优秀110米栏运动员下肢关节等速肌力的研究

刘林生

School of Sports，Dezhou University，Dezhou 253023，Shandong，China

等速运动的概念于20世纪60年代后期，由Hislop和Perrine首先提出［1］。70年代初美国Cybex公司制造出第一台等速肌力训练仪器，此后世界上许多国家开始了等速技术的应用和研究，并被认为是肌力测试和训练的一次重大创新［2］。等速肌肉测试可提供一系列肌肉特性的信息，并且可评价肌肉在向心收缩、离心收缩等不同收缩状态下的特性［3］。

110米栏是田径中技术难度较大的项目之一，对跨栏运动员的速度、跨越栏架的技术能力等专项身体素质要求很高，运动员各关节肌肉力量的强弱对运动成绩有着重要的影响［4］。

目前对优秀110米栏运动员完整的下肢关节的等速研究尚未发现。为此，使用德国产IsoMed2000等速肌力测试仪，对省一线110米栏运动员9名，冬训前对其左、右髋、膝和踝关节的肌力情况，进行测试并作出诊断，探究优秀110米栏运动员下肢关节肌力的特点，为在冬训期间更有针对性地加强力量训练提供定量依据，同时为科学选材提供参考。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

以9名省一线110米栏运动员为研究对象，其中健将2名，一级运动员7名，受试者均左腿为起跨腿，右腿为摆动腿(见表1)。

表1 研究对象情况表

1.2 研究方法

1.2.1 等速肌力测试

使用德国产IsoMed2000等速肌力测试仪器，在实验人员的熟练操作下，对9名优秀110米栏运动员进行髋、膝和踝关节(左右两侧)，慢速60°/s(绝对力量测试)、5次快速240°/s(爆发力测试)、25次的屈、伸动作模式测试，快、慢速测试间休息1分钟。在正式测试前，要求受试者进行15分钟的热身活动。其中髋关节、踝关节测试，受试者取仰卧位;膝关节测试，受试者取坐位(见图1)。用宽束带对受试者进行固定，严格按照测试手册要求进行操作，待受试者正式测试前，需让其进行3～5次的亚极限力量的练习，以保证测试数据的可靠性。

图1 髋、膝和踝关节等速测试示意图

1.2.2 数理统计

采用SPSS17.0统计软件对9名受试者，左、右侧髋、膝和踝关节的相对峰力矩(PT/W)、拮抗肌/主动肌比、异侧同名肌力比、肌肉耐力(ER)等指标进行统计。并对左、右侧的相对峰力矩(PT/W)、拮抗肌/主动肌比和髋、膝、踝关节屈伸耐力(ER)指标进行独立样本T检验，显著差异P＜0.05用“#”表示，非常显著性差异P＜0.01用“*”表示。

2 研究结果

2.1 分析指标的选取及释义

等速指标研究较多，为了方便问题的讨论，笔者选取相对峰力矩(PT/W)、拮抗肌/主动肌比(PTR)、异侧同名肌力比、肌肉耐力(ER)四个指标进行分析。

(1)相对峰力矩(PT/W):指单位体重的峰力矩，代表相对峰力矩值［3］。绝对峰力矩因受试者体重的差异而造成的个体差异较大，所以在体育科研中更多的采用相对峰力矩这一指标［5］。

(2)拮抗肌/主动肌比(PTR):指二组肌群峰力矩的比值。反映关节活动中二组拮抗肌群之间的肌力平衡情况，对判断关节的稳定性有一定意义［3］。

(3)异侧同名肌力比:反映左、右侧同名肌群平衡情况。对预防运动损伤具有重要意义［6－7］。本研究选择左侧比右侧的值。

(4)肌肉耐力(ER):指肌肉重复收缩时耐受疲劳的能力。测定耐力的重复次数则一般为20或25次，并通常用最后5次的做功与最初5次的做功之比作为耐力指数。也有用重复次数的多少作为耐力指标［6－7］。本研究耐力测试选取在 240°/S，25 次测试中，最后5次的做功与最初5次的做功之比作为耐力指数。

2.2 髋、膝和踝关节的相对峰力矩(PT/W)分析

目前，多数文献［2－5］认为绝对峰力矩因受试者体重的差异而造成的个体差异较大，而相对峰力矩(PT/W)相对准确。在110米栏专项练习中，髋、踝关节的最大力量决定着地支撑技术的稳定性，膝、踝关节伸肌退让收缩能力以及踝关节屈肌快速力量是影响踏跳动作缓冲效果的主要工作肌群，踝关节伸肌快速力量和离心收缩能力以及屈肌的快速做功能力对踝关节的蹬伸速度影响最大［16］。因此讨论该指标具有一定的研究意义。

表2 受试者髋、膝和踝关节的相对峰力矩(PT/W)值

表2反映出，受试者髋、膝和踝关节随着测试速度增加，屈、伸模式下PT/W值均出现下降趋势。这与Hill［8］认为肌纤维的兴奋及产生张力都需要一定的时间，若运动速度越快，肌肉收缩时间越短，所募集的肌纤维数量越少，产力也就越小的观点相符，多数学者研究膝关节已经证实这一观点［2－5，10－14］，与张贵敏［9］研究的30名二级运动员髋、膝、踝关节的结论也相符;无论是60°/s，还是240°/s的测试中，受试者右侧髋屈PT/W大于左侧(P＜0.01)，而髋伸PT/W值则无显著差异。膝和踝关节表现出在快速屈右侧大于左侧(P＜0.05)，这与9名受试者右侧均为摆动腿，在平时专项练习中多做折叠有力前摆动作有关。张贵敏［9］发现正常人髋、膝、踝关节屈伸肌是依次减小的，本研究9名受试者表现出，踝关节屈肌的绝对力量和爆发力比膝关节要大，对于110米栏优秀运动员是否均表现出此特点，需较大的样本来说明此假设。由于一般认为大肌群的力量高于小肌群的力量［9］，因此受试者需要加强膝关节的屈肌群的锻炼，充分发挥下肢动力链的作用。

