山地车运动员躯干屈伸肌群的耐力特征研究

吴翠娥

(江苏省体育科学研究所，江苏 南京 210033)

山地车运动员躯干屈伸肌群的耐力特征研究

吴翠娥

(江苏省体育科学研究所，江苏 南京 210033)

为探讨山地车运动员腹背肌群的耐力特征，研究以江苏省女子山地车运动员为研究对象，对运动员的躯干腹背肌群进行等速耐力测试，同时采集腹背各肌肉的表面肌电信号，分析运动员耐力测试过程中疲劳指数、耐力比以及各肌肉的均方根振幅和积分肌电的变化情况。研究结果显示等速耐力测试和表面肌电信号均可反映运动员的疲劳情况，且结果基本一致。根据测试结果，可有针对性地制定腹背肌的训练计划。

山地车运动员;耐力;疲劳指数;耐力比;均方根振幅;积分肌电

山地车项目是集力量、速度、耐力、技术、全程节奏于一体，人、车结合的复杂的半机械运动项目，要求运动员有极强的耐力基础。虽然说下肢肌肉是骑行的主要动力来源，但核心肌群担负着稳定躯干的重任，从而让四肢能在稳定的基础上完成大脑传导的指令。骑行中虽然上半身几乎不动，但唯有建立起稳定的核心肌群，才能让踏蹬力量尽可能高效的作用到踏板上。

山地车骑行过程中核心肌群的主要作用是保持身体姿势、维持身体平衡、稳定上肢、固定脊柱和骨盆，为下肢肌群蹬踏动作的发力提供一个稳定的基础。在长时间的骑行中，核心肌群基本以等长收缩的静力性工作为主，能量消耗大，容易疲劳，尤其是小肌肉群。

众多的文献报道中，有关山地车运动员躯干屈伸肌群的耐力特征的为数并不多，本文的研究目的即为探讨山地车运动员等速耐力测试过程中的耐力特征，丰富山地车项目的理论研究，同时为山地车项目的核心力量训练提供参考。

1 研究对象与方法

1.1研究对象

本文的研究对象为江苏省自行车队女子山地车运动员6人，平均年龄为20.1±2.9岁，平均体重为57.3±2.4kg，平均身高为166.4±2.7cm，平均训练年限为3.9±1.6年，其中有世界冠军，也有全国冠军。

1.2研究方法

1.2.1 等速肌力测试。 采用德国Isomed2000等速测试系统测试运动员的等速肌力，测试速度为60°/s和180°/s，60°/s下为最大力量测试，重复测试5次，180°/s下为耐力测试，重复测试30次。

1.2.2 表面肌电测试。 采用芬兰Mega6000表面肌电测试系统采集运动员等速运动过程中左、右侧腹直肌、胸段竖脊肌、腰段竖脊肌、多裂肌共八块肌肉的肌电信号，采样频率为1 000Hz，共模抑制比为110dB，带通滤波为20-500Hz。各电极的位置为：腹直肌，肚脐向两侧约3cm；胸段竖脊肌，T9棘突外侧5cm；腰段竖脊肌，L3棘突外侧3cm；多裂肌，L5棘突外侧2～3cm。两电极中心相距2～3cm，贴电极前对皮肤表面进行局部清洁处理。

1.2.3 数据处理。 将采集到的表面肌电信号进行全波整流后计算均方根振幅和积分肌电，计算窗口为50ms。耐力测试的表面肌电信号，计算每5次重复测试的均方根振幅和平均积分肌电，并以最大力量测试的均方根振幅和积分肌电为标准，对耐力测试的肌电信号进行标准化处理。有关数据的统计分析在spss软件中进行。

2 研究结果

2.1疲劳指数(fatigue index)和耐力比(endurance ratio)

疲劳指数的计算公式为(前五次峰力矩的平均值-最后五次峰力矩的平均值)/前五次峰力矩的平均值×100%，耐力比的计算公式为(耐力测试后一半的总功/前一半的总功)×100%，腹背肌群180°/s耐力测试的疲劳指数和耐力比如表1所示。

表1 腹背肌群的疲劳指数和耐力比(%)

2.2耐力测试每重复5次的振幅

以最大力量测试重复5次的均方根振幅为标准，对耐力测试每5次的均方根振幅进行标准化处理，得到各肌肉的均方根振幅如表2所示。从表2可以看出，各肌肉的均方根振幅随重复次数的增多有增大的趋势，对各肌肉的均方根振幅与运动次数进行相关性分析，除右胸竖脊肌外，其余肌肉的均方根振幅与运动次数显著相关。

表2 各肌肉的均方根振幅

注：*plt;0.05，**plt;0.01，下同

2.3耐力测试每重复5次的积分肌电

以最大力量测试重复5次的积分肌电为标准，对耐力测试每5次的积分肌电进行标准化处理，得到各肌肉的积分肌电如表3所示。从表3可以看出，各肌肉的积分肌电随重复次数的增多有增大的趋势，对各肌肉的积分肌电与运动次数进行相关性分析，除右胸竖脊肌外，其余肌肉的积分肌电与运动次数显著相关。

表3 各肌肉的积分肌电

3 讨论与分析

3.1疲劳指数和耐力比

众多有关等速测试的研究表明，峰力矩是评价运动员肌肉力量的黄金指标。随着运动次数的增多和运动时间的延长，肌肉出现疲劳，肌肉力量降低。耐力测试中，若运动员出现疲劳，最后5次运动的峰力矩会降低，从疲劳指数的计算方法可以看出，疲劳程度越大，疲劳指数会越大，疲劳指数越接近于0，则运动员的疲劳程度越小，若出现负值，表明运动员未出现疲劳。从表1腹背肌群的疲劳指数来看，运动员腹肌和背肌均有一定程度的疲劳，但背肌的耐力要好于腹肌。

