下肢離心力量訓練對運動員膝、踝關節本體感覺的影響

鐘彩紅 福建省體育科學研究所 李明 福建生物工程職業技術學院 王芳玲 陳峰 林劍虹 福建省體育科學研究所

人運動的所有技能均是以本體感覺為基礎形成的，本體感覺的神經肌肉反饋機制由位于關節周圍軟組織的本體感受器將關節位置、張力改變等各種信息傳入中樞神經系統，通過中樞的不斷反饋和肌張力調節回路的傳出活動，維持關節的穩定性。良好的本體感覺能力可以降低運動損傷的發生機率。離心力量訓練可通過提高神經肌肉的控制能力和肢體的穩定性降低損傷的風險，在運動損傷預防中也發揮著重要作用。基于這樣的理論基礎，本研究試圖通過下肢離心力量訓練觀察運動員膝、踝關節本體感覺能力的變化，以期為提高本體感覺能力尋找一種新的訓練手段，現將本研究結果報道如下：

一、研究對象、研究方法和研究指標

(一)研究對象

21名運動員均來自福建省運動隊，其中男6例，女15例；平均身高179.00cm，平均體重65.19kg。年齡在15～26歲，平均年齡為19.67歲。

(二)研究方法

1.訓練方法

采用美國BTE ECCENTRON下肢離心力量訓練系統對運動員進行下肢離心力量訓練。每周二、周五下午在體能訓練館訓練，每次訓練20min，為期10周。每次訓練時都要對運動員進行負荷測試評估，根據運動員的下肢力量狀態，選擇適合該運動員的訓練負荷模式(包括訓練阻力和動作速度)，當運動員每次訓練力量沒有達到設定區域70%的目標完成率(雙側平均值)，則不能晉級上一級負荷訓練模式，繼續停留在原負荷訓練模式訓練，直到目標完成率達到70%以上，則可晉級上一級負荷訓練模式。

2.評估方法

采用Prokin254(下肢與軀干本體感覺評定與訓練系統)評估運動員的膝、踝關節本體感覺能力。設置好相關參數，囑咐運動員以標準體位就位于傾斜板上，測試前先帶領運動員在各個方向上進行運動熟悉如何控制傾斜板。測試開始后，運動員運用受試部位通過傾斜板控制藍色指針，觸碰圖中紅點后開始測試描跡過程，按照軟件給定的藍色圓形軌跡線畫圈，以最短的時間、最佳的路徑，通過受試部位控制傾斜板運動完成評估。

膝關節體位：運動員坐位，雙上肢叉腰，保持受試側下肢大腿水平位。受試側膝關節伸展110°，受試足置于傾斜板上，踝跖屈10°，第二腳趾與腳跟連線在A1A5軸上，腳弓最高點在A3A7軸上，另一側下肢呈休息位放置于旁邊的支撐板上。

踝關節體位：運動員站立位，雙足呈矢狀分開，雙手握住扶手，受試足置于傾斜板上，第二腳趾與腳跟連線在A1A5軸上，腳弓最高點在A3A7軸上，另一足站立于受試足后側的支撐板上。

(三)研究指標

SI(穩定系數)：指運動測試軌跡與標準軌跡的偏離程度，單位為(。)，SI值越小提示本體感覺能力越好，值越大則能力越差。

ATE(平均軌跡誤差)=(運動測試軌跡長度-系統標準軌跡長度)/系統標準軌跡長度×100%。當Time值恒定的前提下，ATE值越小，提示本體感覺能力越好，值越大則能力越差。

Time(耗時)：為運動員開始測試到結束時所消耗的時間，當ATE值恒定的前提下，耗時越少，提示本體感覺能力越好，耗時越大則能力越差。

三、統計學處理

采用SPSS13.0統計學軟件進行統計學處理，收集的資料均用均數±標準差± s)表示，正態分布資料比較采用成組t檢驗，偏態分布資料比較采用秩和檢驗，P＜0.05為差異具有統計學意義。

四、研究結果

(一)運動員下肢離心力量訓練前后的SI值比較

右膝訓練前1.07±0.22，訓練后0.86±0.12**。左膝訓練前1.11±0.21，訓練后0.94±0.20*。右踝訓練前1.15±0.19，訓練后0.95±0.18**。左踝訓練前1.10±0.23，訓練后 0.96±0.18*。

運動員雙膝、雙踝關節的SI值經離心力量訓練后顯著低于訓練前，其中右膝、右踝關節訓練前后SI值比較P＜0.01，具有非常顯著差異性，左膝、左踝關節訓練前后SI值比較P＜0.05，具有顯著差異性。

(二)運動員下肢離心力量訓練前后的ATE值比較

右膝訓練前27.38±5.86，訓練后21.19±4.12**。左膝訓練前30.24±9.48，訓練后23.86±5.38*。右踝訓練前29.86±7.65，訓練后25.00±6.22*。左踝訓練前30.19±7.59，訓練后 25.43±7.08*。

運動員雙膝、雙踝關節的ATE值經離心力量訓練后顯著低于訓練前，其中右膝關節訓練前后ATE值比較P＜0.01，具有非常顯著差異性，左膝、右踝、左踝關節訓練前后ATE值比較P＜0.05，具有顯著差異性。

