用Myoton技術(shù)評(píng)價(jià)肌肉特性在體育學(xué)中的應(yīng)用

李 航，張日初，周志見(jiàn)，何仲濤，李紀(jì)江，邵 平

用Myoton技術(shù)評(píng)價(jià)肌肉特性在體育學(xué)中的應(yīng)用

李 航1，張日初2，周志見(jiàn)2，何仲濤1，李紀(jì)江1，邵 平1

1.四川省體育科學(xué)研究所，四川 成都，610041；2.成都體育學(xué)院，四川 成都，610041。

體育學(xué)研究中，對(duì)肌肉評(píng)定方法有其特殊需求，本文采用文獻(xiàn)調(diào)查法從常見(jiàn)的肌肉特性評(píng)估方法、Myoton技術(shù)評(píng)估肌肉特征的原理及應(yīng)用和Myoton技術(shù)評(píng)估肌肉特性在體育學(xué)中的應(yīng)用3個(gè)方面分析了目前常見(jiàn)的肌肉評(píng)估方法在體育學(xué)中應(yīng)用的特征及不足，Myoton技術(shù)評(píng)估肌肉特性在體育學(xué)研究中的優(yōu)勢(shì)及存在的問(wèn)題，為體育學(xué)中肌肉評(píng)估研究和應(yīng)用提供一定的參考。

Myoton；肌肉；評(píng)估

肌肉是人體重要組成部分，通過(guò)其收縮和舒張來(lái)完成人體一系列生理功能和日?；顒?dòng)，如心臟搏動(dòng)、腸胃蠕動(dòng)和人體運(yùn)動(dòng)等。然而，由于人體生理老化、運(yùn)動(dòng)過(guò)度、慢性疾病、意外傷害等原因?qū)е录∪鉅顟B(tài)變差，功能能力下降，日?；顒?dòng)受限，最終造成生活質(zhì)量下降，因此，通過(guò)各種主客觀手段檢測(cè)肌肉狀態(tài)，評(píng)估肌肉質(zhì)量，了解肌肉功能能力無(wú)論是在運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)還是職業(yè)保健及臨床康復(fù)中都有重要意義。目前，應(yīng)用較多的肌肉狀態(tài)的檢測(cè)方法主要有肌電圖（EMG）評(píng)估、核磁共振成像（MRI）、超聲影像檢查法、彈性成像技術(shù)、Tensiomyography（TMG）等。

1 常見(jiàn)的肌肉特性評(píng)估方法原理及應(yīng)用

1.1 EMG評(píng)估肌肉特性原理及應(yīng)用

EMG可檢測(cè)肌肉的自然電活動(dòng)或肌肉對(duì)大腦或脊髓神經(jīng)信號(hào)刺激反應(yīng)的電活動(dòng)。從測(cè)量方式上，EMG分為有線測(cè)量和無(wú)線測(cè)量，從引導(dǎo)電極使用上，可分為針電極肌電圖測(cè)量和表面肌電圖測(cè)量（sEMG）。根據(jù)不同的分析方式，EMG指標(biāo)可分為時(shí)域指標(biāo)和頻域指標(biāo)。頻域指標(biāo)有平均功率頻域（MPF）、中位頻域（MF）等，主要用于判斷肌肉的疲勞情況。時(shí)域指標(biāo)有原始肌圖（EMG）、平均振幅（MA）、均方根肌電（RMS）等，主要用于評(píng)判肌肉收縮程度（強(qiáng)弱）與特征的情況[1]。

EMG在體育學(xué)中的應(yīng)用主要有通過(guò)分析不同專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)中特定肌肉EMG的特征來(lái)了解該肌肉的神經(jīng)肌肉控制機(jī)制[2]；通過(guò)分析EMG探知運(yùn)動(dòng)疲勞[3]；研究肌肉延遲性損傷機(jī)制[4]；分析各類日常健身鍛煉對(duì)肌肉的影響；分析不同群體肌電圖指標(biāo)特性；運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)中跟蹤分析神經(jīng)肌肉參數(shù)的變化特征等。

1.2 MRI評(píng)估肌肉特性原理及應(yīng)用

許多元素的原子核，如氫（1H）碳（13C）等的自旋系統(tǒng)受到一定頻率的射頻激發(fā)原子核可引起共振效應(yīng)，在射頻脈沖停止后，自旋系統(tǒng)已激發(fā)的原子核回復(fù)到原來(lái)的排列狀態(tài)將釋放微弱能量成為射電信號(hào)，將這些信號(hào)檢測(cè)出來(lái)即得到運(yùn)動(dòng)中原子核分布圖像。而原子核從激發(fā)狀態(tài)到恢復(fù)到平衡狀態(tài)所需的時(shí)間叫弛豫時(shí)間。MRI信號(hào)強(qiáng)度與測(cè)試對(duì)象中的氫核密度有關(guān)，人體各組織含水比例不同，即含氫核數(shù)量不同，使人體不同組織的MRI信號(hào)強(qiáng)度有差異，利用這種差異作為特征量，即可把各種組織分開(kāi)。不同組織之間，正常組織與該組織的病變組織之間氫核密度差異導(dǎo)致弛豫時(shí)間的差異是MRI用于臨床診斷的主要物理基礎(chǔ)[5]。

