深蹲期间的生物力学涉及肌肉活动、关节力和外部力矩以及关节角度的影响的复杂相互作用。 肌肉激活模式深蹲期间控制膝盖运动的生物力学原理是多方面的，涉及肌肉活动、关节力和外部力矩的相互作用。 肌肉活动 深蹲的特点是臀大肌和股四头肌的激活增加，特别是在向心阶段。特别是股外侧肌、股直肌和股二头肌，在深蹲动作中发挥着重要作用，并且随着深蹲幅度的加大，这些肌肉群的活跃度也会相应提升。竖脊肌和稳定肌（如股二头肌和半腱肌）也发挥着至关重要的作用，它们的激活受到深蹲深度和技术的影响。腘绳肌群的协同工作有助于降低胫骨承受的前向剪切力，并有助于提高膝关节的神经肌肉控制效能。不同的深蹲变化，例如前蹲与后蹲，会引发独特的肌肉募集模式，突出了深蹲练习中肌肉激活的复杂性。正确的技术和生物力学校正可以优化肌肉激活和整体深蹲执行效率 臀大肌 (GM) 和股内侧肌 (VM) 有证据表明，与部分深度深蹲相比，全深度深蹲中向心收缩时臀大肌更加活跃。这与以下发现一致：在向心阶段，更大的深蹲深度会增加肌肉活动，特别是股外侧肌 (VL) 和股内侧肌 (VM)。此外，与全深度的后蹲相比，前蹲中的股直肌 (RF) 激活更大，这表明不同的深蹲变化会引发独特的肌肉募集模式。 竖脊肌 (ES) 研究对慢性非特异性腰痛患者进行观察发现，在长时间保持蹲姿时，双侧ES的活动水平有所降低，尽管与没有症状的个体相比，这种变化并不是特别突出。另一项研究指出，在深蹲过程中，通过调整身体各部分至合适的生物力学状态，可以观察到肌肉活动发生改变，尤其是竖脊肌的变化，这提示我们采用正确的深蹲技巧能够对ES的激活产生影响。 股二头肌 (BF) 和半腱肌 (ST) 在相同的外部负重条件下，进行部分范围的后蹲练习时，股二头肌和半腱肌的活动水平相对较高，与全幅度的后蹲相比有所不同。这说明在进行后蹲时，活动范围的大小对这些肌肉的活跃度有着一定的影响。 股四头肌 随着深蹲动作的深度增加，股外侧肌（VL）和股内侧肌（VM）的活动水平也会相应提升，然而，调整深蹲时的脚距宽度，对这两部分肌肉的活动水平并没有太大的改变。这显示了深蹲的深度对肌肉激活有一定作用，而脚距宽度的变化对于股四头肌的影响并不明显。 核心肌肉 深蹲可以调动核心肌肉，例如髂肋肌、多裂肌和腹内斜肌，其程度与这些肌肉的孤立训练相似。然而，躯干屈曲等局部练习对于增强腹外斜肌和腹直肌更有效。 技术的变化如何影响肌肉的激活模式深蹲运动中加速段和减速段的对比发现，减速段腘绳肌与股四头肌的比例高于加速段。这表明，减速深蹲可能比加速深蹲更能调动腘绳肌，通过在股四头肌和腘绳肌之间更均匀地分配力量，可能为前十字韧带 (ACL) 健康提供保护机制。后蹲在锻炼腘绳肌方面特别有效，因为它能够有效地锻炼膝关节和髋关节的伸展肌群，而且目前并没有发现与传统的平行蹲或略低于平行蹲相比的不利之处。尽管如此，关于蹲的深度如何影响腘绳肌肌肉激活的具体机制，目前尚不完全清楚，这意味着我们需要进行更多的研究来更深入地了解它们之间的关系。深蹲作为一种阻力训练方式，对股四头肌的增长具有积极作用。进行平行深蹲时，整个股四头肌群体都能够得到发展，而力量提升则主要与股外侧肌（VL）的成长相关联。