女子手球運動員膝、踝關節屈伸肌群等速測試結果分析

曹峰銳

摘要:運用CON-TREX等速測試系統對廣東省女子手球運動員的膝和踝關節進行等速向心測試。結果發現:受試隊員兩關節伸肌的相對峰力矩值均顯著大于屈肌;右膝關節屈伸肌比值在60 (°)/s測試速度下偏高;踝關節伸屈肌相對峰力矩的比值為39%～48%;大部分受試隊員兩側踝關節同名肌峰力矩差值百分比均大于10%。結果說明:①女手球隊員膝關節和踝關節的伸肌力量均大于屈肌力量。②女手球隊員右膝關節屈伸肌力量比例不合理;踝關節屈伸肌力量比例合理。③大部分隊員兩側踝關節同名肌力量不平衡,這同手球的專項特點以及力量訓練有關。

關鍵詞:運動生物力學;峰力矩;等速測試;女手球運動員;膝關節;踝關節

中圖分類號:G804.66 文獻標識碼:A文章編號:1006-7116(2009)10-0102-04

Analysis of the isokinetic test results of the knee and ankle joint flexors and

extensors of female handball players

CAO Feng-rui

(School of Physical Education,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China)

Abstract: Author used the CON-TREX isokinetic test system to perform isokinetic centripetal tests on the knee and ankle joints of female handball players in Guangzhou province, and revealed the following findings: the relative peak torque values of the two joint flexors of the tested players are significantly greater than the same of the extensors; at the test speed of 60°/s, the ratio of flexor strength to extensor strength of the right knee joint is on the high side; the range of the ratio of extensor relative peak torque to flexor relative peak torque of the ankle joints is 39%~48%; the percentage of the difference between the homonymous muscle peak torque values of the left and right ankle joints of most tested players is greater than 10%. The said findings indicate the followings: 1) the extensor strength of the knee and ankle joints of the female handball players is greater than the extensor strength; 2) the proportion between the flexor strength and extensor strength of the right knee joint of the female handball players is irrational, while the proportion between the flexor strength and extensor strength of their ankle joints is rational; 3) the homonymous muscle strength of the left and right ankle joints of most tested players is unbalanced, which is related to dedicated handball technique and strength training.

Key words: sports biomechanics;peak torque;isokinetic test;female handball player;knee joint;ankle joint

手球運動項目對運動員的力量、速度、耐力、靈敏、柔韌等運動素質有全面的要求,該項目屬于技戰能主導類對抗性項群中的同場對抗類項目[1]。而力量素質是競技運動中的首要素質,在技戰能主導類對抗性項群中占有重要的地位,也是贏取比賽的關鍵因素。近些年,國內外科研人員運用等速測試對不同項目運動員的不同關節肌群力矩特征作了大量研究。然而,運用等速測試研究手球項目運動員的關節肌群力矩特征還比較少,國內只有2篇相關報道。國外運用等速研究主要集中在膝關節前十字韌帶損傷的運動康復以及手球隊員肩關節等速向心屈伸肌峰力矩同球速的相關性方面[2]。

縱觀已有的關于手球的等速研究報道[2-5],筆者發現,國內外對手球項目運動員膝、踝關節肌群的等速力矩特征的研究比較少,到目前為止沒有對手球項目運動員膝和踝關節屈伸肌群的等速力矩特征作系統的研究。本文通過瑞士生產的Con-TREX Biomechanical Test-and Training systems(Con-TREX等速測試和訓練系統)對手球運動員膝和踝關節進行等速向心測試,選取相對峰力矩、關節肌群屈伸肌比值和左右同名肌群峰力矩差值百分比3個指標,對手球項目運動員膝和踝關節肌群的力量特征進行系統的研究,以診斷受試運動員膝和踝關節肌群等速向心測試力矩特征以及從中反映出力量方面存在的不足,并且在此基礎上給出相關的建議。希望通過研究不但能夠豐富等速測試應用于運動訓練方面,特別是手球運動項目的研究,而且為手球項目運動員的選材提供參考。

1研究對象與方法

1.1研究對象

廣東省女子手球隊運動員15名,年齡(19.1±1.9)歲;身高(176.4±5.1) cm;體重(68.1±5.1) kg;運動年限(4.3±1.6)年。受試關節無運動損傷。其中國家級運動健將8名,其余均為一級運動員。

1.2實驗方法

1)測試儀器。瑞士生產的CON-TREX Biomechanical Test-and Training systems(CON-TREX 人體肌力評估和訓練系統)。