在與肌肉相關(guān)的檢測(cè)方面，可通過(guò)MRI檢查肌肉的鈉離子通道病，即肌肉細(xì)胞內(nèi)的膜去極化缺陷和鈉堆積，23Na MRI可以測(cè)量出細(xì)胞內(nèi)鈉離子濃度的升高[31]。P MRI可用于從碳酸鹽和磷酸肌酸信號(hào)測(cè)定細(xì)胞內(nèi)的pH值，它適用于McArdle病，其中肌肉退化與磷酸肌酸和ATP水平相關(guān)。1H MRI允許可視化肌肉內(nèi)脂質(zhì)，其在運(yùn)動(dòng)后耗盡并在糖尿病患者中升高。通過(guò)MRI檢測(cè)血液中含氧和脫氧血紅蛋白水平，可反映出血氧水平，同時(shí)動(dòng)脈自旋轉(zhuǎn)標(biāo)記MRI讓我們可以推斷肌肉的灌注率。

1.3 超聲影像檢查法評(píng)估肌肉特性原理及應(yīng)用

超聲成像是利用超聲聲束掃描人體，通過(guò)對(duì)反射信號(hào)的接收、處理，以獲得體內(nèi)器官的圖象。常用的超聲儀器有多種：A型（幅度調(diào)制型）是以波幅的高低表示反射信號(hào)的強(qiáng)弱，顯示的是一種“回聲圖”。M型（光點(diǎn)掃描型）是以垂直方向代表從淺至深的空間位置，水平方向代表時(shí)間，顯示為光點(diǎn)在不同時(shí)間的運(yùn)動(dòng)曲線圖。以上兩型均為一維顯示，應(yīng)用范圍有限。B型（輝度調(diào)制型）即超聲切面成象儀，簡(jiǎn)稱“B超”。是以亮度不同的光點(diǎn)表示接收信號(hào)的強(qiáng)弱，在探頭沿水平位置移動(dòng)時(shí)，顯示屏上的光點(diǎn)也沿水平方向同步移動(dòng)，將光點(diǎn)軌跡連成超聲聲束所掃描的切面圖，為二維成像。至于D型是根據(jù)超聲多普勒原理制成．C型則用近似電視的掃描方式，顯示出垂直于聲束的橫切面聲像圖。超聲成像方法常用來(lái)判斷臟器的位置、大小、形態(tài)，確定病灶的范圍和物理性質(zhì)，提供一些腺體組織的解剖圖，鑒別胎兒的正常與異常。

超聲應(yīng)用于外科和產(chǎn)科始于上世紀(jì)50年代，而應(yīng)用于骨骼肌肉系統(tǒng)的檢查記錄最早見(jiàn)于上世紀(jì)70年代[6][7]，利用超聲可診斷肌腱損傷、破裂，肌腱炎或腱鞘炎，韌帶損傷，肌腱或韌帶附著點(diǎn)炎等。在體育學(xué)中，有研究通過(guò)超聲檢查結(jié)合動(dòng)力測(cè)定法和顫動(dòng)疊加技術(shù)評(píng)估老年受試者體位平衡能力降低是否與小腿肌腱生理和力學(xué)特征的改變相關(guān)[8]。

1.4 彈性成像技術(shù)評(píng)估肌肉特性原理及應(yīng)用

彈性成像技術(shù)是通過(guò)對(duì)組織施壓后獲得圖像來(lái)進(jìn)行診斷分析。圖像的形態(tài)可以為超聲，核磁成像或者光學(xué)成像。

超聲彈性成像技術(shù)的特征是快速廉價(jià)。其中，最先被開(kāi)發(fā)的是壓縮彈性成像技術(shù)，它通常采用小于10Hz的低頻壓緊組織并監(jiān)測(cè)由此產(chǎn)生的組織應(yīng)變。這種技術(shù)已廣泛應(yīng)用于骨骼肌領(lǐng)域，可研究肌腱的上髁炎，如跟腱上髁炎。其缺陷是分辨率太低，只有1.5mm的。另一種方法使用了頻率在10-100Hz之間的低頻，用門(mén)控多普勒檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)測(cè)量組織的剪切速度。還有一種相對(duì)較新的研究著重于探測(cè)組織邊界對(duì)聲波的反射問(wèn)題。這種方法已經(jīng)成為一門(mén)學(xué)科，稱作瞬態(tài)彈性影像學(xué)，通過(guò)發(fā)射短時(shí)脈沖的來(lái)誘發(fā)細(xì)胞間質(zhì)的顫動(dòng)，再通過(guò)脈沖回波從傳導(dǎo)波中分解出反射波。這項(xiàng)技術(shù)已用來(lái)測(cè)量肌肉硬度[9]。

