等速肌力测试膝、踝关节及腰背肌力量的评价

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.46.009

中国组织工程研究 ›› 2015, Vol. 19 ›› Issue (46): 7425-7429.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2015.46.009

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等速肌力测试膝、踝关节及腰背肌力量的评价

宋爱晶，邓京捷，吕晓红，张援

广东省体育科学研究所, 国家体能与训练适应控制系统重点实验室, 广东省运动测试重点实验室，广东省广州市 510663

收稿日期:2015-09-15 出版日期:2015-11-12 发布日期:2015-11-12
通讯作者: 张援，博士，研究员，广东省体育科学研究所, 国家体能与训练适应控制系统重点实验室, 广东省运动测试重点实验室，广东省广州市 510663
作者简介:宋爱晶，女，1982年生，山东省海阳市人，汉族，2011年重庆大学毕业，博士，助理研究员，主要从事运动生理生化和生物力学研究。

Isokinetic muscle strength characteristics of the knee, ankle and trunk

Song Ai-jing, Deng Jing-jie, Lv Xiao-hong, Zhang Yuan

Guangdong Provincial Institute of Sports Science, Key Laboratory of Physical Fitness and Training Adaptive Control System of the State Sports General Administration, Key Laboratory of Guangdong Sports Test Center, Guangzhou 510663, Guangdong Province, China

Received:2015-09-15 Online:2015-11-12 Published:2015-11-12
Contact: Zhang Yuan, M.D., Researcher, Guangdong Provincial Institute of Sports Science, Key Laboratory of Physical Fitness and Training Adaptive Control System of the State Sports General Administration, Key Laboratory of Guangdong Sports Test Center, Guangzhou 510663, Guangdong Province, China
About author:Song Ai-jing, M.D., Assistant researcher, Guangdong Provincial Institute of Sports Science, Key Laboratory of Physical Fitness and Training Adaptive Control System of the State Sports General Administration, Key Laboratory of Guangdong Sports Test Center, Guangzhou 510663, Guangdong Province, China

摘要/Abstract

摘要：

背景：等速肌力测试已普遍用来作为运动员肌肉系统的机能状态和运动损伤的治疗效果评定的一种客观指标。
目的：探讨作为足球运动专项肌群的腰背肌、膝关节以及踝关节肌力特征。
方法：运用Cybex-Norm等速肌力测试与训练系统评价足球运动员在不同角速度下的膝、踝关节及腰背肌群屈伸肌峰力矩、相对峰力矩以及耐力水平。
结果与结论：运动员膝、踝关节左右两侧肌力发展较为均衡(< 5%)，膝关节伸肌峰力矩和相对峰力矩偏低，屈肌峰力矩和相对峰力矩偏高，左侧膝关节表现尤为突出，不利于比赛时有效地控球、踢球和纵跳等动作的完成；腰背肌群相对峰力矩值相对较弱，容易在运动过程中发生损伤，引起下背痛类疾病；膝、踝关节以及腰背肌群的速度耐力水平均有较大提高空间。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 组织构建, 组织工程, 等速肌力, 运动员, 膝关节, 踝关节, 腰背肌群

Abstract:

BACKGROUND: Isokinetic test has been generally used as an objective indicator for assessing the functional state and sports injury of the muscle system in athletes.
OBJECTIVE: To explore the isokinetic muscle strength characteristics of the knee, ankle and trunk in football players.
METHODS: Cybex-Norm isokinetic testing system was used to test the flexion and extension peak torque, relative peak torque and relative endurance of the isokinetic double knees double ankles and trunk at different angular velocity.
RESULTS AND CONCLUSION: There was no significant difference between the muscle strength of the bilateral knees and ankles (< 5%). The extensor peak torque and relative peak torque of the knee were lower, and the flexor peak torque and relative peak torque of the knee were higher, especially in the left knee, which is not conductive to the effective completion of ball control, kicking and vertical jump. The relative peak torque of the trunk was relatively weak, which is prone to damage during exercise and results lower back pain. Relative endurances of the knee, ankle and trunk are not satisfied, which can be improved greatly.
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

Key words: Knee Joint, Ankle Joint, Athletes

宋爱晶，邓京捷，吕晓红，张援. 等速肌力测试膝、踝关节及腰背肌力量的评价[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(46): 7425-7429.

