重復次數(shù)對健康男性等速軀干軸向旋轉力學特征的影響

等速運動，又稱恒定角速度運動，為當今較為精準的力量測試或訓練方式之一，其綜合了等長收縮和等張收縮的優(yōu)點，可使關節(jié)在既定的運動角速度下抵抗最大阻力收縮，訓練效果良好，等速運動可應用于運動損傷和提高運動員的運動水平

。過往研究證實，肌力與收縮速度、肌纖維類型(傳導速度)等存在相關性

，運動角速度是影響肌力輸出的最主要因素，然而，現(xiàn)尚無較多關于運動角速度和峰力矩相關性的報道，一般認為用于肌力測試或訓練的角速度低于60°/s，用于耐力測試或訓練角速度大于180°/s

，影響峰力矩的主要因素還有收縮次數(shù)、測試模式等

，最佳的測試參數(shù)迄今仍無統(tǒng)一標準。本文以此為背景，通過觀察健康男性軀干旋轉肌群在不同角速度和收縮次數(shù)下的等速力學特征，希望得出較為合適的測試角速度和重復次數(shù)，用以指導日后的臨床工作。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年6月～2020年2月在我科實習的20名男性學生，平均年齡(23.80±4.40)歲，平均身高和體重分別為(173.25 ± 4.76)cm和(65.58 ±7.80)kg。納入標準：男性，年齡20～35歲；無腰背傷史、特異性腰痛、腰椎間盤突出癥的患者；脊柱旋轉活動度正常。排除標準：測試中出現(xiàn)腰部不適；存在等速肌力測試的禁忌癥(如關節(jié)不穩(wěn)、呼吸系統(tǒng)疾病等)；腹部和腰部有手術史者；存在影響神經(jīng)傳導疾病者(如神經(jīng)根病、糖尿病等)。實驗設計經(jīng)我院倫理委員會批準(NFEC-2017-133)，所有患者均需簽署書面知情同意書。

對新疆人口就業(yè)的影響：截至2016年，新疆總人口2 398. 08萬人，農(nóng)業(yè)人口1 238. 61萬人(其中農(nóng)業(yè)從業(yè)人員492. 91萬人)，占總人數(shù)的51. 65%。2016年棉花每公頃家庭用工天數(shù)為34. 95日，雇工天數(shù)為103. 95日，情景A下，如果2020年與2025年棉花分別進口120萬噸、150萬噸，種植面積分別減少586. 67千hm2、733. 33千hm2，即工作日將分別減少8 146萬日、10 183萬日，如果一個人1年工作日按照245天(新疆地區(qū)減去1天肉孜節(jié)和1天古爾邦節(jié)假日)計算，相當于短期內(nèi)就業(yè)人數(shù)將分別減少33. 25萬人和41. 56萬人。

1.2 方法 采用德國產(chǎn)IsoMed 2000等速肌力測試系統(tǒng)及軀干旋轉附件(D&R FerstlGmbH，德國)，該系統(tǒng)的測試信度可達0.96

。每位受試者接受2次(方案A和方案B)等速軀干軸向旋轉測試，測試順序由隨機數(shù)表生成，其中方案A具體參數(shù)：模式為向心-向心，軀干左/右旋轉，無重力補償，測試角速度依次為90°/s、30°/s、180°/s，對應測試次數(shù)分別為5、5、10，組間休息1 min，30°/s評估結束后進行Borg勞累度評估量表(rating of perceived exertion scale，RPE)評估。方案B：模式為向心-向心，軀干左/右旋轉，無重力補償，測試角速度依次為90°/s、30°/s、180°/s，對應測試次數(shù)分別為10、10、15，組間休息1 min， 30°/s評估結束后同樣進行RPE評估。2次測試間隔24h以上，預防延發(fā)性肌肉酸痛影響測試結果。測試體位為坐位：受試者端坐于無靠背座椅上，固定骨盆、下肢和雙肩，雙足固定于踏板上，雙手置于手柄上，以0°為中立位，左旋40°，右旋40°。測試前均向每位受試者進行研究的介紹，并給予熟悉儀器的時間，正式開始時囑受試者盡全力收縮，并給予口頭鼓勵。

1.3 評定標準 選取峰力矩(peak torque，PT)和總功(total work，TW)進行分析：PT為活動范圍內(nèi)的力量最大值(單位為扭矩，N·m)；TW為肌肉在具體運動范圍內(nèi)所累積的物理量(單位為焦耳，J)，代表肌肉在特定范圍內(nèi)的收縮強度。提取方案A ：90°/s、30°/s的第2～4次PT均值(用PT90°-1和PT30°-1表示)，180°/s第2～9次PT(PT180°-1)和TW均值(TW180°-1)行統(tǒng)計分析，提取方案B：90°/s、30°/s第2～4次PT均值(PT90°-2和PT30°-2表示)和第7～9次PT均值(PT90°-3和PT30°-3)，180°/s第7～14次PT(PT180°-2)和TW均值(TW180°-2)行統(tǒng)計分析。RPE是由瑞典心理學家Gunnar Borg設計，測試者通過運動時的自身感覺進行評估，用以評估運動強度，分值為6～20分，分值越高代表運動強度越高。有研究顯示，RPE數(shù)值乘以10時，與其運動時的心率存在正相關性，因此可以使用RPE預測心率

