2.1.1.1 受试者
招募8名男性受试者（年龄：24.5±4.2岁，体重：56.1±23.5kg，身高：171±3cm）和8名女性受试者（年龄：23.0±0.9岁，体重：51.1±4.4kg，身高：161±6cm）。16名受试者均身体素质较好，在参与实验前的6个月内，每周定期参加体育锻炼至少两次。所有受试者在过去的6个月内未发生过踝关节损伤，视力和内耳正常，没有神经肌肉功能障碍，此前未经历过影响着陆动作的外科手术。所有受试者都是右利腿，其确定方式为询问受试者哪只脚踢球踢的最远。
所有受试者都从高等院校高年级本科生或研究生中选取，以保证身体发育完全，并对动作要领和实验方案的有较好的理解力。实验设计参考此前研究，确认不会对受试者有潜在损伤危害。所有受试者都自愿参加，并签署知情同意书。
2.1.1.2 实验过程
为避免鞋袜对着陆动作的影响，本研究中受试者都是赤足参与实验。正式实验前，对受试者进行培训，指导他们采用统一的着陆方式，即着陆前站立于跳台，身体保持直立状态，听到指令后即从高台跳落，避免向上纵跳，采用对称的着陆方式双脚触地，身体自然前倾，下肢弯曲呈半蹲式，然后自然起立，保持平稳。
实验采用的跳台采用三种级别的高度：低（32cm）、中（52cm）、高（72cm）。受试者从高台跳落，着陆于Bertec FP406008100测力台（美国俄亥俄州沃新顿Bertec公司）。测力台与相应的AM6501放大器相连，通过NDIFirst Principles软件系统（加拿大北方数据公司）采集，由六个通道的电信号值来记录。实验室布置使测力台与地板水平，并保证地板的刚性、表面性质与测力台相近。测力台采集数据的频率被定为1000Hz，记录在竖直、前后和内外三个方向上的地面反力。
应用Bortec AMT8表面肌电仪（加拿大卡尔加里，Bortec生物医学公司）测量下肢表面肌电图，涉及的肌肉包括：胫骨前肌（Tibialis anterior，TA）、外侧腓肠肌（Lateral gastroenemius，LG）、股二头肌（Biceps femoris，BF）和股直肌（Rectus femoris，RF）。通过在受试者身上贴银/氯化银一次性电极，连接导线到便携式单元，将肌电信号传送到放大器放大500倍后进行测量。肌电图数据经过滤波和放大后在测量系统中与地面反力数据同步化，采样频率也确定为1000Hz。两电极间隔保证约20mm，粘贴在对应肌肉的肌腹，并与肌纤维方向顺应。参考电极粘贴在右小腿内侧。所有电极粘贴前，应用无水乙醇轻拭粘贴位置。粘贴时，肌肉等长收缩，以对粘贴位置准确定位。通过轻拍电极，肢体被动运动和轻颤导线来确定去除伪影。交替收缩肌肉，保证信号无串扰，肌电信噪比小于5%。
2.1.2 数据处理与统计
本研究中，采用表面肌电图来评价肌肉活动性。如图2-1所示，为4条被测试的肌肉的典型的肌电图数据线。以同步测试的测力台数据为依据，将测力台开始受力的时刻，即初始接触时刻确定为时间0点，此前时间为触地前，以负值表示，此后时间为触底后，以正值表示。在Santello和Mc Donagh[6]的研究中，初始接触前80ms和后100ms的平均肌电活动性幅值被作为触地前（Pre-landing EMGamplitude）和触地后肌电幅值（Post-landing EMGamplitude），这两个参数的意义在于考虑连续时间段内肌电活动性的累积。我们研究中发现，某些情况下肌电的持续期会超过80ms，这样，以80ms计算的触地前肌电幅值，会使得结果显得比实际累积要小。同时，为了使触地前后幅值具有可比较性，我们在初始触地前后都选取了100毫秒，这与Santello等人[7]另外一项研究选取一致。