2)測試方法。在本研究中,膝關節測試選取的角速度為60、90和240 (°)/s;踝關節測試選取的角速度為30、90和120 (°)/s。其中30、60 (°)/s為慢速,在此測試速度下所測出的力矩值主要反映肌肉的絕對力量,90和120 (°)/s為中速,所測出的力矩值主要反映肌肉的快速力量;240 (°)/s測試速度為快速,所測出的力矩值主要反映肌肉的力量耐力。

正式測試時每側膝關節60、90和240 (°)/s各做1組,其中60和90 (°)/s各做8次,組間休息30 s。240 (°)/s做30次。每側踝關節30、90和120 (°)/s每組做8次,組間休息30 s。測試前,對儀器進行常規標定。運動員做好充分的準備活動,使受試者熟悉測試過程,并且進行預測試。測試順序為:先測膝關節,后測踝關節,左右肢隨機測試,兩側相同關節的間歇時間為3 min,測完膝關節后間歇5 min再測踝關節。膝關節測試時,運動員取坐位,用綁帶固定好上體和大腿,受試者的雙手緊握測試椅兩側的把手,動力儀的旋轉軸軸心對準膝關節的中心,小腿固定在動力臂的下方。踝關節測試時,運動員取俯臥位,用綁帶固定好身體。動力儀旋轉軸的軸心對準踝關節的中心。

3)測試指標。

(1)相對峰力矩(PT/BW):產生最大力矩占個體體重的比值,由于該指標排除了體重對力矩值的影響,因此可更好地比較不同個體間力量的差異。

(2)屈伸肌比值(H/Q或F/E):即關節屈肌力量與伸肌力量的比值。一般用該指標表示關節兩側肌群的平衡功能。

(3)左右側同名肌群峰力矩差值百分比:(強側肌群峰力矩值-弱側肌群峰力矩值)/強側肌群峰力矩值×100%。該指標反映左右肢同名肌力量的均衡程度。

4)數據處理。

采用SPSS12.0統計軟件包對所測數據進行統計學分析,測試數據用 ±s來表示,選取獨立樣本T檢驗統計學方法對所測關節肌群的各指標進行數據統計。本文定義差異顯著性水平為P﹤0.05,非常顯著性水平為P﹤0.01。

2研究結果及分析

2.1關節屈伸肌相對峰力矩特征

從表1中可看出:受試者膝和踝關節屈伸肌相對峰力矩值均隨測試速度的增加而減小,兩關節伸肌的相對峰力矩值均顯著大于屈肌,只有踝關節左右側屈肌在60和120 (°)/s測試速度下差異顯著(P<0.05)。

2.2關節屈伸肌峰力矩比值

從表2中可以看出受試隊員膝和踝關節肌群的屈伸比值隨測試速度的增加呈現的特征并不完全一致。膝關節肌群的峰力矩屈伸比值隨測試速度的增加先減小后增大的特征;左踝關節肌群的屈伸峰力矩比值隨測試速度的增加而增加,右踝關節肌群的屈伸峰力矩比值隨測試速度的增加呈現先增大后減小,整體上膝關節從60~240 (°)/s、踝關節從30~120 (°/s)呈現出增大的趨勢。

2.3兩側關節同名肌峰力矩差值百分比

從測試結果來看,有兩名隊員膝關節在3種不同測試速度下均明顯大于10%,大部分隊員值均在10%以內;而兩側踝關節同名肌峰力矩差值百分比在3種不同測試速度下大部分受試隊員均大于10%(表3)。

3討論

等速測力系統所測的結果并不是力,而是力矩。力矩是目前等速測試中最常用的指標。但可以通過力矩值間接地反映出關節肌的力量大小。絕對峰力矩值因受試者體重的差異而造成的個體差異較大,所以大多采用相對峰力矩值,即峰力矩與體重的比值,由于該指標排除了體重對力矩值的影響,因此可更好地比較不同個體間力量的差異。受試者關節屈伸肌相對峰力矩值隨著角速度的增加而減少,這與經典的希爾方程得出的力矩速度關系一致。檀志宗等[6]利用等速測力技術探討優秀女子手球、足球和自行車運動員膝關節屈伸肌群肌力特征時也發現手球運動員膝關節屈伸肌群峰值力矩隨測試角速度的增加而減少。肌力隨肌肉收縮速度的增加而下降的原因可能是由于收縮單元中的橫橋斷開與聯系時損失肌力,以及收縮單元和結締組織中的流體黏滯性。因此隨著收縮速度的增加,需要更大的內力去克服這些黏滯阻力,并造成肌肉張力更明顯的下降。當開始收縮時速度較低、收縮時間較長,參與活動的肌群能夠達到較高的激活狀態,表現出的峰力矩就大;隨著角速度的增加、肌群收縮時間的減少,參與活動的肌群所能達到的激活狀態也會隨之降低,因此表現出來就是向心力矩隨著角速度的增加而減少。檀志宗等[6]利用等速測力技術測得上海市8名女子手球運動員膝關節屈伸肌群在90 (°)/s測試速度下,屈肌相對峰力矩為(0.47±0.07) Nm/kg,伸肌相對峰力矩為(0.77±0.08) Nm/kg。從表1中可以看出,本研究在相同測試角速度下廣東女子手球隊員膝關節屈伸肌相對峰力矩值均明顯大于上海女子手球隊員,然而從十運會以及歷年的比賽情況來看,上海手球隊的綜合實力要強于廣東隊[7]。究其原因,可能是一方面由于測試儀器的不同,檀志宗測試的儀器是用CYBEX-Norm型等速肌力測試與康復系統;另一方面,廣東女子手球隊比較注重膝關節肌群的力量訓練;再就是受試者樣本量的不同也是其中原因之一。王向東等人[8]研究發現:在等速向心測試中,男、女踝關節屈、伸肌群峰力矩隨測試角速度的增加而減小,并且兩種測試均表明伸肌群峰力矩大于屈肌群峰力矩(P﹤0.05),說明我國健康青年踝關節背屈肌群力量普遍比較薄弱。從研究的測試數據來看,運動員也存在這一現象。

