國(guó)家優(yōu)秀男子自由式滑雪空中技巧運(yùn)動(dòng)員下肢肌力特征與靜態(tài)平衡能力關(guān)系探討

閆紅光，馬 毅，婁彥濤，牛雪松，紀(jì) 冬

（沈陽(yáng)體育學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110102）

?冰雪運(yùn)動(dòng)

國(guó)家優(yōu)秀男子自由式滑雪空中技巧運(yùn)動(dòng)員下肢肌力特征與靜態(tài)平衡能力關(guān)系探討

閆紅光，馬 毅，婁彥濤，牛雪松，紀(jì) 冬

（沈陽(yáng)體育學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110102）

運(yùn)用IsoMed2000等動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)和METITUR平衡測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)國(guó)家自由式滑雪空中技巧優(yōu)秀男子運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行60°/s、240°/s速度下髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)肌力的等動(dòng)測(cè)試和不同站姿下的靜態(tài)平衡能力測(cè)試，再通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析，研究下肢肌力、靜態(tài)平衡指標(biāo)的特征以及二者之間的的相關(guān)性，旨在了解自由式滑雪空中技巧運(yùn)動(dòng)員下肢肌力和靜態(tài)平衡能力的特點(diǎn)，并探討下肢肌力與平衡能力之間的關(guān)系，為運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行力量及平衡訓(xùn)練和運(yùn)動(dòng)員選材提供科學(xué)依據(jù)及有價(jià)值的理論參考。

自由式滑雪空中技巧;男子;下肢肌力;靜態(tài)平衡能力

自由式滑雪空中技巧屬難美類項(xiàng)目［1］，動(dòng)作由助滑、起跳、騰空和著陸四部分組成［2］，任何一部分的動(dòng)作都會(huì)影響到最終的比賽成績(jī)，而著陸是該項(xiàng)目評(píng)分的重要組成部分，占整個(gè)動(dòng)作評(píng)分的30%［3］，關(guān)系到動(dòng)作的完成情況以及運(yùn)動(dòng)員的安全。影響落地穩(wěn)定性的因素有多種，其中包括完成動(dòng)作的質(zhì)量、落地動(dòng)作是否符合力學(xué)原理以及身體的平衡能力等［4］，而運(yùn)動(dòng)員下肢肌肉力量是制約動(dòng)作完成質(zhì)量、身體動(dòng)態(tài)平衡能力的關(guān)鍵，因此有必要對(duì)下肢肌力和平衡能力的相關(guān)性進(jìn)行研究。但由于動(dòng)態(tài)平衡能力在測(cè)量評(píng)價(jià)時(shí)難以定量化，動(dòng)態(tài)平衡能力與靜態(tài)平衡能力相關(guān)，因此本文通過對(duì)運(yùn)動(dòng)員的下肢肌力和靜態(tài)平衡能力關(guān)系的研究，旨在發(fā)現(xiàn)二者之間的關(guān)系，探討該項(xiàng)目的專項(xiàng)體能訓(xùn)練方法手段，為運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行力量以及平衡訓(xùn)練提供科學(xué)依據(jù)，為備戰(zhàn)2014年索契冬奧會(huì)進(jìn)行該項(xiàng)目的專項(xiàng)體能訓(xùn)練方法手段的探討，促進(jìn)我國(guó)自由式滑雪空中技巧運(yùn)動(dòng)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展和競(jìng)技水平的不斷提高，為我國(guó)在2014年冬奧會(huì)創(chuàng)造優(yōu)異成績(jī)提供科技支持和保障。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取自由式滑雪空中技巧國(guó)家隊(duì)優(yōu)秀男子運(yùn)動(dòng)員6人，研究對(duì)象基本情況見表1。