Song Ai-jing, Deng Jing-jie, Lv Xiao-hong, Zhang Yuan. Isokinetic muscle strength characteristics of the knee, ankle and trunk[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2015, 19(46): 7425-7429.

图/表（结果） 5

2.1 参与者数量分析纳入受试者32名，按意向性处理分析，全部进入结果分析。

2.2 膝关节屈伸肌群力矩(PT)和相对力矩(PT/BW) 在角速度60 (°)/s条件下，膝关节左右侧伸、屈肌峰力矩以及相对伸、屈肌峰力矩差异均无显著性意义(P > 0.05)。见表2。

2.3 膝关节屈伸肌峰力矩比值(F/E) 在角速度60 (°)/s条件下，膝关节左右侧屈肌峰力矩/伸肌峰力矩比值差异无显著性意义(左0.71±0.14，右0.68±0.11，P > 0.05)。

2.4 膝关节耐力水平(ER) 在角速度240 (°)/s条件下，膝关节左右侧屈、伸肌耐力水平差异无显著性意义(P > 0.05)。见表3。

2.5 踝关节屈伸肌群力矩(PT)和相对力矩(PT/BW) 在角速度30 (°)/s条件下，踝关节左右侧伸、屈肌峰力矩以及相对伸、屈肌峰力矩差异均无显著性意义(P > 0.05)。见表4。

2.6 踝关节屈伸肌峰力矩比值(F/E) 在角速度30 (°)/s条件下，踝关节左右侧屈肌峰力矩/伸肌峰力矩比值差异无显著性意义(左0.39±0.07，右0.38±0.08，P > 0.05)。

2.7 踝关节耐力水平(ER) 在角速度120(°)/s条件下，踝关节左右侧屈、伸肌耐力水平差异无显著性意义(P > 0.05)。见表5。

2.8 腰背肌群屈伸肌力矩(PT)和相对力矩(PT/BW) 在角速度60 (°)/s条件下，腰背肌群伸、屈肌峰力矩以及相对伸、屈肌峰力矩差异均无显著性意义(P > 0.05)。见表6。
2.9 腰背肌屈伸肌峰力矩比值(F/E) 在角速度60 (°)/s条件下，腰背肌群屈/伸肌峰力矩比值为1.17±0.23。
2.10 腰背肌耐力水平(ER) 在角速度180 (°)/s条件下，腰背肌群屈、伸肌耐力水平差异无显著性意义(屈肌耐力水平74.94±11.91，伸肌耐力水平80.28±12.33，P > 0.05)。

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引言

材料方法

讨论

等速运动的概念最早由美国学者Hislop和Perrine 于1967年提出^[7]。之后，在运动医学领域中，等速肌力在力量测试、力量训练，以及肢体损伤后关节肌肉康复训练方面得到广泛应用，并开展多方面的科学研究。目前，国内外已经把等速训练作为提高运动员肌力、爆发力和耐力以及损伤康复的一个重要手段，而等速测试指标也已成为评定肌肉力量特征的黄金指标^[2^，^8]。Wilk等^[9]研究认为，120 (°)/s以下作为绝对力量测试角度，120 (°)/s以上作为快速力量测试角度比较合理，结合足球项目的特点以及关节的特点，选定30 (°)/s作为踝关节绝对力量的测试角度，60 (°)/s作为膝关节和腰背肌群的绝对力量测试角度，选定120 (°)/s作为踝关节耐力水平的测试角度，选定240 (°)/s作为膝关节耐力水平的测试角度，选定180 (°)/s作为腰背肌群耐力水平的测试角度。

与以往的研究比较，本研究的受试者身体基本情况与1988年李国平等^[10]报道的国家队受试者比较，其身体基本情况与国家队男足的相近，平均年龄偏小，身高偏高，体质量偏高。与冯连世等^[11]报道的男子青年足球队以及男子甲级足球队的身高和体质量相比，同样均偏高，年龄偏小，身高和体质量偏高的现象可能与目前国家整体的国民素质有关。

