国家优秀男子自由式滑雪空中技巧运动员下肢肌力特征与静态平衡能力关系探讨

闫红光，马 毅，娄彦涛，牛雪松，纪 冬

（沈阳体育学院，辽宁沈阳 110102）

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国家优秀男子自由式滑雪空中技巧运动员下肢肌力特征与静态平衡能力关系探讨

闫红光，马 毅，娄彦涛，牛雪松，纪 冬

（沈阳体育学院，辽宁沈阳 110102）

运用IsoMed2000等动测试系统和METITUR平衡测试系统，对国家自由式滑雪空中技巧优秀男子运动员进行60°/s、240°/s速度下髋关节、膝关节肌力的等动测试和不同站姿下的静态平衡能力测试，再通过对数据的分析，研究下肢肌力、静态平衡指标的特征以及二者之间的的相关性，旨在了解自由式滑雪空中技巧运动员下肢肌力和静态平衡能力的特点，并探讨下肢肌力与平衡能力之间的关系，为运动员进行力量及平衡训练和运动员选材提供科学依据及有价值的理论参考。

自由式滑雪空中技巧;男子;下肢肌力;静态平衡能力

自由式滑雪空中技巧属难美类项目［1］，动作由助滑、起跳、腾空和着陆四部分组成［2］，任何一部分的动作都会影响到最终的比赛成绩，而着陆是该项目评分的重要组成部分，占整个动作评分的30%［3］，关系到动作的完成情况以及运动员的安全。影响落地稳定性的因素有多种，其中包括完成动作的质量、落地动作是否符合力学原理以及身体的平衡能力等［4］，而运动员下肢肌肉力量是制约动作完成质量、身体动态平衡能力的关键，因此有必要对下肢肌力和平衡能力的相关性进行研究。但由于动态平衡能力在测量评价时难以定量化，动态平衡能力与静态平衡能力相关，因此本文通过对运动员的下肢肌力和静态平衡能力关系的研究，旨在发现二者之间的关系，探讨该项目的专项体能训练方法手段，为运动员进行力量以及平衡训练提供科学依据，为备战2014年索契冬奥会进行该项目的专项体能训练方法手段的探讨，促进我国自由式滑雪空中技巧运动持续稳定发展和竞技水平的不断提高，为我国在2014年冬奥会创造优异成绩提供科技支持和保障。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取自由式滑雪空中技巧国家队优秀男子运动员6人，研究对象基本情况见表1。

表1 研究对象基本情况

1.2 研究方法

1.2.1 下肢髋、膝关节肌力等动测试 使用IsoMed2000等速测试系统，分别测试运动员髋关节、膝关节屈伸肌力。速度分别设置为60°/s（慢速），240°/s（快速）。测试开始前要求受试者进行20min的准备活动，准备活动后按仪器操作要求进行相应关节的固定，指导受试者适应测试过程，并进行5次的预备实验后开始正式测试，每种测试速度下进行3次测试，让受试者尽自己最大能力完成正式测试的屈伸动作，组间歇30s，取3次测试结果的均值进行分析。

测试指标:①单位体重峰力矩（Peak torque/Weight）:是在屈伸过程中测试出的最大力矩与体重的比值，在一次关节的屈、伸活动中，可以同时测出屈伸的力矩，是目前肌力测定中最常用的一个指标［5］。②屈伸最大力矩比（Peaktorque-Flex/Ext）:是在屈伸过程中测试出的最大屈肌力矩与最大伸肌力矩的比值，反映了拮抗肌之间的平衡状况，由此可以推测关节稳定性。③总功率:是肌肉收缩所做功与时间的比值。④关节活动范围（Range motion）:关节一次屈伸所经过的角度，可以对下肢左右工作的对称性进行评价。

