2.3.3.1 數(shù)據(jù)采集和分析

在以上實驗的基礎上，我們增加了兩種不同厚度的緩沖墊，連同前面的著陸于堅硬地面，來代表3-種不同的地面硬度。實驗中將厚度為2mm，約50cm×80cm的矩形，分別使用2層或4層鋪設在測力臺和地面上，實驗中受試者雙足都落在緩沖墊上。實驗前取10塊試樣，裁成10mm×10mm在萬能材料試驗機上進行壓縮測試，壓縮速度為0.08mm/min。實驗部分數(shù)據(jù)如圖2-17所示，不同試樣測試結(jié)果趨于一致，在0.75mm位移（應變ε＝0.375）以內(nèi)應力應變關系基本保持為線性。經(jīng)計算可得EVA材料彈性模量為913MPa。

在實驗測試研究中，經(jīng)常會遇到測量有效性（Validity）、可靠性（Reliability）、可重復性（Repeatability）和客觀性（Objectivity）等概念。對這些概念的普遍誤解之一，是試圖評價兩次測試或兩種測量方法的一致性，用相關系數(shù)（Correlation Coefficient）來對其進行評估。這種方法存在不足之處，很早就受到一些統(tǒng)計學專家的批評。他們認為，相關系數(shù)與其說是一致性的指標，倒不如說是一種“關系”的測度，受實驗對象測量結(jié)果幅度的影響非常大。例如，當比較一種新的測量方法和當前測量方法來測量最大攝氧量時，如果受試者包含年輕人和年長者，男人和女人，肥胖者和瘦小者，這樣相關性就會比較高。如果將實驗對象僅確定為男性，而且年齡和體型相似，這樣兩種測試方法的相關性就會相對較小，但并不一定無效!

圖2-17 EVA鞋墊材料壓縮測試結(jié)果[46]

當比較兩次測試或兩種測量方法時，用圖形的方法（Bland-Altman圖）可以直觀地反映這個界限。兩種方法的測量結(jié)果通常會存在一定趨勢的差異，如果一種方法的測量結(jié)果經(jīng)常大于或小于另外一種方法的測量結(jié)果，這種差異被稱為偏倚。偏倚可以用兩種方法的測定結(jié)果的差值的均值進行估計，均值的變異情況則用差值的標準差描述。如果差值的分布服從正態(tài)分布，則95%的差值應該位于（均值）－1.96（標準差）和（均值）+1.96 （標準差）之間。這個區(qū)間被稱為95%一致性界限，絕大多數(shù)差值位于其中。如果兩種測量結(jié)果的差異位于其中在實際中是可以被接受的，則認為這兩種方法又較好的一致性，這兩種方法可以互換使用。

在本研究中，獨立的兩個變量包括：性別（男和女，2個水平）；地面硬度（緩沖墊厚度：0mm、4mm、8mm，3個水平）。采用雙因素方差分析和Tukey's HSD事后檢驗方法來檢驗兩個因素所有生物力學參數(shù)的影響及其交叉性影響。在所有分析中，P＜0.05被定義為顯著性差異。所有的分析在統(tǒng)計學軟件SPSS中完成。

2.3.3.2 分析結(jié)果比較

緩沖墊防護的比較結(jié)果列在表2-6中。在所有測量分析參數(shù)中，均未發(fā)現(xiàn)緩沖墊防護的顯著性作用和緩沖墊與性別間的顯著性交叉影響。如圖2-18所示，顯著性的性別差異僅體現(xiàn)在踝關節(jié)背屈最大角速度，而類似的結(jié)果在踝關節(jié)外固定防護實驗中都有所體現(xiàn)。但是，緩沖墊的使用消除了兩性原本在脛骨前肌的肌電活動性上的顯著差異性。

表2-6 EVA緩沖墊對不同性別模擬半蹲式著陸生物力學的影響（二因素方差分析，n=16）（1）

附注1：未發(fā)現(xiàn)緩沖墊對任意生物力學參數(shù)有顯著性影響；未發(fā)現(xiàn)顯著性的緩沖墊與性別的交叉影響；統(tǒng)計學顯著性以P＜0.05確定；

附注2：在踝關節(jié)極值背屈角速度存在顯著的性別差異，P＜0.05。

圖2-18 不同厚度緩沖墊著陸時兩性之間的最大踝關節(jié)背屈角速度比較（□：男；■：女）

2.3.3.3 地面硬度對著陸生物力學的影響

根據(jù)簡單直觀的思維，我們對實驗結(jié)果進行預想，認為緩沖墊可以減小地面反力峰值，延長達到豎直方向地面反力峰值的時間，從而降低加載速率，達到緩沖的效果。但遺憾的是，數(shù)據(jù)分析結(jié)果與預期并不一致，緩沖墊對三個分量的地面反力峰值、達到豎直方向地面反力峰值的時間，與加載速率都無顯著性影響。即使在數(shù)據(jù)所體現(xiàn)的變化趨勢，也未完全顯示如最初期望的變化。僅在男性受試者前后方向和豎直方向地面反力峰值和加載速率，以及女性受試者的左右方向地面反力峰值中體現(xiàn)了期望的趨勢。但是，嚴格地說，這種趨勢沒有任何統(tǒng)計學意義。

