振動(dòng)桿訓(xùn)練對(duì)射箭運(yùn)動(dòng)員固勢(shì)-撒放階段肩關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的影響

肖才坤，葉廣雄，廖開放

射箭運(yùn)動(dòng)是競(jìng)技體育中的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，是對(duì)各關(guān)節(jié)穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性要求很高的肌肉耐力性項(xiàng)目[1,2]。在射箭訓(xùn)練和比賽中，運(yùn)動(dòng)員從站立、舉弓、開弓到固勢(shì)、撒放，直至結(jié)束的動(dòng)作暫留等幾個(gè)基本環(huán)節(jié)中，“快”“準(zhǔn)”“穩(wěn)”貫穿始終。而在比賽中，更是要求運(yùn)動(dòng)員能快速判斷賽場(chǎng)環(huán)境、快速調(diào)整、快速發(fā)射，準(zhǔn)確完成舉弓、開弓、固勢(shì)與撒放等技術(shù)動(dòng)作的同時(shí)，還要兼顧完成撒放過程中技術(shù)與心理兩個(gè)致勝關(guān)鍵環(huán)節(jié)的流暢性及穩(wěn)定性。長(zhǎng)久以來，射箭專項(xiàng)力量訓(xùn)練的重點(diǎn)放在四肢和軀干大肌肉群上，此外，還有很多教練采用增大射箭專項(xiàng)力量訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)量和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，以期提高射箭運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)，但是隨之而來的運(yùn)動(dòng)損傷問題也越來越突出[3,4]。射箭運(yùn)動(dòng)員以慢性損傷為主，受傷率最高的是肩關(guān)節(jié)[5,6]，而肩關(guān)節(jié)是整個(gè)射箭技術(shù)動(dòng)作中重要的關(guān)節(jié)，肩關(guān)節(jié)能否協(xié)調(diào)穩(wěn)定發(fā)力，會(huì)直接影響命中水平，甚至還可能導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員重返賽場(chǎng)后復(fù)發(fā)率居高不下的情況[7]，如何讓肩關(guān)節(jié)周圍肌肉協(xié)調(diào)穩(wěn)定發(fā)力是射箭運(yùn)動(dòng)員亟待解決的問題。有研究報(bào)道，振動(dòng)刺激可以提高肌肉的激活水平從而提高穩(wěn)定性[8-10]，而振動(dòng)桿便是其中的一種振動(dòng)訓(xùn)練器，其廣泛應(yīng)用于健身和康復(fù)治療領(lǐng)域以提高肌肉力量、協(xié)調(diào)和穩(wěn)定能力[11]，但其在射箭運(yùn)動(dòng)員中的應(yīng)用尚未見報(bào)道。本研究擬探討振動(dòng)桿訓(xùn)練對(duì)射箭運(yùn)動(dòng)員固勢(shì)-撒放階段穩(wěn)定性的影響。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

篩選26名射箭運(yùn)動(dòng)員，將運(yùn)動(dòng)員隨機(jī)分為振動(dòng)桿訓(xùn)練組（實(shí)驗(yàn)組）和對(duì)照組，每組13名。其中，男性15名，女性11名，專項(xiàng)訓(xùn)練5年以上，其中健將級(jí)8人，一級(jí)運(yùn)動(dòng)員10人，二級(jí)運(yùn)動(dòng)員8人，所有運(yùn)動(dòng)員均左手持弓，右手為優(yōu)勢(shì)手，兩組運(yùn)動(dòng)員的性別、年齡、身高、體重和專項(xiàng)訓(xùn)練時(shí)間等各項(xiàng)情況進(jìn)行對(duì)比，無顯著性差異（P＞0.05）（表 1）。對(duì)照組只進(jìn)行常規(guī)射箭力量訓(xùn)練，而實(shí)驗(yàn)組在常規(guī)射箭力量訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，增加振動(dòng)桿訓(xùn)練。

表1 兩組運(yùn)動(dòng)員一般情況比較Table I Comparison between the General Information of the Two Group Athletes

2.2 實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練方案

2.2.1 射箭力量訓(xùn)練內(nèi)容與方法

常規(guī)射箭力量訓(xùn)練內(nèi)容包括一般力量素質(zhì)訓(xùn)練和射箭專項(xiàng)力量訓(xùn)練（表2）[12]。所有研究對(duì)象均由一位具有5年工作經(jīng)驗(yàn)的體能教練進(jìn)行規(guī)范化和系統(tǒng)化訓(xùn)練，每次訓(xùn)練約120 min，每周3次，共8周。