1.2.2 平衡能力的测定 应用METITUR平衡测试台进行测试。要求受试者填写个人基本资料，测试之前进行10min的热身活动，然后按照相应的测试要求进行测试准备，测试时间为20s，组间歇为30s。测试时要求在6种站姿下进行测试:①睁眼双足支撑平衡:受试者双足并立于平衡测试板上，双手叉腰，平视前方。②睁眼双足线性支撑平衡:受试者双足线性立于平衡测试板上（右脚在前），双手叉腰，平视前方。③睁眼右足支撑平衡:受试者左足提起在测试板前上方约20～30cm，双手叉腰，平视前方。④闭眼右足单支撑平衡:受试者左足提起在测试板前上方约20～30cm，双手叉腰，闭上双眼。⑤睁眼左足支撑平衡:受试者右足提起在测试板前上方约20～30cm，双手叉腰，平视前方。⑥闭眼左足单支撑平衡:受试者右足提起在测试台前上方约20～30cm，双手叉腰，闭上双眼。

测试指标:①X轴移动距离:人体重心在左右方向上移动的距离。②Y轴移动距离:人体重心在前后方向上移动的距离。③速度矩:人体重心在XY轴的合摆速度。

1.2.3 数理统计法 测试所得原始数据应用SPSS 17.0进行统计处理，并且对测试指标进行配对样本t检验及其相关性检验。

2 结果与分析

2.1 下肢髋关节屈伸肌力的等速测试结果与分析

通过IsoMed2000等动测试系统，测试运动员髋关节在60°/s、240°/s速度下的屈伸单位体重峰力矩、屈伸最大力矩比、平均功率和运动范围。结果中运动员髋关节伸肌群力量明显大于屈肌群力量，伸肌群力量是屈肌群力量的2倍多;同时随着测试速度的增加，单位体重峰力矩的数值相应减小，平均功率相应增加，但是运动范围无明显差异。

通过表2测试指标的观察以及对髋关节屈伸肌力进行t检验可以看出，相同测试速度下，髋关节右侧单位体重峰力矩、屈伸肌力比、平均功率、运动范围均稍大于左侧，在相同速度下左右侧同一指标进行配对检验，未出现显著性差异，说明运动员左右髋关节力量比均衡;同时在相同速度下，屈肌群的单位体重峰力矩和平均功率都小于伸肌群;在不同速度测试下比较，慢速髋关节屈伸肌群的单位体重峰力矩大于快速的，随速度的增加呈减小趋势，慢速髋关节平均功率小于快速，两者均出现显著性差异。

表2 自由式滑雪空中技巧男运动员下肢髋关节屈伸肌群的等速测试结果

分析右侧髋关节各项测试数值稍大于左侧的原因可能和个人习惯使用右侧肢体有关，但未出现显著性差异说明受试者左右侧髋关节屈伸肌群发展良好，这在一定程度上对运动员在落地时的稳定性有很大的帮助，可以在较大冲击力的作用下使两髋关节均匀承载，有效地避免在左右方向上出现失衡的现象。自由式滑雪空中技巧在落地阶段髋关节为了缓冲冲击力处于由伸到微屈的状态，并对抗地面达人体体重8倍左右的冲击力，落地动作完成后为了顺利地滑出，运动员的髋关节需要适度的伸展，恢复到站立姿势，这就要求运动员有很强的伸肌力量，从数据中可以观察到伸肌群的最大肌力在屈肌群的2到3倍之间，远远大于正常人水平（正常人1.2～1.5倍）。60°/s慢速测试和240°/s快速测试两种不同的测试速度下，两侧单位体重最大屈伸力矩都存在着显著性差异，且慢速测试中最大屈伸力矩值较大，这是由于在慢速测试时，髋关节的大小肌群都被调动，而在快速测试时只有大肌群被优先调动［5］，同时在快速收缩时，收缩元中的横桥断开与联系都会损失肌力，速度的增加会使收缩元和结缔组织中的流体粘滞性增加，这些原因都造成了在慢速测试下肌力大于快速测试的结果［6］。另一方面由于功率等于速度和力的乘积，随着速度的增加，功率增大可能是因为力减小的程度不及测试中速度增大的程度，所以快速的平均功率大于慢速的，即自由式滑雪空中技巧项目运动员的髋关节的快速力量优于慢速力量。分析项目的运动特点:自由式滑雪空中技巧项目在助滑出台瞬间膝关节处于伸展快速状态，在落地一瞬间也处于快速伸展工作状态，且均需要承受较大的冲击载荷。因此项目的特点和长期训练的结果导致髋关节的伸肌能力得到提高，尤其是快速伸肌的能力提高的更加明显。

