國家短道速滑隊主力隊員膝、踝關節屈、伸肌群等速測試中專項力量的特征研究

陶玉晶，張 強，劉俊一

國家短道速滑隊主力隊員膝、踝關節屈、伸肌群等速測試中專項力量的特征研究

陶玉晶，張 強，劉俊一

運用Isomed2000等速力量測試與訓練系統，對國家短道速滑隊13名主力隊員左右腿膝、踝關節屈伸肌群進行肌力的等速測試，通過峰力矩值找出國家短道速滑隊隊員膝、踝關節肌肉群肌力的整體情況和個體差異，為未來的訓練提供理論依據。研究結果表明：國家短道速滑隊隊員整體膝、踝關節肌力發展不均衡，個體差異顯著；膝、踝關節左右腿同名肌肉群肌力比較均衡，個體具有一定的差異；膝、踝關節屈伸肌群力量協調；整體膝、踝關節肌力在快速和高速運動狀態下肌肉工作能力較差，不利于運動員運動成績的進一步提高。

等速測試；峰力矩；短道速滑；國家隊

膝關節和踝關節屈伸肌群力量的均衡問題歷來是運動訓練學界和運動醫學界所研究的焦點，作為人體運動的主要關節[1]，膝關節和踝關節的工作能力和效率往往制約短道速度滑冰這種周期性體能主導類項目的競技水平。短道速度滑冰是一種在高速運動下完成轉彎、加速、超越、穿插、躲避、交接的體能類周期性運動，對運動員膝、踝關節屈伸肌肉群的最大力量和快速力量有很高的要求，特別是對國家隊運動員膝、踝關節屈伸肌群進行肌力測試，對于評價其肌肉功能、預防膝、踝關節屈伸肌群的損傷有著重要意義。本研究是通過等速測力系統第一次對國家短道速滑隊運動員進行測試，旨在了解我國短道速滑隊主力隊員膝、踝關節屈伸肌群的力量素質情況，探索我國短道速滑隊主力隊員膝、踝關節屈伸肌群的力量訓練存在的問題，為我國短道速滑運動員未來膝、踝關節力量訓練提供客觀依據和理論指導。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

中國國家短道速度滑冰隊13名主力隊員。

1.2 研究方法

1.2.1 測試儀器 德國產Isomed2000等速力量測試與訓練系統。

1.2.2 測試要求 測試前，要求運動員進行30 min的準備活動，包括雙側膝、踝關節屈伸活動和拉伸練習。測試時，受試者取坐位，上身與大腿均用寬皮帶束牢，雙手自然握住兩側的把手，動力頭的旋轉軸對準測試部位，使關節活動軸心與儀器動力臂旋轉軸心相一致，并在測試前進行重力補償，正式測試前在測試角速度下以亞極限強度運動5次，以便熟悉掌握整個測試過程。1.2.3 測試方法 采用Isomed2000膝、踝關節測試方案，嚴格按照實驗手冊規定的方法進行固定和測試。令被試者做充分準備活動，以便測試數據準確和避免肌肉拉傷。該系統可設定0°~450°/s的運動速度，可記錄肌肉收縮產生的關節力矩和角度等多個參數。本次實驗只安排與專項能力最為密切的膝和踝兩個關節，其中膝關節的測試部位為雙側屈肌（股后的腘繩肌）和伸肌（股四頭肌），測試速度為慢速（60 °/s）、中速（180 °/s）、快速（240 °/s）、高速（300 °/s）；踝關節的測試部位為踝足背屈（脛骨前肌）和足跖屈（小腿三頭肌），測試速度為慢速（60°/s）、中速（180 °/s）、快速（240 °/s）。正式測試中每個速度重復 4次取其最高值，每個速度間隔1 min。

