肩關(guān)節(jié)在等速離心條件下做屈伸運動時肌肉力量的生物力學(xué)分析

中圖分類號：G804 文獻標識：A 文章編號：1009-9328（2014）07-000-01

摘要本文為研究肩關(guān)節(jié)做屈伸運動時肌肉力量特征的生物力學(xué)參數(shù)，隨機從沈陽體育學(xué)院抽取12名學(xué)生為研究對象，對他們進行等速肌力測試。等速離心測試，在角速度為20°/s、60°/s時肩關(guān)節(jié)屈伸肌群的峰力矩、總功、平均功率。得出結(jié)論：等速離心運動時肩關(guān)節(jié)屈伸肌群峰力矩，總功隨著角速度的增大而沒明顯變化；等速離心運動中肩關(guān)節(jié)屈伸肌群平均功率隨著角速度的增大而增大。

關(guān)鍵詞肩關(guān)節(jié)肌肉力量等速運動

等速肌力測試系統(tǒng)，在有效性、準確性、安全性等方面均具有明顯優(yōu)勢，被視為肌肉功能評價的“黃金方法”[1]。肩關(guān)節(jié)由于其解剖結(jié)構(gòu)的特征與其他關(guān)節(jié)相比，研究時相對比較難控制，因此，對肩關(guān)節(jié)的研究較少?；谶@點，本文采用等速肌力測試系統(tǒng)，對沈陽體育學(xué)院普通學(xué)生右側(cè)肩關(guān)節(jié)屈肌群進行測試，通過測得普通人群肩關(guān)節(jié)做屈伸運動時，肩關(guān)節(jié)屈伸肌群的峰力矩、總功、平均功率等力學(xué)參數(shù)，為今后研究體育運動技術(shù)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)操作技術(shù)的生物力學(xué)提供基礎(chǔ)參數(shù)。

一、實驗對象與方法

（一）實驗對象

以沈陽體育學(xué)院普通學(xué)生作為本次研究對象（共計12名）。

（二）實驗方法

1.時間及地點：實驗于2012-11-05在沈陽體育學(xué)院運動生物力學(xué)重點實驗室完成。

2.測試指標：肩關(guān)節(jié)屈伸肌群的峰力矩、總功、平均功率。

3.實驗方案：測試時先進行3次適應(yīng)性練習(xí)，然后進行6次正式測試，不同角速度測試之間的間隔時間為1min。等速離心測試角速度分別為20°/s、60°/s。

4.數(shù)理統(tǒng)計法：采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件包對所測試數(shù)據(jù)進行獨立樣本t檢驗處理，結(jié)果均以x±s表示。

二、實驗結(jié)果

表1肩關(guān)節(jié)屈伸肌群等速離心收縮測試的結(jié)果與分析

角速度（%）20（°/s）60（°/s）

屈肌峰力矩87.50士10.01103.00士8，97

伸肌峰力矩72.5士5.4173.50士7.30

屈肌總功198士27.86231.75 士10.18

伸肌總功145.5士16.56166.75士16.90

屈平均功率21.5士3.5045.50士5.41

伸平均功率11.75士2.0530.50士4.92

（一）離心運動是指肌肉在被拉長的情況下產(chǎn)生收縮，等速離心運動是指肌肉在恒定關(guān)節(jié)角速度時被拉長的收縮。從表1中我們可看出以下幾個問題：屈肌群峰力矩隨著角速度的增加而增大，但增加幅度較小，伸肌肌群峰力矩基本保持不變。顯然當(dāng)前的結(jié)果屈肌肌群峰力矩違背了傳統(tǒng)的離體肌肉力矩與速度關(guān)系的，最大的差別就是所測人體關(guān)節(jié)肌群離心力矩隨著角速度的增加而增加。這可能是因為離體肌的力量速度關(guān)系是由單一動物肌肉實驗得出來的，描述的僅是純肌肉屬性，而人體肌群的離心運動力矩與速度關(guān)系是受大量不同因素（神經(jīng)、肌肉、鍵和骨骼系統(tǒng)）所影響。還有可能與其測試的可靠性受大量因素的影響有關(guān)，如重力、預(yù)加載力和測試位置等。有些研究表明，等速離心運動產(chǎn)生的力矩較恒定，與運動速度無關(guān)，等速離心運動的這種現(xiàn)象稱為持平現(xiàn)象（levelingoffphenomenon），目前認為這種現(xiàn)象與神經(jīng)—肌肉單位在離心運動時產(chǎn)生的抑制及保護性機制有關(guān)。

（二）總功指肌肉可以把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能，人體肌肉收縮是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能和熱的過程，在能量轉(zhuǎn)變過程中肌肉克服了阻力，使物體產(chǎn)生了位移，因此肌肉便作了功。從表1中可以看出：屈肌肌群總功隨著角速度的增大而增大，隨著角速度的增大屈肌群總功增大；伸肌肌群無明顯變化。肩關(guān)節(jié)屈伸肌群做等速離心運動，而屈肌總功稍有增大，這與前面所得數(shù)據(jù)一致，伸肌力矩值在測試角速度下無顯著變化，導(dǎo)致總功也無顯著變化。提示出，在等動離心運動中，測試速度對肩伸肌的作功影響不大，而屈肌總功稍有增大，這與“持平說”是一致的。

（三）從表1中可以看出：屈伸肌群平均功率隨著角速度的增大而明顯增大，屈肌肌群平均功率大于伸肌肌群。這是因為，總功、相對總功在測試角速度下無顯著變化，而隨著測試速度的增大，完成一次動作所需的時間縮短，由：功率=功/時間，可知，肩關(guān)節(jié)屈伸肌群等動離心收縮平均功率、相對平均功率隨測試速度的增大而增大。這也提示，在高速度狀態(tài)下鍛煉肩關(guān)節(jié)屈伸肌群的離心爆發(fā)力效果會好一些。這一點更加證明了峰力矩的“持平說”。

三、結(jié)論

（一）得到了肩關(guān)節(jié)屈伸肌群在不同角速度時的等速向心運動時的峰力矩、總功、平均功率等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為研究運動員的肩關(guān)節(jié)屈伸肌群肌力提供參考及對比材料，為運動訓(xùn)練及康復(fù)醫(yī)學(xué)提供了科學(xué)依據(jù)。

（二）等速離心運動時肩關(guān)節(jié)屈伸肌群峰力矩，總功隨著角速度的增大而沒明顯變化。

（三）等速離心運動中肩關(guān)節(jié)屈伸肌群平均功率隨著角速度的增大而增大。

參考文獻：

[1] 鄧樹勛，洪泰田，曹志發(fā).運動生理學(xué)[M].北京:高等教育出版社.1999:235.