*男子水球守門員膝、踝關節(jié)屈伸肌群等速肌力實驗測量

尚 玢，曹峰銳，陳 靜

(太原理工大學 a.體育學院，b.生物醫(yī)學工程研究所，太原 030024)

水球是在水中比賽的球類項目。優(yōu)秀的水球隊必須具備優(yōu)秀的守門員，一個優(yōu)秀的守門員可以帶活整支球隊，使整個隊伍的戰(zhàn)術運用更加靈活多變[1]。攻防轉換時，守門員作為進攻的發(fā)起人，其能否準確選擇進攻點并及時把球傳到位是每次進攻成功的關鍵。在水里，水球運動員無固定的支撐點，必須通過下肢不斷地踩水來保持身體的穩(wěn)定性。在對手發(fā)起進攻時，水球守門員需要頻繁快速地移動并隨時起跳來封擋對方的球，其下肢肌力差會嚴重影響踩水效果以及跳躍能力。

目前，等速肌力測試儀器廣泛地應用于對不同項目運動員關節(jié)肌群進行肌力水平評價，診斷拮抗肌群肌力均衡性[2-3]。采用等速肌力測試儀器同樣可以對水球守門員膝和踝關節(jié)屈伸肌群肌力水平進行評定，診斷分析膝和踝關節(jié)屈伸肌群肌力均衡性，為水球守門員膝和踝關節(jié)屈伸肌群肌肉力量訓練，預防膝和踝關節(jié)屈伸肌群因肌力比值失衡而導致關節(jié)、肌肉以及韌帶發(fā)生運動損傷。

國內(nèi)外文獻中對水球守門員下肢關節(jié)肌群等速肌力的研究較少。通過對水球守門員膝和踝關節(jié)進行等速屈伸肌力測試，診斷屈伸肌群是否因為水球項目運動專項的屬性而導致肌力均衡性的改變，可以有效預防水球守門員膝和踝關節(jié)屈伸肌群因肌力均衡性的變化而導致運動損傷的發(fā)生。因此，本文對國家男子水球守門員膝和踝關節(jié)進行屈伸等速測試，評價國家男子水球守門員膝和踝關節(jié)屈伸肌群肌力水平，診斷屈伸肌群肌力的對稱性，為國家男子水球守門員膝和踝關節(jié)屈伸肌群肌肉力量訓練，預防膝和踝關節(jié)發(fā)生運動損傷。

另外，本文采用拮抗肌群離心收縮峰力矩與原動肌群向心收縮峰力的比值來診斷我國職業(yè)運動員關節(jié)拮抗肌群肌力均衡性。希望通過本文的研究為其他項目運動員進行關節(jié)肌群肌力均衡性診斷提供參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象

4名中國國家隊男子水球隊守門員(測試過程中3名隊員完成膝關節(jié)測試，4名受試者完成踝關節(jié)測試)。受試者年齡平均值為20.3歲，平均身高為186.3 cm，平均體重為82.9 kg.

1.2 測試方法

1.2.1 測試儀器與方法

本實驗采用美國BIODEX等速肌力測試儀，測試前對等速肌力測試儀進行常規(guī)標定。測試前5 min讓運動員做好下肢準備活動，并讓其了解和掌握整個測試內(nèi)容。

膝和踝關節(jié)等速屈伸測試時運動員均采取坐位。膝關節(jié)屈伸肌群等速向心和離心測試速度為60°/s和240°/s；踝關節(jié)屈伸肌群等速向心和離心測試速度為60°/s和180°/s，在每個測試速度下先進行等速向心后進行等速離心測試，測試角速度的順序為先慢速后快速。

其中，60°/s膝和踝關節(jié)各最大屈伸5次，180°/s，240°/s各最大屈伸20次。所有測試數(shù)據(jù)均進行重力校正，該測試由同一名實驗員操作完成。