表1 研究對(duì)象基本情況

1.2 研究方法

1.2.1 下肢髖、膝關(guān)節(jié)肌力等動(dòng)測(cè)試 使用IsoMed2000等速測(cè)試系統(tǒng)，分別測(cè)試運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)屈伸肌力。速度分別設(shè)置為60°/s（慢速），240°/s（快速）。測(cè)試開始前要求受試者進(jìn)行20min的準(zhǔn)備活動(dòng)，準(zhǔn)備活動(dòng)后按儀器操作要求進(jìn)行相應(yīng)關(guān)節(jié)的固定，指導(dǎo)受試者適應(yīng)測(cè)試過程，并進(jìn)行5次的預(yù)備實(shí)驗(yàn)后開始正式測(cè)試，每種測(cè)試速度下進(jìn)行3次測(cè)試，讓受試者盡自己最大能力完成正式測(cè)試的屈伸動(dòng)作，組間歇30s，取3次測(cè)試結(jié)果的均值進(jìn)行分析。

測(cè)試指標(biāo):①單位體重峰力矩（Peak torque/Weight）:是在屈伸過程中測(cè)試出的最大力矩與體重的比值，在一次關(guān)節(jié)的屈、伸活動(dòng)中，可以同時(shí)測(cè)出屈伸的力矩，是目前肌力測(cè)定中最常用的一個(gè)指標(biāo)［5］。②屈伸最大力矩比（Peaktorque-Flex/Ext）:是在屈伸過程中測(cè)試出的最大屈肌力矩與最大伸肌力矩的比值，反映了拮抗肌之間的平衡狀況，由此可以推測(cè)關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。③總功率:是肌肉收縮所做功與時(shí)間的比值。④關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍（Range motion）:關(guān)節(jié)一次屈伸所經(jīng)過的角度，可以對(duì)下肢左右工作的對(duì)稱性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2.2 平衡能力的測(cè)定 應(yīng)用METITUR平衡測(cè)試臺(tái)進(jìn)行測(cè)試。要求受試者填寫個(gè)人基本資料，測(cè)試之前進(jìn)行10min的熱身活動(dòng)，然后按照相應(yīng)的測(cè)試要求進(jìn)行測(cè)試準(zhǔn)備，測(cè)試時(shí)間為20s，組間歇為30s。測(cè)試時(shí)要求在6種站姿下進(jìn)行測(cè)試:①睜眼雙足支撐平衡:受試者雙足并立于平衡測(cè)試板上，雙手叉腰，平視前方。②睜眼雙足線性支撐平衡:受試者雙足線性立于平衡測(cè)試板上（右腳在前），雙手叉腰，平視前方。③睜眼右足支撐平衡:受試者左足提起在測(cè)試板前上方約20～30cm，雙手叉腰，平視前方。④閉眼右足單支撐平衡:受試者左足提起在測(cè)試板前上方約20～30cm，雙手叉腰，閉上雙眼。⑤睜眼左足支撐平衡:受試者右足提起在測(cè)試板前上方約20～30cm，雙手叉腰，平視前方。⑥閉眼左足單支撐平衡:受試者右足提起在測(cè)試臺(tái)前上方約20～30cm，雙手叉腰，閉上雙眼。

測(cè)試指標(biāo):①X軸移動(dòng)距離:人體重心在左右方向上移動(dòng)的距離。②Y軸移動(dòng)距離:人體重心在前后方向上移動(dòng)的距離。③速度矩:人體重心在XY軸的合擺速度。

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法 測(cè)試所得原始數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，并且對(duì)測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)及其相關(guān)性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 下肢髖關(guān)節(jié)屈伸肌力的等速測(cè)試結(jié)果與分析

通過IsoMed2000等動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)試運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)在60°/s、240°/s速度下的屈伸單位體重峰力矩、屈伸最大力矩比、平均功率和運(yùn)動(dòng)范圍。結(jié)果中運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)伸肌群力量明顯大于屈肌群力量，伸肌群力量是屈肌群力量的2倍多;同時(shí)隨著測(cè)試速度的增加，單位體重峰力矩的數(shù)值相應(yīng)減小，平均功率相應(yīng)增加，但是運(yùn)動(dòng)范圍無(wú)明顯差異。

