夏嬌陽，王 新

優(yōu)秀短道運動員下肢膝、踝關節(jié)肌力特征及與500m成績的回歸分析

夏嬌陽1，王 新2

通過運用ISOMED 2 000多關節(jié)等速測力系統(tǒng)對我國國家男子短道隊運動員膝、踝關節(jié)肌肉力量進行測試和分析，針對運動員力量特征和表現(xiàn)，深入分析短道速度滑冰500 m項目特征，增強訓練的優(yōu)化性和對項目制勝規(guī)律的認識。結(jié)論：（1）優(yōu)秀男子短道運動員在相對峰力矩和相對總功指標上并沒有表現(xiàn)出非常高的能力，在平均功率指標上表現(xiàn)出較好的隨速度增加而提高的趨勢，但是屈伸比指標遠遠低于國內(nèi)外優(yōu)秀運動員，由于最大峰力矩角度指標前人研究較少，本研究結(jié)果可作為其他研究的基礎和支撐；（2）膝伸肌群峰力矩角度（高速）、膝屈肌群平均功率（中速）和膝屈肌群相對峰力矩（低速）3組數(shù)據(jù)進入與500 m成績的逐步回歸方程，相關系數(shù)為0.955，決定系數(shù)為0.912；（3）優(yōu)秀短道運動員500 m成績的力量決定因素主要為高速度區(qū)最大力量發(fā)力時機、中速度區(qū)的肌肉爆發(fā)力以及低速度區(qū)最大力量儲備，膝關節(jié)肌群力量相對踝關節(jié)在500 m項目中更加重要。

短道速度滑冰；下肢；肌力特征；回歸分析

中國短道男隊曾獲得多次奧運會亞軍、世界錦標賽冠軍及世界杯賽冠軍，在世界冰壇及我國備戰(zhàn)2014年冬奧會中都具有舉足輕重的地位。2010年冬奧會上，中國短道男隊曾進入1 000 m和5 000 m接力決賽，雖然沒能獲得獎牌，但是看到了中國短道男隊的崛起，看到了新一批中國男子短道隊員所具備的歷史延續(xù)性及蓄發(fā)力。在新一輪奧運周期的挑戰(zhàn)中，本文希望通過對國家男子短道隊運動員下肢肌力的測試，并結(jié)合其成績因素對男子500 m短道速度滑冰項目的致勝規(guī)律進行分析和研究，旨在深入探討肌肉力量因素與運動成績關系的基礎上，為指導運動員科學訓練提供理論依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

研究對象為短道速度滑冰國家隊男子運動員，共12名，其中世界冠軍4名，均為國際級健將。運動員的平均年齡為（20.00±3.091）歲，平均身高為（1.75±0.579）cm，平均體重為（67.6±3.35）kg，體表面積為（1.81±0.574）m2，體質(zhì)指數(shù)22.20±1.687，500 m平均成績?yōu)椋?1.91±0.564）s，所有研究對象下肢膝、踝關節(jié)均沒有傷病。

1.2 測試方法

測試儀器：采用ISOMED 2 000多關節(jié)等速測力系統(tǒng)測試速度。根據(jù)前人研究成果及短道項目的特殊力量結(jié)構，嚴格按照操作手冊的規(guī)定，結(jié)合速度滑冰運動項目下肢力量較大和運動速度較快的特點，分別對運動員雙側(cè)膝、踝關節(jié)屈伸肌群進行測試，收縮形式為等速向心，膝、踝關節(jié)的測試速度均為慢速60 °/s，中速180 °/s和快速240 °/s。

測試時間：2013年5月以及2011年5月，奧運周期準備階段。

測試程序：測試開始要求受試者經(jīng)過30 min的準備活動

后，坐于等動測試系統(tǒng)的座椅上，并按操作手冊要求進行相應關節(jié)的固定，指導受試者適應測試過程。每種測試速度進行3次練習，然后讓受試者盡自己最大能力完成屈伸動作，每組速度測試4次，組間歇30 s，記錄最大測試結(jié)果。

