用TMG無創(chuàng)測量技術(shù)測量不同項目運(yùn)動員訓(xùn)練前后肌肉狀態(tài)特點

鐘山職業(yè)技術(shù)學(xué)院

本研究通過對不同項目運(yùn)動員訓(xùn)練前后肌肉肌腹反映TMG 信號的參數(shù)進(jìn)行分析，確定延遲時間、收縮時間、維持時間、松弛時間和最大振幅等參數(shù)，分析其肌肉收縮狀態(tài)，真實客觀地反映肌肉的功能狀態(tài)及疲勞風(fēng)險程度。

一、資料與方法

（一）一般資料

將90 名運(yùn)動員按照各自運(yùn)動項目名稱進(jìn)行分組，每組參與研究的運(yùn)動員人數(shù)等同。其中羽毛球隊運(yùn)動員性別占比（男：女）為16：14，最大23 歲，最小17 歲；舉重隊運(yùn)動員性別占比（男：女）為17：13，最大23 歲，最小18 歲；田徑組運(yùn)動員性別占比（男：女）為18：12，最大22 歲，最小17 歲。

（二）方法

本研究采取實驗法，三組運(yùn)動員分別進(jìn)行相關(guān)運(yùn)動項目，其中羽毛球組為有氧運(yùn)動，舉重組為無氧運(yùn)動，田徑組為有氧與無氧混合運(yùn)動。在測試過程中，需要注意以下事項：①注意傳感器探頭的位置。探頭位置在很大程度上決定了測驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，運(yùn)動員的每一塊肌肉測試點都在通過結(jié)構(gòu)解剖找到其肌肉主動收縮過程中最大位移點，為確保每一次測量結(jié)果的精確度，可使用黑色記號筆進(jìn)行標(biāo)記[1]。②電極片位置。由于運(yùn)動員的肌肉大小形狀均存在差異，探頭應(yīng)放置于距離電極片20～50mm 處位置，對于不同運(yùn)動員應(yīng)選取同一肌肉并設(shè)定相同距離[2]。③位移傳感器主要是通過電流刺激運(yùn)動員肌肉來收集數(shù)據(jù)，因此電流大小的設(shè)定就極為關(guān)鍵。通常首次電流輸出以20mA 為宜，每次按照10mA 量進(jìn)行增加，間隔時間為10s，待參數(shù)曲線圖穩(wěn)定后即可停止增加電流。

TMG 數(shù)據(jù)采集步驟主要有四步[3-5]：第一步：安裝好三角架和機(jī)械架，將位移傳感器安裝在機(jī)械架上，同時檢查電刺激控制臺電源是否已經(jīng)連接好，并連接好控制臺與傳感器，同時以數(shù)據(jù)線為載體連接起控制臺和電腦，最后連接電流輸出并插好電極片。第二步：下載好TMG 測試軟件，輸入測試者的相關(guān)信息，并確定所需測試的肌肉。第三步：根據(jù)所測試的具體要求，運(yùn)動員采取俯臥位或仰臥位，令其放松肌肉，通過調(diào)節(jié)機(jī)械架讓傳感器探頭與肌腹呈垂直狀態(tài)，以便能夠獲取運(yùn)動員肌肉的最大徑向位移。第四步：設(shè)定控制臺輸出電流，完成第一次數(shù)據(jù)采集，間隔10s 后增加10mA 電流，測定第二次數(shù)據(jù)，直至曲線圖穩(wěn)定。

（三）觀察指標(biāo)

TMG 測定參數(shù)主要包括最大徑向位移（Dm）、收縮時間（Tc）、延遲時間（Td）、持續(xù)時間（Ts）以及放松時間（Tr）[6]。其中Dm 表示在以電流刺激肌肉時，其橫向移動的最大值，是對肌肉張力大小的體現(xiàn)；Tc 表示在外力刺激下，肌肉收縮到達(dá)最大值的所用時間。Td 表示肌肉在刺激作用下發(fā)生整體運(yùn)動時間的10%，表現(xiàn)的是肌肉對外界刺激所產(chǎn)生的收縮反應(yīng)；Ts 表示肌肉收縮的持續(xù)時間；Tr 是下降曲線90%到50%，體現(xiàn)出的是肌肉的疲勞狀態(tài)。

（四）統(tǒng)計學(xué)方法

本研究所涉及的運(yùn)動員TMG 測試指標(biāo)數(shù)據(jù)均采用統(tǒng)計學(xué)軟件分析，以均數(shù)差表示TMG 指標(biāo)，若P＜0.05 則表示數(shù)據(jù)結(jié)果有差異。