與超聲相比，核磁共振彈性成像法（MRE）可以提供更大面積的組織圖像并且圖像更易于進(jìn)行三維分析。但是，它成本更大，耗時(shí)更長(zhǎng)。其原理是用200- 400 Hz 的頻率在組織中產(chǎn)生橫波，通過(guò)核磁共振的相移來(lái)探測(cè)肌肉組織的特性，可用來(lái)測(cè)量肌肉彈性和緊張度[9]。

超聲和核磁彈性成像技術(shù)是互補(bǔ)的，經(jīng)常被一起用于檢測(cè)組織的物理和機(jī)械性質(zhì)。有研究就曾結(jié)合這兩種技術(shù)檢測(cè)出兒童的軟組織是均勻的，而成年人的剪切模量隨肌肉厚度變化，在股內(nèi)側(cè)肌中自上而下遞減；脂肪組織的硬度遠(yuǎn)低于肌肉[10]。

1.5 TMG技術(shù)評(píng)估肌肉特性原理及應(yīng)用

TMG是一種可檢測(cè)肌肉疲勞的技術(shù)，其原理是先對(duì)肌肉進(jìn)行電刺激，然后測(cè)量因收縮而擴(kuò)大的肌腹，由于在伸展到極限之前，肌腹的擴(kuò)大程度與刺激程度是成正比的，因此可以間歇性刺激肌肉，使之非常疲勞，再觀測(cè)其恢復(fù)過(guò)程找出最佳休息時(shí)間。通過(guò)這個(gè)原理可以跟蹤監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練，以評(píng)估肌肉損傷程度，必要時(shí)修改訓(xùn)練方案以避免受傷，并確定最佳休息時(shí)間[11]。目前，該技術(shù)已用來(lái)研究肌肉疲勞的發(fā)生機(jī)制、肌肉疲勞后對(duì)技術(shù)動(dòng)作的影響[12]、肌肉的機(jī)械特性和反應(yīng)時(shí)間[13]、監(jiān)測(cè)訓(xùn)練效果[14]。

這些評(píng)估方法可信度大，可靠性高，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐檢驗(yàn)，已被廣泛用于臨床和科研，在評(píng)估肌肉特性時(shí)各有特點(diǎn)，可從不同方面了解肌肉特性。但在實(shí)際應(yīng)用中也存在各自的局限性，例如MRI檢測(cè)成本較大，并且儀器較大、攜帶不方便，對(duì)測(cè)試環(huán)境有較高要求。而超聲影像檢查和彈性成像技術(shù)也存在儀器攜帶不方便、對(duì)測(cè)試技術(shù)和測(cè)試環(huán)境要求較高等局限，TMG技術(shù)在檢測(cè)肌肉特性時(shí)測(cè)試過(guò)程復(fù)雜、對(duì)測(cè)試技術(shù)有一定要求。在體育學(xué)研究中，因檢測(cè)環(huán)境局限，對(duì)檢測(cè)儀器的便攜性和操作簡(jiǎn)便性需求較大，特別是大眾健身研究中，由于檢測(cè)樣本較多，因此，除了便攜性和操作簡(jiǎn)便性之外，對(duì)低測(cè)試成本也有較大需求。為此，具備靈活便攜、低測(cè)試成本、操作簡(jiǎn)便、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠評(píng)估肌肉特性的設(shè)備就成為體育學(xué)研究中的期待，而愛(ài)沙尼亞生產(chǎn)的一種新型肌肉測(cè)試技術(shù)——Myoton便具有上述特征。

2 Myoton技術(shù)評(píng)估肌肉特征的原理及應(yīng)用

2.1 Myoton技術(shù)評(píng)估肌肉特征的原理

Myoton技術(shù)的原理是通過(guò)儀器探頭給目標(biāo)肌肉皮膚表面一個(gè)0.18N的預(yù)壓力（探頭垂直于皮膚，肌肉變形面積為7.1mm2），通過(guò)機(jī)械脈沖快速（一般為15ms）釋放0.4N機(jī)械沖擊力，該點(diǎn)肌肉因其自身的彈力特性與測(cè)量探頭一起做阻尼振動(dòng)，再由加速度感應(yīng)器記錄400 ms肌肉的振蕩，然后通過(guò)對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行處理計(jì)算出參數(shù)[15,16]。

圖1 肌肉受到?jīng)_擊后的阻尼振動(dòng)加速度信號(hào)圖

表1 Myoton測(cè)得的肌肉特性各參數(shù)的計(jì)算方法和意義

其中，肌張力反映肌肉壓力狀態(tài)，肌肉硬度和肌肉彈性均屬于肌肉的生物力學(xué)特性，德博拉數(shù)和機(jī)械壓力釋放時(shí)間共同反映了肌肉的粘彈性，使用較多的參數(shù)是肌張力，肌肉硬度和肌肉彈性。