1.2.2 研究指標

1) 相對峰力矩：峰力矩與體重的比值，該指標可以更好地比較不同個體間的差異。

2) 屈肌群向心收縮峰力矩(concentric contraction peak torgue,CCPT)(60°/s)/伸肌群CCPT(60°/s)：慢速測試下屈伸肌群峰力矩比值，該指標可以評價屈伸肌群最大向心收縮肌力均衡性。

3) 屈肌群CCPT(240°/s)/伸肌群CCPT(240°/s)：快速測試下屈伸肌群峰力矩比值，該指標可以評價屈伸肌群快速向心收縮肌力均衡性。

4) 屈肌群離心收縮峰力矩(eccentric contraction peak torgue,ECPT)(60°/s)/伸肌群CCPT(240°/s)：慢速測試下屈肌群離心收縮峰力矩與快速測試下伸肌群向心收縮峰力矩比值，該指標可以評價屈肌群離心收縮肌力與伸肌群向心收縮肌力的均衡性。

5) 伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(240°/s)：慢速測試下伸肌群離心收縮峰力矩與快速測試下屈肌群向心收縮峰力矩比值，該指標可以評價伸肌群離心收縮肌力與屈肌群向心收縮肌力的均衡性。本文將“屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(240°/s)”以及“伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(240°/s)”的理想范圍為大于1[4-5].

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

2 研究結果

2.1 相對峰力矩

國家男子水球守門員膝和踝關節(jié)屈伸肌群相對峰力矩值如表1和表2所示。

由表可知，膝關節(jié)屈肌群向心收縮相對峰力矩值小于伸肌群，而踝關節(jié)屈肌群向心收縮相對峰力矩值大于伸肌群；膝關節(jié)屈肌群離心收縮相對峰力矩值大于伸肌群，但踝關節(jié)屈肌群離心收縮相對峰力矩值小于伸肌群。在不同測試角速度下，國家男子水球守門員左右兩側膝和踝關節(jié)向心或離心收縮相對峰力矩值均無顯著性差異(p>0.05).

表1 膝關節(jié)屈伸肌群相對峰力矩Table 1 Relative peak torque of knee flexors and extensors (N·m·kg-1)

表2 踝關節(jié)屈伸肌群相對峰力矩Table 2 Relative peak torque of ankle flexors and extensors (N·m·kg-1)

2.2 膝和踝關節(jié)屈伸肌群向心和離心收縮峰力矩比率

國家男子水球守門員膝關節(jié)屈伸肌群CCPT與ECPT比值如表3所示。

表3 膝關節(jié)屈伸肌群向心和離心收縮峰力矩比值Table 3 Ratios of concentric or eccentric contraction peak torque of knee flexors and extensors

由表3可知，在60°/s測試條件下，所有受試者膝關節(jié)屈伸肌群CCPT比值最小值為0.4、最大值為0.6，伸屈肌群ECPT比值最小值為1.2、最大值為1.6；在240°/s測試條件下，膝關節(jié)屈伸肌群CCPT比值最小值為0.5、最大值為0.7，伸屈肌群ECPT比值最小值為1.2、最大值為1.5.左右兩側膝關節(jié)屈伸肌群CCPT比值均隨著測試速度的增加而增大。在不同測試速度下，左右兩側膝關節(jié)屈伸肌群CCPT比值與伸屈肌群ECPT比值的差異均不具有顯著性(p>0.05).

國家男子水球守門員踝關節(jié)伸屈肌群CCPT比值與ECPT比值，如表4所示。

表4 踝關節(jié)屈伸肌群向心和離心收縮峰力矩比率Table 4 Ratios of concentric or eccentric contraction peak torque of ankle flexors and extensors

由表4可知，在60°/s測試條件下，所有受試者踝關節(jié)伸屈肌群CCPT比值最小值為0.2、最大值為0.3，屈伸肌群ECPT比值最小值為0.3、最大值為0.5；在180°/s測試條件下，踝關節(jié)伸屈肌群CCPT比值最小值為0.4、最大值為0.6，屈伸肌群ECPT比值最小值為0.4、最大值為0.6.左右側踝關節(jié)伸屈肌群CCPT以及ECPT比值均隨著測試速度的增加而增大。在不同測試速度下，左右兩側踝關節(jié)屈伸肌群CCPT比值與伸屈肌群ECPT比值的差異均不具有顯著性(p>0.05).