表2 射箭力量訓(xùn)練Table II Special Strength Training for Archers

2.2.2 FLEXI-BARR振動(dòng)桿訓(xùn)練方法

實(shí)驗(yàn)組所有研究對(duì)象均統(tǒng)一使用振動(dòng)桿（FLEXI-BARR，體育型，德國(guó)）進(jìn)行訓(xùn)練，長(zhǎng)度為153cm，中央手柄長(zhǎng)度為17.9 cm，重量為710 g，厚度為9.5 mm，振動(dòng)頻率可達(dá)270次/分鐘（4.6 Hz）。振動(dòng)桿訓(xùn)練方案：①雙側(cè)手持振動(dòng)桿于肩關(guān)節(jié)前屈90°位，在額狀面上下向振動(dòng)（圖1）；②雙側(cè)手持振動(dòng)桿于肩關(guān)節(jié)外展至90°位，在額狀面上進(jìn)行左右向的振動(dòng)（圖2）；③雙側(cè)手持振動(dòng)桿于肩關(guān)節(jié)前屈180°位，在額狀面上下向振動(dòng)（圖3）；④雙側(cè)手持振動(dòng)桿于肩關(guān)節(jié)后伸30°位，在矢狀面前后向振動(dòng)（圖4）。進(jìn)行訓(xùn)練前，所有運(yùn)動(dòng)員先進(jìn)行3 min熱身。進(jìn)行振動(dòng)桿訓(xùn)練時(shí)，雙腳與肩同寬站立，每個(gè)動(dòng)作以個(gè)人最大幅度持續(xù)晃動(dòng)60 s，每次完成之后休息1 min，連續(xù)完成10組。訓(xùn)練后，進(jìn)行3 min的放松運(yùn)動(dòng)，完成以上4個(gè)訓(xùn)練需約30 min，每周3次，共8周。

圖1 振動(dòng)桿于肩關(guān)節(jié)前屈90°位Figure 1 FLEXI-BARatthePositionofShoulderFlexion90°

圖2 振動(dòng)桿于肩關(guān)節(jié)外展90°位Figure 2 FLEXI-BARatthePositionofShoulderExtension90°

圖3 振動(dòng)桿于肩關(guān)節(jié)前屈180°位Figure 3 FLEXI-BARat the Position of Shoulder Flexion 180°

2.3 訓(xùn)練效果評(píng)估指標(biāo)及方法

2.3.1 數(shù)據(jù)采集

由一名經(jīng)過肌電圖培訓(xùn)的人員采用表面肌電遙測(cè)系統(tǒng)（Noraxon，美國(guó)）對(duì)所有研究對(duì)象的固勢(shì)-撒放階段進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采樣頻率為1 000 Hz。使用Basler高速攝像機(jī)（便于標(biāo)準(zhǔn)射箭動(dòng)作時(shí)相的劃分）進(jìn)行動(dòng)作視頻的采集，拍攝頻率為25 Hz，動(dòng)作錄像與肌電數(shù)據(jù)進(jìn)行同步采集。測(cè)試時(shí)，按標(biāo)準(zhǔn)流程要求用酒精擦凈所測(cè)肌肉肌腹表面，然后貼牢肌電電極。所有研究對(duì)象先進(jìn)行3～5支箭的適應(yīng)練習(xí)，然后采集12支箭實(shí)射時(shí)固勢(shì)-撒放階段時(shí)間、肌電數(shù)據(jù)，并對(duì)黃心命中率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2.3.2 肌肉的選取

本研究測(cè)試所選取的肌肉有雙側(cè)前鋸肌、上斜方肌、中斜方肌、下斜方肌、菱形肌和肩胛下肌，因?yàn)檫@些肌肉對(duì)于射箭運(yùn)動(dòng)員標(biāo)準(zhǔn)射箭動(dòng)作持弓階段固勢(shì)-撒放時(shí)穩(wěn)定肩胛骨起關(guān)鍵性作用[10]。

2.3.3 動(dòng)作時(shí)相的劃分

標(biāo)準(zhǔn)射箭動(dòng)作包括舉弓、開弓、靠弦、繼續(xù)用力、瞄準(zhǔn)、撒放6個(gè)階段，靠弦、繼續(xù)用力、瞄準(zhǔn)即為固勢(shì)階段[13]，本研究采集的是實(shí)射時(shí)從靠弦、繼續(xù)用力、瞄準(zhǔn)、撒放即固勢(shì)-撒放階段的數(shù)據(jù)。