2.2 Myoton技術(shù)評(píng)估肌肉特性的可靠性

Myoton技術(shù)的可靠性研究可追溯到2003年，位于蘇黎世的骨骼肌肉系統(tǒng)研究中心的Schulthess Klinik進(jìn)行了一項(xiàng)研究以檢測(cè)和驗(yàn)證Myoton檢查肌肉硬度的重復(fù)性和信度。研究人員在第一天用Myoton-2測(cè)量了放松狀態(tài)下股直肌、股外側(cè)肌、股二頭肌和腓腸?。▋?nèi)外側(cè)頭部）的肌肉硬度，第二天進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，同時(shí)測(cè)量股四頭肌保持次極量收縮和不同靜息長(zhǎng)度時(shí)股直肌硬度，除了股外側(cè)肌，Myoton-2對(duì)所以被檢測(cè)肌肉均表現(xiàn)出很好的可重復(fù)性和可信度。此外，隨著股直肌壓力和長(zhǎng)度增加，肌肉硬度顯示出相應(yīng)的變化[17]。此后，不斷有研究人員來(lái)檢驗(yàn)Myoton技術(shù)的測(cè)試信度、測(cè)試雙側(cè)肢體的對(duì)稱性[18]、不同操作者進(jìn)行測(cè)試的可靠性檢驗(yàn)[19]、測(cè)試新手進(jìn)行儀器操作的信度檢驗(yàn)[20,21]、Myoton評(píng)估不同年齡組不同肌肉肌肉特性信度檢驗(yàn)[22]。在2015年，有研究還通過(guò)將MyotonPRO測(cè)量彈道凝膠的硬度和相關(guān)特性與外部材料測(cè)試系統(tǒng)（PCB電子設(shè)備）測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)照、禽類跟腱皮膚及皮下組織去除前后的肌肉硬度比較對(duì)照、人類跟腱和髕腱的重測(cè)信度、不同距離跑步前后的跟腱硬度比較來(lái)進(jìn)行用MyotonPRO測(cè)量組織橫切面肌肉硬度可行性研究[23]。這些研究結(jié)果均表明用Myoton技術(shù)評(píng)估肌肉（包括肌腱組織[23]）特性具有很高的信度，具備評(píng)估神經(jīng)或肌肉骨骼疾病患者肌肉參數(shù)異常的潛在臨床應(yīng)用價(jià)值，可用來(lái)比較兩側(cè)對(duì)稱性的絕對(duì)偏差，還可用來(lái)建立不同年齡、性別、BMI范圍和身體活動(dòng)水平的肌肉參數(shù)正常參考值數(shù)據(jù)庫(kù)[21]。但是，在測(cè)量某些年齡組群體的個(gè)別肌肉的信度還不夠高，在后續(xù)的研究中還應(yīng)嘗試修改其測(cè)量定位或方法來(lái)提高信度[22]。同時(shí)，還應(yīng)豐富受試者類型來(lái)檢驗(yàn)Myoton技術(shù)評(píng)估各個(gè)年齡性別等不同群體各種肌肉的信度。

2.3 Myoton技術(shù)評(píng)估肌肉特性在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用

Myoton測(cè)試方法簡(jiǎn)便、無(wú)創(chuàng)，對(duì)測(cè)試環(huán)境要求較低，測(cè)試儀器小巧靈便，越來(lái)越多的研究在探索航天、臨床醫(yī)學(xué)、職業(yè)保健、體育科研等領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.3.1 Myoton技術(shù)評(píng)估肌肉特性在航天領(lǐng)域中的應(yīng)用Myoton技術(shù)評(píng)估肌肉特性最早應(yīng)用于航天領(lǐng)域，Viir R等人采用Myoton測(cè)量水浸法（可模擬太空飛行的失重狀態(tài)，常被作為模型來(lái)測(cè)量失重對(duì)骨骼肌的影響）對(duì)肌張力、硬度和彈性的影響[24]，五年后，該團(tuán)隊(duì)又用Myoton測(cè)量對(duì)比臥床模型和水浸法對(duì)肌肉的影響[25]。之后，又有研究用Myoton測(cè)試臥床模型對(duì)四頭肌腱和髕韌帶的肌張力和硬度的影響[26]，驗(yàn)證了Myoton技術(shù)在微重力環(huán)境中監(jiān)測(cè)肌肉健康的可行性[27]，Myoton測(cè)量干浸法模擬的微重力系統(tǒng)中下頜系統(tǒng)[28]，這些研究表明Myoton技術(shù)可在微重力或失重環(huán)境中測(cè)量肌肉、肌腱、韌帶的特性，可應(yīng)用于航天領(lǐng)域研究。