2.3 膝和踝關節(jié)屈伸肌群混合性比值

在不同測試角速度下，國家男子水球守門員膝關節(jié)和踝關節(jié)等速屈伸測試時，屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(240°/s)與伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(180°/s)的比值如表5和表6所示。

表5 膝關節(jié)屈伸肌群混合比值Table 5 Mixed ratio of knee flexors and extensors

表6 踝關節(jié)屈伸肌群混合比值Table 6 Mixed ratio of ankle flexors and extensors

在60°/s和240°/s測試下膝關節(jié)ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(240°/s)與伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(240°/s)均大于1且隨著測試速度的增加而增大。左右兩側膝關節(jié)屈伸等速測試時，屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(180°/s)與伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(180°/s)均無顯著性差異(P>0.05).在不同測試角速度下，除了王某左右兩側踝關節(jié)屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(180°/s)(踝關節(jié)伸)小于1外，其他3名受試者踝關節(jié)等速屈伸測試時，在60°/s和180°/s測試下踝關節(jié)屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(180°/s)與伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(180°/s)均大于1.所有受試者左右兩側踝關節(jié)屈伸等速測試時，屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(180°/s)與伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(180°/s)均無顯著性差異(p>0.05).

3 分析與討論

3.1 膝和踝關節(jié)屈伸肌群肌肉力量

范建中等[6]對我國健康男性青年膝關節(jié)進行等速屈伸測試，測得青年男子膝關節(jié)屈肌群相對峰力矩平均值分別為1.33(60°/s，左側)，1.29(60°/s，右側)，0.76(180°/s，左側)，0.84(180°/s，右側)；伸肌群相對峰力矩平均值分別為2.56(60°/s，左側)，2.66(60°/s，右側)，1.57(180°/s，左側)，1.62(180°/s，右側)。王向東等[7]則測得青年男子踝關節(jié)伸肌群相對峰力矩平均值分別為0.31(60°/s)，0.18(180°/s)，屈肌群峰力矩平均值分別為0.93(60°/s)，0.53(180°/s).本文測得的國家男子水球守門員踝關節(jié)屈伸肌群CCPT值大于王向東等[7]對我國青年男子踝關節(jié)屈伸肌群測試值。從本文測試結果可以明顯看出，國家男子水球守門員膝踝關節(jié)屈伸肌群向心收縮相對峰力矩值均大于我國青年男子，這說明了運動員長期運動與訓練的適應性有關。

3.2 膝和踝關節(jié)屈伸肌群收縮肌力均衡性分析

國內(nèi)外研究普遍認為，人體膝關節(jié)屈伸肌群CCPT比值在慢速測試下應不低于0.6且隨著測試角速度的增加而增大[8]。范建中等[6]測得國內(nèi)健康青年男性膝關節(jié)屈伸肌群CCPT比率平均值分別為51.6%(60°/s)、50.22%(180°/s)。胡俊梅等[4]測得男子游泳運動員膝關節(jié)屈伸肌群CCPT比率平均值分別為52.0%(60°/s)、74.12%(240°/s).DALAMITROS et al[9]測得男子游泳運動員膝關節(jié)屈伸肌群CCPT比率平均值分別為51.61%(60°/s，左側)、51.65%(60°/s，右側)。從本文測試結果來看，國家男子水球守門員膝關節(jié)屈伸肌群CCPT比值較低，說明國家男子水球守門員膝關節(jié)屈肌群向心收縮肌力較弱。屈建華[10]同樣測得男子水球運動員膝關節(jié)屈伸肌群CCPT比值低于0.6，這與本文結果相一致。