2.3.4 數(shù)據(jù)的處理與分析

使用MyoResearch XP Master Edition分析軟件，對(duì)原始肌電信號(hào)進(jìn)行濾波 （Butterworth帶通濾波，10～400 Hz）、整流（全波整流）、平滑處理后，計(jì)算iEMG值 （在一定時(shí)間內(nèi)肌肉中參與活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)單位放電總量）。

2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所有評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析前，先采用單樣本S-W檢驗(yàn)對(duì)兩組的數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布性檢驗(yàn)，以這些數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，而且方差齊同為前提，根據(jù)需要保留小數(shù)點(diǎn)后2位。組內(nèi)比較采用t檢驗(yàn)，組間比較采用重復(fù)測(cè)量方差分析，P＜0.05為顯著性差異，P＜0.01為極顯著性差異。

3 研究結(jié)果

3.1 肩關(guān)節(jié)肌群的iEMG測(cè)試結(jié)果

訓(xùn)練前兩組雙側(cè)前鋸肌、上斜方肌、中斜方肌、下斜方肌、菱形肌和肩胛下肌的iEMG測(cè)試結(jié)果比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。訓(xùn)練8周后，僅實(shí)驗(yàn)組的iEMG較訓(xùn)練前明顯提高（P＜0.05），且實(shí)驗(yàn)組的iEMG與對(duì)照組進(jìn)行比較，均具有顯著性差異（P＜0.05）（表 3）。

表3 兩組運(yùn)動(dòng)員肩關(guān)節(jié)肌群iEMG比較Table III Comparison between the iEMG Value of Shoulder Muscles of the Athletes of the Two Groups

3.2 固勢(shì)-撒放時(shí)間與黃心命中率測(cè)試結(jié)果

訓(xùn)練前兩組射箭運(yùn)動(dòng)員12支箭固勢(shì)-撒放時(shí)間平均為2～3 s左右，黃心命中率為65%左右，且差異并不顯著（P＞0.05）。振動(dòng)桿訓(xùn)練8周后，僅實(shí)驗(yàn)組射箭運(yùn)動(dòng)員12支箭固勢(shì)-撒放時(shí)間有所降低，黃心命中率有所提高（表4）。

表4 兩組運(yùn)動(dòng)員12支箭實(shí)射測(cè)試固勢(shì)-撒放時(shí)間與黃心命中率比較Table IV Comparison between the time from Fixing Position to Releasing and Hitting Ratio of the 12 Arrows of the Two Groups

4 討論

4.1 振動(dòng)桿訓(xùn)練對(duì)射箭運(yùn)動(dòng)員肩關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的影響