(三)運動員下肢離心力量訓練前后雙膝、雙踝關節的Time值無顯著差異性

五、討論

本體感覺在運動員運動訓練中很強調身體的穩定與不穩定間的靈活轉換，本體感受器需要及時將外部的各種負荷變化傳入中樞神經系統，并根據中樞的分析判斷及時作出相應的反饋調節，以保證運動員能靈活控制自身的技術動作和維持關節的穩定。

運動損傷一直都是影響運動員訓練的重要原因，在急性運動損傷中，膝、踝關節損傷的發生率高達33～42%，是運動損傷最常發生的兩大關節，作為人體下肢的三大關節之二，膝、踝關節是人體運動的主要承重關節，直接參與站立、行走、下蹲和跑跳等多種動作，同時吸收來自地面的沖擊，起到緩沖和保護關節的作用。膝、踝關節均存在豐富的本體感受器，國內外大量研究表明，關節在損傷或者疲勞時，會導致本體感覺的反饋減退，神經肌肉控制減弱，進而使關節周圍的肌肉力量不平衡與功能性關節不穩，進一步造成關節的微損傷和再損傷。提高膝、踝關節的本體感覺能力可以有效的預防運動過程中造成的損傷。

肌肉在收縮產生張力的同時被拉長的收縮方式稱為離心收縮，離心力量可通過肌肉的離心收縮訓練提高，離心力量訓練在運動損傷預防中也發揮著重要作用。下肢膝、踝關節參與的許多運動如各種跑跳、急停、制動、落地等都涉及到肌肉的離心收縮，其中落地緩沖和制動是運動損傷的頻發時段，此時離心收縮是下肢肌肉制動緩沖階段的主要工作模式。下肢肌肉的離心力量不足，肌肉的控制能力下降，穩定性也會降低，會引起運動員落地時無法保持正常的關節角度，常常造成損傷的發生。離心力量訓練可以針對性地提高相關參與肌群的離心收縮峰值力矩，顯著提高離心力量水平，增強下肢肌肉的穩定性，對損傷的預防有積極的意義。已有不少研究表明，離心力量訓練能預防膝關節的運動損傷。

本研究所使用的BTE ECCENTRON下肢離心力量訓練系統，是目前國際康復治療領域和運動訓練領域唯一的專門用于下肢的離心訓練系統，主要功能是提高下肢肌肉工作能力，包含肌肉力量、神經控制能力、負荷能力和肌肉工作的穩定性、協調性、準確性。結合上述研究背景，我們假設離心力量訓練和本體感覺會有一定的聯系，進行過離心力量訓練的關節測得的本體感覺能力會有變化，為此，本研究使用BTE ECCENTRON下肢離心力量訓練系統對運動員進行下肢離心力量訓練，分別于訓練前后采用Prokin254評估運動員的下肢膝、踝關節的本體感覺能力，得出的結果顯示，訓練前后Time值無顯著差異的情況下，運動員的雙膝、雙踝關節的SI值和ATE值經下肢離心力量訓練后顯著低于訓練前，差異具有統計學意義，表明下肢離心力量訓練能顯著提高運動員膝、踝關節的本體感覺能力。下肢離心力量訓練后，肌肉力量水平提高，肌肉的控制能力和穩定性增加，提高了本體感覺傳入和神經肌肉控制傳出能力，從而改善關節的穩定性和控制能力。下肢離心力量訓練可作為提高本體感覺能力行之有效的訓練方法。

相關動物研究已證明離心收縮后的肌節數量會增加，近幾年的研究也證實人體肌肉離心收縮訓練后也會增加肌節數量。關節周圍軟組織含有豐富的本體感受器，本研究猜測，離心力量訓練后提高了關節的本體感覺能力另一個原因可能是因為肌節數量的增多增加了本體感受器的數量，但這也只是猜測而已，有待進一步的基礎研究驗證。

肌肉被外力拉長時都在進行著離心做功，離心做功有著向心做功所沒有的獨特反應和效應，目前離心力量訓練公認的優勢有：1.更高的負荷承受能力：肌體在做離心收縮時可以抵抗比向心收縮時多30-40%的重量負荷，包括更強的力量反應。2.更低的疲勞感覺：同傳統的向心訓練相比，在更舒適的訓練條件下，產生更大的力量輸出。3.低氧耗需求：因為肌肉只是抵抗外力，因此離心訓練的氧耗需求要比向心訓練低80%。4.增加快縮肌肉：滿足眾多訓練需求，從普通行走訓練到縱跳訓練，不需要高沖擊力或速度技巧。正因為這些優勢的存在，使得離心力量訓練在近些年來越來越受到重視。已有大量研究表明，離心訓練是一種非常有效的力量訓練，在損傷康復、改善運動成績等方面有著獨特的優越性。從本研究的結果還得出離心力量訓練在提高本體感覺能力方面有非常顯著的效果，這為運動訓練和本體感覺訓練提供了重要的理論依據，因此離心力量訓練應該要越來越被國內外康復治療和運動醫學領域所關注和重視。

六、結論

(一)下肢離心力量訓練能顯著提高運動員膝、踝關節的本體感覺能力。下肢離心力量訓練可作為提高本體感覺能力行之有效的訓練方法。

(二)提高本體感覺能力增強關節穩定性，可作為下肢離心力量訓練預防運動損傷的理論基礎之一。