李吉如 鄧京捷 廖紅娟

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測(cè)力臺(tái)上下肢肌力測(cè)試與膝關(guān)節(jié)等速肌力測(cè)試的相關(guān)性研究

李吉如 鄧京捷 廖紅娟

（廣東省體育科學(xué)研究所，廣東 廣州 510663）

應(yīng)用測(cè)力臺(tái)和等速肌力測(cè)試系統(tǒng)對(duì)籃球、小輪車(chē)及棒球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行蹲跳測(cè)試和膝關(guān)節(jié)的等速肌力測(cè)試，并對(duì)測(cè)試指標(biāo)間的相關(guān)性進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果顯示：（1）膝關(guān)節(jié)等速肌力在不同專項(xiàng)之間差異不顯著，而SJ、CMJ測(cè)試中不同專項(xiàng)之間差異顯著，不同專項(xiàng)與其專項(xiàng)力量素質(zhì)相關(guān)；（2）蹲跳測(cè)試作為下肢伸肌群不同收縮方式下快速做功能力的測(cè)試與下肢膝關(guān)節(jié)等速肌力測(cè)試相關(guān)性較低，不能互相反映并代替彼此用于力量素質(zhì)的測(cè)試與評(píng)價(jià)。

測(cè)力臺(tái)；蹲跳；膝關(guān)節(jié)；等速肌力

隨著科技的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行肌肉力量測(cè)試的方法手段層出不窮，但不可避免的，各種儀器都有各自的局限性。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，如要對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行符合專項(xiàng)特點(diǎn)的較為全面的力量測(cè)試，必須綜合多種肌力測(cè)試系統(tǒng)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，因此各種肌力測(cè)試系統(tǒng)輸出指標(biāo)之間的相關(guān)程度是我們亟需探討的一個(gè)重要問(wèn)題。透徹地了解指標(biāo)之間的相關(guān)性可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目特點(diǎn)靈活地安排測(cè)試項(xiàng)目，使科研監(jiān)控工作更具針對(duì)性、目的性和有效性。據(jù)此本研究對(duì)三維測(cè)力臺(tái)上的蹲跳與膝關(guān)節(jié)等速肌力測(cè)試指標(biāo)相關(guān)性進(jìn)行探討，以期發(fā)現(xiàn)規(guī)律并提供實(shí)驗(yàn)參考。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

研究對(duì)象根據(jù)項(xiàng)目不同分為3個(gè)測(cè)試組。A組：19名廣東省男子青年籃球和女子籃球運(yùn)動(dòng)員（男子9名，女子10名），運(yùn)動(dòng)等級(jí)為一級(jí)至國(guó)家健將；B組：11名廣東省小輪車(chē)運(yùn)動(dòng)員（男子7名，女子4名），運(yùn)動(dòng)等級(jí)為一級(jí)至國(guó)家健將；C組：6名廣東省棒球運(yùn)動(dòng)員，運(yùn)動(dòng)等級(jí)為一級(jí)至國(guó)家健將。所有研究對(duì)象基本資料詳見(jiàn)表1。

表1 研究對(duì)象基本資料

年齡(Y)身高(cm)體重(kg) A組(籃球) M=917.56±1.24195.67±7.4885.22±8.97 F=1019.80±1.87186.70±9.5173.50±9.71 B組(小輪車(chē)) M=720.00±1.63173.57±5.0072.14±8.03 F=418.50±1.29161.75±1.2658.25±1.50 C組(棒球) M=624.17±3.19184.33±3.2082.17±8.86

1.2 測(cè)試儀器及指標(biāo)

使用的儀器是美國(guó)產(chǎn)ATMI三維測(cè)力臺(tái)、瑞士產(chǎn)Con-Trex等速肌力測(cè)試系統(tǒng)、美國(guó)產(chǎn)Cybex6000等速肌力測(cè)試系統(tǒng)。具體測(cè)試內(nèi)容及評(píng)價(jià)指標(biāo)如表2。