2 結 果

2.1 基本情況測試結果

在等速測試前對我國短道速滑隊現役主力隊員進行基本情況的測試和調查，分別對男隊隋××等7名隊員和女隊王×等6名隊員進行測試與調查，男隊平均年齡21.4歲，平均身高174.9 cm，平均體重69.1 kg，女隊平均年齡21.8歲，平均身高162.5 cm，平均體重55.3 kg。

2.2 男隊員膝關節屈伸肌在不同速度下的峰力矩及比值

測試結果表明：男隊員在不同速度條件下膝關節屈伸肌的峰力矩的平均值及其比值的變化范圍（49.8%~67.8%）；不同速度條件下個體隊員左右膝屈伸肌峰力矩的具體情況和變化范圍（見表1）。

2.3 女隊員膝關節屈伸肌在不同速度下的峰力矩及比值

測試結果表明：女隊員在不同速度條件下膝關節屈伸肌的峰力矩的平均值及其比值的變化范圍（48.4%~70.1%）；不同速度條件下個體隊員左右膝屈伸肌峰力矩的具體情況和變化范圍（見表2）。從數據中觀察，女隊中王×的力量占據絕對優勢，孟××的力量素質最差。

表1 男隊員膝關節屈伸肌在不同速度下的峰力矩及比值Table 1 Peak torque and its ratio at different velocities of knee extensors and flexors for male athletes （%）

表2 女隊員膝關節屈伸肌在不同速度下的峰力矩及比值Table 2 Peak torque and its ratio at different velocities of knee extensors and flexors for female athletes （%）

2.4 男隊員踝關節屈伸肌在不同速度下的峰力矩及比值

測試結果表明，男隊員在不同速度條件下踝關節屈伸肌的峰力矩的平均值及其比值的變化范圍為24.1%~28.8%；不同速度條件下個體隊員左右踝屈伸肌峰力矩的具體情況和變化范圍見表3。從數據中觀察，男隊中隋××的踝關節力量占據絕對優勢，張××和李×的踝關節力量素質較差，這與平時力量訓練中表現出來的能力水平相一致。

2.5 女隊員踝關節屈伸肌在不同速度下的峰力矩及比值

測試結果表明，女隊員在不同速度條件下踝關節屈伸肌的峰力矩的平均值及其比值的變化范圍25.8%~35.4%；不同速度條件下個體隊員左右踝屈伸肌峰力矩的具體情況和變化范圍見表4。從數據中觀察，女隊中仍然王×的踝關節肌力占據絕對優勢，孟××與周×的踝關節肌力素質較差。

表3 男隊員踝關節屈伸肌在不同速度下的峰力矩及比值Table 3 Peak torque and its ratio at different velocities of ankle extensors and flexors for male athletes（%）

表4 女隊員踝關節屈伸肌在不同速度下的峰力矩及比值Table 4 Peak torque and its ratio at different velocities of ankle extensors and flexors for female athletes（%）

3 討 論

3.1 等速測試與峰力矩

本研究是國家短道速滑隊首次對現役運動員進行等速測試，等速測試是根據事先設定的運動速度，在測試中保持速度不變，測試整個運動范圍內任何一點肌肉（肌群）的最大力矩輸出[2]，與等速儀器提供的阻力與肌肉收縮的實際力矩輸出相匹配，表現為一種順應阻力，這種順應阻力是整個關節活動中每一瞬間或不同角度都可以承受相應的最大阻力，產生最大張力和力矩輸出[3]。峰力矩是反映等速測試中非常準確可重復的最常用指標，它表示在整個關節活動中肌肉收縮產生的最大力矩輸出，即力矩曲線上最高一點的力矩值[4]，峰力矩值與運動速度有關，隨著運動速度的增加，峰力矩值一般減小。短道速滑運動在高速情況下完成蹬冰和支撐滑行技術動作，膝、踝關節肌肉群的力量能力直接影響蹬冰效果和運動員的滑跑穩定性，通過等速測試中峰力矩值的掌握，能夠了解我國短道速滑隊隊員膝、踝關節肌力情況，發現弱勢肌群，改善專項力量訓練的效果，提高運動成績和比賽穩定性。