2.3.2 Myoton技術(shù)評(píng)估肌肉特性在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 在醫(yī)學(xué)方面，多個(gè)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)證實(shí)Myoton技術(shù)可以為肌肉異常狀況的評(píng)估和療效評(píng)價(jià)提供有用的信息，如神經(jīng)病學(xué)、肌肉肌腱等疾病、皮膚病等。

2004年，有研究通過(guò)測(cè)量腦卒中患者和普通人踝關(guān)節(jié)僵硬度和組織柔軟度后發(fā)現(xiàn)Myotonometer測(cè)量肌肉柔軟性可區(qū)分出腦卒中病人和普通人[29]。之后，有人研究Myoton技術(shù)在腦卒中患者康復(fù)治療中的應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，三塊前臂肌肉的肌張力和硬度與捏的強(qiáng)度有顯著相關(guān)性，肌肉硬度對(duì)療法的反饋高于肌張力和彈性[30]。也有研究將Myoton技術(shù)應(yīng)用于測(cè)量帕金森患者的肌肉特性，例如有研究通過(guò)測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，帕金森患者骨骼肌硬度升高是由于肌肉的固有硬度升高，而并非其他研究認(rèn)為的歸因于肌肉萎縮[31]。后來(lái)該研究團(tuán)隊(duì)又發(fā)現(xiàn)帕金森患者的僵硬度評(píng)分和肱二頭肌硬度存在正相關(guān)，肘關(guān)節(jié)角度和肌肉固有硬度存在關(guān)聯(lián)性[32]。2012年，該研究團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行帕金森藥物療效的研究后推斷出Myoton可以用于評(píng)估帕金森藥物的療效[33]。還有研究把Myoton測(cè)量肌肉狀態(tài)應(yīng)用于痙攣性偏癱患者的治療后提出利用Myoton技術(shù)可以設(shè)計(jì)個(gè)性化的恢復(fù)計(jì)劃，以幫助每個(gè)病人改善肌肉參數(shù)，從而得到更好的康復(fù)效果[34]。Myoton技術(shù)不僅被用于成年人神經(jīng)方面疾病的治療，還被用于幼兒的疾病治療，有研究人員在測(cè)試后發(fā)現(xiàn)偏癱患兒癱瘓側(cè)的肌肉張力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于另外一側(cè)，并且他們還在實(shí)驗(yàn)中篩選出適合測(cè)量腦癱患兒的Myoton儀器探頭直徑[35]。

Myoton技術(shù)也被用于肌肉等軟組織疾病中，2005年有研究已證實(shí)，EMG和Myoton的測(cè)定參數(shù)都可以反映肌內(nèi)壓力且準(zhǔn)確度在可接受范圍內(nèi)，但這些方法都不能單獨(dú)用于非侵入性診斷肌筋膜綜合征（MPS）[36]。2006年，又有研究為不同BMI等級(jí)大量人群建立肌張力、肌肉硬度和肌肉彈性的正常范圍后顯示，如果肌張力、硬度或衰減值處在正常曲線較高的一邊，那么 MPS 紊亂發(fā)生的危險(xiǎn)性就較高[37]。之后，陸續(xù)有研究證實(shí)Myoton技術(shù)可在實(shí)驗(yàn)室或臨床環(huán)境下應(yīng)用于骨骼肌紊亂[38]、肌纖維痛[39]、慢性疼痛[40]、下背痛[41]、跟腱病[42]等疾病的肌肉特性測(cè)量。

近幾年，也有研究探索Myoton技術(shù)在皮膚疾病方面的應(yīng)用，例如，有研究用MyotonPRO測(cè)量皮膚嚴(yán)重硬化的慢性移植物抗宿主?。╟GVHD）患者和健康受試者皮膚，對(duì)比后發(fā)現(xiàn)MyotonPRO可以客觀地區(qū)分健康受試者和患有嚴(yán)重硬化癥的cGVHD患者，但是否適用于輕度和中度患者還需進(jìn)行進(jìn)一步研究，并且重復(fù)性、普遍性和不同軟組織層對(duì)Myoton信號(hào)的相對(duì)影響還有待確定[43]。

3 Myoton技術(shù)評(píng)估肌肉特性在體育學(xué)中的應(yīng)用

隨著Myoton技術(shù)的應(yīng)用研究越來(lái)越多，在體育學(xué)中，也逐漸引入Myoton技術(shù)，這些研究主要是采用Myoton技術(shù)監(jiān)測(cè)高水平運(yùn)動(dòng)員肌肉性質(zhì)和用Myoton技術(shù)觀察普通健康大眾肌肉特性的研究。