表2 測(cè)試安排

組別測(cè)試內(nèi)容評(píng)價(jià)指標(biāo) A組1.雙側(cè)膝關(guān)節(jié)等速肌力60°/s角速度測(cè)試時(shí)的屈伸肌群峰力矩 2.三維測(cè)力臺(tái)(SJ、CMJ)最大力量、沖量、爆發(fā)力 B組1.右側(cè)膝關(guān)節(jié)等速肌力60°/s角速度測(cè)試時(shí)的屈伸肌群峰力矩 2.三維測(cè)力臺(tái)(SJ、CMJ)最大力量、沖量、爆發(fā)力 C組1.三維測(cè)力臺(tái)(SJ、CMJ)最大力量、沖量、爆發(fā)力 2.雙側(cè)膝關(guān)節(jié)等速肌力60°/s角速度測(cè)試時(shí)的屈伸肌群峰力矩

1.3 測(cè)試方法

1.3.1 膝關(guān)節(jié)等速肌力

目前，等速肌力測(cè)試已經(jīng)廣泛應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域。普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為60 ° /S( 慢速) 測(cè)試代表運(yùn)動(dòng)員的絕對(duì)力量測(cè)試[1-3]。A組運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)膝關(guān)節(jié)等速肌力在Cybex6000等速肌力測(cè)試系統(tǒng)上進(jìn)行測(cè)試，B組運(yùn)動(dòng)員右側(cè)膝關(guān)節(jié)、C組運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)膝關(guān)節(jié)等速肌力在Con-Trex等速肌力測(cè)試系統(tǒng)上進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試角速度均為60°/s，5次/組，在正式測(cè)試前受試者進(jìn)行充分的準(zhǔn)備活動(dòng)，充分體會(huì)和掌握正確的測(cè)量動(dòng)作，以保證測(cè)試數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)，測(cè)試前對(duì)Con-Trex等速肌力測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)調(diào)零標(biāo)定[4]。

1.3.2 半蹲跳-SJ

測(cè)試采用AMTI三維測(cè)力臺(tái)及APAS-AMTI專用軟件系統(tǒng)，測(cè)試前運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行充分熱身和各關(guān)節(jié)肌群牽拉準(zhǔn)備活動(dòng)，并在指導(dǎo)下熟悉SJ的測(cè)試方法和要求。正式測(cè)試時(shí)，運(yùn)動(dòng)員雙手叉腰直立站在測(cè)力臺(tái)上，聽(tīng)到預(yù)備口令后自然下蹲至半蹲位置（以運(yùn)動(dòng)員自己感覺(jué)容易發(fā)力起跳的位置為好）并保持該位置靜止姿勢(shì)，聽(tīng)到起跳口令后立即全力蹬伸起跳，整個(gè)過(guò)程中要求盡可能保持上體直立。測(cè)試過(guò)程中對(duì)，對(duì)膝關(guān)節(jié)角度起跳角度嚴(yán)格控制，大量實(shí)驗(yàn)早已證明膝關(guān)節(jié)角度不同則下肢伸肌發(fā)力初始條件、最大力值、力值上升梯度等主要力學(xué)參數(shù)明顯不同。為此，在SJ測(cè)試中，起動(dòng)時(shí)具有相同的膝關(guān)節(jié)角度是必要條件[5]。

1.3.3 下蹲跳-CMJ

測(cè)試儀器及準(zhǔn)備活動(dòng)同SJ，正式測(cè)試時(shí)，運(yùn)動(dòng)員雙手叉腰直立站在測(cè)力臺(tái)上，聽(tīng)到口令后以盡可能快的速度下蹲至膝關(guān)節(jié)90°左右位置并立即全力蹬伸起跳，整個(gè)過(guò)程中要求盡可能保持上體直立。

設(shè)置測(cè)力臺(tái)觸發(fā)閾值為5kg，采樣頻率為1000Hz，采樣時(shí)間為5s，采樣預(yù)留為15%，受試者在測(cè)力臺(tái)上準(zhǔn)備好開(kāi)始測(cè)試前瞬間用Reset方法消除體重。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用SPSS11.5軟件系統(tǒng)進(jìn)行分析，采用Pearson或Spearman進(jìn)行相關(guān)性分析，采用單因素方差分析進(jìn)行組間數(shù)據(jù)的比較，顯著性水平為<0.05，非常顯著性水平<0.01。