3.2 膝、踝關節等速肌力大小情況分析

峰力矩的數值是等速測力中的重要指標，目前韓國、加拿大速滑界已把等速測力作為評定運動員肌肉系統機能狀態的一種客觀指標，因此我們在測試中得到的峰力矩值可以真實客觀的反映我隊運動員膝、踝關節肌力的基本情況[5]。通過測試結果可以表明目前我國短道速滑隊隊員膝、踝關節肌群肌力大小情況，男隊員中最大肌力數值以隋××占優勢，韓××、宋××其次，張××和李×相對較差；從男隊員中最高值和最低值的比較來看，男隊7名隊員之間的差異很大，說明在這兩個關節肌肉群的專項力量訓練中有很大的個體差異。女隊在膝、踝關節的最大肌力的表現上，王×這兩個關節肌力力量優勢非常明顯，接近與男隊隊員的肌力水平，說明王×在專項力量上在女隊中占據絕對優勢，趙××其次，孟××的肌力水平最差，需要在未來的訓練中重點加強。短道速滑隊整體的膝、踝關節的肌力水平表現為十分不均衡發展水平，說明日常膝、踝關節肌肉群的專項力量上訓練不夠系統。

3.3 膝、踝關節兩側同名肌群力量對比分析

膝、踝關節左右腿兩側同名肌肉群最大肌力值的對比是衡量運動員左右腿同一肌肉群力量是否對稱的指標[6]。以往的研究表明：由于短道速度滑冰是逆時針滑跑，而且彎道滑跑中主要以左腿支撐為主，因此左腿膝、踝關節的力量應該強于右腿。但是隨著短道速滑技戰術的發展，目前運動員為了保持高速彎道滑行和防止后面運動員超越，運動員的彎道滑行往往采用右腿支撐切過彎道的技術動作，而且這個動作相對靜態，對運動員右腿膝、踝關節屈肌肌群的力量能力要求很高。左右腿兩側同名肌肉群力量的均衡逐漸成為高水平短道速滑運動員專項力量的發展方向和必要條件[7]。測試結果表明（見表1至表4），短道隊男子膝關節左右腿屈肌力量平均值比較均衡，伸肌力量平均值不均衡，呈現左腿力量普遍好于右腿的趨勢；短道隊女子膝關節左右腿的屈伸肌力量平均值都比較均衡，但是個體間差異比較大，王×的肌群特點是膝關節的屈伸肌力量在女隊中占有絕對優勢，右腿膝關節屈伸肌力量都明顯優于左膝肌群力量，這和其自身身體條件有關系，但是和平時的力量訓練的側重點也有很大的關系；男子左右腳踝關節屈伸肌群力量平均值比較均衡，而且個體對比也表現為左右屈伸肌群的均衡性；女子左右腳踝關節屈伸肌群力量平均值比較均衡，而且個體對比也表現為左右屈伸肌群的力量均衡性。以上研究結果分析推斷：目前的訓練盲點在右腿膝關節的肌肉群力量的訓練上，以后的訓練中要加強對國家隊員右腿膝關節肌肉群專項力量的訓練。