足球运动是世界上开展最为广泛、影响力最大的体育运动项目之一，被誉为“世界第一运动”。足球运动系非周期性同场对抗性项目，对运动员的快速力量和最大力量有着很高的要求，具备良好的肌肉力量是基本的也是必备的要素之一，其中，膝关节、踝关节和腰背肌群肌肉力量在这其中起着重要而主导的作用。从膝关节、踝关节及腰背肌群的等速肌力测试结果来看，屈伸肌力均随运动速度增加而减小，与以往研究结果一致^[10^，^12]。关于左右肢体肌力平衡问题，从膝关节和踝关节的等速肌力结果来看，无论是膝关节，还是踝关节，其左右两侧肌力差别很小(< 5%)，左右肌力平衡性较好，与以往研究结果一致^[13]。值得指出的是膝关节左右两侧屈肌相对峰力矩相比，虽无显著性差异，但左侧明显高于右侧，而左右两侧伸肌相对峰力矩相比，同样无显著性差异，但右侧明显好于左侧，分析原因，可能与该运动队大部分队员习惯于右脚控球、起跳，左脚参与控速、稳定肢体有关。

膝关节屈伸肌收缩主要由股四头肌与股后群肌完成，伸肌的主要作用是踢球和纵跳，屈肌的主要作用是对下肢的减速作用，控制伸膝，保持膝关节的稳定性。从膝关节肌力测试结果看，其伸屈肌峰力矩值与冯连世等^[11]报道的北京男足相比屈肌峰力矩值偏高，伸肌峰力矩值偏低。其相对峰力矩值与李国平等^[10]研究的国家队男足运动员相比较，屈肌相对峰力矩值偏高，伸肌相对峰力矩值偏低。分析原因可能与该队日常训练中重视屈肌即股后群肌的训练有关，如此，有效的降低了膝关节屈肌拉伤的几率。但Malliou等^[14]在膝关节伸展力量与纵跳高度的研究发现，无论是准备期还是比赛恢复期，膝关节伸展力量与纵跳高度均显著性相关。分析原因可能是该队运动员在日常训练中对伸肌的训练强度和量不够，而足球踢球动作对膝关节伸肌要求比较高，出现伸肌不足的结果可能带来的后果是影响运动员踢球的效率、纵跳的能力和高度、守门员拦门效率以及中场运动员头球的效率等。

膝关节前后肌群力量的比率一直是体育训练和运动医学研究的重点^[10^，^15]。股四头肌和腘绳肌的肌力比例失调，不仅影响运动能力的发挥，还会引起腘绳肌的拉伤。国外许多学者报导膝关节屈/伸比值一般在慢速测试时[60 (°)/s]为60%-69%^[16]，中速测试[180 (°)/s]时为70%-79%，快速测试时[300 (°)/s]为80%-95%^[15]。从研究结果看，左右两侧股四头肌和股后群肌的屈伸肌比(F/E)分别为0.71±0.14和0.68±0.11。高于Knapik^[17]和方海波等^[12]的研究结果以及冯连世等^[11]报道的值，右侧F/E值与Oberg等^[16]的研究结果相近，左侧F/E值略高于Oberg等的研究结果，这与前面提到的该足球队膝关节左侧伸肌力量相对弱，屈肌力量相对较强有关，提示以后的训练中，需加强左侧伸肌力量训练，提高左侧膝关节的伸肌力量水平，优化左侧膝关节屈伸肌峰力矩比值，做到左右两侧更为均衡的发展，提高比赛时控球、踢球和起跳的效率，同时减少比赛时运动损伤的发生。从膝关节速度耐力数据来看，屈伸肌速度耐力值均在83左右，说明其速度耐力水平较好，但有提高的空间。