二、結(jié)果

（一）三組運(yùn)動前后Dm 值對比

三組運(yùn)動員訓(xùn)練前Dm 值差異不大，但訓(xùn)練后，DM 值出現(xiàn)不同程度減少，具體數(shù)值如表1所示，P＜0.05。

（二）三組運(yùn)動前后 Tc 值和 Td 對比

三組運(yùn)動前后股直肌（RF）Tc 和Td 值對比具體數(shù)值如表2所示。

（三）三組運(yùn)動前后Tr 和Ts 值對比

三組運(yùn)動前后Tr 和Ts 值對比如表3所示，P＜0.05。

三、討論

骨、骨連結(jié)和骨骼肌共同組成了人體的運(yùn)動系統(tǒng)，起到保護(hù)的作用。在人體運(yùn)動系統(tǒng)中，肌肉相當(dāng)于動力裝置，受神經(jīng)系統(tǒng)支配，以骨結(jié)為樞紐，通過對所附著的骨進(jìn)行收縮、牽拉作用，從而產(chǎn)生杠桿運(yùn)動[7-8]。運(yùn)動效果將對人體運(yùn)動系統(tǒng)產(chǎn)生直接影響，運(yùn)動員可由于人體生理老化、運(yùn)動過度等原因?qū)е录∪鉅顟B(tài)變差，功能能力下降，最終導(dǎo)致運(yùn)動成績下降。所以運(yùn)動員的競技水平、比賽成績都與自身肌肉的機(jī)能水平存在正向關(guān)系。在大多數(shù)研究中，肌肉疲勞是通過監(jiān)測靜態(tài)或動態(tài)力量，使用生化技術(shù)測量底物、代謝物或其他化學(xué)物質(zhì)，或通過肌電圖（EMG）、肌肉扭矩產(chǎn)生和剪切波超聲彈性等方法來評估的[9-10]。上述方法雖然取得了很好的效果，但也存在一些技術(shù)缺陷。因此本研究應(yīng)用國際上先進(jìn)成熟的無創(chuàng)測量技術(shù)（TMG）來測量肌肉訓(xùn)練前后肌腹反映TMG 信號的相關(guān)參數(shù)，從而得出運(yùn)動和神經(jīng)肌肉疲勞之間的可能關(guān)系以及運(yùn)動對肌肉力學(xué)特性的影響。

表1 三組運(yùn)動前后Dm 值對比[ n（±s）]

表1 三組運(yùn)動前后Dm 值對比[ n（±s）]

組別 n 訓(xùn)練前（mm） 訓(xùn)練后（mm）羽毛球組 30 8.12±3.33 7.67±2.64舉重組 30 7.47±3.21 7.21±2.80田徑組 30 8.57±3.42 5.43±2.14 P 值 ＞0.05 ＜0.05

表2 三組運(yùn)動前后Tc和Td值對比[ n（±s）]

表2 三組運(yùn)動前后Tc和Td值對比[ n（±s）]

組別 n 訓(xùn)練前Tc（ms） 訓(xùn)練后Tc（ms） 訓(xùn)練前Td（ms） 訓(xùn)練后Td（ms）羽毛球組 30 22.41±6.34 31.87±3.67 15.14±5.13 21.18±3.15舉重組 30 21.54±5.12 24.61±4.11 16.21±4.15 18.34±3.27田徑組 30 21.47±4.92 45.87±3.42 16.34±4.57 31.14±3.28＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＜0.05?

表3 運(yùn)動前后Tr和Ts值對比[ n（±s）]

表3 運(yùn)動前后Tr和Ts值對比[ n（±s）]

?組別 n 訓(xùn)練前Tr（ms） 訓(xùn)練后Tr（ms） 訓(xùn)練前Ts（ms） 訓(xùn)練后Ts（ms）羽毛球組 30 17.41±4.33 32.56±3.67 17.14±5.13 23.18±3.15舉重組 30 19.54±4.87 25.31±4.11 17.32±4.57 20.11±3.27田徑組 30 20.47±4.92 43.18±3.42 18.18±4.38 34.12±3.28 P＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＜0.05

本研究結(jié)果顯示，三組運(yùn)動員在運(yùn)動后DM 值均出現(xiàn)下降，表明其肌肉處于緊張狀態(tài)，尤其是田徑組DM 值下降最為明顯，表明運(yùn)動后其肌肉緊張狀態(tài)越嚴(yán)重。同時，運(yùn)動后運(yùn)動員各項指標(biāo)均出現(xiàn)不同程度的提高，P＜0.05。

可見TMG 無創(chuàng)測量技術(shù)能夠得出運(yùn)動和神經(jīng)肌肉疲勞之間的可能關(guān)系以及運(yùn)動對肌肉力學(xué)特性的影響，為運(yùn)動訓(xùn)練提供重要的借鑒。