3.4 膝、踝關節同側屈伸肌力量對比分析

膝、踝關節同側屈伸肌群力量對比是衡量主動肌群和拮抗肌群力量是否協調的重要指標，是影響運動員滑行中蹲屈角度和技術動作的重要專項力量能力[8]。測試結果表明（見表1至表4）：從屈伸肌的比值上分析，同一速度下，男隊膝關節左右腿屈伸肌力平均比值具有一定差異，但是差異不大，女隊膝關節左右腿屈伸肌力平均比值基本接近，但是每個運動員的變化不盡相同，在踝關節左右腿屈伸肌力平均比值方面，無論是單個隊員還是全隊平均值都基本上左右對稱平衡；從慢速到快速的屈伸肌比值的變化趨勢上分析，膝關節方面由低速（48%~53%）到高速（65%~70%）比值逐漸增加，但是目前國內外研究結果中還沒有明確表明不同速度下最佳屈伸肌群之比的范圍是多少[9]，潘××研究我國不同項目運動員膝關節屈伸肌的比率60°/s時均值為53.50%，240°/s時為63.27%，美國《力量與體能訓練》一書推薦的比率數值為：低速60°/s為67%~77%，中速180°/s為80%~91%，高速300°/s為95%~111%，但是兩者都沒有明確具體的運動項目。以往的研究結果表明：我國速度滑冰女隊的比值在240°/s時為65%~70%左右，這與本文的測試結果基本保持相同，若以240°/s速度下屈伸肌肉群之比為65%~70%的標準衡量，我隊男運動員的平均值偏低，個體上男子宋××、隋××和張××，女子周×明顯偏低，主要原因可能由于其膝屈肌即股后的腘繩肌相對力量薄弱造成的，可能直接影響其在高速滑行中的蹲屈角度和技術動作，應該在以后的訓練中加以重視；踝關節屈伸肌比值從慢速到快速的變化范圍遠不如膝關節明顯，變化范圍在25%~35%之間。踝關節的專項力量在短道速滑的高速滑行過程中非常重要，但作為末端關節，是最靠近冰面的關節，通過它的作用，將髖、膝關節的力量傳遞給冰刀，所以它是力量的轉換源，所以踝關節屈伸肌群的專項力量直接影響蹬冰的效果和滑行的路線。我國短道隊主力隊員踝關節屈伸肌比值變化范圍很小，說明隊員在高速條件下踝關節的屈伸的力量還有待加強，特別表現為我國隊員踝關節屈伸肌的穩定性還需要進一步提高，運動員踝關節屈伸肌在高速運動時表現出力量薄弱，這將直接影響對滑行路線的控制，容易在彎道滑行中失掉有利位置，被對手超越，同時還將直接影響股四頭肌和小腿三頭肌協調一致蹬冰的能力，影響蹬冰效果。

3.5 測試速度與膝、踝關節肌力關系分析

從測試結果分析，測試速度越快，膝關節肌力下降越明顯，且從慢速到快速膝關節屈伸肌的肌力下降率明顯偏高（見表5）。

肌肉力量在速度增加的情況下應該保持平穩下降趨勢[10]。從測試的結果中分析，說明我國短道隊員在慢速運動狀態下膝關節屈伸肌力量情況比較好，但是隨著速度的增加，肌力下降幅度非常明顯，說明我們在快速運動狀態下肌力情況不夠理想，快速運動狀態下相關肌肉專項力量能力較差，特別是膝關節伸肌（股四頭肌）的肌肉能力不足更為明顯。這和我國短道隊短距離項目突出，長距離項目薄弱的特點相一致，說明我們隊員具有絕對速度，但是在訓練比賽中保持高速滑行的能力比較差，除心肺功能的影響因素外，那么本文分析的隊員膝關節屈伸肌快速運動狀態下專項力量能力較差也是主要的影響因素。因此要提高運動員在長距離項目上的保持速度和持續提高速度的能力，在以后的訓練中加強相關肌肉群在高速運動狀態下專項力量能力的訓練是非常有必要的，但是這種專項力量的能力需要在高速運動狀態下加強鍛煉，但是這種超過運動員自身極限速度的運動狀態很難創造，目前世界上對于這種專項力量的訓練方法一般采用牽引訓練法，但是訓練效果很難控制，本次實驗表明這種高速狀態下的專項力量訓練在本次測試的德國產Isomed2000等速力量測試與訓練系統上進行訓練的效果非常明顯。