關節屈伸肌群力量的比值歷來是體育訓練和運動醫學中重點研究的課題之一。如果該比值超出正常范圍,不僅會影響比賽的成績而且還容易引發關節肌肉的損傷。根據相關文獻研究認為:膝關節在慢速等速測試60 (°)/s時H/Q值在67%左右,而中速測試180 (°)/s為76%左右,快速測試240 (°)/s時為83%左右;一般運動員足背屈與跖屈峰力矩的比例約為(32.16±10.03)%[9-12]。從表2中可以看出,受試隊員左膝關節屈伸肌峰力矩比值在不同速度測試下在合理范圍內,但右膝關節屈伸肌在60 (°)/s時其值偏高。這說明右膝關節屈伸肌力量比例不平衡,容易在訓練或比賽中引發關節肌肉的拉傷。這可能是女手球隊員在力量訓練時過于偏重右膝關節屈肌的力量練習,所以使右膝關節屈伸肌峰力矩比值偏高。這在以后的力量訓練中應注意加強右膝關節伸肌的力量練習。檀志宗測得手球運動員膝關節屈伸肌群在90 (°)/s測試速度下屈伸峰力矩比值為(61.8±7.5)%。張和莉等[13]對四川省手球運動員等速測試顯示,膝關節屈伸肌峰力矩比值在60 (°)/s測試速度下冬訓前為60%、冬訓后為69.1%,在240 (°)/s測試速度下冬訓前為79.6%、冬訓后為75.5%,這與本文的研究結果相一致。在3種不同的測試速度下,女手球隊員踝關節伸屈肌相對峰力矩的比值范圍為39%～48%。由此可看出本文的測試結果同報道的范圍大體上相一致,說明受試者踝關節屈伸肌力量平衡。

據相關研究顯示:左右側同名肌的肌肉力量的比率差異在10%以內,否則弱側肌容易受傷[14-15]。到目前為止,還沒見國內外有關研究手球項目運動員膝和踝關節兩側同名肌峰力矩差值百分比的文獻。夏聯富等[16]研究顯示,在90和360 (°)/s測試角速度下,排球運動員膝關節同名肌峰力矩差值百分比分別為(8.1±6.9)%和(7.2±5.8)%;跳高運動員膝關節同名肌峰力矩差值百分比分別為(7.3±6.5)%和(7.1±5.8)%。鄧京捷等[17]對廣東省游泳隊員進行兩側肩關節屈伸肌力量比率差異的研究認為整體上受試者左右肩關節屈、伸肌力量差異在10%以內,只有個體之間存在較大的差別(大于10%)。從本研究測試結果來看,有兩名隊員膝關節在3種不同測試速度下均明顯大于10%,大部分隊員均在10%以內;而兩側踝關節同名肌峰力矩差值百分比在3種不同測試速度下大部分受試隊員均大于10%。這反映出受試隊員踝關節屈伸肌群力量存在一側偏高,另一側偏低的現象。由于手球項目強調單次攻防與突破,更加強調快速起動和爆發能力,對膝和踝關節屈伸肌群快速力量素質的要求較高,在快速起動時往往是慣用側關節肌群突然發力,使得一側肌群力量比另一側同名肌群力量要大,另外也同女手隊員在力量訓練中沒有重視對雙側同名肌力量的均衡訓練有關。因此在以后的力量訓練中應特別重視對兩側踝關節同名肌的力量均衡訓練,以防止運動損傷的發生。