*男子水球守门员膝、踝关节屈伸肌群等速肌力实验测量

尚 玢，曹峰锐，陈 静

(太原理工大学 a.体育学院，b.生物医学工程研究所，太原 030024)

水球是在水中比赛的球类项目。优秀的水球队必须具备优秀的守门员，一个优秀的守门员可以带活整支球队，使整个队伍的战术运用更加灵活多变[1]。攻防转换时，守门员作为进攻的发起人，其能否准确选择进攻点并及时把球传到位是每次进攻成功的关键。在水里，水球运动员无固定的支撑点，必须通过下肢不断地踩水来保持身体的稳定性。在对手发起进攻时，水球守门员需要频繁快速地移动并随时起跳来封挡对方的球，其下肢肌力差会严重影响踩水效果以及跳跃能力。

目前，等速肌力测试仪器广泛地应用于对不同项目运动员关节肌群进行肌力水平评价，诊断拮抗肌群肌力均衡性[2-3]。采用等速肌力测试仪器同样可以对水球守门员膝和踝关节屈伸肌群肌力水平进行评定，诊断分析膝和踝关节屈伸肌群肌力均衡性，为水球守门员膝和踝关节屈伸肌群肌肉力量训练，预防膝和踝关节屈伸肌群因肌力比值失衡而导致关节、肌肉以及韧带发生运动损伤。

国内外文献中对水球守门员下肢关节肌群等速肌力的研究较少。通过对水球守门员膝和踝关节进行等速屈伸肌力测试，诊断屈伸肌群是否因为水球项目运动专项的属性而导致肌力均衡性的改变，可以有效预防水球守门员膝和踝关节屈伸肌群因肌力均衡性的变化而导致运动损伤的发生。因此，本文对国家男子水球守门员膝和踝关节进行屈伸等速测试，评价国家男子水球守门员膝和踝关节屈伸肌群肌力水平，诊断屈伸肌群肌力的对称性，为国家男子水球守门员膝和踝关节屈伸肌群肌肉力量训练，预防膝和踝关节发生运动损伤。

另外，本文采用拮抗肌群离心收缩峰力矩与原动肌群向心收缩峰力的比值来诊断我国职业运动员关节拮抗肌群肌力均衡性。希望通过本文的研究为其他项目运动员进行关节肌群肌力均衡性诊断提供参考。

1 对象与方法

1.1 研究对象

4名中国国家队男子水球队守门员(测试过程中3名队员完成膝关节测试，4名受试者完成踝关节测试)。受试者年龄平均值为20.3岁，平均身高为186.3 cm，平均体重为82.9 kg.

1.2 测试方法

1.2.1 测试仪器与方法

本实验采用美国BIODEX等速肌力测试仪，测试前对等速肌力测试仪进行常规标定。测试前5 min让运动员做好下肢准备活动，并让其了解和掌握整个测试内容。

膝和踝关节等速屈伸测试时运动员均采取坐位。膝关节屈伸肌群等速向心和离心测试速度为60°/s和240°/s；踝关节屈伸肌群等速向心和离心测试速度为60°/s和180°/s，在每个测试速度下先进行等速向心后进行等速离心测试，测试角速度的顺序为先慢速后快速。

其中，60°/s膝和踝关节各最大屈伸5次，180°/s，240°/s各最大屈伸20次。所有测试数据均进行重力校正，该测试由同一名实验员操作完成。

1.2.2 研究指标

1) 相对峰力矩：峰力矩与体重的比值，该指标可以更好地比较不同个体间的差异。

2) 屈肌群向心收缩峰力矩(concentric contraction peak torgue,CCPT)(60°/s)/伸肌群CCPT(60°/s)：慢速测试下屈伸肌群峰力矩比值，该指标可以评价屈伸肌群最大向心收缩肌力均衡性。

3) 屈肌群CCPT(240°/s)/伸肌群CCPT(240°/s)：快速测试下屈伸肌群峰力矩比值，该指标可以评价屈伸肌群快速向心收缩肌力均衡性。

4) 屈肌群离心收缩峰力矩(eccentric contraction peak torgue,ECPT)(60°/s)/伸肌群CCPT(240°/s)：慢速测试下屈肌群离心收缩峰力矩与快速测试下伸肌群向心收缩峰力矩比值，该指标可以评价屈肌群离心收缩肌力与伸肌群向心收缩肌力的均衡性。

5) 伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(240°/s)：慢速测试下伸肌群离心收缩峰力矩与快速测试下屈肌群向心收缩峰力矩比值，该指标可以评价伸肌群离心收缩肌力与屈肌群向心收缩肌力的均衡性。本文将“屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(240°/s)”以及“伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(240°/s)”的理想范围为大于1[4-5].