踝關節肌力從慢速到快速下降都非常明顯，而且從慢速到快速踝關節屈伸肌力下降率明顯偏高，這說明運動員踝關節的屈伸肌中速和快速的運動狀態下專項力量能力都較差（見表6）。踝關節一方面是整個蹬冰動作的結束部位，另一方面在滑行過程中是控制滑行路線的主要關節肌群，踝關節肌力中速和快速運動狀態下的專項力量能力較差就容易在長距離高速滑行中不穩定，失去滑行有利位置，被對手超越。所以加強踝關節快速運動狀態下的專項力量是保證蹬冰效果和穩定快速滑行路線的重要素質。

5 結 論

a表ble6 6 男R、a女te隊 o踝f d關ec節lin屈e 伸of肌 pe在ak不 to同rq速ue度a下t d的iffe峰re力nt矩 sp下e降ed率s of ankle extensors and flexors for males and females（%）（脛骨前肌）伸肌（小腿三頭肌）屈肌（脛骨前肌）伸肌（小腿三頭肌）男隊 32.6 33.6 37.8 45.6女隊 31 39 36 47.6 T 60°/s～180°/s 60°/s～240°/s屈肌

（1）我國短道速滑隊主力隊員膝、踝關節肌力整體水平發展不均衡，男隊以隋××占優勢，韓××、宋××其次，張××和李×相對較差；女隊王×占有絕對優勢，趙××其次，孟××的肌力水平最差。（2）我國短道速滑隊主力隊員整體膝、踝關節肌力左右腿同名肌肉群力量比較合理。（3）我國短道速滑隊整體膝關節主動肌群和拮抗肌群力量比較協調，有利于完成最佳的蹲屈角度和技術動作，個體中男子宋××、隋××和張××，女子周×比值明顯偏低，需要在以后訓練中重點強調。（4）我國短道速滑隊整體踝關節主動肌群和拮抗肌群力量比值從慢速到高速變化范圍很小，表明我隊整體踝關節肌力在高速運動狀態下薄弱，不利于滑行的穩定性和滑行路線的控制。（5）我國短道速滑隊主力隊員膝、踝關節整體肌力水平隨測試速度的增加而下降比率越為明顯，表明我隊隊員膝、踝關節肌力在快速和高速運動狀態下的專項力量能力較差，不利于保持高速長時間的滑行。是我國短道速滑隊在長距離項目上還沒有完全突破的重要原因之一。

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Characteristic of Special Forces of Knee，Ankle，Short-Track Flexor Muscle in Isokinetic Testing of Short Track Speed Skating Players of National Team

TAO Yujing，ZHANG Qiang，LIU Junyi
（School of PE，Northeast Normal University，Changchun 130024，China）

Using the Isomed2000 uniform-speed testing and training system to conduct isokinetic testing on the force of the contracting and extending muscle group in the knees and ankles of 13 short track speed skaters in the national team，through the value of peak force moment，we can find the overall conditions and individual differences in the force of muscular group about the knees and ankles of the short track speed skaters in the national team，which can offer the biomechanical reference for the succeeding training.The study showed that the development of the muscle force in the knees and ankles of the skaters was not balanced，but that the individual difference was significant；forces of the muscle group of the same name in the knees and ankles are relatively balanced for both legs，while there are slight individual differences；forces of the contracting and extending muscle group in the knees and ankles were in coordination；endurance of the knees and ankles muscle group under the condition of high speed appeared relatively poor，which prevents the players from improving their performance further.

isokinetic testing；peak force moment；short track speed skating；national team

G 862.1

A

1005-0000（2010）05-0381-04

2009-11-30；

2010-09-01；錄用日期：2010-09-05

國家體育總局哲學社會科學研究項目（項目編號：1582SS10136）；吉林省教育廳“十一五”社會科學項目（項目編號：2008445）

陶玉晶（1971-），女，吉林長春人，副教授，在讀博士研究生，研究方向為體育教育訓練學、體育社會學。

東北師范大學體育學院體育教學訓練一部，吉林長春130024。