2 測(cè)試結(jié)果

2.1 等速肌力、SJ、CMJ測(cè)試結(jié)果

表3 等速肌力、SJ、CMJ測(cè)試結(jié)果（x±s）

測(cè)試指標(biāo)A組(n=19)B組(n=11)C組(n=6) 等速肌力左膝伸肌(Nm/kg)2.95±0.49/2.96±0.31 右膝伸肌(Nm/kg)3.00±0.583.12±0.302.62±0.30＃＃ 左膝屈肌(Nm/kg)1.79±0.45/1.91±0.19 右膝屈肌(Nm/kg)1.85±0.402.09±0.371.86±0.19 SJ最大力量(kg)1.56±0.421.54±0.121.44±0.20 沖量(kgs)0.27±0.030.31±0.02**0.20±0.04△△,＃＃ 爆發(fā)力(kg/s)15.41±11.0410.48±2.628.15±6.47 CMJ最大力量(kg)1.47±0.482.97±0.81**2.01±0.59＃ 沖量(kgs)0.43±0.080.54±0.04**0.39±0.03＃＃ 爆發(fā)力(kg/s)12.94±7.5834.55±16.31**13.27±7.27＃

注：A組與B組比，*<0.05，**<0.01；A組與C組比，△<0.05，△△<0.01；B組與C組比，＃<0.05，＃＃<0.01

表3的數(shù)據(jù)顯示，等速肌力測(cè)試中，各項(xiàng)目之間無(wú)明顯差異，僅小輪車(chē)運(yùn)動(dòng)員右膝伸肌肌力明顯高于棒球運(yùn)動(dòng)員，且具有非常顯著性差異。SJ測(cè)試中，最大力量和爆發(fā)力組間差異不顯著，沖量組間具有非常顯著性差異，小輪車(chē)運(yùn)動(dòng)員最高，其次為籃球運(yùn)動(dòng)員，最低為棒球運(yùn)動(dòng)員。而CMJ測(cè)試結(jié)果顯示，籃球和棒球運(yùn)動(dòng)員各指標(biāo)差異不顯著，小輪車(chē)運(yùn)動(dòng)員在三項(xiàng)指標(biāo)上均明顯高于籃球和棒球運(yùn)動(dòng)員，且具有非常顯著性差異。

2.2 SJ與膝關(guān)節(jié)等速肌力指標(biāo)相關(guān)性分析

表4 SJ與膝關(guān)節(jié)等速肌力指標(biāo)相關(guān)性

左膝伸肌右膝伸肌左膝屈肌右膝屈肌 最大力量0.600**0.476**0.3820.406* P0.0020.0030.0600.014 沖量0.3490.575**0.3090.474** P0.0870.0000.1330.003 爆發(fā)力0.446*0.600**0.1240.322 P0.0250.0000.5540.055 n25362536

注：*<0.05，**<0.01

如表4所示，SJ測(cè)試中常用的三項(xiàng)指標(biāo)與膝關(guān)節(jié)等速肌力呈中度正相關(guān)，且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。伸肌與SJ測(cè)試結(jié)果的相關(guān)性要明顯好于屈肌。

2.3 CMJ與膝關(guān)節(jié)等速肌力指標(biāo)相關(guān)性分析

表5 CMJ與膝關(guān)節(jié)等速肌力指標(biāo)相關(guān)性

左膝伸肌右膝伸肌左膝屈肌右膝屈肌 最大力量0.467*0.372*0.3720.296 P0.0250.0300.0800.089 沖量0.3320.634**0.580**0.585** P0.1220.0000.0040.000 爆發(fā)力0.0590.2560.0610.124 P0.7880.1440.7830.485 n23342334

注：*<0.05，**<0.01

如表5所示，CMJ測(cè)試中，沖量與膝關(guān)節(jié)等速肌力呈中度正相關(guān)，且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而其他兩項(xiàng)指標(biāo)相關(guān)性則較差。CMJ測(cè)試與膝關(guān)節(jié)等速肌力相關(guān)性要差于SJ測(cè)試。