。

2.1 軀干旋轉肌群在不同角速度下的PT和TW值比較 20例受試者在90°/s和30°/s角速度下，隨著運動次數(shù)的增加，軀干左旋/右旋PT雖出現(xiàn)輕微降低，但差異均無統(tǒng)計學意義，見表1，2。在180°/s角速度下，隨著運動次數(shù)的增加，PT和TW均顯著降低(均

<0.05)，見表3，4。

2 結果

本研究發(fā)現(xiàn)角速度低于90°/s，峰力矩最大值均出現(xiàn)于5次重復收縮組，收縮次數(shù)的增加雖致峰力矩出現(xiàn)輕微下降，但差異無統(tǒng)計學意義，同時受試者的RPE亦無顯著變化，意味著軸向旋轉次數(shù)在一定范圍內(nèi)的增加，尚不會增加受試者的心肺負荷，該發(fā)現(xiàn)可用于日后制定科學的訓練次數(shù)。本文結果顯示最大旋轉峰力矩出現(xiàn)于角速度為90°/s時，而非30°/s，一般而言，我們常使用低于角速度60°/s進行肌力測試，該現(xiàn)象部分異于過往研究結果，在一定角速度范圍內(nèi)，隨著角速度增加，峰力矩將減少

。這是因為肌肉收縮存在速度-張力曲線，快速收縮時，肌力下降是因為橫橋附著與再附著速度受到限制，導致附著橫橋的數(shù)量比肌肉緩慢收縮時少

。慢速運動時，肌群可同時募集I型和II型肌纖維，使得肌肉收縮力量較大，隨著運動速度的加快，則是募集II型肌纖維為主，加之在相同運動角速度下，同等單位的I型肌纖維收縮產(chǎn)生力量較II型肌纖維大

。如此看來，每個關節(jié)可能都有其特定的速度-張力關系，都有其最佳的收縮速度，故測試角速度的選擇需根據(jù)待測肌肉的力學特征而定。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料以x±s表示，組間比較采用t檢驗；計數(shù)資料以百分比表示，采用χ2檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

3 討論

軀干軸向旋轉主要依靠雙側腹內(nèi)斜肌、腹外斜肌、背闊肌、豎脊肌等肌肉協(xié)同收縮，如向右側旋轉時，主要依靠右側背闊肌、腹內(nèi)斜肌、豎脊肌，和左側腹外斜肌

。等速軀干軸向旋轉的設計特殊性，使軀干在水平面上旋轉時受重力的影響較少。肌力的大小與收縮速度和前后負荷相關，臨床上常用等速肌力測試對肌力進行量化評估，然而，雖等速測試存在信度高，可測試關節(jié)多樣等特點，但測試時所選擇的最佳測試參數(shù)，如測試模式、角速度、重復次數(shù)等尚無統(tǒng)一標準

。本文通過結合不同運動角速度和重復次數(shù)，觀察在兩者相互影響下，軀干旋轉峰力矩的變化特征，從而得出較佳的等速測試參數(shù)。

2.2 RPE評分比較 方案A為(12.85±2.41)分，方案B為(13.30±2.39)分，兩者比較差異無統(tǒng)計學意義(

=-0.847，

=0.397)。

當角速度為180°/s時，峰力矩出現(xiàn)較大幅度下降，隨著運動次數(shù)的增加，峰力矩和做功呈進一步顯著性下降。180°/s屬高速運動，為IsoMed 2000等速軀干旋轉的最高速度，脊柱左/右旋轉的穩(wěn)定性依賴眾多韌帶、關節(jié)囊等非主動收縮結構，配合主動肌、拮抗肌和協(xié)同肌協(xié)同收縮得以實現(xiàn)。脊柱包括頸椎、胸椎、腰椎和骶椎，各椎體間通過椎間盤和各種類型的小關節(jié)進行連接

，輔以核心肌群進行穩(wěn)定強化

?？焖龠\動使關節(jié)的穩(wěn)定性受到更多挑戰(zhàn)，運動速度越快，拮抗肌活動需增加以保持關節(jié)的穩(wěn)定性，但過快的測試速度受試者難以接受或無法企及，甚至可引起不適

。本研究發(fā)現(xiàn)15次快速軸向向心-向心旋轉后，PT和TW均出現(xiàn)顯著下降，意味著15次快速收縮后肌肉出現(xiàn)疲勞，故耐力測試或訓練的重復次數(shù)應設置于10次內(nèi)。

高校規(guī)范化的內(nèi)控建設體系不僅能提高管理工作的質量，促進學術科研教學的發(fā)展；還可以合理配置資金，提高教育經(jīng)費的使用效率，有效的遏制高校重復建設，避免資金浪費和無效投入；也只有全面系統(tǒng)的內(nèi)部控制體系才能夠規(guī)范經(jīng)濟行為，防止經(jīng)濟舞弊的發(fā)生。

綜上所述，在無重力補償向心-向心模式下，重復收縮5次內(nèi)等速肌力測試的峰力矩最大，收縮超過10次肌肉耐力顯著下降。隨著運動角速度的增加，軀干旋轉肌群的峰力矩與角速度呈非典型線性關系，角速度對峰力矩的影響仍需要進一步研究。本文存在不足之處：樣本量偏小，選用的測試角速度有限，僅選取部分常用的慢速、中速、快速角速度，后續(xù)研究應加大樣本量，增加等速測試頻譜，更加全面的了解重復次數(shù)、峰力矩和角速度間的關系。

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