測試指標：采用相對峰力矩、相對總功、平均功率、屈伸比、峰力矩角度等幾項指標，速度指標采用年度運動員500 m最好成績。

1.3 數(shù)理統(tǒng)計法

采用SPSS16.0統(tǒng)計學軟件對測試數(shù)據(jù)進行T檢驗、方差分析以及逐步回歸等統(tǒng)計學檢驗。

2 優(yōu)秀短道運動員下肢膝、踝關節(jié)肌力測試結(jié)果及肌力特征分析

反應肌肉收縮過程中的發(fā)力總和，所以從某種意義上，總功作為評價肌肉功能指標更有意義，相對總功指標反映的是排除體重影響，運動員不同速度下肌力特征變化等問題。以往研究表明[1-2]，冰上運動員的最大力量能力具有比其他項目更加強壯的特點。短道男子運動員的相對峰力矩值與總功處于中等水平，并沒有表現(xiàn)出較高的能力；膝、踝關節(jié)屈伸肌群在各個速度下的左右腿相對峰力矩、相對總功值基本相等，差異不明顯，說明兩腿膝、踝關節(jié)力量均衡；隨著速度的增加，相對峰力矩和相對總功值減小，符合運動生物力學特征（見表1、表2）。在240o/s的高速度區(qū)，運動員表現(xiàn)出力量下降緩慢的趨勢，這說明男子短道運動員具備較好的高速度區(qū)力量能力，這符合短道速度滑冰高速度下發(fā)力的項目特征。

2.1 相對峰力矩和總功

相對峰力矩是運動員力量評定系統(tǒng)中最重要的指標之一。峰力矩是指肌肉或肌群在運動過程中，收縮運動產(chǎn)生的最大力矩輸出，代表肌群的最大肌力，是其他指標的基礎。但是，由于峰力矩受體重的影響較大，所以大多采用相對峰力矩，即峰力矩與體重的比值來評價肌力水平。功是力與位移的乘積，由于峰力矩僅反映肌肉收縮時某一點的肌肉功能，而總功可以

表1 膝、踝關節(jié)相對峰力矩測試結(jié)果/N·m·kg-1Table1 Thekneeandankletestingresultsofpeaktorque/N·m·kg-1

表2 膝、踝關節(jié)相對總功測試結(jié)果/J·kg-1Table2 The knee and ankle testing results of total work/J·kg-1

2.2 最大峰力矩角度

最大峰力矩角度是用來評價肌肉工作中處于最佳的發(fā)力時機或時間。受測對象膝關節(jié)屈伸肌群最大峰力矩角度有很大的差異，屈肌群在130o～160o之間，而伸肌群在110o～130o之間；踝關節(jié)屈伸肌群的最大發(fā)力角度在160o～180o之間，屈伸肌群并沒有顯著性差異；在各個速度間，并沒有發(fā)現(xiàn)發(fā)力角度存在隨速度增加而發(fā)生的變化（見表3）。前人研究[3]表明，峰力矩角度指標可反映出運動員的發(fā)力時機和發(fā)力角度，這對于速度性項目非常重要，但是目前還沒有相應的項目評價標準，這將是今后需要深入研究的方向。

表3 膝、踝關節(jié)最大峰力矩角度測試結(jié)果/（o）Table3The knee and ankle testing results of angle at peak torque/（°）

2.3 屈伸比

國內(nèi)報道各個項目優(yōu)秀運動員的屈伸峰力矩比值在慢速度是60%～64%，高速度為80%～85.5%左右。DAVIES推薦的比率標準60o/s速度為60%～69%，180o/s速度為70%～79%，240o/s速度為80%～89%[4-7]。本測試結(jié)果顯示，膝關節(jié)和踝關節(jié)屈伸肌群比值隨速度增加略微有上升的趨勢，但是并沒有呈顯著性差異（見表4）。通過對最大峰力矩值的分析可以看出，伸膝和伸踝肌群的力量下降較屈膝和屈踝肌群大，這是造成屈伸比值上升的主要因素。膝關節(jié)和踝關節(jié)屈伸肌群比值隨速度增加略微有上升的趨勢，但是并沒有呈顯著性差異。通過對最大峰力矩值的分析可以看出，伸膝和伸踝肌群的力量下降較屈膝和屈踝肌群大，這是造成屈伸比值較差的主要因素。短道運動員在所有速度下的屈伸肌群比值均沒有達到國內(nèi)外優(yōu)秀運動員的水平，而且差異較大，這與前人研究結(jié)果不一致。前人研究[3]指出，國際級速度滑冰運動員在屈伸比指標上基本與國際標準一致，國家級運動員則表現(xiàn)出較低的比值，這樣的結(jié)果有可能限制了運動員運動成績的提高，嚴重的可以增加運動員的意外受傷機率。在抗阻訓練中，膝、踝關節(jié)伸肌群的訓練比例應適當加大，結(jié)構性以及核心性的訓練內(nèi)容對于下肢膝、踝關節(jié)的力量增長更為有效，而結(jié)合專項性的爆發(fā)力蹬伸動作還可以增加專項力量能力，應加強訓練比重。