2.2 下肢膝关节屈伸肌力的等速测试结果与分析

观察表3测试结果，运动员膝关节的测试结果情况相似于髋关节，左右两侧膝关节各项指标右侧稍大于左侧，但均无明显差别，伸肌群力量明显大于屈肌群力量，随着测试速度的增加，单位体重峰力矩的数值相应减小，平均功率相应增加，而运动范围无明显差异。

表3 自由式滑雪空中技巧男运动员下肢膝关节屈伸肌群的等速测试结果

右侧指标稍大于左侧与个人习惯有关，但未出现明显差异证明受试者左右侧肌群发展良好，在落地时刻，减小了在左右方向上产生偏转力矩的可能性。自由式滑雪空中技巧项目在落地阶段膝关节为缓冲地面的撞击力首先处于屈的状态，随后为了完成动作，恢复直立姿势，运动员需要依靠很强的伸肌力，这也解释了受试者伸肌力相比屈肌力出现明显差异的原因。在60°/s、240°/s两种不同的测试速度下，两侧肌力表现为随着测试速度的增加肌力值变小，同样可以认为是慢速测试中动员了更多的肌群，而快速测试中主要是大肌群做功，并且增多了横桥的断开与联系，增加了组织的流体粘滞性。

2.3 静态平衡能力测试结果与分析

通过表4的测试数据可以发现，运动员在正常睁眼情况下重心在X轴的移动距离小于在Y轴的移动距离，其他情况重心在X轴的移动距离大于在Y轴的移动距离。平衡状况在正常睁眼情况下最好，随后是正常线性睁眼、右腿睁眼、左腿睁眼、右腿闭眼、左腿闭眼。

表4 自由式滑雪空中技巧运动员的滑雪平衡测指标

从力学角度来看，影响人体平衡的稳定性因素主要有四个，一是人体重心的高低，二是支撑面的面积，三是稳定角，四是稳定系数［7］。为了更好地保持平衡，人体需要降低重心，增大支撑面和稳定角。从生理学角度来看，人体的平衡能力主要与人体的视觉、前庭和本体感觉能力有关［8］。在静态站姿下由于人体无意识的生理性姿势动摇，导致了正常睁眼情况下重心在X和Y轴均有移动。正常睁眼的平衡能力好于单脚睁眼的平衡能力是因为双脚站立的支持面比单脚站立时支撑面大，稳定角和稳定系数更大。正常睁眼情况下由于是双脚支撑，使得前后方向的稳定性弱于而左右方向的稳定性，所以重心在X轴的移动距离小于在Y轴的移动距离，而当进行正常线性睁眼和单脚支撑后，使得左右方向的稳定性变弱，因此重心在X轴的移动距离变大。又由于人体的平衡能力受到视觉的影响，所以闭眼的平衡能力比睁眼的平衡能力差。同时由于大部分人习惯使用右侧肢体，肌肉力量较大，所以身体右侧支撑的平衡能力优于左侧支撑，这也进一步反映了肌肉力量与人体平衡能力的相关性。因为速度矩表示的是X、Y两个轴合速度的变化与重力分布的关系大小，它随X、Y轴的移动距离增大而增大（图1）表明可以通过速度矩来反映出受试者的平衡状况及对重心的控制能力。

2.4 下肢肌肉力量与静态平衡关系的结果与分析

由于运动员在完成落地动作时处于睁眼且双脚平行支撑状态，所以选取该状态下的速度矩与下肢屈伸肌群单位体重的峰力矩进行相关性分析，结果见表5。通过配对T检验可知运动员的下肢屈伸肌力矩与静态平衡测试指标速度矩，P值均小于0.05，相关性显著。因此可以用静态平衡能力来评价运动员的环节肌肉力量情况，同时为初级运动员的选才提供参考。