3 分析與討論

3.1 等速肌力、SJ、CMJ測(cè)試的意義

等速測(cè)試系統(tǒng)作為一種較先進(jìn)的肌力測(cè)評(píng)手段，能夠?qū)﹃P(guān)節(jié)在設(shè)定角度下運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉功能進(jìn)行定量測(cè)試，具有測(cè)試安全和數(shù)據(jù)穩(wěn)定準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)[1]，在運(yùn)動(dòng)員選材、運(yùn)動(dòng)能力診斷、合理安排力量訓(xùn)練和傷病康復(fù)等方面的研究中廣泛應(yīng)用[2]。但是，在絕大多數(shù)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，關(guān)節(jié)很少是在角速度適中固定的條件下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，即肌群很少始終在等速的方式下進(jìn)行收縮。另外，人體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)員是多個(gè)關(guān)節(jié)肌群功能參與的結(jié)果，所完成的動(dòng)作很難通過(guò)單一關(guān)節(jié)肌群的測(cè)量做出全面的反映[6]。而膝關(guān)節(jié)作為人體運(yùn)動(dòng)的一個(gè)主要關(guān)節(jié)，其工作能力和效率往往制約著大多數(shù)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的水平，其屈伸肌群的力量水平對(duì)運(yùn)動(dòng)能力具有重要的影響。膝關(guān)節(jié)的伸肌群主要是股四頭肌，屈肌群主要是腘繩肌和腓腸肌[ 7-8]。而在實(shí)際測(cè)試中，膝關(guān)節(jié)的屈伸肌群的肌力測(cè)試，也是衡量運(yùn)動(dòng)員下肢肌力水平的一個(gè)重要指標(biāo)。而人體從靜止到快速收縮起動(dòng)的能力在多項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)中都有非常重要的意義，高水平運(yùn)動(dòng)員的起動(dòng)能力往往與運(yùn)動(dòng)成績(jī)直接相關(guān)。

SJ測(cè)試所測(cè)的是下肢伸肌群在預(yù)先拉長(zhǎng)且處于等長(zhǎng)收縮狀態(tài)下突然起動(dòng)收縮的能力，是目前用于起動(dòng)力量檢測(cè)與評(píng)定較為常用的手段[9]；CMJ測(cè)試所測(cè)的是下肢伸肌群從離心收縮快速轉(zhuǎn)為向心收縮的能力。而兩項(xiàng)測(cè)試都是用于量化研究肌肉彈性能儲(chǔ)備與利用的經(jīng)典測(cè)試。大量等速運(yùn)動(dòng)則是在事先設(shè)定的速度下進(jìn)行動(dòng)力性收縮，提供順應(yīng)性阻力，等速測(cè)試以它的精確、安全已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于康復(fù)醫(yī)學(xué)、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、肌肉訓(xùn)練中。測(cè)試結(jié)果峰力矩是關(guān)節(jié)屈伸過(guò)程中最大力矩的表達(dá)，是肌肉絕對(duì)力量的體現(xiàn)，有較好的重復(fù)性，被視為等速測(cè)試的黃金標(biāo)準(zhǔn)和參照值。

3.2 各項(xiàng)目之間的差異

根據(jù)表3，在代表膝關(guān)節(jié)屈伸肌群絕對(duì)力量的等速肌力測(cè)試中，各項(xiàng)目之間無(wú)明顯差異，僅小輪車(chē)運(yùn)動(dòng)員右膝伸肌肌力明顯高于棒球運(yùn)動(dòng)員，且具有非常顯著性差異。這與小輪車(chē)的項(xiàng)目特點(diǎn)有關(guān)，從整體上講，小輪車(chē)運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)上要求在較短時(shí)間內(nèi)以下肢極速蹬踏騎行自行車(chē)，專項(xiàng)動(dòng)作主要以下肢肌群快速有力地屈伸為主，對(duì)運(yùn)動(dòng)員的下肢爆發(fā)力要求較高，而右側(cè)下肢為小輪車(chē)運(yùn)動(dòng)員的主動(dòng)側(cè)，一般認(rèn)為，優(yōu)勢(shì)腿肌肉力量大于非優(yōu)勢(shì)腿[7-8]。為此，小輪車(chē)運(yùn)動(dòng)員右側(cè)伸肌肌力要略高于另外兩個(gè)球類(lèi)項(xiàng)目。同樣在SJ測(cè)試結(jié)果中也顯示出相似的規(guī)律，而在CMJ測(cè)試中，小輪車(chē)運(yùn)動(dòng)員三項(xiàng)指標(biāo)均明顯高于籃球和棒球運(yùn)動(dòng)員，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。三項(xiàng)測(cè)試中籃球和棒球運(yùn)動(dòng)員差異均不顯著。這一數(shù)據(jù)規(guī)律說(shuō)明不同專項(xiàng)之間，力量素質(zhì)差異顯著，專項(xiàng)動(dòng)作與力量素質(zhì)有密切關(guān)系。