这说明通过调整深蹲的训练方式，尤其是那些能够改变肌肉使用和激活方式的方法，可以促进特定肌肉部位的生长，并可能带来运动表现的提升。髋部位置对股四头肌和腘绳肌峰值扭矩以及相互肌群比值的影响表明，髋部位置和测试速度都会影响肌肉激活模式。这表明，深蹲期间调整臀部位置可能会改变股四头肌和腿筋之间肌肉激活的平衡，从而可能优化表现或降低受伤风险。腘绳肌锻炼期间肌肉激活的区域差异进一步支持了这样的观点：运动选择可以针对腘绳肌复合体的特定区域，从而导致更大的肌肉适应。这意味着深蹲技术的变化，例如选择强调髋部或膝部优势的练习，可以影响腘绳肌的激活模式。实践证明，采用弹力带辅助进行深蹲训练能够对后激活增强（PAP）产生即时的正面效果。通过在深蹲中加入弹力带的阻力，可以帮助提升运动后的爆发力表现，如短距离冲刺、方向变换能力和跳跃爆发力。这说明，在深蹲训练中使用弹力带能够调整肌肉的激活方式，并有助于提升运动表现。最后，使用髌下带和髌上带在自重深蹲期间对股四头肌的活动和启动时机的影响表明，这些工具通过调整股外侧肌（VL）的启动时机来帮助平衡股四头肌的活动。这意味着在深蹲时采用适当的机械支持可以帮助微调肌肉的激活顺序，这可能有助于降低受伤风险。 总的来说，在深蹲练习中，技术的调整，如动作的速度变化、深蹲的深度、髋部的位置，以及使用辅助工具如弹力带或护膝等，都会对股四头肌和腘绳肌的激活模式产生影响。这些变化会影响肌肉募集、力量发展、损伤预防和整体表现。因此，教练和训练者在制定深蹲训练计划时，应该充分考虑这些因素，以达到最佳的训练效果。 深蹲运动中，胫股关节和髌股关节承受的关节压力和外部力矩达到较高水平。胫股关节承受最大的压缩力和后剪切力，而髌股关节在膝关节高屈曲活动期间承受的峰值力可能超过胫股关节处的峰值力。外部力矩受到肌肉特定贡献的影响，并且尽管外部负荷发生变化，但仍保持相对恒定。- 深蹲时胫股关节的最大压缩力为 6139 ± 1708 N，发生在膝关节屈曲 91° 时。
- 后剪切力（后十字韧带应力）发生在深蹲的整个运动范围内，峰值出现在膝关节屈曲 85° 至 105° 之间。
- 在力量深蹲和前蹲等练习的下降阶段，后胫股剪切力的大小随着膝关节屈曲而增加。
- 先前的研究描述了当进入完全负重的深膝屈曲深蹲时，胫股关节剪切反作用力的方向会快速逆转，这可能会对膝关节植入物的负荷需求产生影响。
- 在下蹲过程中，PF关节所承受的峰值压力呈现出较大的波动，这一数值在平常行走时低于1倍体重，而在进行膝关节高屈曲活动时则可能超过3倍体重，这一水平在某些情况下可能高于TF关节所承受的压力。
- 这表明在深蹲和其他高屈曲活动期间，PF 关节处的力超过 TF 关节处的力。
就外部力矩而言，有证据表明，蹲下时肌肉特异性对下肢净关节力矩 (NJM) 的贡献在不同的外部负荷条件下会增加。在大多数负荷条件下，髋部的臀大肌和腘绳肌、膝盖的股肌和脚踝的比目鱼肌产生的关节伸展力矩都会增加。与此同时，在大多数负荷条件下，膝盖处的腘绳肌产生的屈曲力矩也会增加。然而，膝关节股肌和腘绳肌产生的关节力矩之间的比率并没有随着负荷的变化而变化，这表明尽管个体肌肉对 NJM 的贡献发生了变化，但随着外部负荷的增加，协同肌和拮抗肌之间的总体平衡保持不变。