測力臺上下肢肌力測試與膝關(guān)節(jié)等速肌力測試的相關(guān)性研究

李吉如 鄧京捷 廖紅娟

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測力臺上下肢肌力測試與膝關(guān)節(jié)等速肌力測試的相關(guān)性研究

李吉如 鄧京捷 廖紅娟

（廣東省體育科學研究所，廣東 廣州 510663）

應(yīng)用測力臺和等速肌力測試系統(tǒng)對籃球、小輪車及棒球運動員進行蹲跳測試和膝關(guān)節(jié)的等速肌力測試，并對測試指標間的相關(guān)性進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。結(jié)果顯示：（1）膝關(guān)節(jié)等速肌力在不同專項之間差異不顯著，而SJ、CMJ測試中不同專項之間差異顯著，不同專項與其專項力量素質(zhì)相關(guān)；（2）蹲跳測試作為下肢伸肌群不同收縮方式下快速做功能力的測試與下肢膝關(guān)節(jié)等速肌力測試相關(guān)性較低，不能互相反映并代替彼此用于力量素質(zhì)的測試與評價。

測力臺；蹲跳；膝關(guān)節(jié)；等速肌力

隨著科技的發(fā)展，實驗室條件下進行肌肉力量測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，如要對運動員進行符合專項特點的較為全面的力量測試，必須綜合多種肌力測試系統(tǒng)，取長補短，因此各種肌力測試系統(tǒng)輸出指標之間的相關(guān)程度是我們亟需探討的一個重要問題。透徹地了解指標之間的相關(guān)性可以根據(jù)運動項目特點靈活地安排測試項目，使科研監(jiān)控工作更具針對性、目的性和有效性。據(jù)此本研究對三維測力臺上的蹲跳與膝關(guān)節(jié)等速肌力測試指標相關(guān)性進行探討，以期發(fā)現(xiàn)規(guī)律并提供實驗參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

研究對象根據(jù)項目不同分為3個測試組。A組：19名廣東省男子青年籃球和女子籃球運動員（男子9名，女子10名），運動等級為一級至國家健將；B組：11名廣東省小輪車運動員（男子7名，女子4名），運動等級為一級至國家健將；C組：6名廣東省棒球運動員，運動等級為一級至國家健將。所有研究對象基本資料詳見表1。

表1 研究對象基本資料

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) 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 測試儀器及指標

使用的儀器是美國產(chǎn)ATMI三維測力臺、瑞士產(chǎn)Con-Trex等速肌力測試系統(tǒng)、美國產(chǎn)Cybex6000等速肌力測試系統(tǒng)。具體測試內(nèi)容及評價指標如表2。

表2 測試安排

組別測試內(nèi)容評價指標 A組1.雙側(cè)膝關(guān)節(jié)等速肌力60°/s角速度測試時的屈伸肌群峰力矩 2.三維測力臺(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角速度測試時的屈伸肌群峰力矩 2.三維測力臺(SJ、CMJ)最大力量、沖量、爆發(fā)力 C組1.三維測力臺(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角速度測試時的屈伸肌群峰力矩

1.3 測試方法

1.3.1 膝關(guān)節(jié)等速肌力

目前，等速肌力測試已經(jīng)廣泛應(yīng)用到運動領(lǐng)域。普遍的觀點認為60 ° /S( 慢速) 測試代表運動員的絕對力量測試[1-3]。A組運動員雙側(cè)膝關(guān)節(jié)等速肌力在Cybex6000等速肌力測試系統(tǒng)上進行測試，B組運動員右側(cè)膝關(guān)節(jié)、C組運動員雙側(cè)膝關(guān)節(jié)等速肌力在Con-Trex等速肌力測試系統(tǒng)上進行測試，測試角速度均為60°/s，5次/組，在正式測試前受試者進行充分的準備活動，充分體會和掌握正確的測量動作，以保證測試數(shù)據(jù)的精準，測試前對Con-Trex等速肌力測試系統(tǒng)進行常規(guī)調(diào)零標定[4]。

1.3.2 半蹲跳-SJ

測試采用AMTI三維測力臺及APAS-AMTI專用軟件系統(tǒng)，測試前運動員進行充分熱身和各關(guān)節(jié)肌群牽拉準備活動，并在指導下熟悉SJ的測試方法和要求。正式測試時，運動員雙手叉腰直立站在測力臺上，聽到預(yù)備口令后自然下蹲至半蹲位置（以運動員自己感覺容易發(fā)力起跳的位置為好）并保持該位置靜止姿勢，聽到起跳口令后立即全力蹬伸起跳，整個過程中要求盡可能保持上體直立。測試過程中對，對膝關(guān)節(jié)角度起跳角度嚴格控制，大量實驗早已證明膝關(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參數(shù)明顯不同。為此，在SJ測試中，起動時具有相同的膝關(guān)節(jié)角度是必要條件[5]。

1.3.3 下蹲跳-CMJ

測試儀器及準備活動同SJ，正式測試時，運動員雙手叉腰直立站在測力臺上，聽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，整個過程中要求盡可能保持上體直立。

設(shè)置測力臺觸發(fā)閾值為5kg，采樣頻率為1000Hz，采樣時間為5s，采樣預(yù)留為15%，受試者在測力臺上準備好開始測試前瞬間用Reset方法消除體重。