3.3 SJ測(cè)試與等速肌力相關(guān)性分析

如表4，SJ測(cè)試中常用的三項(xiàng)指標(biāo)與膝關(guān)節(jié)等速肌力呈中度正相關(guān)，且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。相關(guān)性表現(xiàn)出伸肌與SJ測(cè)試結(jié)果的相關(guān)性要明顯好于屈肌。SJ 測(cè)試所測(cè)的是下肢伸肌群在預(yù)先拉長(zhǎng)且處于等長(zhǎng)收縮狀態(tài)下突然起動(dòng)收縮的能力。在SJ 測(cè)試中最重要的條件是在起動(dòng)時(shí)不能出現(xiàn)伸肌的動(dòng)態(tài)拉。等速測(cè)試所得結(jié)果反映地是膝關(guān)節(jié)屈伸肌群的絕對(duì)力量，由于肌肉收縮模式不同，做功方式不同，所以SJ測(cè)試并不能完全代替等速測(cè)試。

3.4 CMJ測(cè)試與等速肌力相關(guān)性分析

如表5，CMJ測(cè)試與等速肌力呈中度相關(guān)，但相關(guān)性較SJ低，CMJ測(cè)試所測(cè)得結(jié)果反映的是下肢伸肌群從離心收縮快速轉(zhuǎn)為向心收縮的能力，是對(duì)肌肉彈性能儲(chǔ)備的量化測(cè)試，而等速測(cè)試作為事先設(shè)定的速度下進(jìn)行動(dòng)力性收縮，關(guān)節(jié)角速度不變的一種基礎(chǔ)力量素質(zhì)的測(cè)試，不能互相反映并代替。但在其他類(lèi)似研究中[10]，對(duì)大學(xué)生髖關(guān)節(jié)60 ° /S等速肌力測(cè)試中發(fā)現(xiàn)最大力量與下蹲跳（CMJ）呈高度相關(guān)，而籃球運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)伸肌峰值力矩與CMJ高度顯著相關(guān)[11]。在另一項(xiàng)研究中[12]發(fā)現(xiàn)跳高運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)伸屈肌力量影響著CMJ 高度；而林長(zhǎng)地[13]等人研究顯示髖關(guān)節(jié)只有伸肌爆發(fā)力與SJ 時(shí)間和重心騰起速度高度顯著相關(guān)。

4 結(jié)論

4.1膝關(guān)節(jié)等速肌力在不同專項(xiàng)之間差異不顯著，而下肢SJ、CMJ測(cè)試中不同專項(xiàng)之間差異顯著，專項(xiàng)動(dòng)作與力量素質(zhì)有密切關(guān)系。

4.2 SJ、CMJ作為下肢伸肌群不同收縮方式下快速做功能力的測(cè)試與下肢等速肌力測(cè)試相關(guān)性較低，不能互相反映并代替彼此用于力量素質(zhì)的測(cè)試與評(píng)價(jià)。

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On the Correlation between the Test of the Muscle Strength of the Lower Limbs and the Isokinetic Muscle Strength Test of the Knee

LI Jiru, etal.

(Guangdong Institute of Sports Sciences, Guangzhou 510663, Guangdong, China)

李吉如(1981—)，吉林長(zhǎng)春人，碩士，副研究員，研究方向：運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析。