足球运动员中踝关节损伤比较频繁，常被称之为“足球踝”，足球运动员中踝关节损伤患病率可高达80%，足球运动员踝关节损伤与足球运动中的技术特点有关。足球运动对抗性强、速度转换快、动作变化多等特点，加之其技术动作中具有许多爆发启动、急停、急转等瞬间万变的动作，踝关节极易发生损伤^[18-20]。踝关节肌肉力量来源于其周围的肌肉及跨关节肌肉，Lees等^[21]研究认为，一般来讲，踝关节所输出的功率来源于3个部分：27%来源于周围肌肉的收缩，53%来源于超等长收缩所储存于肌腱里的弹性势能，20%来源于膝关节所传送的功率。目前，越来越多的学者开始关注肌力训练在踝关节不稳中的作用研究^[22-25]，对于足球运动员踝关节的研究主要集中在损伤和康复方面，而关于足球运动员踝关节等速肌力方面的研究目前尚未见报道。从踝关节的研究结果看，踝关节左右屈伸肌比值分别为1.01±0.13和0.97±0.17，左右屈伸肌比值接近1，说明其左右肌力平衡能力水平较好。相对峰力矩所测结果与“足球踝”高发的健美操运动员相比，踝关节相对屈、伸肌峰力矩值均高于国际级健美操运动员在60 (°)/s时所测的踝关节相对屈、伸肌峰力矩值^[26]。从踝关节的速度耐力数据来看，踝关节左右两侧伸肌速度耐力均值均大于81，屈肌速度耐力均值均高于75，伸屈肌速度耐力水平虽无显著性差异，但存在不均衡的现象，日后的训练中在整体提高速度耐力的基础上应着重加强屈肌速度耐力水平的提高，以便更好地完成比赛时的跑动、转向等动作。

腰背肌在维持脊柱稳定性方面起着举足轻重的作用，关于腰背肌群的等速肌力研究国外文献报道较多，国内相对较少，而关于足球运动员腰背肌群等速肌力测试的分析研究尚未见报道，从腰背肌群等速肌力测试结果来看，其屈伸肌峰值力矩均高于王翠霞等^[8]关于脊柱易受损角度范围研究的受试者在60 (°)/s时所测的值，但其屈伸肌相对峰力矩值均小于张德辉等^[27]在下背痛患者研究中正常组在30 (°)/s和90 (°)/s时所测得的相对峰力矩值，而与青年下背痛组在两种角度下的测试数据相近，提示该队运动员整体腰背肌力相对较弱，容易在运动过程中发生损伤，引起下腰部疼痛、酸困、沉重等下背痛疾病，而这些无疑是赛场竞技能力发挥及成绩的取得的不利因素。背伸肌群与腹屈肌群保持一定比例才能维持躯干生理前凸，两肌群协调作用才能完成躯干的运动功能，张德辉等^[27]的研究指出向心运动时F/E值的正常范围为0.79-0.85。李新华^[28]的研究认为经典的F/E值为0.78。在本实验结果中，该足球队运动员的腰背肌群屈伸肌比值为1.17±0.23。与李新华^[28]、何强^[29]、殷翔^[30]、张德辉等^[27]以及王翠霞等^[8]的结果比较，F/E值偏高，提示该队运动员腰背肌群肌力存在失衡现象，腰背肌肌力下降，与前面峰力矩研究的结果相一致，提示该足球队运动员日后训练中需加强腰背肌力的训练和发展。在速度耐力方面，所测足球队运动员的腰背肌屈肌速度耐力水平为74.94±11.91，伸肌速度耐力水平为80.28±12.33，与张德辉等^[27]的研究相比，腰背肌群屈伸肌的速度耐力水平相对偏低，而张德辉等^[27]的研究认为躯干的快速运动主要与Ⅱ型纤维有关，Ⅱ型纤维受累后即表现为ER水平下降，故此研究结果提示该足球队运动员整体快肌即Ⅱ型肌发展不够，有待提高和加强。

结论：①膝、踝关节左右两侧肌力较为均衡(< 5%)，但与以往报道的膝关节屈伸肌峰力矩和相对峰力矩比较，伸肌峰力矩和相对峰力矩偏低，屈肌峰力矩和相对峰力矩偏高，左侧膝关节表现尤为突出，不利于比赛时有效地控球、踢球和纵跳等动作的完成，特别不利于守门员拦门效率以及中场运动员头球的效率，提示需加强左侧膝关节伸肌力量的训练。②腰背肌群峰力矩值相对较强，但相对峰力矩值相对较弱，提示日之泉男足运动员腰背肌力相对较弱，容易在运动过程中发生损伤，引起下腰部疼痛、酸困、沉重等下背痛疾病，而这些无疑是赛场竞技能力发挥及成绩的取得的不利因素。③膝、踝关节以及腰背肌群的速度耐力水平均有较大提高空间，日后训练中建议通过提高动作速度即发展Ⅱ型快肌来提高下肢肌肉的爆发力以及肌群整体做功功率，以此提高肌肉耐力水平。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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