通過表2測(cè)試指標(biāo)的觀察以及對(duì)髖關(guān)節(jié)屈伸肌力進(jìn)行t檢驗(yàn)可以看出，相同測(cè)試速度下，髖關(guān)節(jié)右側(cè)單位體重峰力矩、屈伸肌力比、平均功率、運(yùn)動(dòng)范圍均稍大于左側(cè)，在相同速度下左右側(cè)同一指標(biāo)進(jìn)行配對(duì)檢驗(yàn)，未出現(xiàn)顯著性差異，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)員左右髖關(guān)節(jié)力量比均衡;同時(shí)在相同速度下，屈肌群的單位體重峰力矩和平均功率都小于伸肌群;在不同速度測(cè)試下比較，慢速髖關(guān)節(jié)屈伸肌群的單位體重峰力矩大于快速的，隨速度的增加呈減小趨勢(shì)，慢速髖關(guān)節(jié)平均功率小于快速，兩者均出現(xiàn)顯著性差異。

表2 自由式滑雪空中技巧男運(yùn)動(dòng)員下肢髖關(guān)節(jié)屈伸肌群的等速測(cè)試結(jié)果

分析右側(cè)髖關(guān)節(jié)各項(xiàng)測(cè)試數(shù)值稍大于左側(cè)的原因可能和個(gè)人習(xí)慣使用右側(cè)肢體有關(guān)，但未出現(xiàn)顯著性差異說(shuō)明受試者左右側(cè)髖關(guān)節(jié)屈伸肌群發(fā)展良好，這在一定程度上對(duì)運(yùn)動(dòng)員在落地時(shí)的穩(wěn)定性有很大的幫助，可以在較大沖擊力的作用下使兩髖關(guān)節(jié)均勻承載，有效地避免在左右方向上出現(xiàn)失衡的現(xiàn)象。自由式滑雪空中技巧在落地階段髖關(guān)節(jié)為了緩沖沖擊力處于由伸到微屈的狀態(tài)，并對(duì)抗地面達(dá)人體體重8倍左右的沖擊力，落地動(dòng)作完成后為了順利地滑出，運(yùn)動(dòng)員的髖關(guān)節(jié)需要適度的伸展，恢復(fù)到站立姿勢(shì)，這就要求運(yùn)動(dòng)員有很強(qiáng)的伸肌力量，從數(shù)據(jù)中可以觀察到伸肌群的最大肌力在屈肌群的2到3倍之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常人水平（正常人1.2～1.5倍）。60°/s慢速測(cè)試和240°/s快速測(cè)試兩種不同的測(cè)試速度下，兩側(cè)單位體重最大屈伸力矩都存在著顯著性差異，且慢速測(cè)試中最大屈伸力矩值較大，這是由于在慢速測(cè)試時(shí)，髖關(guān)節(jié)的大小肌群都被調(diào)動(dòng)，而在快速測(cè)試時(shí)只有大肌群被優(yōu)先調(diào)動(dòng)［5］，同時(shí)在快速收縮時(shí)，收縮元中的橫橋斷開與聯(lián)系都會(huì)損失肌力，速度的增加會(huì)使收縮元和結(jié)締組織中的流體粘滯性增加，這些原因都造成了在慢速測(cè)試下肌力大于快速測(cè)試的結(jié)果［6］。另一方面由于功率等于速度和力的乘積，隨著速度的增加，功率增大可能是因?yàn)榱p小的程度不及測(cè)試中速度增大的程度，所以快速的平均功率大于慢速的，即自由式滑雪空中技巧項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的髖關(guān)節(jié)的快速力量?jī)?yōu)于慢速力量。分析項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):自由式滑雪空中技巧項(xiàng)目在助滑出臺(tái)瞬間膝關(guān)節(jié)處于伸展快速狀態(tài)，在落地一瞬間也處于快速伸展工作狀態(tài)，且均需要承受較大的沖擊載荷。因此項(xiàng)目的特點(diǎn)和長(zhǎng)期訓(xùn)練的結(jié)果導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)的伸肌能力得到提高，尤其是快速伸肌的能力提高的更加明顯。

