張 飛 劉一平

(福建師范大學體育科學學院,福建福州 350007)

中頻電刺激對膝關(guān)節(jié)肌群等速肌力相關(guān)指標影響的實驗研究

張 飛 劉一平

(福建師范大學體育科學學院,福建福州 350007)

目的:探討中頻電刺激療法對人體膝關(guān)節(jié)等速肌肉力量相關(guān)指標的影響。方法:將12名健康男青年隨機分為對照組6人、中頻電刺激干預組6人,干預組進行一個療程中頻電刺激。分別于實驗前、后使用等速肌力測試儀測試受試者右側(cè)膝關(guān)節(jié)肌群肌力相關(guān)指標,測試強度定為以下兩組:角速度60°/s重復運動5次組和角速度180°/s重復運動15次組。結(jié)果:(1)與實驗前相比,干預組角速度為60°/s時,膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群相對平均峰力矩APT%BW顯著升高(P＜0.05),相對平均功率AP%BW明顯增加(P＜0.01);(2)干預組角速度為180°/s時,實驗前后伸、屈肌群疲勞指數(shù)均FI減小且有統(tǒng)計學意義(P＜0.05);(3)實驗前、后干預組屈、伸肌群峰力矩角度變化均無顯著性差異(P＞0.05);(4)與實驗前相比,對照組各項測試指標變化均無顯著性差異。結(jié)論:中頻電刺激療法對提高人體膝關(guān)節(jié)肌群相對平均峰力矩、相對平均功率和降低疲勞指數(shù)有明顯的效果,對提高膝關(guān)節(jié)肌群爆發(fā)力和耐力起到一定的作用。

中頻;電刺激;膝關(guān)節(jié)肌群;等速肌力

1 前言

膝關(guān)節(jié)是人體關(guān)節(jié)中構(gòu)造最復雜的關(guān)節(jié),它在人體日常生活和體育活動中起著非常重要的作用,幾乎所有的體育運動項目都需要膝關(guān)節(jié)的參與,膝關(guān)節(jié)肌群的性能直接影響到運動成績。

目前,國內(nèi)外諸多學者都參加了對膝關(guān)節(jié)肌群肌肉力量的測試研究,其中關(guān)于通過各種手段提高肌肉力量的研究較多,而利用中頻治療儀促進健康人群肌肉力量增長還少有人研究。電腦中頻理療儀是利用中頻電刺激原理研制而成,可用于多種常見病、多發(fā)病的治療,如腰椎病、頸椎病、運動損傷、周圍神經(jīng)損傷等。與低頻脈沖電流相似,由1-150Hz的低頻調(diào)制的中頻電流也能引起肌肉收縮。因此,中頻電流亦可用于鍛煉肌肉、預防肌肉萎縮、提高骨骼肌張力、調(diào)整自主神經(jīng)功能。它具有以下特點:對皮膚的刺激性小,不易引起疼痛;無電解作用,不易損害皮膚,有利于持久治療;人體的耐受性良好,電流的作用深度較大?；谥蓄l電治療儀良好的治療效果,它被廣泛應用于醫(yī)院、家庭,而在體育領(lǐng)域卻很少用到。

依據(jù)中頻治療儀的機理,作者設(shè)計了此次研究,探討中頻電刺激療法對人體膝關(guān)節(jié)等速肌肉力量相關(guān)指標的影響,為運動醫(yī)學、康復醫(yī)學等領(lǐng)域更為有效的提高健康人群膝關(guān)節(jié)肌群肌肉力量提供參考依據(jù)。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

在福建師范大學體育科學學院研究生中選取12名身體健康男青年志愿者,實驗對象滿足以下條件:1)無影響膝關(guān)節(jié)運動的運動系統(tǒng)疾患;2)能確保實驗期間保持和日常一樣的生活習慣和鍛煉習慣;3)實驗前24h未進行劇烈運動,無肌肉疲勞現(xiàn)象;4)自愿完成一個療程(10天)的中頻理療。實驗對象采用隨機分組方法,分為對照組6人、中頻電刺激干預組6人。