图2-1 着陆过程中下肢肌肉典型肌电图特征[5]
（TA：胫骨前肌；LG：外侧腓肠肌；RF：股直肌；BF：股二头肌）
在评价着陆动态稳定性时，Wikstrom等人[1]提出了一个参数——动态姿势稳定性系数（Dynamic postural stability index，DPSI）及其三维分量（前后方向APSI，内外方向MLSI和竖直方向VSI）来评价着陆动态稳定性。这个参数及其分量为评估地面反力数据集在0附近波动的均方差。稳定时间参数更多关注于地面反力的时域变化特征，而动态姿势稳定性系数关注于特定时间范围内的地面反力幅值变化。动态稳定性本质上描述的是调整身体从动态着陆运动至静态站立姿势的神经肌肉控制能力。在这个过程中，时域特征非常重要，因此稳定时间参数比较适合用来评价动态稳定性。从某种意义上来说，较大的地面反力均方差无疑意味着较为不稳定的过程。但是，地面反力数据的均方差，即动态姿势稳定性系数的大小较多地由着陆时的冲击阶段，而非由其稳定阶段来决定。冲击阶段从初始接触时刻算起大约为几十毫秒，稳定阶段紧随其后。因此，稳定性系数同时考虑了力载荷和能量吸收的影响。虽然这些影响与动态稳定性紧密相关，但是在评价稳定性控制时最好将其区分出来。
另外一个重要的评价着陆动态稳定性参数是稳定时间（Timetostabilization， TTS）。稳定时间最初是在单足着陆运动研究中定义的，描述在着陆时从接触地面到达到平衡状态需要的时间。非常容易的是：在着陆后地面反力在很短的时间内达到最大值，而后逐渐达到相对稳定的水平，这个稳定时间越短，说明这个动作越稳定，而完成这个动作的个体的稳定能力越好。本研究将这个概念应用到双足着陆运动中来，并计算赤足受试者从三种高度跳落着陆时三个方向上的稳定时间，即前后方向稳定时间（APTTS）、内外方向稳定时间（MLTTS）和竖直方向稳定时间（VTTS）。
稳定时间的计算采用序贯估计法。对于每次测试，将地面反力测量数据从触地时刻开始往后截断3秒，作为计算初始数据，序贯估计算法通过每次增加一个数据量来连续性计算一个数列的累积平均值[1]。即第一个数后，前两个数取平均值，接着前三个数取平均值，以此类推，最后一次计算为整个持续时间段内所有3000个数字取平均值。当数列达到整体平均值0.25倍标准差以内时，即认为着陆者达到平衡状态，稳定时间即从初始接触到达到平衡状态这一时刻的时间。图2-2为序贯估计法的一个示例。
对于每种状态，受试者都要经历5次成功的测试，以保证具有充分代表性的表面肌电图数据采集。评价两次测试是否一致时，通常用到的统计学方法为95%一致性界限（95%limitsof agreement）。当评价多于两次的重复测试是否一致时，可以采用方差分析（analysisof variance，ANOVA）来检验等效的“一致性界限”。在本研究中，独立变量包括：着陆高度（低、中、高，3个水平）；性别（男、女，2个水平）和体侧（偏利侧、非偏利侧，2个水平）。采用多因素方差分析来评价这些因素对稳定时间的主影响和交叉影响。同时，应用方差分析比较三种着陆高度对触地前和触地后肌电幅值的影响。当以上分析发现着陆高度对具体参数有显著性影响时，采用Tukey's HSD事后检验来评价其显著性差异发生在何种状态之间。在所有分析中，P＜0.05被定义为显著性差异。所有的分析应用统计学分析软件SPSS13.0（美国芝加哥SPSS公司）完成。
图2-2 序贯估计法计算平衡时间（典型测试竖直方向分量）[8]
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