精英坐式排球运动员扣球速度与人体测量特征、无氧能力及体能表现的相关性研究

《Frontiers in Physiology》：Associations between spike velocity and physical characteristics in elite sitting volleyball players

　　

英文摘要专业翻译：
**目的**：本研究旨在探讨精英坐式排球运动员扣球速度与人体测量特征、无氧表现及体能水平之间的关联。
**方法**：研究人员招募了30名精英坐式排球运动员，要求其完成六次最大努力扣球测试，并评估坐姿人体测量学指标、曲柄摇臂无氧运动表现、上肢力量与爆发力、躯干功能及运动专项移动表现。统计分析采用合并皮尔逊相关、校正性别的偏相关、性别特异性描述性分析、探索性校正性别的回归分析以及仅纳入VS1运动员的敏感性分析。性别间比较及相关分析均采用Benjamini–Hochberg（BH）错误发现率（FDR）校正。
**结果**：男性运动员的扣球速度高于女性（67.22 ± 6.74 对 51.51 ± 6.04 km/h；Hedges’ g = 2.38，BH校正后 p < 0.001）。在合并样本中，扣球速度与坐姿垂直握持触及高度（r = 0.80）、坐高（r = 0.76）、握力（r = 0.75）、一次重复最大卧推（r = 0.74）及坐姿药球胸前传球距离（r = 0.70）呈强正相关；与手展宽度（r = 0.69）、坐姿旋转药球投掷（r = 0.65）、峰值功率（r = 0.51）和平均功率（r = 0.51）呈中等正相关。经性别校正后，多数合并正向关联显著减弱，且经FDR校正后均不再具有统计学显著性。校正性别的偏相关中绝对值最大的指标包括手展宽度（偏 r = 0.52）、坐姿垂直握持触及高度（偏 r = 0.48）、相对峰值功率（偏 r = ?0.48）和坐高（偏 r = 0.40）。性别特异性描述性分析显示，男性和女性运动员的人体测量学指标与扣球速度均呈正相关，而力量及绝对无氧功率的关联在各性别内一致性较低。纳入性别、坐姿垂直握持触及高度和坐姿旋转药球投掷的探索性回归模型解释了样本中扣球速度方差的71.9%（校正后R2 = 0.687），其中坐姿垂直握持触及高度保持正向回归系数（B = 0.457，p = 0.010）。排除三名VS2级运动员后，研究结果未发生实质性改变。
**结论**：若干较强的合并样本关联显著受到性别间差异的影响。坐姿人体测量学指标在经性别校正和性别特异性分析中均展现出最一致的正向关联，但研究结果仍属关联性与探索性发现。

论文解读文章：

一、研究背景与问题提出

坐式排球（sitting volleyball）是残奥会正式比赛项目，运动员须在坐姿状态下完成排球专项技术与战术动作。由于无法采用站姿助跑和跳跃，下肢推进力贡献显著减少，运动员需更多地依赖坐姿定位、地面移动、躯干控制及上肢功能。根据国际坐式排球联合会（World ParaVolley）的运动员分级体系，运动员依据其身体损伤对坐式排球核心功能活动的影响程度，被划归为VS1级（损伤对核心功能影响较大）或VS2级（符合最低损伤标准但影响较小），且每队场上VS2运动员不得超过一人。此前专家共识指出，上肢功能对坐式排球运动表现极为关键（Marsza?ek等，2024），但对运动分级标准的实证支持仍不足。