1.4 數(shù)據(jù)處理

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

2 測試結(jié)果

2.1 等速肌力、SJ、CMJ測試結(jié)果

表3 等速肌力、SJ、CMJ測試結(jié)果（x±s）

測試指標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，等速肌力測試中，各項目之間無明顯差異，僅小輪車運動員右膝伸肌肌力明顯高于棒球運動員，且具有非常顯著性差異。SJ測試中，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，小輪車運動員最高，其次為籃球運動員，最低為棒球運動員。而CMJ測試結(jié)果顯示，籃球和棒球運動員各指標差異不顯著，小輪車運動員在三項指標上均明顯高于籃球和棒球運動員，且具有非常顯著性差異。

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

表4 SJ與膝關(guān)節(jié)等速肌力指標相關(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測試中常用的三項指標與膝關(guān)節(jié)等速肌力呈中度正相關(guān)，且具有統(tǒng)計學意義。伸肌與SJ測試結(jié)果的相關(guān)性要明顯好于屈肌。

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

表5 CMJ與膝關(guān)節(jié)等速肌力指標相關(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)計學意義，而其他兩項指標相關(guān)性則較差。CMJ測試與膝關(guān)節(jié)等速肌力相關(guān)性要差于SJ測試。

3 分析與討論

3.1 等速肌力、SJ、CMJ測試的意義

等速測試系統(tǒng)作為一種較先進的肌力測評手段，能夠?qū)﹃P(guān)節(jié)在設(shè)定角度下運動時肌肉功能進行定量測試，具有測試安全和數(shù)據(jù)穩(wěn)定準確的優(yōu)點[1]，在運動員選材、運動能力診斷、合理安排力量訓練和傷病康復(fù)等方面的研究中廣泛應(yīng)用[2]。但是，在絕大多數(shù)的實際運動過程中，關(guān)節(jié)很少是在角速度適中固定的條件下進行運動，即肌群很少始終在等速的方式下進行收縮。另外，人體的實際運動員是多個關(guān)節(jié)肌群功能參與的結(jié)果，所完成的動作很難通過單一關(guān)節(jié)肌群的測量做出全面的反映[6]。而膝關(guān)節(jié)作為人體運動的一個主要關(guān)節(jié)，其工作能力和效率往往制約著大多數(shù)運動項目的水平，其屈伸肌群的力量水平對運動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]。而在實際測試中，膝關(guān)節(jié)的屈伸肌群的肌力測試，也是衡量運動員下肢肌力水平的一個重要指標。而人體從靜止到快速收縮起動的能力在多項體育運動中都有非常重要的意義，高水平運動員的起動能力往往與運動成績直接相關(guān)。

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

3.2 各項目之間的差異

根據(jù)表3，在代表膝關(guān)節(jié)屈伸肌群絕對力量的等速肌力測試中，各項目之間無明顯差異，僅小輪車運動員右膝伸肌肌力明顯高于棒球運動員，且具有非常顯著性差異。這與小輪車的項目特點有關(guān)，從整體上講，小輪車運動員專項上要求在較短時間內(nèi)以下肢極速蹬踏騎行自行車，專項動作主要以下肢肌群快速有力地屈伸為主，對運動員的下肢爆發(fā)力要求較高，而右側(cè)下肢為小輪車運動員的主動側(cè)，一般認為，優(yōu)勢腿肌肉力量大于非優(yōu)勢腿[7-8]。為此，小輪車運動員右側(cè)伸肌肌力要略高于另外兩個球類項目。同樣在SJ測試結(jié)果中也顯示出相似的規(guī)律，而在CMJ測試中，小輪車運動員三項指標均明顯高于籃球和棒球運動員，且差異具有統(tǒng)計學意義。三項測試中籃球和棒球運動員差異均不顯著。這一數(shù)據(jù)規(guī)律說明不同專項之間，力量素質(zhì)差異顯著，專項動作與力量素質(zhì)有密切關(guān)系。

3.3 SJ測試與等速肌力相關(guān)性分析

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

3.4 CMJ測試與等速肌力相關(guān)性分析

如表5，CMJ測試與等速肌力呈中度相關(guān)，但相關(guān)性較SJ低，CMJ測試所測得結(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，是對肌肉彈性能儲備的量化測試，而等速測試作為事先設(shè)定的速度下進行動力性收縮，關(guān)節(jié)角速度不變的一種基礎(chǔ)力量素質(zhì)的測試，不能互相反映并代替。但在其他類似研究中[10]，對大學生髖關(guān)節(jié)60 ° /S等速肌力測試中發(fā)現(xiàn)最大力量與下蹲跳（CMJ）呈高度相關(guān)，而籃球運動員髖關(guān)節(jié)伸肌峰值力矩與CMJ高度顯著相關(guān)[11]。在另一項研究中[12]發(fā)現(xiàn)跳高運動員髖關(guān)節(jié)伸屈肌力量影響著CMJ 高度；而林長地[13]等人研究顯示髖關(guān)節(jié)只有伸肌爆發(fā)力與SJ 時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之間差異不顯著，而下肢SJ、CMJ測試中不同專項之間差異顯著，專項動作與力量素質(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試與下肢等速肌力測試相關(guān)性較低，不能互相反映并代替彼此用于力量素質(zhì)的測試與評價。

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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—)，吉林長春人，碩士，副研究員，研究方向：運動技術(shù)分析。