2.2 研究方法

2.2.1 中頻電刺激干預方案

1)中頻干預組:采用北京金豪商貿(mào)有限公司提供的全日康牌J18型電腦中頻治療儀,選取10號處方,其主要功能為:鍛煉刺激肌肉使肌肉發(fā)達、防止肌肉萎縮。每日對6名受試對象進行40min中頻電刺激,膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群各20min,刺激時間為儀器內(nèi)設(shè),治療結(jié)束時儀器自動停止輸出,并音響報警,共治療一個療程。

2)對照組:保持日常的生活習慣,不進行任何干預。

2.2.2 等速肌力測試方案

采用美國產(chǎn)HUMACNORM等速肌力測試儀,對12名受試對象實驗前、后右側(cè)膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群相對平均峰力矩、相對平均功率(相對體重百分比計算)、疲勞指數(shù)、峰力矩角度進行了測試。

肌肉的工作方式為等動向心收縮,實驗設(shè)計了兩組運動強度進行慢速和快速運動,分別為角速度60°/s重復5次慢速運動組和角速度180°/s重復15次快速運動組,組間間歇20s,每組在正式測試之前均進行2次亞極量和2次極量的膝關(guān)節(jié)屈、伸運動作為準備活動和測試適應、調(diào)整過程,休息10-15s后在測試者指導下盡全力快速屈、伸膝關(guān)節(jié)。實驗方法嚴格按HUMACNORM測試標準執(zhí)行。

2.2.3 數(shù)理統(tǒng)計

實驗數(shù)據(jù)由SPSS16.0軟件包進行統(tǒng)計學處理,采用配對樣本t檢驗單側(cè)檢驗和兩個獨立樣本t檢驗單側(cè)檢驗,數(shù)據(jù)均以平均值±標準差(±s)表示。P≤0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

3 結(jié)果與分析

12名受試者全部完成實驗,其中對照組有一名受試者實驗期間因膝關(guān)節(jié)肌群損傷影響到肌力測試結(jié)果,不納入總體樣本測試結(jié)果數(shù)據(jù)分析。

3.1 實驗對象基本情況

表1 受試對象基本情況

如表1所示,兩組實驗對象基本情況差異比較無顯著性差異,P＞0.05.

3.2 實驗前不同角速度受試者肌力相關(guān)指標比較

表2 實驗前角速度為60°/s時肌力相關(guān)指標比較

表3 實驗前角速度為180°/s時肌力相關(guān)指標比較

由表2、表3可知,對照組和干預組實驗前兩組角速度下肌力相關(guān)指標均無顯著性差異(P＞0.05)。PT%BW表示相對平均峰力矩,AP%BW表示相對平均功率,PTA表示峰力矩角度,FI表示疲勞指數(shù)。

3.3 實驗后不同角速度受試者肌力相關(guān)指標的變化

3.3.1 角速度為60°/s時肌力相關(guān)指標的變化

表4 角速度為60°/s時受試者實驗前、后肌力相關(guān)指標變化

由表4可知:1)對照組各項指標實驗前后均無顯著性差異;2)干預組實驗前、后屈、伸肌群相對平均峰力矩APT%BW均顯著升高(P＜0.05),屈、伸肌群相對平均功率AP%BW均顯著升高(P＜0.05);3)實驗前、后干預組屈、伸肌群峰力矩角度變化均無顯著性差異(P＜0.05);4)與對照組相比,干預組伸肌△APT%BW、△AP%BW變化均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05),屈肌△APT%BW變化有顯著性差異(P＜0.05),屈肌△AP%BW變化無顯著性差異(P＞0.05)。

3.3.2 角速度為180°/s時肌力相關(guān)指標的變化

由表5可知,1)對照組各項指標實驗前、后均無顯著性差異;2)干預組實驗前、后屈伸肌群疲勞指數(shù)均顯著下降(P＜0.05);3)干預組實驗前、后屈伸肌群峰力矩角度 PTA、△PTA變化均無統(tǒng)計學意義;4)與對照組比較,干預組屈、伸肌群△FI變化均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。