2.2 下肢膝關(guān)節(jié)屈伸肌力的等速測(cè)試結(jié)果與分析

觀察表3測(cè)試結(jié)果，運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)的測(cè)試結(jié)果情況相似于髖關(guān)節(jié)，左右兩側(cè)膝關(guān)節(jié)各項(xiàng)指標(biāo)右側(cè)稍大于左側(cè)，但均無(wú)明顯差別，伸肌群力量明顯大于屈肌群力量，隨著測(cè)試速度的增加，單位體重峰力矩的數(shù)值相應(yīng)減小，平均功率相應(yīng)增加，而運(yùn)動(dòng)范圍無(wú)明顯差異。

表3 自由式滑雪空中技巧男運(yùn)動(dòng)員下肢膝關(guān)節(jié)屈伸肌群的等速測(cè)試結(jié)果

右側(cè)指標(biāo)稍大于左側(cè)與個(gè)人習(xí)慣有關(guān)，但未出現(xiàn)明顯差異證明受試者左右側(cè)肌群發(fā)展良好，在落地時(shí)刻，減小了在左右方向上產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)力矩的可能性。自由式滑雪空中技巧項(xiàng)目在落地階段膝關(guān)節(jié)為緩沖地面的撞擊力首先處于屈的狀態(tài)，隨后為了完成動(dòng)作，恢復(fù)直立姿勢(shì)，運(yùn)動(dòng)員需要依靠很強(qiáng)的伸肌力，這也解釋了受試者伸肌力相比屈肌力出現(xiàn)明顯差異的原因。在60°/s、240°/s兩種不同的測(cè)試速度下，兩側(cè)肌力表現(xiàn)為隨著測(cè)試速度的增加肌力值變小，同樣可以認(rèn)為是慢速測(cè)試中動(dòng)員了更多的肌群，而快速測(cè)試中主要是大肌群做功，并且增多了橫橋的斷開與聯(lián)系，增加了組織的流體粘滯性。

2.3 靜態(tài)平衡能力測(cè)試結(jié)果與分析

通過表4的測(cè)試數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員在正常睜眼情況下重心在X軸的移動(dòng)距離小于在Y軸的移動(dòng)距離，其他情況重心在X軸的移動(dòng)距離大于在Y軸的移動(dòng)距離。平衡狀況在正常睜眼情況下最好，隨后是正常線性睜眼、右腿睜眼、左腿睜眼、右腿閉眼、左腿閉眼。

表4 自由式滑雪空中技巧運(yùn)動(dòng)員的滑雪平衡測(cè)指標(biāo)