表4 屈伸肌群比測試結(jié)果/%Table4 The testing results of flex/ext/%

2.4 均功率

爆發(fā)力是中國運動員所具備的優(yōu)勢能力，這也是我國運動員在世界冰壇短距離項目上一直處于較高水平的主要原因。在等動測試中，平均功率是運動員在短時間內(nèi)達到的最大力矩值，通常代表爆發(fā)能力。隨速度的增加，短道運動員的膝關節(jié)屈伸肌群以及踝關節(jié)伸肌群的平均功率值逐漸上升，而踝關節(jié)屈肌群的平均功率上升出現(xiàn)在低速和中速上，高速下表現(xiàn)并不明顯（見表5）。前人研究[3，8]表明，男子短道運動員的膝關節(jié)屈伸肌群表現(xiàn)出隨速度增加而增加的趨勢，說明在高速度下運動員的爆發(fā)能力較好，而踝關節(jié)屈肌群需要加強練習。

表5 平均功率值測試結(jié)果/WTable5 The testing results of average power/W

3 肌力測試結(jié)果與運動成績分析

將優(yōu)秀男子短道運動員的500 m成績和他們的肌力測試結(jié)果帶入回歸方程，500 m成績作為因變量，肌力測試成績作為自變量，選擇逐步回歸的方式進行統(tǒng)計。表明，3組模型與因變量均具有較高的相關性，相關系數(shù)分別0.792、0.908和0.955，決定系數(shù)及校系數(shù)也較高，由此可以說明3個模型都具有較好的效果。對3組模型進行方差分析檢驗，得到F值分別為15.191、18.844和24.316，P＜0.05，3個模型均具有統(tǒng)計學意義（見表6）。

表6 優(yōu)秀男子短道運動員500 m成績模型及方差分析結(jié)果Table6 The analysis of 500m model summary and ANOVA of male short track skaters

通過優(yōu)秀男子短道運動員500 m成績模型的回歸系數(shù)（略），本文得出500 m成績的3個回歸方程。

模型1：500 m成績=29.873+0.103×右膝伸肌群峰力矩角（高速）

模型2：500 m成績=27.762+0.89×右膝伸肌群峰力矩角（高速）+0.34×左膝屈肌群平均功率（中速）

模型3：500 m成績=22.933+0.109×右膝伸肌群峰力矩角（高速）+0.30×左膝屈肌群平均功率（中速）+1.793×右膝屈肌群相對峰力矩（低速）

500 m是我國短道速度滑冰的優(yōu)勢項目，也是對運動員競技能力要求比較高的項目，我國優(yōu)秀男子短道運動員曾創(chuàng)造了多次世界冠軍的好成績，在這個項目上具有一定實力。通過逐步回歸分析（模型1）顯示，高速度下的右膝伸肌群峰力矩角指標所能夠解釋因變量的變化最為明顯，相關系數(shù)為0.792，決定系數(shù)為0.628。本研究認為，這個指標可以說明3方面的問題：（1）高速下的運動能力對于短道速度滑冰項目是非常重要的，和運動員的500 m項目成績息息相關；（2）峰力矩角可以反映出肌肉運動的位置和范圍，也就是最大峰力矩所產(chǎn)生的時機，與技術相結(jié)合也可以理解為發(fā)力的最佳角度；（3）膝關節(jié)伸肌群在短道速度滑冰中的直線和彎道技術中都非常重要，說明在500 m滑行中膝關節(jié)要相比踝關節(jié)更加重要，伸肌群相對于屈肌群也更加重要。