3.1 Myoton技術(shù)評(píng)估肌肉在競(jìng)技體育中的應(yīng)用

3.1.1 研究肌肉特性變化規(guī)律，優(yōu)化訓(xùn)練方案 肌肉在放松和收縮狀態(tài)時(shí)，其特性會(huì)有所變化，這是肌肉應(yīng)對(duì)收縮做功的生理學(xué)基礎(chǔ)，了解這樣的變化可監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員的肌肉狀態(tài)，為制定和調(diào)整運(yùn)動(dòng)計(jì)劃提供數(shù)據(jù)參考。有研究人員用Myoton-2檢測(cè)5名男性全能運(yùn)動(dòng)員分別在放松和收縮狀態(tài)下的8塊肌肉，發(fā)現(xiàn)肌肉收縮時(shí)其張力、彈性和硬度均高于放松狀態(tài)，這些差異顯示了肌肉的特異性。相較而言，處于放松狀態(tài)的這些特性既是肌肉特性，也是個(gè)體特性，肌張力是被觀察到最具個(gè)體特性的參數(shù)。在放松狀態(tài)下彈性、硬度和肌張力最高的肌肉是脛骨前肌，脛骨前肌在收縮后其彈性并不改變，但其硬度和肌張力顯著升高[44]。

另一項(xiàng)研究是長(zhǎng)期跟蹤測(cè)量運(yùn)動(dòng)員生理參數(shù)后總結(jié)出運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練時(shí)肌肉特性變化規(guī)律，以用來(lái)優(yōu)化訓(xùn)練方案。研究人員用Myoton跟蹤研究?jī)擅麅?yōu)秀運(yùn)動(dòng)員為期一年的訓(xùn)練過(guò)程。測(cè)量評(píng)估他們?cè)谟?xùn)練過(guò)程中的最大耗氧量、肌肉參數(shù)和跑步、騎車訓(xùn)練時(shí)缺氧呼吸時(shí)間。測(cè)量結(jié)果顯示在訓(xùn)練過(guò)程中兩名運(yùn)動(dòng)員的肌張力都升高。肌內(nèi)壓保持在高水平，收縮后的肌肉無(wú)法放松將導(dǎo)致肌肉血流降低，這種現(xiàn)象提示在訓(xùn)練過(guò)程中應(yīng)考慮這種問(wèn)題，以使訓(xùn)練過(guò)程達(dá)最優(yōu)化[45]。

3.1.2 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練監(jiān)控、防止過(guò)度訓(xùn)練 在競(jìng)技體育中，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練監(jiān)控、防止過(guò)度訓(xùn)練是重要的科研服務(wù)項(xiàng)目，已有研究將Myoton技術(shù)應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練監(jiān)控中。有研究用Myoton技術(shù)對(duì)比兩名越野滑雪運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行奧林匹克訓(xùn)練課中的肌肉硬度、彈性和張力。其中一名運(yùn)動(dòng)員的肌張力升高，股二頭肌、股直肌肉和內(nèi)側(cè)腓腸肌肌肉彈性降低。相比之下，另一名運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練課中的肌張力改變很少，而彈性則升高。研究人員用Poiseuille公式證明對(duì)血流影響最大的是血管的半徑，因此認(rèn)為肌張力升高會(huì)導(dǎo)致血管半徑降低從而降低血流量，使恢復(fù)過(guò)程變慢，從而總結(jié)出由于第一名運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練量過(guò)大，所以他不能改善下肢肌肉的性能并完成最后一組對(duì)比訓(xùn)練[46]。

3.1.3 探索運(yùn)動(dòng)員傷病發(fā)生機(jī)理 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中傷病的發(fā)生會(huì)對(duì)訓(xùn)練效率和效果、比賽成績(jī)甚至運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)生涯造成影響，因此，了解運(yùn)動(dòng)員傷病的發(fā)生機(jī)理，從而在制定運(yùn)動(dòng)方案時(shí)考慮應(yīng)對(duì)措施，避免或減少運(yùn)動(dòng)傷病有著重要意義，而Myoton技術(shù)可通過(guò)測(cè)量肌肉特性來(lái)探索運(yùn)動(dòng)員傷病的發(fā)生機(jī)理。有研究人員對(duì)比32名體操運(yùn)動(dòng)員和48名普通人的參數(shù)，用仰躺和坐位時(shí)的身高差來(lái)顯示骨骼肌系統(tǒng)對(duì)鍛煉沖擊吸收的能力。發(fā)現(xiàn)體操運(yùn)動(dòng)員脊柱要比對(duì)照組直，軀干屈肌和腹肌的肌張力要低于對(duì)照組，而軀干伸肌的肌張力差異不大。軀干屈肌與軀干伸肌的肌張力的不平衡性越大，仰躺位置和坐位的身高差異性就越小，從而體操運(yùn)動(dòng)員腰痛發(fā)生幾率就越大。顯示出具有較僵硬脊柱的體操運(yùn)動(dòng)員同時(shí)伴有更高的肌張力不平衡性，因而具有更高的腰痛發(fā)生率[47]。