APT%BW和AP%BW是衡量肌肉力量的重要指標,被視為等速測試的黃金標準和參考值,本研究結(jié)果顯示:角速度為60°/s時,膝關(guān)節(jié)肌群的APT%BW和AP%BW顯著升高,說明中頻電刺激對提高肌肉力量起到一定的作用。這一結(jié)論Cabric等人的研究一致,他們認為電刺激能使肌肉結(jié)構(gòu)發(fā)生良好的變化,如肌纖維增粗,細胞核內(nèi)DNA含量增加,出現(xiàn)肌肉肥大現(xiàn)象,肌肉肥大與肌纖維收縮蛋白增加有關(guān)。Delitto.A通過對優(yōu)秀舉重運動員的電刺激訓練研究中也得出同樣的結(jié)論。

表5 角速度為180°/s時受試者實驗前、后肌力相關(guān)指標變化

另外,從神經(jīng)生理角度分析,Eonka認為,電刺激系統(tǒng)可提高肌肉組織的活性,使肌肉在隨意收縮時首先激活大的運動神經(jīng)元。致使更多的運動單位參與活動,從而提高肌肉的收縮力量。

峰力矩角度(PTA)表示關(guān)節(jié)最佳用力角度,本研究結(jié)果顯示,中頻電刺激并未改變膝關(guān)節(jié)肌群的峰力矩角度,分析其原因認為,中頻電刺激可改變肌肉、神經(jīng)的生理功能,并不改變肌肉長度及肌肉和骨骼肌的解剖學結(jié)構(gòu)。屈肌△AP%BW變化無顯著性差異可能與實驗操作誤差和受試者主觀用力度有關(guān)。

疲勞指數(shù)是指多次收縮過程中后三分之一做功量同前三分之一做功量的比值,該指標可反映關(guān)節(jié)肌肉的耐力水平。

本研究顯示,角速度為180°/s時,膝關(guān)節(jié)肌群 FI顯著降低,說明中頻電刺激對提高肌肉耐力有一定作用,這與梁連錦的研究一致,他認為電刺激可提高肌肉氧化酶的活性,同時,電刺激能夠激活更多的神經(jīng)元參與運動,延緩疲勞的發(fā)生。

實驗過程中一名受試者膝關(guān)節(jié)肌群損傷,通過對其實驗結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),角速度為60°/s時,受試者伸肌群平均相對峰力矩由235N·M/Kg減少到135N·M/Kg,相對平均功率由165 W/Kg減少到97W/Kg,而屈肌的上述指標未發(fā)生較大變化;角速度為180°/s時,受試者伸肌群疲勞指數(shù)明顯減小,由38減小為-29,可能與受試者害怕傷病加重而未盡全力從而導致重復運動過程中肌力相對穩(wěn)定有關(guān)。

測試結(jié)果還發(fā)現(xiàn),受試者在實驗前后兩組角速度運動過程中,屈、伸肌群峰力矩角度均未發(fā)生明顯的改變,究其原因認為,膝關(guān)節(jié)肌群損傷和中頻電刺激并不改變肌肉長度及肌肉和骨骼肌的解剖學結(jié)構(gòu),因此對膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群峰力矩角度影響不明顯。

4 結(jié)論

1)角速度為60°/s時,膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群實驗前、后相對平均峰力矩APT%BW和相對平均功率AP%BW均顯著增長,峰力矩和平均功率是反應肌肉爆發(fā)力的重要指標,中頻電刺激療法對提高膝關(guān)節(jié)肌肉力量起到一定的作用。

2)角速度為180°/s時,膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群實驗前后疲勞指數(shù)均明顯下降,說明中頻電刺激可以有效提高膝關(guān)節(jié)肌肉耐力水平。

3)實驗前后兩組角速度測試結(jié)果表明,峰力矩角度并不隨著相對平均峰力矩的改變而改變。

4)通過對一名膝關(guān)節(jié)損傷受試者測試結(jié)果的分析,預測膝關(guān)節(jié)肌群的損傷可能會明顯減小其相對平均峰力矩和相對平均功率。

[1]邱建宏,吳靜.下肢主要關(guān)節(jié)肌群肌力研究[D].北京師范大學碩士學位論文,1996.