從力學(xué)角度來(lái)看，影響人體平衡的穩(wěn)定性因素主要有四個(gè)，一是人體重心的高低，二是支撐面的面積，三是穩(wěn)定角，四是穩(wěn)定系數(shù)［7］。為了更好地保持平衡，人體需要降低重心，增大支撐面和穩(wěn)定角。從生理學(xué)角度來(lái)看，人體的平衡能力主要與人體的視覺、前庭和本體感覺能力有關(guān)［8］。在靜態(tài)站姿下由于人體無(wú)意識(shí)的生理性姿勢(shì)動(dòng)搖，導(dǎo)致了正常睜眼情況下重心在X和Y軸均有移動(dòng)。正常睜眼的平衡能力好于單腳睜眼的平衡能力是因?yàn)殡p腳站立的支持面比單腳站立時(shí)支撐面大，穩(wěn)定角和穩(wěn)定系數(shù)更大。正常睜眼情況下由于是雙腳支撐，使得前后方向的穩(wěn)定性弱于而左右方向的穩(wěn)定性，所以重心在X軸的移動(dòng)距離小于在Y軸的移動(dòng)距離，而當(dāng)進(jìn)行正常線性睜眼和單腳支撐后，使得左右方向的穩(wěn)定性變?nèi)?，因此重心在X軸的移動(dòng)距離變大。又由于人體的平衡能力受到視覺的影響，所以閉眼的平衡能力比睜眼的平衡能力差。同時(shí)由于大部分人習(xí)慣使用右側(cè)肢體，肌肉力量較大，所以身體右側(cè)支撐的平衡能力優(yōu)于左側(cè)支撐，這也進(jìn)一步反映了肌肉力量與人體平衡能力的相關(guān)性。因?yàn)樗俣染乇硎镜氖荴、Y兩個(gè)軸合速度的變化與重力分布的關(guān)系大小，它隨X、Y軸的移動(dòng)距離增大而增大（圖1）表明可以通過速度矩來(lái)反映出受試者的平衡狀況及對(duì)重心的控制能力。

2.4 下肢肌肉力量與靜態(tài)平衡關(guān)系的結(jié)果與分析

由于運(yùn)動(dòng)員在完成落地動(dòng)作時(shí)處于睜眼且雙腳平行支撐狀態(tài)，所以選取該狀態(tài)下的速度矩與下肢屈伸肌群?jiǎn)挝惑w重的峰力矩進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表5。通過配對(duì)T檢驗(yàn)可知運(yùn)動(dòng)員的下肢屈伸肌力矩與靜態(tài)平衡測(cè)試指標(biāo)速度矩，P值均小于0.05，相關(guān)性顯著。因此可以用靜態(tài)平衡能力來(lái)評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員的環(huán)節(jié)肌肉力量情況，同時(shí)為初級(jí)運(yùn)動(dòng)員的選才提供參考。

圖1 自由式滑雪空中技巧運(yùn)動(dòng)員的滑雪平衡測(cè)指標(biāo)圖

表5 正常睜眼的速度矩與下肢屈伸相關(guān)性檢驗(yàn)

分析此結(jié)果，由于人體不同于一般物體，他可以通過補(bǔ)償動(dòng)作、關(guān)節(jié)角度的改變實(shí)現(xiàn)自我控制，來(lái)調(diào)解和恢復(fù)平衡，所以下肢屈伸肌群的力量越大，則運(yùn)動(dòng)員可以借助肌肉的和韌帶的拉力矩改變關(guān)節(jié)角度共同維持身體在前后方向上的平衡;同時(shí)兩側(cè)下肢協(xié)調(diào)的肌力又有助于運(yùn)動(dòng)員在左右方向?qū)ι眢w的控制，加強(qiáng)了X軸的平衡性。因此肌力越好，速度矩越小，重心控制的范圍越小，運(yùn)動(dòng)員獲得平衡的能力就越好。自由式滑雪空中技巧項(xiàng)目中，運(yùn)動(dòng)員在起跳時(shí)髖關(guān)節(jié)具有屈體迅速轉(zhuǎn)換的能力，在著地時(shí)有控制身體在前后方向上位置的能力，這就要求運(yùn)動(dòng)員要有很強(qiáng)的下肢肌力，同時(shí)運(yùn)動(dòng)員在落地時(shí)以髖和膝關(guān)節(jié)為局部轉(zhuǎn)動(dòng)軸，兩足與地面形成的輪廓為支撐面，如果下肢兩側(cè)肌力差異較大，則有可能出現(xiàn)中心點(diǎn)的偏移，在下重力矩與肌力矩不同，從而破壞運(yùn)動(dòng)員的身體平衡，所以在平日的訓(xùn)練中既要加強(qiáng)左右側(cè)下肢的對(duì)稱力量練習(xí)，又要加強(qiáng)對(duì)下肢屈伸肌群的專項(xiàng)力量練習(xí)，增加肌力對(duì)下肢關(guān)節(jié)的控制能力。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