图1 自由式滑雪空中技巧运动员的滑雪平衡测指标图

表5 正常睁眼的速度矩与下肢屈伸相关性检验

分析此结果，由于人体不同于一般物体，他可以通过补偿动作、关节角度的改变实现自我控制，来调解和恢复平衡，所以下肢屈伸肌群的力量越大，则运动员可以借助肌肉的和韧带的拉力矩改变关节角度共同维持身体在前后方向上的平衡;同时两侧下肢协调的肌力又有助于运动员在左右方向对身体的控制，加强了X轴的平衡性。因此肌力越好，速度矩越小，重心控制的范围越小，运动员获得平衡的能力就越好。自由式滑雪空中技巧项目中，运动员在起跳时髋关节具有屈体迅速转换的能力，在着地时有控制身体在前后方向上位置的能力，这就要求运动员要有很强的下肢肌力，同时运动员在落地时以髋和膝关节为局部转动轴，两足与地面形成的轮廓为支撑面，如果下肢两侧肌力差异较大，则有可能出现中心点的偏移，在下重力矩与肌力矩不同，从而破坏运动员的身体平衡，所以在平日的训练中既要加强左右侧下肢的对称力量练习，又要加强对下肢屈伸肌群的专项力量练习，增加肌力对下肢关节的控制能力。

3 结论与建议

3.1 结论

1）右侧下肢单位体重峰力矩、屈伸肌力比、平均功率、运动范围均稍大于左侧，进行配对检验，未出现显著性差异。

2）下肢两侧伸肌群的单位体重峰力矩和平均功率均大于屈肌群，存在明显的差异。

3）在不同测试速度下，单位体重峰力矩和平均功率出现了显著性差异，单位体重峰力矩随着速度的增加呈下降趋势，平均功率随着速度的增加呈上升趋势。

4）自由式滑雪空中技巧运动员的下肢肌力与静态平衡能力存在相关性，因此可以用静态平衡能力来评价运动员的环节肌肉力量情况，同时可以为初级运动员的选材提供参考。

3.2 建议

1）自由式滑雪空中技巧运动员在平时的训练中，可以加强下肢肌力的专项训练，以此来提高运动员的平衡能力。

2）在肌力专项训练过程中应注意保持左右侧下肢肌力的平衡，避免出现单侧力量明显大于另一侧的情况。

3）自由式滑雪空中技巧运动员在平日的训练中多增加速度性的力量训练，同时再加入一部分动态平衡性练习，可以有效地提高身体的平衡能力。

4）在自由式滑雪空中技巧运动员的选材工作中，应注意对几个指标的测试，包括下肢肌力及两侧肌力的比较、下肢屈伸肌力比值和反映平衡能力的一系列指标，从而确保运动员在自由式滑雪空中技巧这个运动项目有更好的发展。

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Relationship between Lower Limb Muscle Strength and Static Balance Ability of National Elite Men’s Freestyle Skiing Aerials Athletes

YAN Hongguang，MA Yi，LOU Yantao，NIU Xuesong，JI Dong
（Shenyang Sport University，Shenyang 110102，Liaoning，China）

Using the IsoMed2000 isokinetic test system and METITUR balance test system，the 60°/s，240°/s speed hips and knees muscle strength，as well as the static balance ability in different standing postures of national elite men’s freestyle skiing aerials athletes are tested.Through the data analysis，this paper studies the lower limb muscle strength and static balance ability，and the correlation between them.Then it aims to understand the relationship between lower limb muscle strength and static balance ability.It is hoped to provide the scientific basis and valuable theoretical reference for the specific strength training and athletes selecting.

freestyle skiing aerials;male;lower limb muscle strength;static balance ability

G863.12

A

1004－0560（2012）03－0009－04

2012-01-21;

2012-04-10

国家科技部支撑项目，课题编号:2009BAK57B04。

闫红光（1963－），女，教授，主要研究方向为人体肌力的评价和运动技术分析。

责任编辑:刘红霞