1.3 数据统计分析

2 研究结果

2.1 相对峰力矩

国家男子水球守门员膝和踝关节屈伸肌群相对峰力矩值如表1和表2所示。

由表可知，膝关节屈肌群向心收缩相对峰力矩值小于伸肌群，而踝关节屈肌群向心收缩相对峰力矩值大于伸肌群；膝关节屈肌群离心收缩相对峰力矩值大于伸肌群，但踝关节屈肌群离心收缩相对峰力矩值小于伸肌群。在不同测试角速度下，国家男子水球守门员左右两侧膝和踝关节向心或离心收缩相对峰力矩值均无显著性差异(p>0.05).

表1 膝关节屈伸肌群相对峰力矩Table 1 Relative peak torque of knee flexors and extensors (N·m·kg-1)

表2 踝关节屈伸肌群相对峰力矩Table 2 Relative peak torque of ankle flexors and extensors (N·m·kg-1)

2.2 膝和踝关节屈伸肌群向心和离心收缩峰力矩比率

国家男子水球守门员膝关节屈伸肌群CCPT与ECPT比值如表3所示。

表3 膝关节屈伸肌群向心和离心收缩峰力矩比值Table 3 Ratios of concentric or eccentric contraction peak torque of knee flexors and extensors

由表3可知，在60°/s测试条件下，所有受试者膝关节屈伸肌群CCPT比值最小值为0.4、最大值为0.6，伸屈肌群ECPT比值最小值为1.2、最大值为1.6；在240°/s测试条件下，膝关节屈伸肌群CCPT比值最小值为0.5、最大值为0.7，伸屈肌群ECPT比值最小值为1.2、最大值为1.5.左右两侧膝关节屈伸肌群CCPT比值均随着测试速度的增加而增大。在不同测试速度下，左右两侧膝关节屈伸肌群CCPT比值与伸屈肌群ECPT比值的差异均不具有显著性(p>0.05).

国家男子水球守门员踝关节伸屈肌群CCPT比值与ECPT比值，如表4所示。

表4 踝关节屈伸肌群向心和离心收缩峰力矩比率Table 4 Ratios of concentric or eccentric contraction peak torque of ankle flexors and extensors

由表4可知，在60°/s测试条件下，所有受试者踝关节伸屈肌群CCPT比值最小值为0.2、最大值为0.3，屈伸肌群ECPT比值最小值为0.3、最大值为0.5；在180°/s测试条件下，踝关节伸屈肌群CCPT比值最小值为0.4、最大值为0.6，屈伸肌群ECPT比值最小值为0.4、最大值为0.6.左右侧踝关节伸屈肌群CCPT以及ECPT比值均随着测试速度的增加而增大。在不同测试速度下，左右两侧踝关节屈伸肌群CCPT比值与伸屈肌群ECPT比值的差异均不具有显著性(p>0.05).

2.3 膝和踝关节屈伸肌群混合性比值

在不同测试角速度下，国家男子水球守门员膝关节和踝关节等速屈伸测试时，屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(240°/s)与伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(180°/s)的比值如表5和表6所示。

表5 膝关节屈伸肌群混合比值Table 5 Mixed ratio of knee flexors and extensors

表6 踝关节屈伸肌群混合比值Table 6 Mixed ratio of ankle flexors and extensors

在60°/s和240°/s测试下膝关节ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(240°/s)与伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(240°/s)均大于1且随着测试速度的增加而增大。左右两侧膝关节屈伸等速测试时，屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(180°/s)与伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(180°/s)均无显著性差异(P>0.05).在不同测试角速度下，除了王某左右两侧踝关节屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(180°/s)(踝关节伸)小于1外，其他3名受试者踝关节等速屈伸测试时，在60°/s和180°/s测试下踝关节屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(180°/s)与伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(180°/s)均大于1.所有受试者左右两侧踝关节屈伸等速测试时，屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(180°/s)与伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(180°/s)均无显著性差异(p>0.05).