攻击有效性是精英坐式排球取胜的核心要素。技术统计表明，攻击效率是区分胜负球队的重要指标（Molik等，2017）。扣球作为最具攻击力的技术动作，其球速是客观、可量化且直接影响防守反应时间的性能变量。然而，现有关于坐式排球运动员体能特征的研究数量有限且方法异质性较高（Petrigna等，2023）。已有研究主要聚焦于人体测量学特征、运动分级、场地测试表现、比赛效率、竞技水平或发球速度（Marsza?ek等，2015，2024；Molik等，2017；Ahmadi等，2019，2020；Cavedon等，2022，2023），而直接采用雷达枪测量扣球速度并系统探讨其与多领域身体特征关联的研究极为少见，且跨性别、多体能维度的研究尤为匮乏。因此，本研究旨在系统检验精英坐式排球运动员扣球速度与人体测量特征、无氧能力及体能表现之间的关联。研究人员假设：更大的坐姿触及范围、更强的上肢力量与爆发力、更高的旋转投掷表现及更大的绝对无氧功率与更快扣球速度相关。

二、研究方法与关键测试技术概述

本研究招募30名中国国家坐式排球队男（16人）女（14人）运动员，其中27人为VS1级，3人为VS2级。研究对象均具备至少三年国际比赛经验。所有运动员在四天内分别完成熟悉化及三个测试日，每次测试间隔48小时。主要测试手段包括：采用雷达枪（Speedster II；Bushnell）在六次最大努力扣球中记录最高球速；依据国际人体测量学促进会（ISAK）标准进行坐姿人体测量（坐高、坐姿垂直握持触及高度、手展宽度）；采用上肢曲柄式Wingate无氧试验（WAnT）评估峰值功率（PP）、平均功率（MP）、相对峰值功率（rPP）、相对平均功率（rMP）及疲劳斜率（FS）；采用握力计、一次重复最大卧推（1RM）及坐姿药球胸前传球测试评定力量和上肢爆发力；通过卷腹、背部伸展耐力及坐姿旋转药球投掷评估躯干功能；完成5米前后冲刺、改良版灵敏T形测试及速度耐力测试评估专项移动能力。统计方法涵盖Welch t检验、Hedges’ g效应量、合并皮尔逊相关、性别校正偏相关、性别特异性描述相关、探索性多元线性回归及仅纳入VS1运动员的敏感性分析，所有多重比较均采用Benjamini–Hochberg（BH）错误发现率（FDR）校正。

三、研究结果

（一）性别间比较

探索性性别比较显示，男性扣球速度显著高于女性（67.22 ± 6.74 对 51.51 ± 6.04 km/h；Hedges’ g = 2.38，p < 0.001）。男性在坐高、坐姿垂直握持触及高度、手展宽度和身体质量指数（BMI）方面均显著更高（g = 0.86–2.41，所有BH校正后p ≤ 0.025）；在峰值功率、平均功率、相对峰值功率和疲劳斜率方面男性也显著更高（所有p ≤ 0.046）；握力、1RM卧推、胸前传球距离及旋转药球平均投掷距离均以男性显著占优（g = 1.86–3.76，所有p < 0.001）。女性则完成了更多背部伸展重复次数（g = ?0.92，p = 0.019）。男性5米向前和向后冲刺时间显著更短（g = ?1.16和?1.13；p = 0.006和0.007）。这些比较表明，扣球速度的合并关联中性别差异构成潜在混淆来源。

（二）与扣球速度的相关性分析

六次扣球尝试的测试内一致性组内相关系数（ICC）为0.89，变异系数（CV）为17.18%。在合并样本中，扣球速度与坐姿垂直握持触及高度（r = 0.80）、坐高（r = 0.76）、握力（r = 0.75）、1RM卧推（r = 0.74）和坐姿药球胸前传球距离（r = 0.70）呈现强正相关，经BH校正后仍具显著性；与手展宽度（r = 0.69）、坐姿旋转药球投掷（r = 0.65）、峰值功率（r = 0.51）和平均功率（r = 0.51）呈中等正相关。然而，经性别校正后，上述所有关联均被明显削弱，且经FDR校正后均未达到统计学显著水平。性别校正偏相关中最大绝对值依次为手展宽度（偏r = 0.52，未校正p = 0.004）、坐姿垂直握持触及高度（偏r = 0.48，未校正p = 0.009）、相对峰值功率（偏r = ?0.48，未校正p = 0.009）以及坐高（偏r = 0.40，未校正p = 0.031），但以上均未通过BH校正。性别特异性描述性分析表明，在男女运动员中，坐高、坐姿垂直握持触及高度和手展宽度均与扣球速度呈正相关（男性r = 0.34–0.47，女性r = 0.56–0.68）；相比之下，力量与绝对无氧功率在性别内部的相关性不够稳定。该结果提示，合并样本中的强关联在很大程度上反映了男女组间的系统性差异。