有研究显示运动中肌肉做功的大小可以反映肌肉的耐力，耐力比是根据耐力测试中前、后部分所完成的总功来计算的，这是更为可信的反映肌肉疲劳的测试指标。耐力比越大，表明后一半测试所完成的总功与前一半测试所完成的总功差距越小，运动员的疲劳程度越小，则运动员的肌肉耐力越好，若耐力比超过100%，则表明运动员未出现运动疲劳。从表1的耐力比指标可以看出，运动员的腹肌和背肌均出现了一定程度的疲劳，但背肌的耐力要好于腹肌，这与疲劳指数反映的结果是一致的。

3.2表面肌电信号的变化

表面肌电图是采用贴于皮肤表面的电极对肌肉中的许多运动单位的整体肌电活动的定量观察，包括运动时间和运动空间上的综合计算。通过表面肌电图可了解肢体的运动力学特征以及与之相关的运动控制系统的生理过程。

通过表面肌电研究肌肉疲劳，大多数研究是在静态运动负荷条件下的，研究结果显示腰部和四肢肌肉的频域分析指标变化规律性良好。而动态等速运动负荷条件下，多数研究发现，随着肌肉活动次数的增加或活动时间的延长，肌电信号功率谱的总功率增加，但频域指标变化规律差异较大，持续增加、持续递减、先增后减或先降后不变等类型的变化在不同肌肉、甚至相同肌肉中均有所报道。而在动态信号的时域分析方面，曾有报道认为，随着肌肉疲劳的发生和发展，积分肌电和均方根振幅线性增加。

积分肌电是指所得肌电信号经整流滤波后单位时间内曲线下面积的总和，它是从肌肉活动开始后的全部电能量，可反映肌电信号随时间进行的强弱变化。均方根振幅和积分肌电一样可在时间维度上反映表面肌电信号振幅的变化特征，它直接与肌电信号的电功率相关。

从表2、3可以看出，除了右侧胸段竖脊肌外，其余七块肌肉的均方根振幅和积分肌电均随着运动次数的增多而增大，具有统计学意义，表明双侧腹直肌、腰段竖脊肌、多裂肌、左侧胸段竖脊肌随着运动次数的增多逐渐出现疲劳。而右侧胸段竖脊肌的均方根振幅和积分肌电虽有增大，但不具有统计学意义，表明该肌肉可能未出现疲劳或疲劳程度可忽略。

从疲劳指数和耐力比可知，耐力测试中腹肌的疲劳程度较背肌大，而从各肌肉均方根振幅和积分肌电增加的幅度，则可知各肌肉的疲劳程度。对各肌肉的均方根振幅和积分肌电相对于运动次数进行线性回归，回归系数即为回归直线的斜率，可反映均方根振幅和积分肌电随运动次数增多而增大的幅度。各肌肉均方根振幅和积分肌电的回归系数见表4所示。

表4 回归系数

从表4可以看出，腹肌的均方根振幅增大的幅度较竖脊肌和多裂肌大，表明腹肌的疲劳程度较竖脊肌和多裂肌大，这与疲劳指数和耐力比的结果一致。而从积分肌电的变化来看，竖脊肌增大的幅度较腹肌小，但多裂肌增大的幅度较腹肌大，这与均方根振幅的变化不一致。其原因可能与这两个指标的计算方法有关，也可能与信号处理过程中选取的区间有关。虽然均方根振幅和积分肌电的变化存在不一致，但腹肌、竖脊肌和多裂肌中，竖脊肌的疲劳程度是最小的。

通过上述的分析可知，等速肌力测试可反映整个工作肌群的状态，而表面肌电信号可了解整个工作肌群中各块肌肉的变化情况。江苏省女子山地车运动员腹肌的抗疲劳程度较背肌差，而背肌中，竖脊肌的抗疲劳程度最好，在制定核心力量训练计划时，要多加强腹肌和多裂肌的耐力训练。

4 结 论

4.1 躯干等速耐力测试可反映腹背肌群的疲劳情况，表面肌电可反映躯干各肌肉的疲劳变化情况，反映的结果基本一致。

4.2 女子山地车运动员背肌的耐力好于腹肌。

4.3 女子山地车运动员竖脊肌的耐力要好于腹肌和多裂肌。

4.4 制定核心力量训练计划时可有针对性地多加强腹肌和多裂肌的耐力训练。

[1] 张慧珍.山地自行车竞技项目特点与运动训练[J].体育科研，2011(3).

[2] 刘宏.山地自行车运动员的力量训练[J].安徽体育科技，2010(5).

[3] 王健,刘加海.肌肉疲劳的表面肌电信号特征研究与展望[J].中国体育科技，2003(2).

TheResearchonEnduranceCharacteristicsofTrunkFlexorsandExtensorsofMountainBikeAthletes

WU Cui-e

(Jiangsu Institute of Sport Science, Nanjing 210033, China)

In order to explore the endurance characteristics of trunk muscles of mountain bike athletes, the isokinetic endurance test of back was taken in Jiangsu female mountain bike athletes. At the same time, the surface EMG of abdominal muscles and low back muscles was recorded. The fatigue index, endurance ratio, RMS and IEMG of each muscles were analyzed. The results showed that the isokinetic endurance test and sEMG can reflect the fatigue of athletes, and the results of the two methods showed no obvious difference. The training program of torso muscles targeted at the weakness can be worked out according to the result.

mountain bike athletes； endurance； fatigue index； endurance ratio； RMS； IEMG

1004-3624(2013)02-0123-03

G804.61

A

2012-10-09

吴翠娥(1977-)，女，江苏盐城人，助理研究员，硕士，研究方向：运动生物力学.