2.3 髋、膝和踝关节的拮抗肌/主动肌比(PTR)分析

对于拮抗肌/主动肌比(PTR)，较多研究［1－3，14］的是膝关节的屈肌向心收缩峰力矩与伸肌向心收缩峰力矩的比值，该比值对维持膝关节稳定性和防止运动中较弱肌群的拉伤有重要意义，同时对运动技术的完成也有积极影响。

表3 受试者髋、膝和踝关节的拮抗肌/主动肌比(PTR)值

表3显示:随着速度的增大，受试者髋和踝关节左、右 PTR值上升，而膝关节出现下降趋势。吴毅［2－3］研究发现膝关节PTR比值随测试速度的变化而变化，范围为50% ～70%，对不同运动项目的运动员而言，这个比值是变化的，例如要求运动员蹬地时需要有较强的爆发力，这时就需要强大的股后肌群来支撑，因此比例接近1较好，而110米栏项目要求运动员有足够强的蹬伸和扒地能力，因此需要加强左侧股后肌群的绝对力量和爆发力练习。我们发现9名受试者都有股后肌群拉伤的经历。对于110米栏专项，髋和踝关节PTR比值合理范围，尚无文献报道。张贵敏［9］统计(60°/s)二级运动员髋关节屈伸比值在0.50左右，与本研究接近，而刘世敏［15］研究30名短跑、跨栏、跳远运动员髋关节(60°、120、240°/s)屈伸比值在0.70～0.79之间，与本研究出入较大。9名受试者的右侧踝关节快速屈伸PTR和左侧有非常显著性差异(P＜0.01)，而摆动腿在离地时长期做积极蹬伸，这进一步论证了跨栏项目的专项特点。

2.4 髋、膝和踝关节的异侧同名肌力比值分析

异侧肢体肌力的差异［2］:一般人群两侧肌力的差异不明显，如果两侧肌力差异增大，则认为该关节有易受损伤的倾向。目前将两侧肌力差异分为三个等级，差异小于10%为正常，10%到20%为可疑，大于20%为不正常，具有临床意义，需引起重视。Read［17］等研究了网球、软式网球等上肢不对称体育项目及田径运动员的双侧力量比率，发现在较快运动速度下(240°/s～300°/s)优势腿与非优势腿力量差异显著。普遍观点［1，2，5，10－11］认为这种差异不应超过 20% 。但是这种差异与伤病相关性的研究，尚无报道。

表4 受试者髋、膝和踝关节的异侧同名肌力比值

表5 受试者髋、膝和踝关节左、右侧差异次数统计

表4、表5数据显示:3名受试者表现出右侧膝关节伸肌力量相对过小，踝关节则表现出5名受试者右侧屈伸肌群大于左侧(≥20%);爆发力测试中，髋(≥20%为2人)和踝关节(≥20%为3人)屈伸差异超出临床界定范围，因此需加强弱侧关节肌群的力量和爆发力练习，以预防损伤的发生。

2.5 髋、膝和踝关节的肌肉耐力(ER)分析

较好的肌肉耐力对于运动成绩的影响至关重要，我们研究了9名优秀110米栏运动员的髋、膝和踝关节25次屈伸运动下肌肉耐力指标，即最后5次和前5次肌肉做功之比［6－7］。因此这个比值接近1为最理想。目前较少有数据来说明优秀运动员肌肉耐力比的范围。因此本研究只能作为参考，为指导运动员平时力量训练提供依据。

表6 受试者髋、膝和踝关节的肌肉耐力(ER)值分析

表6数据显示:受试者右侧髋关节屈伸耐力，踝关节左、右侧屈伸耐力有非常显著性差异(P＜0.01)，总体来说髋关节屈伸耐力相对较好，踝关节伸肌群耐力较差，膝关节屈伸肌群耐力有待提高。

3 结论与建议

3.1 通过对9名优秀110米栏运动员下肢等速肌力的测试结果讨论发现:随着测试角速度的变化，优秀110米栏运动员髋、膝和踝关节屈、伸相对峰力矩减小;下肢伸肌群相对峰力矩为髋关节＞膝关节＞踝关节，屈肌群相对峰力矩为髋关节＞踝关节＞膝关节;拮抗肌/主动肌比(PTR)差异表现在踝关节快速屈伸情况下;少数受试者髋、踝关节快速屈伸运动时，异侧同名肌力比值＞20%;髋关节屈伸、踝关节屈肌群耐力较好，膝关节屈伸、踝关节伸肌群耐力较差。

3.2 建议

针对运动员冬训力量训练，提出如下建议:1)需要加强双侧股后肌群的绝对力量和爆发力练习;对于异侧同名肌力比值＞20%的运动员应该对弱侧关节肌力进行强化锻炼，以预防伤病的发生。2)双侧膝关节屈伸肌群、踝关节伸肌群耐力水平有待提高。

3.3 由于受实验条件和样本量的限制，未能研究110米栏运动项目国家健将与一般运动员肌力之间的差异，9名受试者的测试结果虽可反映省队该项目运动员的肌力特征，但能否揭示该项目下肢肌力规律，仍需验证。

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