踝关节背屈的影响踝关节背屈是影响下蹲角度深度的关键因素，在下肢力量分配中发挥着重要作用。它影响肌肉激活模式，有助于深蹲期间的稳定性和平衡，对于最大限度地减少受伤风险至关重要。因此，旨在改善踝关节背屈的干预措施，例如特定的伸展运动，可以提高运动表现并减少下肢损伤的发生率。踝关节背屈的灵活性与执行深蹲动作的能力存在密切的关联。这表明踝关节背屈程度较大的人可以实现更深的下蹲，这可能有利于针对下半身的锻炼或需要全方位运动的活动。该研究还表明，脚踝背屈减少与无法进行深蹲有关，这表明脚踝背屈是决定一个人某些下半身运动能力的关键因素。在双腿深蹲期间改变踝关节背屈的起始位置会导致膝外翻和膝内侧位移（MKD）增加，以及股四头肌激活减少和比目鱼肌激活增加。这表明踝关节背屈不仅影响深蹲的深度，还影响深蹲的生物力学，可能影响肌肉激活模式并增加受伤风险。单侧踝关节背屈运动的限制增加了双侧自重深蹲中肢体间垂直力的不对称性。这表明，踝关节背屈在深蹲过程中在两腿之间均匀分配力方面发挥着作用，该运动范围的任何不对称都可能导致施力不平衡，从而可能增加受伤的风险。此外，踝关节背屈运动范围受限 (DFROM) 与生物力学有关，使运动员面临更高的受伤风险。这包括髋部屈曲偏移减少、膝关节最大屈曲角度减少以及膝关节伸肌工作量减少，所有这些都被认为与较高的持续受伤风险相关。这凸显了在深蹲等动态运动中保持足够的踝关节背屈对于最佳生物力学和预防损伤的重要性。保持关节稳定性的策略在深蹲过程中保持膝关节稳定性涉及多方面的方法，包括选择适当的蹲姿、利用弹力带等外部辅助设备、优化运动控制策略以最小化关节力、增强后部肌肉链的灵活性以及仔细考虑膝盖位置。这些策略得到了所提供证据的支持，可以帮助维持关节稳定性并降低深蹲活动中受伤的风险。有证据表明，与其他高膝关节屈曲姿势（例如脚跟抬高的蹲姿）相比，全脚掌贴地蹲姿可显著降低膝关节屈曲力矩。这表明采用全脚掌贴地蹲技术有助于减少膝关节高力矩，从而保持关节稳定性。已提出使用缠绕在大腿远端的弹力带作为减少深蹲时动态膝盖外翻的方法。通过使用外力将膝盖拉至进一步的膝盖外翻，这些弹力带不仅夸大了预先存在的运动，而且还提供了额外的局部本体感受输入，提示个体调整膝盖对齐。这项技术可以降低 ACL 断裂和其他膝关节损伤的风险，从而有助于预防损伤。改变肌肉协调策略以最小化关节力可以一定程度影响膝关节力，步行和蹲下时分别减少高达 44% 和 15%。这种方法对于使用膝关节假体的人或希望避免疼痛和进一步受伤的人特别有用。专注于增强后链灵活性的姿势计划，特别是针对腘绳肌拉伸和腹部肌肉激活/强化，已显示出减少年轻运动员动态膝外翻 (DKV) 的有效性。这表明，努力提高后部肌肉的灵活性可能是深蹲时保持关节稳定性的有效策略。以较高的膝关节角度（例如 150°）进行等长深蹲可以提高产生更大峰值力（PF）和力量发展速率（RFD200）的能力，以及更多用于测量峰值和早期 RFD 特性的可靠测试位置。虽然这一证据与等长深蹲有关，但它强调了在进行深蹲以保持关节稳定性时考虑膝盖位置的重要性。Reference
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