水球守門員在水中沒有固定的支撐點，只能通過下肢踩水和上肢按水來保持身體在水中的穩(wěn)定性。另外，水球守門員在防守時要不斷地移動并且變換踩水速度及時起跳，在水中踩水和起跳需要憑借膝關節(jié)伸肌群向心收縮的力量，膝關節(jié)伸肌群向心收縮力量差會嚴重削弱踩水和水中跳躍能力。因而，長期的訓練和比賽使得國家男子水球守門員膝關節(jié)伸肌群向心收縮肌肉力量得到優(yōu)先發(fā)展和提高，導致膝關節(jié)屈伸肌群CCPT比率較低。因此，國家男子水球守門員在力量訓練中除了需要加強膝關節(jié)伸肌群向心收縮肌力訓練外，還應重視對膝關節(jié)屈肌群向心收縮肌肉力量的提高訓練。

國內(nèi)外有關運動員膝關節(jié)屈伸肌群等速肌力測試研究大部分集中于屈伸肌群CCPT比率，但對膝關節(jié)伸屈肌群ECPT比率的合理范圍還不明確。筆者認為，人體膝關節(jié)伸屈肌群ECPT比值也應有合理的區(qū)間范圍，需通過對不同年齡段健康人群膝關節(jié)進行大樣本量等速屈伸離心測試，制定出膝關節(jié)伸屈肌群ECPT比值的合理區(qū)間范圍。從本文測試結果來看，國家男子水球守門員左右兩側膝關節(jié)屈伸肌群與伸屈肌群CCPT比值是隨著測試速度的增加而增大，由此說明膝關節(jié)伸肌群CCPT比值隨測試角速度的增加其降低的幅度小于屈肌群。

目前為止，有關踝關節(jié)伸屈肌群CCPT比值以及屈伸肌群ECPT比值的合理區(qū)間尚無定論。本文測得國家男子水球守門員踝關節(jié)伸屈肌群CCPT比值低于國內(nèi)青年男子[7]和男子10 m跳臺運動員[11]的測試值。由此可以反映出，國家男子水球守門員踝關節(jié)伸肌群向心收縮肌力較弱。同膝關節(jié)一樣，水球守門員踩水和起跳需憑借踝關節(jié)屈肌群向心收縮肌肉力量，而踝關節(jié)屈肌群向心收縮肌力差同樣會削弱踩水和水中跳躍的能力。因而，長期的訓練和比賽使得國家男子水球守門員踝關節(jié)屈肌群向心收縮肌力得到優(yōu)先發(fā)展提高，導致踝關節(jié)伸屈肌群CCPT比值較低，故該項力量應在國家男子水球守門員訓練中得到加強和重視。

3.3 膝和踝關節(jié)屈伸肌群肌力的均衡性分析

以往研究人員對運動員膝關節(jié)進行等速屈伸測試時均采用屈伸肌群CCPT比率(比值)來診斷分析膝關節(jié)屈伸肌群肌力均衡性[12-13]。在此基礎上AAGAARD et al[14]提出，人體在走、跑和跳的過程中，膝關節(jié)屈伸肌群不是也不可能同時進行相同形式的生理性收縮。例如，當膝關節(jié)進行伸展運動時，伸肌群進行向心收縮，而屈肌群則同時進行離心收縮；而當膝關節(jié)進行屈曲運動時，屈肌群進行向心收縮的同時伸肌群則進行離心收縮。也就是說膝關節(jié)進行屈伸運動時屈伸肌群互為拮抗肌，拮抗肌群離心收縮肌力不但要牽制原動肌群向心收縮肌力，而且還要減緩下肢運動的慣性力，從而保證膝關節(jié)在屈伸運動過程中的穩(wěn)定性。若拮抗肌群離心收縮肌力較弱，則容易導致拮抗肌群發(fā)生運動性拉傷以及進一步誘發(fā)膝關節(jié)在運動中不穩(wěn)，影響運動員運動技術的正常發(fā)揮。