3.1.4 了解運(yùn)動(dòng)員對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的生理機(jī)能反饋 在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，運(yùn)動(dòng)員會(huì)產(chǎn)生一些生理機(jī)能反饋，而了解這些反饋可以分析運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練效果，也可為降低受傷風(fēng)險(xiǎn)提供參考依據(jù)。Beata等人用MyotonPRO測(cè)量11名男性空手道運(yùn)動(dòng)員8次對(duì)戰(zhàn)（每場(chǎng)2min，休息2min間隔）前后跟腱的硬度，結(jié)果顯示優(yōu)勢(shì)腿跟腱硬度在對(duì)戰(zhàn)后顯著增加，他們認(rèn)為測(cè)量結(jié)果應(yīng)被教練員用作制定訓(xùn)練計(jì)劃時(shí)作為降低受傷風(fēng)險(xiǎn)的參考[48]。

另一項(xiàng)研究是驗(yàn)證一段時(shí)間運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員生理機(jī)能產(chǎn)生的適應(yīng)性改變和改變機(jī)理，用MyotonPRO檢測(cè)了16名排球運(yùn)動(dòng)員的為期6周的訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行增強(qiáng)訓(xùn)練前，放松狀態(tài)下左右肢半腱肌（大腿后部）肌肉硬度有顯著差異，但在第4周和第6周測(cè)量時(shí)這種差異消失，而幾周的訓(xùn)練中，左右肢大腿前部的肌肉硬度始終沒(méi)有顯著性和差異。結(jié)果顯示，幾周增強(qiáng)訓(xùn)練的負(fù)荷導(dǎo)致排球運(yùn)動(dòng)員左右下肢肌肉硬度差異減小，并且，在四肢中，這種適應(yīng)性的改變都趨向于增減肌肉硬度[49]。

3.2 Myoton技術(shù)評(píng)估肌肉在大眾健康研究中的應(yīng)用

3.2.1 探究肌肉老化效應(yīng)和性別差異 隨著年齡的增長(zhǎng)，肌肉性能也會(huì)自然衰減，而了解肌肉性能衰減機(jī)理，從而探究應(yīng)對(duì)措施減緩衰老是一個(gè)重要的研究方向，而Myoton技術(shù)可用來(lái)測(cè)量不同年齡人群的肌肉特性，從而了解肌肉性能隨年齡增長(zhǎng)的變化規(guī)律。有研究比較了14名平均年齡22.2歲的年輕男性和12名平均年齡65.4歲的老年男性最大肌肉收縮力量（MVC）、扭矩發(fā)展率（RTD）、肌肉厚度、肌肉關(guān)節(jié)僵硬度（MAS）和膝伸肌肌肉硬度，結(jié)果顯示，青年組MVC和RTD肌肉厚度均高于老年組，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷下兩組MAS無(wú)顯著差異，而老年組肌肉硬度更高。研究人員認(rèn)為隨著肌肉硬度升高，使其在肌肉老化的決定性因素作用逐漸突出，而保持肌肉關(guān)節(jié)僵硬度的恒定對(duì)于老年人群至關(guān)重要，而這可以通過(guò)降低肌腱硬度來(lái)實(shí)現(xiàn)[50]。

不但年齡對(duì)肌肉特性有影響，性別也會(huì)影響肌肉的性能，有研究探討了不同年齡組肌肉特性的差異，還分析了不同性別間的差別。用Myoton測(cè)定123名健康男女（61名18-35歲的年輕人和62名65-90歲的老年人）的肌張力、彈性和硬度后發(fā)現(xiàn)，老年組肱二頭?。˙B）和股直?。≧F）肌肉硬度更高、彈性更低；不同性別進(jìn)行比較時(shí)，老年女性BB肌張力更高，RF無(wú)顯著差異；兩個(gè)年齡組不同性別間BB的肌肉參數(shù)均無(wú)顯著性差異；老年組和青年組男性RF肌肉硬度和肌張力均高于女性；青年組男性RF肌肉彈性低于女性，但老年組不同性別間顯著性差異。因此，得出結(jié)論，隨著年齡增長(zhǎng)，肌肉硬度和張力升高，彈性降低；當(dāng)評(píng)估老年人肌肉特性的病理狀況時(shí)年齡和性別是重要的參考因素[51]。

3.2.2 探索運(yùn)動(dòng)鍛煉后疲勞的消除方法 隨著運(yùn)動(dòng)健身的觀念逐漸普及，越來(lái)越多的人參與到健身運(yùn)動(dòng)中，而運(yùn)動(dòng)后的疲勞消除方法研究也在大眾健身中被普遍關(guān)注，可以通過(guò)Myoton技術(shù)測(cè)量肌肉參數(shù)變化來(lái)檢驗(yàn)疲勞消除方法的效果。有人在用Myoton檢測(cè)了20名在腓腸肌上引發(fā)疲勞后的健康男性腓腸肌肌肉參數(shù)后發(fā)現(xiàn)，腓腸肌疲勞后，受試者肌張力和硬度均上升，收縮力量顯著下降，隨著時(shí)間推移，按摩療法和聯(lián)合療法（組合了按摩療法和經(jīng)皮神經(jīng)電刺激）對(duì)疲勞消除的效果無(wú)顯著差異，但這兩種方法都能有效改善肌張力、硬度和收縮力量，從而幫助消除腓腸肌疲勞[52]。