1）右側(cè)下肢單位體重峰力矩、屈伸肌力比、平均功率、運(yùn)動(dòng)范圍均稍大于左側(cè)，進(jìn)行配對(duì)檢驗(yàn)，未出現(xiàn)顯著性差異。

2）下肢兩側(cè)伸肌群的單位體重峰力矩和平均功率均大于屈肌群，存在明顯的差異。

3）在不同測(cè)試速度下，單位體重峰力矩和平均功率出現(xiàn)了顯著性差異，單位體重峰力矩隨著速度的增加呈下降趨勢(shì)，平均功率隨著速度的增加呈上升趨勢(shì)。

4）自由式滑雪空中技巧運(yùn)動(dòng)員的下肢肌力與靜態(tài)平衡能力存在相關(guān)性，因此可以用靜態(tài)平衡能力來(lái)評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員的環(huán)節(jié)肌肉力量情況，同時(shí)可以為初級(jí)運(yùn)動(dòng)員的選材提供參考。

3.2 建議

1）自由式滑雪空中技巧運(yùn)動(dòng)員在平時(shí)的訓(xùn)練中，可以加強(qiáng)下肢肌力的專項(xiàng)訓(xùn)練，以此來(lái)提高運(yùn)動(dòng)員的平衡能力。

2）在肌力專項(xiàng)訓(xùn)練過程中應(yīng)注意保持左右側(cè)下肢肌力的平衡，避免出現(xiàn)單側(cè)力量明顯大于另一側(cè)的情況。

3）自由式滑雪空中技巧運(yùn)動(dòng)員在平日的訓(xùn)練中多增加速度性的力量訓(xùn)練，同時(shí)再加入一部分動(dòng)態(tài)平衡性練習(xí)，可以有效地提高身體的平衡能力。

4）在自由式滑雪空中技巧運(yùn)動(dòng)員的選材工作中，應(yīng)注意對(duì)幾個(gè)指標(biāo)的測(cè)試，包括下肢肌力及兩側(cè)肌力的比較、下肢屈伸肌力比值和反映平衡能力的一系列指標(biāo)，從而確保運(yùn)動(dòng)員在自由式滑雪空中技巧這個(gè)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目有更好的發(fā)展。

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［12］佟永典，侯永民.對(duì)自由式滑雪空中技巧落地穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)研究［J］.冰雪運(yùn)動(dòng)，1994（3）:44－48.

Relationship between Lower Limb Muscle Strength and Static Balance Ability of National Elite Men’s Freestyle Skiing Aerials Athletes

YAN Hongguang，MA Yi，LOU Yantao，NIU Xuesong，JI Dong
（Shenyang Sport University，Shenyang 110102，Liaoning，China）

Using the IsoMed2000 isokinetic test system and METITUR balance test system，the 60°/s，240°/s speed hips and knees muscle strength，as well as the static balance ability in different standing postures of national elite men’s freestyle skiing aerials athletes are tested.Through the data analysis，this paper studies the lower limb muscle strength and static balance ability，and the correlation between them.Then it aims to understand the relationship between lower limb muscle strength and static balance ability.It is hoped to provide the scientific basis and valuable theoretical reference for the specific strength training and athletes selecting.

freestyle skiing aerials;male;lower limb muscle strength;static balance ability

G863.12

A

1004－0560（2012）03－0009－04

2012-01-21;

2012-04-10

國(guó)家科技部支撐項(xiàng)目，課題編號(hào):2009BAK57B04。

閆紅光（1963－），女，教授，主要研究方向?yàn)槿梭w肌力的評(píng)價(jià)和運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析。

責(zé)任編輯:劉紅霞