肩關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性主要來自于靜態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng) （骨骼、盂唇、韌帶、關(guān)節(jié)囊等）和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)（肌肉、本體感覺等），其中動(dòng)態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)可通過訓(xùn)練得以改善。肩關(guān)節(jié)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)除了肩袖肌群外，還有特別重要的肩胛骨穩(wěn)定肌。固勢(shì)-撒放階段，在保持弓穩(wěn)定的情況下尋找合適的機(jī)會(huì)撒放，此時(shí)持弓臂和拉弓臂都需要穩(wěn)定，特別是肩關(guān)節(jié)的穩(wěn)定更是制勝關(guān)鍵，而肩胛骨的穩(wěn)定對(duì)于射箭運(yùn)動(dòng)員標(biāo)準(zhǔn)射箭動(dòng)作持弓階段固勢(shì)-撒放時(shí)肩關(guān)節(jié)的穩(wěn)定起關(guān)鍵性作用，因此，肩胛骨能否穩(wěn)定協(xié)調(diào)發(fā)力是射箭技術(shù)固勢(shì)-撒放階段穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性的重要基礎(chǔ)。本研究發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)桿訓(xùn)練8周后，僅實(shí)驗(yàn)組雙側(cè)前鋸肌、上斜方肌、中斜方肌、下斜方肌、菱形肌和肩胛下肌的iEMG較訓(xùn)練前明顯提高（P＜0.05），且與對(duì)照組相比，具有顯著性差異（P＜0.05），說明振動(dòng)桿練習(xí)能有效激活射箭運(yùn)動(dòng)員肩胛骨穩(wěn)定肌群。其機(jī)制可能是通過刺激來自于肌梭的感覺神經(jīng)纖維而與α運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元相連接[14,15]，振動(dòng)刺激不僅能影響所作用肌的肌梭，還會(huì)影響周圍肌的肌梭，振動(dòng)越大，肌肉克服的阻力越大（本研究要求振動(dòng)桿訓(xùn)練時(shí)，每個(gè)動(dòng)作以個(gè)人最大幅度持續(xù)晃動(dòng)），募集的運(yùn)動(dòng)單位就會(huì)越多。Parry J.S.等人用振動(dòng)桿和啞鈴對(duì)肩關(guān)節(jié)進(jìn)行訓(xùn)練，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)桿練習(xí)產(chǎn)生的肌肉活動(dòng)度明顯高于啞鈴組[16]。Lister J.L.等人用振動(dòng)桿和彈力帶對(duì)肩胛帶肌群進(jìn)行訓(xùn)練，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在肩關(guān)節(jié)屈曲和外展時(shí)，上斜方肌、下斜方肌和前鋸肌都比彈力帶組產(chǎn)生更多肌肉活動(dòng)[17]。另外有研究發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)桿訓(xùn)練還能有效作用于神經(jīng)控制、本體感覺反饋等方面[15,18]。本研究通過個(gè)人最大幅度持續(xù)晃動(dòng)振動(dòng)桿練習(xí)，可能不只是提高了肩胛骨穩(wěn)定肌群的激活水平，肩胛骨穩(wěn)定肌群間的協(xié)調(diào)水平也可能得到了提高，甚至肩關(guān)節(jié)的本體感覺都得到了改善，這些因素都有助于提高肩關(guān)節(jié)的整體穩(wěn)定性，從而有助于降低固勢(shì)-撒放時(shí)間與提高黃心命中率。