之后，AAGAARD et al[15]進一步提出在對膝關節(jié)進行等速屈伸測試時采用“拮抗肌群ECPT/原動肌群CCPT”來診斷膝關節(jié)屈伸肌群離心收縮肌力與原動肌群向心收縮肌力的均衡性能夠更符合膝關節(jié)在實際運動過程中屈伸肌群(互為拮抗肌群)所對應不同生理收縮模式下的肌力對應關系。對于比賽中運動員需頻繁快速奔跑以及下肢快速發(fā)力的運動項目，如足球運動員經(jīng)常需大力抬腿踢球射門，為了提高射門的速度，足球運動員膝關節(jié)需大力快速伸展，此時膝關節(jié)伸肌群向心收縮是動力的主要來源，在膝關節(jié)伸肌群向心收縮的同時腘繩肌則進行離心收縮，如果腘繩肌離心收縮肌力薄弱容易致使其發(fā)生運動性拉傷。至此，國外研究者對運動員膝關節(jié)進行屈伸等速測試時開始廣泛采用“屈肌群ECPT/伸肌群CCPT”來診斷膝關節(jié)屈肌群離心收縮肌力與伸肌群向心收縮肌力的均衡性；通過“伸肌群ECPT/屈肌群CCPT”評價膝關節(jié)伸肌群離心收縮肌力與屈肌群向心收縮肌力的均衡性，并作為預防腘繩肌發(fā)生運動性拉傷以及膝關節(jié)前交叉韌帶損傷的診斷指標[16]。

在對膝關節(jié)進行等速屈伸測試時，采用“屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(240°/s)”以及“伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(240°/s)”能夠更好地診斷膝關節(jié)屈伸運動時拮抗肌群離心收縮肌力與原動肌群向心收縮肌力的均衡性，可將其稱為Mixed Ratio，即混合性比值。從本文測試計算結果來看，在不同測試速度下，除了王某左右兩側踝關節(jié)屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(180°/s)(踝關節(jié)伸)小于1外，其余3名受試者踝關節(jié)等速屈伸測試時，當測試速度分別為60°/s和180°/s時，膝和踝關節(jié)“屈肌群ECPT(60°/s)/伸肌群CCPT(180°/s)”與“伸肌群ECPT(60°/s)/屈肌群CCPT(180°/s)”均大于1，由此可反映出，王某隊員踝關節(jié)屈肌群最大離心收縮肌力較弱。

膝和踝關節(jié)在進行屈伸運動的過程中只有拮抗肌群具有強大的離心收縮肌力才能保證膝踝關節(jié)在完成屈伸運動中的穩(wěn)定性。為了封擋對方的高射球，水球守門員在球門前需要下肢大力蹬升躍起來封擋球，膝關節(jié)伸肌群以及踝關節(jié)屈肌群的向心收縮肌力的大小決定著水球守門員從水中躍起的高度。若在下肢大力快速蹬升時，腘繩肌或者踝關節(jié)伸肌群的離心收縮肌力薄弱，很容易導致膝關節(jié)腘繩肌和踝關節(jié)伸肌群發(fā)生運動性拉傷，進而嚴重影響躍起高度。因而，水球守門員膝關節(jié)腘繩肌和踝關節(jié)伸肌群需具有強大的離心收縮肌力保證下肢在蹬升運動中膝和踝關節(jié)的穩(wěn)定性。另外，水球守門員需要在水下不斷快速地踩水來維持身體的重心，膝和踝關節(jié)快速屈伸運動時拮抗肌群離心收縮肌力與原動肌群向心收縮肌力的均衡是水球守門員在水下踩水的同時進行快速移動和水中躍起的重要保障。

4 結束語

綜上所述，受試者膝和踝關節(jié)屈伸等速測試時拮抗肌群離心收縮肌力與原動肌群向心收縮肌力均衡。由于運動項目的專項屬性導致運動員關節(jié)拮抗肌群肌力失衡，而關節(jié)拮抗肌群肌力失衡是關節(jié)非接觸性運動損傷的主要誘發(fā)因數(shù)。通過對不同項目運動員關節(jié)肌群進行定期肌力均衡性監(jiān)測，對運動員關節(jié)肌群特別是拮抗肌群運動損傷的發(fā)生起到積極的預防作用。