧肌（VL）、半膜肌（HM）和股二头肌（HL）的肌肉激活水平和激活时序。
结果部分揭示了组间在多方面的差异：
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肌肉生物力学特性比率：在肌肉的“材质”方面，DKV组展示了特定的比率失衡。其股内侧肌与股外侧肌的肌张力比率（VM/VL）、半膜肌与股二头肌的肌张力比率（HM/HL）显著更高。同时，大收肌与臀中肌的硬度比率（AM/GM）、股内侧肌与股外侧肌的硬度比率（VM/VL）以及半膜肌与股二头肌的硬度比率（HM/HL）也显著高于对照组。这表明，DKV运动员大腿内侧肌群相对于外侧肌群，在静息张力和硬度上都相对更高。
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肌肉激活水平与比率：在肌肉的“激活”方面，差异同样明显。DKV组的臀中肌（GM）和股二头肌（HL）的激活水平显著低于对照组。相应地，其大收肌与臀中肌的激活比率（AM/GM）以及半膜肌与股二头肌的激活比率（HM/HL）显著更高，提示内收肌群与后侧肌群内侧部分相对于其外侧拮抗肌的激活优势。
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肌肉激活时序：在动作协调性上，DKV组臀中肌与大收肌的激活时间差（GM-AM onset time difference）显著更小，意味着这两块在功能上常互为拮抗（外展与内收）的肌肉，在DKV运动员落地时几乎同时启动，可能削弱了臀中肌对骨盆的稳定控制。
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对膝外翻角度的预测：尽管发现了上述诸多差异，但通过多元线性回归分析，这些肌肉的生物力学特性指标和肌电活动指标，均未能成为预测扣球落地瞬间膝关节实际外翻角度的具有统计学意义的预测因子。
综合结论与讨论，本研究得出了一系列重要发现。首先，它证实了患有动态膝外翻的女性排球运动员，其下肢肌肉在“材质”和“激活模式”上均存在特征性改变：即大腿内侧肌群相对于外侧肌群具有更高的张力与硬度，同时臀中肌和股二头肌的激活不足，且内收肌与臀中肌的协同-拮抗协调性发生改变。这些发现从肌肉特性与神经控制两个维度，精细化地描绘了与DKV相关的肌肉功能图谱。然而，最具挑战性和启发性的结论在于，无论是肌肉的生物力学特性还是激活参数，都未能直接决定或预测落地时膝关节在额状面上的外翻角度。这暗示，传统的、侧重于单一肌肉功能指标与关节角度直接关联的研究范式可能需要被重新审视。研究者据此推测，观测到的这些肌肉系统的改变，可能并非导致膝外翻的“原因”，而更可能是一种长期适应异常关节负荷后产生的“结果”，即一种肌肉骨骼系统的适应性代偿或改建。这为理解运动损伤的机制提供了新的视角：损伤风险可能蕴含于整个运动系统的长期适应模式中，而非某个瞬间的力学错误。这项研究的意义在于，它将关注点从单纯的肌肉“是否工作”延伸到了肌肉“以何种状态工作”，强调了在评估和干预运动员膝关节损伤风险时，需要综合考量肌肉的形态学属性、力学属性及其神经控制策略，并为未来研究探索肌肉骨骼系统长期适应与损伤发生之间的复杂因果关系指明了方向。