3 分析与讨论

3.1 膝和踝关节屈伸肌群肌肉力量

范建中等[6]对我国健康男性青年膝关节进行等速屈伸测试，测得青年男子膝关节屈肌群相对峰力矩平均值分别为1.33(60°/s，左侧)，1.29(60°/s，右侧)，0.76(180°/s，左侧)，0.84(180°/s，右侧)；伸肌群相对峰力矩平均值分别为2.56(60°/s，左侧)，2.66(60°/s，右侧)，1.57(180°/s，左侧)，1.62(180°/s，右侧)。王向东等[7]则测得青年男子踝关节伸肌群相对峰力矩平均值分别为0.31(60°/s)，0.18(180°/s)，屈肌群峰力矩平均值分别为0.93(60°/s)，0.53(180°/s).本文测得的国家男子水球守门员踝关节屈伸肌群CCPT值大于王向东等[7]对我国青年男子踝关节屈伸肌群测试值。从本文测试结果可以明显看出，国家男子水球守门员膝踝关节屈伸肌群向心收缩相对峰力矩值均大于我国青年男子，这说明了运动员长期运动与训练的适应性有关。

3.2 膝和踝关节屈伸肌群收缩肌力均衡性分析

国内外研究普遍认为，人体膝关节屈伸肌群CCPT比值在慢速测试下应不低于0.6且随着测试角速度的增加而增大[8]。范建中等[6]测得国内健康青年男性膝关节屈伸肌群CCPT比率平均值分别为51.6%(60°/s)、50.22%(180°/s)。胡俊梅等[4]测得男子游泳运动员膝关节屈伸肌群CCPT比率平均值分别为52.0%(60°/s)、74.12%(240°/s).DALAMITROS et al[9]测得男子游泳运动员膝关节屈伸肌群CCPT比率平均值分别为51.61%(60°/s，左侧)、51.65%(60°/s，右侧)。从本文测试结果来看，国家男子水球守门员膝关节屈伸肌群CCPT比值较低，说明国家男子水球守门员膝关节屈肌群向心收缩肌力较弱。屈建华[10]同样测得男子水球运动员膝关节屈伸肌群CCPT比值低于0.6，这与本文结果相一致。

水球守门员在水中没有固定的支撑点，只能通过下肢踩水和上肢按水来保持身体在水中的稳定性。另外，水球守门员在防守时要不断地移动并且变换踩水速度及时起跳，在水中踩水和起跳需要凭借膝关节伸肌群向心收缩的力量，膝关节伸肌群向心收缩力量差会严重削弱踩水和水中跳跃能力。因而，长期的训练和比赛使得国家男子水球守门员膝关节伸肌群向心收缩肌肉力量得到优先发展和提高，导致膝关节屈伸肌群CCPT比率较低。因此，国家男子水球守门员在力量训练中除了需要加强膝关节伸肌群向心收缩肌力训练外，还应重视对膝关节屈肌群向心收缩肌肉力量的提高训练。

国内外有关运动员膝关节屈伸肌群等速肌力测试研究大部分集中于屈伸肌群CCPT比率，但对膝关节伸屈肌群ECPT比率的合理范围还不明确。笔者认为，人体膝关节伸屈肌群ECPT比值也应有合理的区间范围，需通过对不同年龄段健康人群膝关节进行大样本量等速屈伸离心测试，制定出膝关节伸屈肌群ECPT比值的合理区间范围。从本文测试结果来看，国家男子水球守门员左右两侧膝关节屈伸肌群与伸屈肌群CCPT比值是随着测试速度的增加而增大，由此说明膝关节伸肌群CCPT比值随测试角速度的增加其降低的幅度小于屈肌群。

目前为止，有关踝关节伸屈肌群CCPT比值以及屈伸肌群ECPT比值的合理区间尚无定论。本文测得国家男子水球守门员踝关节伸屈肌群CCPT比值低于国内青年男子[7]和男子10 m跳台运动员[11]的测试值。由此可以反映出，国家男子水球守门员踝关节伸肌群向心收缩肌力较弱。同膝关节一样，水球守门员踩水和起跳需凭借踝关节屈肌群向心收缩肌肉力量，而踝关节屈肌群向心收缩肌力差同样会削弱踩水和水中跳跃的能力。因而，长期的训练和比赛使得国家男子水球守门员踝关节屈肌群向心收缩肌力得到优先发展提高，导致踝关节伸屈肌群CCPT比值较低，故该项力量应在国家男子水球守门员训练中得到加强和重视。