[2]丁華麗.踢毽對中老年人下肢肌肉力量和伸展的影響[J].體育學刊,2005,12(4):66-67.

[3]李秋萍.我國速滑運動員膝關(guān)節(jié)肌群肌力特征研究[J].成都體育學院學報,2006,32(4):99-102.

[4]姚遠,楊樹東.太極拳鍛煉對老年人下肢肌力影響的研究[J].中國運動醫(yī)學雜志,2003,22(1):75-77.

[5]劉麗霞,陳華,劉一平.肘關(guān)節(jié)屈伸肌群等速肌力的測定與分析[J].福建體育科技,2008,27(1):23-26.

[6]繆愛平.綜合物理治療下肢軍事訓練傷78例[J].人民軍醫(yī),2008,51(6):344.

[7]彭楠,金曉茵.超中頻透熱綜合治療肌肉關(guān)節(jié)疾病的初步觀察[J].物理康復,2000,12(4):99.

[8]M.Cabric,etal.fine structural changes in electrostimulated human skeletalmuscle[J].Eru.J.Appl.Phsiol,1988(5):1-5.

[9]A.Delittio.A.etal.Electrical stimulation of quadriceps femoris inan elite weight lifter[J].Int.J.SportsMed,1989(10):187-191.

[10]黃志剛,周里,白石.電刺激方法對肌肉力量訓練效果的實驗研究[J].山西師范大學體育學院學報,2000,15(2):57-59.

[11]梁連錦.電腦中頻穴位刺激對早期偏癱患者肢體可能恢復的作用[J].中國臨床康復,2004,22(8):45.

[12]鄧樹勛,王健,喬德才.運動生理學[M].北京:高等教育出版社,2006:312-315.

[13]萬延法,張婷.亞類快速力量性跳躍項目的體能特征分析[J].吉林體育學院學院,2009,25(6):70-72.

The Influence of Medium Frequency Electric Stimulation to Related Targets of Knee Joint Isokinetic Muscle Strength

Zhang Fei,Liu Yiping
(College of Physical Education and Sports Science,Fujian Normal University,Fuzhou,350007,Fujian,China)

Aim :To explore the influence of medium frequency electric stimulation to related targets of knee joint isokinetic muscle strength. Metheds :Randomly separate 12 healthy young students from College of Physical Education and Sports Science of Fujian Normal University into two groups ,control group(6cases) and intervention group (6cases) . Intervention group takes a cure of medium frequency electric stimulation. Test related targets of right knee joint isokinetic muscle strength before and after the experiment. The exercise intensy set as following two :repeat motion 5 times ,angular velocity 60°/ s group and repeat motion 15 times ,angular velocity 180°/ s group . Result : (1) Compared with that before experiment ,as the angular velocity of intervention group is 60°/s ,APT %BW and AP %BW of flexors and extensors muscle of knee joint are increased significantly ( P ＜ 0. 05) ; (2) As the angular velocity of intervention group is 180°/ s ,FI of flexors and extensors muscle is decreased significantly ( P ＜ 0. 05) ; (3) The changes of JAPT have no significant differents ( P ＞ 0.05) . (4) Compared with that before experiment ,all targets of control group have no significant differents. Conclutions :Medium frequency electric stimulation have significant effects on the improvement of APT %BW and AP %BW and the decreased of FI ,it is useful to improve explosive power and endurence of knee joint muscles group .

medium frequency;electric stimulation;knee joint muscles group;isokinetic muscle strength

G804.2

A

1672-1365(2010)06-0064-03

2010-07-01;

2010-09-03

張飛,男,碩士研究生,研究方向:運動生理學。