3.2.3 檢測(cè)運(yùn)動(dòng)鍛煉效果 一段時(shí)間的運(yùn)動(dòng)健身后，肌肉的特性會(huì)發(fā)生一定變化，可以通過(guò)Myoton測(cè)量肌肉特性以驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)鍛煉對(duì)普通健康人肌肉性質(zhì)的影響。有研究測(cè)量了14名未經(jīng)訓(xùn)練的健康男性間隔2-3周的兩次離心運(yùn)動(dòng)后肱二頭肌被動(dòng)肌肉硬度的變化，他們分別測(cè)量了30次重復(fù)舉啞鈴的離心運(yùn)動(dòng)前、24h、48h和120h后的右肘屈肌的最大等長(zhǎng)扭矩和被動(dòng)肌肉硬度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，最大等長(zhǎng)扭矩在第一次運(yùn)動(dòng)后立即減小，并且在接下來(lái)的120h內(nèi)持續(xù)下降，被動(dòng)肌肉硬度在第1次運(yùn)動(dòng)后立即增加，并在120h中保持較高水平；第2次運(yùn)動(dòng)后最大等長(zhǎng)扭矩下降21±13%，48h后恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前水平，被動(dòng)肌肉硬度增幅減小，肌肉痛感降低。因此得出結(jié)論，第1次離心運(yùn)動(dòng)后機(jī)體的適應(yīng)性引起2—3周后的第2次運(yùn)動(dòng)的肌肉硬度和痛感增幅減小、最大等長(zhǎng)扭矩恢復(fù)加快[53]。

4 前景展望

目前，雖然已有較多領(lǐng)域使用Myoton技術(shù)測(cè)量肌肉特性，但其應(yīng)用還存在一定局限。（1）首先，雖然正如前文闡述的Myoton技術(shù)已用于一些臨床疾病的研究，用該技術(shù)測(cè)試的普通健康人和疾病患者之間肌肉參數(shù)存在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異，但目前為止還未建立一個(gè)被普遍接受的用Myoton測(cè)得肌肉參數(shù)的正常范圍，以明確界定普通健康人和有影響肌肉參數(shù)的疾病患者，而只有隨著數(shù)據(jù)的積累和整合，建立肌肉參數(shù)的正常范圍后，Myoton技術(shù)才能更廣泛的被應(yīng)用于疾病診斷；（2）在建立肌肉參數(shù)的正常范圍基礎(chǔ)上，還可根據(jù)年齡、性別與BMI建立不同人群的肌肉參數(shù)范圍，以便于在體育學(xué)等領(lǐng)域中的研究應(yīng)用；（3）Myoton技術(shù)測(cè)得的肌肉參數(shù)有五個(gè)：肌肉硬度、彈性、張力、機(jī)械壓力釋放時(shí)間和德拉博數(shù)，目前三個(gè)參數(shù)的使用較多，而機(jī)械壓力釋放時(shí)間和德拉博數(shù)的應(yīng)用研究幾乎沒(méi)有，并且，肌肉硬度、彈性、張力所反映的肌肉特性研究也還比較淺顯，還可以進(jìn)行更深入的挖掘；（4）Myoton技術(shù)測(cè)量某些年齡組群體的個(gè)別肌肉的信度還不夠高，在后續(xù)的研究中還應(yīng)嘗試修改其測(cè)量定位或方法來(lái)提高信度。最后，到目前為止大多數(shù)的研究是用于成年人肌肉參數(shù)的測(cè)量，而Myoton儀器探頭是否適用于青少年的信度檢驗(yàn)研究幾乎是空白，驗(yàn)證出更適用于青少年兒童的探頭直徑是Myoton技術(shù)應(yīng)用于青少年兒童中的肌肉特性檢測(cè)研究的奠基石。

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Application of Myoton to Assessment Muscle in Sports Science

LI Hang1, ZHANG Richu2, ZHOU Zhijian2, et al

1.Sichuan Institute of Sports Science, Chengdu Sichuan, 610041, China;2.Chengdu Sport University, Chengdu Sichuan, 610041, China.

There are special requirements for muscle assessment method in sports science .Using the method of literature survey, this paper analyzes the characteristics and shortcomings of the current common muscle assessment methods, the advantages and problems of Myoton in sports science starts from the common muscle assessment methods, the principle and application of Myoton to evaluate muscle and Myoton assessment muscle in sports science. This paper provides a reference for the research and application of muscle assessment in sports science.

Myoton; Muscle; Assessment

G804.21

A

1007―6891（2019）05―0033―07

10.13932/j.cnki.sctykx.2019.05.09

2019-03-12

2019-06-20