3.3 膝和踝关节屈伸肌群肌力的均衡性分析

以往研究人员对运动员膝关节进行等速屈伸测试时均采用屈伸肌群CCPT比率(比值)来诊断分析膝关节屈伸肌群肌力均衡性[12-13]。在此基础上AAGAARD et al[14]提出，人体在走、跑和跳的过程中，膝关节屈伸肌群不是也不可能同时进行相同形式的生理性收缩。例如，当膝关节进行伸展运动时，伸肌群进行向心收缩，而屈肌群则同时进行离心收缩；而当膝关节进行屈曲运动时，屈肌群进行向心收缩的同时伸肌群则进行离心收缩。也就是说膝关节进行屈伸运动时屈伸肌群互为拮抗肌，拮抗肌群离心收缩肌力不但要牵制原动肌群向心收缩肌力，而且还要减缓下肢运动的惯性力，从而保证膝关节在屈伸运动过程中的稳定性。若拮抗肌群离心收缩肌力较弱，则容易导致拮抗肌群发生运动性拉伤以及进一步诱发膝关节在运动中不稳，影响运动员运动技术的正常发挥。

之后，AAGAARD et al[15]进一步提出在对膝关节进行等速屈伸测试时采用“拮抗肌群ECPT/原动肌群CCPT”来诊断膝关节屈伸肌群离心收缩肌力与原动肌群向心收缩肌力的均衡性能够更符合膝关节在实际运动过程中屈伸肌群(互为拮抗肌群)所对应不同生理收缩模式下的肌力对应关系。对于比赛中运动员需频繁快速奔跑以及下肢快速发力的运动项目，如足球运动员经常需大力抬腿踢球射门，为了提高射门的速度，足球运动员膝关节需大力快速伸展，此时膝关节伸肌群向心收缩是动力的主要来源，在膝关节伸肌群向心收缩的同时腘绳肌则进行离心收缩，如果腘绳肌离心收缩肌力薄弱容易致使其发生运动性拉伤。至此，国外研究者对运动员膝关节进行屈伸等速测试时开始广泛采用“屈肌群ECPT/伸肌群CCPT”来诊断膝关节屈肌群离心收缩肌力与伸肌群向心收缩肌力的均衡性；通过“伸肌群ECPT/屈肌群CCPT”评价膝关节伸肌群离心收缩肌力与屈肌群向心收缩肌力的均衡性，并作为预防腘绳肌发生运动性拉伤以及膝关节前交叉韧带损伤的诊断指标[16]。

在对膝关节进行等速屈伸测试时，采用“屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(240°/s)”以及“伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(240°/s)”能够更好地诊断膝关节屈伸运动时拮抗肌群离心收缩肌力与原动肌群向心收缩肌力的均衡性，可将其称为Mixed Ratio，即混合性比值。从本文测试计算结果来看，在不同测试速度下，除了王某左右两侧踝关节屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(180°/s)(踝关节伸)小于1外，其余3名受试者踝关节等速屈伸测试时，当测试速度分别为60°/s和180°/s时，膝和踝关节“屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(180°/s)”与“伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(180°/s)”均大于1，由此可反映出，王某队员踝关节屈肌群最大离心收缩肌力较弱。

膝和踝关节在进行屈伸运动的过程中只有拮抗肌群具有强大的离心收缩肌力才能保证膝踝关节在完成屈伸运动中的稳定性。为了封挡对方的高射球，水球守门员在球门前需要下肢大力蹬升跃起来封挡球，膝关节伸肌群以及踝关节屈肌群的向心收缩肌力的大小决定着水球守门员从水中跃起的高度。若在下肢大力快速蹬升时，腘绳肌或者踝关节伸肌群的离心收缩肌力薄弱，很容易导致膝关节腘绳肌和踝关节伸肌群发生运动性拉伤，进而严重影响跃起高度。因而，水球守门员膝关节腘绳肌和踝关节伸肌群需具有强大的离心收缩肌力保证下肢在蹬升运动中膝和踝关节的稳定性。另外，水球守门员需要在水下不断快速地踩水来维持身体的重心，膝和踝关节快速屈伸运动时拮抗肌群离心收缩肌力与原动肌群向心收缩肌力的均衡是水球守门员在水下踩水的同时进行快速移动和水中跃起的重要保障。

4 结束语

综上所述，受试者膝和踝关节屈伸等速测试时拮抗肌群离心收缩肌力与原动肌群向心收缩肌力均衡。由于运动项目的专项属性导致运动员关节拮抗肌群肌力失衡，而关节拮抗肌群肌力失衡是关节非接触性运动损伤的主要诱发因数。通过对不同项目运动员关节肌群进行定期肌力均衡性监测，对运动员关节肌群特别是拮抗肌群运动损伤的发生起到积极的预防作用。