模型2顯示，中速度下的左膝屈肌群平均功率和高速度下右膝伸肌群峰力矩角度2項指標綜合后與500 m成績的相關系數(shù)為0.908，決定系數(shù)為0.825。通過上述統(tǒng)計分析可以看出，高速下的發(fā)力角度時機和爆發(fā)力指標是短道500 m項目最主要的支撐能力。

最后1個進入回歸方程的指標是低速度下的右膝屈肌群相對峰力矩（見模型3），和其他2項指標綜合后與500 m成績的相關系數(shù)為0.955，決定系數(shù)為0.912。低速度下膝關節(jié)相對峰力矩指標雖然從方程上并沒有占有較大的份額，但是與因變量具有較高的相關性，對于成績的提高具有一定的促進作用。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

（1）優(yōu)秀男子短道運動員在相對峰力矩和相對總功指標上并沒有表現(xiàn)出非常高的能力，在平均功率指標上表現(xiàn)出較好的隨速度增加而提高的趨勢，但是屈伸比指標上遠遠低于國內(nèi)外的優(yōu)秀運動員。由于最大峰力矩角度指標前人研究較少，本研究結(jié)果可作為其他研究的基礎和支撐。

（2）膝伸肌群峰力矩角度（高速）、膝屈肌群平均功率（中速）和膝屈肌群相對峰力矩（低速）3組數(shù)據(jù)進入與500 m成績的逐步回歸方程，相關系數(shù)為0.955，決定系數(shù)為0.912。優(yōu)秀短道運動員500 m成績的力量決定因素主要為高速度區(qū)最大力量發(fā)力時機、中速度區(qū)的肌肉爆發(fā)力以及低速度區(qū)最大力量儲備，膝關節(jié)肌群力量相對踝關節(jié)在500 m項目中更加重要。

4.2 建議

（1）優(yōu)秀短道運動員需要在屈伸肌群力量協(xié)調(diào)方面進行調(diào)整，加強伸肌群力量能力。男子短道運動員踝關節(jié)屈肌群在高速度下的爆發(fā)力量薄弱，應加強踝關節(jié)的背屈訓練。

（2）相對于踝關節(jié)，膝關節(jié)應是短道運動員的訓練重點，中、高速度下的爆發(fā)力訓練應為訓練重點，其次為低速度下的最大力量。通過高速下峰力矩角度與500 m成績呈高相關的結(jié)果，在抗阻訓練中應更加注重與速度、技術訓練相結(jié)合，注重發(fā)力時機。

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Knee and Ankle Muscle Features of Elite Short Track Athletes and Regression Analysis of 500m Results

XIA Jiaoyang1，WANG Xin2
（1.Dept.of PE，China University of Petroleum，Qingdao 266580，China；2.School of Human Sports Science，Shenyang Sport University，Shenyang 110102，China）

The knee and ankle muscle strength of elite male skating athletes was measured and analyzed by ISOMED 2000 isokinetic testing system.Based on the features of athletes’muscle strength，the study aims to find the differences and drawbacks in short track speed skating athletes and to make the further discussion on the laws and determinations of the event.The main conclusions were as follows：（1）There was no outstanding performance in peak torque and total work of short track skaters，and even worse in flex/ext，but they did better in average power at high speed；（2）The angle of peak torque（fast），average power（middle）and peak torque（low）were high correlated to 500m performance，and the correlation and determination were 0.955，0.912 respectively.500m performance is determined by that the muscle performances of fast speed，which including force opportunity，power ability and max-strength ability；the knee muscles are more important than the ankle’s；the strength with technique are the core factor for performance.

short track speed skating；lower joints；muscle features；regression analysis

G 804.6

A

1005-0000（2014）02-151-04

2013-10-02；

2014-01-03；錄用日期：2014-01-04

夏嬌陽（1978-），女，黑龍江海倫人，博士，副教授，研究方向為體育教育訓練學、冬季競技運動項目。

1.中國石油大學（華東）體育教學部，山東青島266580；2.沈陽體育學院運動人體科學系，遼寧沈陽110102。