House等人[47]通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，在軍靴中墊放緩沖墊，可以顯著降低前足和足跟的最大壓力，降低的幅度最大可以為37%（足跟）和24%（前足）。在相當于奔跑100～130公里后，由于磨損而造成的鞋墊力學性能下降，對最大足底壓力不構成影響。該研究的結(jié)果對本節(jié)研究有一定啟示，但是，需要考慮該研究中測量的最大足底壓力，并非本節(jié)內(nèi)容所涉及的最大地面反力。

O'Leary等人[48]研究發(fā)現(xiàn)，在跑步時使用緩沖鞋墊，可以顯著降低豎直方向最大地面反力（6.8%）和加載速率（8.3%）。結(jié)合House等人[47]的研究，我們發(fā)現(xiàn)這兩項研究的結(jié)果與本研究結(jié)果又明顯的不同。造成這種差異的原因可能在于：這兩項研究涉及的是奔跑動作，其沖擊強度比著陸動作沖擊強度低，而且沖擊時間比較短暫；這兩項研究的目標都是鞋墊，直接附著于人體，而本節(jié)內(nèi)容研究目標是地面，在本體感覺上有明顯不同。

但是，一項對1205名英國空軍新兵進行隨機對照試驗卻發(fā)現(xiàn)，緩沖鞋墊并不能有效減少訓練中的下肢損傷[49]。在實驗中，墊放非緩沖鞋墊的受試者有72/401（18.0%）因下肢損傷而退出訓練，相對地，墊放緩沖鞋墊的受試者有149/804（18.5%）退出訓練，比值比為1.04（95%CI：0.75～1.44；P＝0.87）。這說明，即使緩沖鞋墊能夠減小沖擊力，但是對損傷風險的影響可能并不像想象的那樣樂觀。

在Arampatzis等人[50]的實驗中，6名女性體操運動員從80cm和115cm高度跳落，分別赤足著陸于硬、中、軟三種不同硬度的墊子上，發(fā)現(xiàn)無論在軟著陸還是硬著陸過程中，最大地面反力都不受墊子硬度的顯著性影響。在軟著陸中，無論前足還是后足，其最大地面反力也不受墊子硬度的顯著性影響。Mc Nitt-Gray等人[39]甚至認為采用較軟的墊子后，受試者會有針對性地調(diào)整姿勢，反而使得沖擊力變大。

本研究還發(fā)現(xiàn)，緩沖墊三個解剖平面內(nèi)的踝關節(jié)活動度和最大角速度均無顯著性影響。Arampatzis等人[50]的實驗中，研究了在著陸動作中緩沖墊脛距關節(jié)、距舟關節(jié)和跟骰關節(jié)活動的影響。作為踝關節(jié)的主體，脛距關節(jié)在各個解剖平面內(nèi)的活動度，距舟關節(jié)和跟骰關節(jié)的最大背屈角度和達到最大沖擊力時的內(nèi)收 外展幅度，均不受緩沖墊的影響。在他們之后的研究中，也未發(fā)現(xiàn)緩沖墊對最大內(nèi)翻角度有顯著性影響[50]。

同樣，緩沖墊也未對著陸過程中小腿的肌肉活動性造成顯著性影響。但是，我們可以從性別因素中找到一些緩沖墊影響的線索。緩沖墊的使用消除了兩性在踝關節(jié)背屈?。劰乔凹。┑募‰娀顒有陨系娘@著差異性。這種現(xiàn)象的主要原因在于使用緩沖墊后男性脛骨前肌的肌電活動性相對變化不大。我們認為緩沖墊有可能對男性受試者產(chǎn)生一種心理安慰效應，使男性在著陸時放棄脛骨前肌更有力的主動收縮。由于本實驗設計中采用的跳落高度經(jīng)嚴格控制，不至于受試者損傷，所以男性這種由于心理安慰效應而產(chǎn)生的節(jié)約機制不會造成不良后果。但如果以更高的速度著陸，則有兩種可能性：一種是由于高度的增加而產(chǎn)生的高度影響會相對抵消緩沖墊的心理安慰效應，從而激發(fā)更大的踝關節(jié)背屈肌活動性；另一種可能是心理安慰效應繼續(xù)發(fā)揮主要作用，這就有可能造成著陸損傷。這兩種可能性有待進一步實驗驗證，而進一步實驗需要受試者承受更大的風險，需要對實驗進行嚴謹?shù)脑O計。但是無論何種假設成立，都可以認為緩沖墊對男性受試者損傷預防并無實際好處。同時也可以認為，由于緩沖墊主要是對男性構成影響，所以其使用雖然能夠消除在肌電活動性上的對女性不利的兩性差異性，但對女性防護來說亦無任何實際意義。