（三）探索性多元回归分析

以性别、坐姿垂直握持触及高度和坐姿旋转药球投掷作为预测变量的探索性回归模型解释了扣球速度71.9%的方差（R2 = 0.719，校正后R2 = 0.687，F(3, 26) = 22.21，p < 0.001）。在同时校正其他变量后，坐姿垂直握持触及高度保留正向回归系数（B = 0.457，95% CI [0.120, 0.794]，β = 0.471，p = 0.010），而性别（B = 5.732，p = 0.152）和旋转药球投掷（B = 0.015，p = 0.230）的系数估计不精确。排除影响最大观测值（Cook距离最大）后，模型参数基本一致（R2 = 0.718，校正后R2 = 0.684），坐姿垂直握持触及高度仍保持正相关（B = 0.377，p = 0.031）。5,000次自助抽样（bootstrap）百分位95%置信区间中，坐姿垂直握持触及高度的区间为[0.18, 0.77]，未跨越零。将三名VS2运动员排除、仅对27名VS1运动员进行分析时，21个性别校正相关的偏r中位数绝对变化约为0.07，均未达显著性；VS1模型拟合优度相似（R2 = 0.765，校正后R2 = 0.735），坐姿垂直握持触及高度仍保留正系数（B = 0.506，p = 0.009）。以上敏感分析表明，主要发现的稳健性良好。

（四）讨论与结论总结

本研究发现，精英坐式排球运动员的扣球速度在合并样本中与多项人体测量学、力量及绝对无氧功率指标呈强或中等程度正相关，但多数关联在控制性别后大幅减弱，且经FDR校正后均不再显著。坐姿人体测量学指标，尤其是坐姿垂直握持触及高度和手展宽度，在合并、性别校正及性别特异性分析中均呈现最一致的正向关联模式。坐姿垂直握持触及高度可受坐高、上肢长度及过顶触及能力综合影响，更高的触及位置可能提供更高的击球点和更长的有效加速路径，这一解释与既往坐式排球发球速度研究中触及高度对出球速度的促进作用一致（Cavedon等，2023）。相比之下，握力、1RM卧推及绝对Wingate功率的合并关联主要受性别差异驱动，性别内一致性较低，且相关测试的任务形式（双侧、循环性、30秒）与扣球动作（单侧、非循环、快速协调）差异较大，限制了对生理机制的推断。躯干功能方面，坐姿旋转药球投掷与扣球速度的合并相关（r = 0.65）强于卷腹和背部伸展耐力测试，但性别校正后关联减弱，旋转投掷的性能同样受投掷距离、身材及技术等综合因素影响。运动专项移动测试与扣球速度的性别校正相关区间较窄（偏r = 0.01–0.32，95% CI均跨零），表明移动能力与单次标准最大扣球速度之间缺乏明确关联。

研究结论指出，在精英坐式排球男女混合样本中，扣球速度与若干坐姿人体测量学、力量、药球投掷及绝对无氧功率指标存在较强合并关联，但其中多数关联在性别校正后明显衰减。坐姿人体测量学指标，特别是坐姿垂直握持触及高度和手展宽度，在各项分析中呈现最稳定的正向关联。然而，当前发现仍属关联性、探索性结论，样本量（30人）低于先验估算的35人，且以教练评分、定级分布（27名VS1、3名VS2）及横断面设计等限制因素共同提示：未来有待开展包含性别与运动级别均衡、直接生物力学测量及纵向追踪的大规模多中心研究加以验证。上述结果为坐式排球运动员专项体能评估与个性化表现分析提供了补充性的参考依据。