4.2 振動(dòng)桿訓(xùn)練對(duì)固勢(shì)-撒放時(shí)間與黃心命中率的影響

射箭運(yùn)動(dòng)中的固勢(shì)-撒放是連貫流暢的一體過程，有資料分析韓國(guó)射箭名將金水寧每支箭平均為1.53 s，黃心命中率為93%，而一般的優(yōu)秀射箭運(yùn)動(dòng)員的固勢(shì)-撒放時(shí)間為（4.49±1.41）s，本研究實(shí)驗(yàn)對(duì)象每支箭的固勢(shì)-撒放時(shí)間平均為2～3 s，黃心命中率為65%左右，可見固勢(shì)-撒放時(shí)間對(duì)于射箭成績(jī)的重要性。固勢(shì)-撒放階段，運(yùn)動(dòng)員除了須抵抗弓片所產(chǎn)生的強(qiáng)大回拉的力量外，又必須穩(wěn)定地瞄準(zhǔn)黃心，此時(shí)常容易因時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致參與用力的肌群產(chǎn)生疲勞，從而失去穩(wěn)定性與一致性，要想縮短這一過程的時(shí)間，就必須在訓(xùn)練中強(qiáng)化“快”的技術(shù)特點(diǎn)，要想固勢(shì)-撒放動(dòng)作 “快”，身體必須要具有高度一致性、穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性，其中肩關(guān)節(jié)的一致性、穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性對(duì)固勢(shì)-撒放動(dòng)作的 “快”起至關(guān)重要作用，這也是射箭項(xiàng)目的制勝關(guān)鍵。固勢(shì)-撒放階段所需的平衡能力和直線用力能力是運(yùn)動(dòng)員完成這一動(dòng)作相關(guān)肌群之間相互配合的能力，如果在這一階段用力不均衡，會(huì)破壞人弓一體的動(dòng)態(tài)平衡，從而影響射箭技術(shù)動(dòng)作的直線用力、對(duì)稱用力及協(xié)調(diào)用力，最終導(dǎo)致技術(shù)穩(wěn)定性、一致性降低，從而降低命中率[19]。本研究通過8周振動(dòng)桿訓(xùn)練后，實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員12支箭平均的固勢(shì)-撒放時(shí)間與黃心命中率兩項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于對(duì)照組運(yùn)動(dòng)員，可能的原因有3點(diǎn)：一是振動(dòng)桿訓(xùn)練能有效激活肩關(guān)節(jié)周圍肌群。固勢(shì)-撒放動(dòng)作需要強(qiáng)有力的上肢肌、肩胛骨穩(wěn)定肌以及肩的穩(wěn)定，肩胛骨穩(wěn)定肌中的斜方肌對(duì)于固勢(shì)-撒放階段的肩部穩(wěn)定尤其重要。Shinohara H.等人比較了肩胛骨穩(wěn)定肌和上肢肌在射箭動(dòng)作時(shí)的肌肉活性，發(fā)現(xiàn)精英組運(yùn)動(dòng)員下斜方肌的活性顯著高于初學(xué)者。他們認(rèn)為，為了提高射箭成績(jī)，很有必要訓(xùn)練下斜方肌[10]。而張秀麗等人比較了國(guó)家隊(duì)男女射箭運(yùn)動(dòng)員固勢(shì)-撒放階段肩部用力特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)更為符合射箭運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)和射箭技術(shù)動(dòng)作特點(diǎn)的女運(yùn)動(dòng)員在固勢(shì)-撒放階段持弓臂的斜方肌中束活性比傾向于用三角肌后部的男運(yùn)動(dòng)員要高[13]。本研究結(jié)果與上述研究的結(jié)果相似，振動(dòng)桿訓(xùn)練8周后，斜方肌活性有了顯著提高，并且其他的肩胛骨穩(wěn)定肌活性也有明顯提高，這對(duì)于固勢(shì)-撒放肩關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性起著重要作用。二是振動(dòng)桿訓(xùn)練可能激活了核心肌群[20,21]。核心肌群的激活有助于身體的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性[22]。侯向鋒等人比較了射箭運(yùn)動(dòng)員核心穩(wěn)定訓(xùn)練和傳統(tǒng)力量訓(xùn)練對(duì)固勢(shì)-撒放時(shí)間與黃心命中率的影響，發(fā)現(xiàn)核心穩(wěn)定的改善能減少固勢(shì)-撒放時(shí)間和提高黃心命中率[19]。Spratford W.等人發(fā)現(xiàn)核心穩(wěn)定對(duì)于減少固勢(shì)-撒放時(shí)間也有積極影響，甚至對(duì)撒放后的跟隨階段也有影響[23]。三是振動(dòng)桿訓(xùn)練促進(jìn)了本體感覺的發(fā)展[16,24]。本體感覺是動(dòng)態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)之一，良好的本體感覺對(duì)達(dá)到功能性效果很有必要。射箭運(yùn)動(dòng)是三維的，振動(dòng)桿訓(xùn)練不僅能夠讓孤立的肌肉振動(dòng)起來，還把肩胛帶整合到全身的動(dòng)力鏈中，帶動(dòng)整個(gè)肌肉鏈隨之振動(dòng)，這種訓(xùn)練對(duì)增強(qiáng)本體感覺有很大幫助，從而促進(jìn)神經(jīng)-肌肉協(xié)調(diào)能力。固勢(shì)-撒放動(dòng)作中的神經(jīng)-肌肉協(xié)調(diào)能力是“快射”技術(shù)特點(diǎn)的根本，也是射箭運(yùn)動(dòng)技術(shù)訓(xùn)練的核心要素之一，射箭運(yùn)動(dòng)員應(yīng)多加強(qiáng)神經(jīng)、肌肉協(xié)調(diào)能力的訓(xùn)練，而不僅僅是單純的局部肌肉力量，這也正是我國(guó)射箭運(yùn)動(dòng)體能訓(xùn)練的突破點(diǎn)。以上3點(diǎn)可能是本研究振動(dòng)桿訓(xùn)練8周后減少固勢(shì)-撒放時(shí)間和提高黃心命中率的原因。

本研究?jī)H針對(duì)肩胛骨穩(wěn)定肌群的肌電信號(hào)、固勢(shì)-撒放時(shí)間及黃心命中率進(jìn)行檢測(cè)統(tǒng)計(jì)，而射箭動(dòng)作的穩(wěn)定性極其復(fù)雜，與運(yùn)動(dòng)員身體各部位的運(yùn)動(dòng)控制和心理都有很大關(guān)系，影響射箭固勢(shì)-撒放時(shí)間及黃心命中率的影響因素有待后續(xù)進(jìn)一步研究。

5 結(jié)論

應(yīng)用振動(dòng)桿訓(xùn)練能顯著提高主要肩胛骨穩(wěn)定肌的激活水平，減少固勢(shì)-撒放時(shí)間，提高黃心命中率，可作為射箭運(yùn)動(dòng)員體能訓(xùn)練的一種有效輔助手段。