王思玉, 陳旭衡

(南京體育學(xué)院,江蘇 南京 210014)

5G時代來臨,掀起了新一輪移動網(wǎng)絡(luò)及人工智能技術(shù)的發(fā)展,也為體育強(qiáng)國建設(shè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇?？萍及l(fā)展涌現(xiàn)出許多新的康復(fù)產(chǎn)品,如經(jīng)顱磁刺激儀、心率監(jiān)測儀、生物反饋儀、超聲理療儀等。這些設(shè)備起初應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域,在體醫(yī)結(jié)合的社會背景下,一些醫(yī)療設(shè)備漸漸用于運(yùn)動訓(xùn)練與康復(fù)領(lǐng)域。以經(jīng)顱磁刺激儀為例,其在醫(yī)療行業(yè)用于精神疾患與運(yùn)動障礙恢復(fù)治療,國內(nèi)外臨床已明確其治療的安全性。本文選取經(jīng)顱磁刺激儀刺激大腦運(yùn)動皮質(zhì)區(qū)(M1區(qū)),結(jié)合外周生物反饋刺激儀器,運(yùn)用“中樞—外周”模式對青少年網(wǎng)球運(yùn)動員進(jìn)行訓(xùn)練,探討其訓(xùn)練效果。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

青少年男子網(wǎng)球運(yùn)動員20名,平均年齡13.91±1.42歲,平均身高174.80±2.36 cm,平均體重58.11±5.74 kg。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法

鍵入“經(jīng)顱磁刺激、生物反饋、青少年網(wǎng)球、運(yùn)動訓(xùn)練”等關(guān)鍵詞,通過中國知網(wǎng)等查閱相關(guān)文獻(xiàn),為論文撰寫提供理論支撐。

1.2.2 實驗法

1.2.2.1 實驗分組

將20名受試者隨機(jī)分成2組,每組10人,A組采用經(jīng)顱磁刺激結(jié)合生物反饋儀器進(jìn)行訓(xùn)練和動作調(diào)整;B組采用假經(jīng)顱磁刺激和生物反饋訓(xùn)練法進(jìn)行訓(xùn)練。訓(xùn)練為期1個月,訓(xùn)練結(jié)束后采集受試者12 min跑、閉眼單足站、平面支撐、引體向上、立定跳遠(yuǎn)和T-測試成績,以及受傷和傷病恢復(fù)情況。

入組標(biāo)準(zhǔn):選取的實驗對象無高血壓、心臟病等高危心血管疾病史,近期無運(yùn)動傷病史,無心理疾患,并與受試者簽訂知情同意書。

1.2.2.2 實驗內(nèi)容

經(jīng)顱磁刺激組:磁刺激部位為大腦運(yùn)動皮質(zhì)區(qū),刺激前需進(jìn)行運(yùn)動閾值的測量。磁刺激儀刺激M1區(qū),MEP模塊放置在拇短展肌刺激動作電位,刺激10次,有5次在50 μV以上,此時的刺激強(qiáng)度即為運(yùn)動閾值。干預(yù)方案基于運(yùn)動閾值制訂。刺激選取依瑞德公司生產(chǎn)的YRD CCY-Ⅱ型經(jīng)顱磁刺激儀。使用“8”字形線圈,刺激頻率10 Hz,刺激時間1.5 s,刺激間歇時間10 s,治療時間20 min,刺激強(qiáng)度為80%。磁刺激結(jié)束后使用生物反饋儀進(jìn)行肌肉力量、力量耐力、力量準(zhǔn)確性訓(xùn)練。力量訓(xùn)練時每次訓(xùn)練總時長15 min,根據(jù)儀器進(jìn)行收縮與放松訓(xùn)練,每次收縮需達(dá)到最大強(qiáng)度的80%。力量耐力訓(xùn)練時間15 min,運(yùn)動員持續(xù)收縮10 s,間歇5 s。力量準(zhǔn)確性訓(xùn)練為游戲訓(xùn)練,通過肌肉力量控制電腦上人物的活動軌跡,完成游戲任務(wù)。3種訓(xùn)練方式都有電腦視頻反饋,實時調(diào)整訓(xùn)練情況(借助肌電采集裝置實現(xiàn))。放松訓(xùn)練前進(jìn)行肌肉放松狀態(tài)下的肌電值前測,訓(xùn)練后給予肌肉電刺激,使肌肉肌電值在初始值以下。促進(jìn)血液循環(huán)訓(xùn)練在5 Hz電刺激下進(jìn)行。

假刺激組:假刺激組使用假刺激器進(jìn)行M1區(qū)的模擬同步刺激,不產(chǎn)生刺激信號,進(jìn)行同上的生物反饋訓(xùn)練。

經(jīng)顱磁刺激儀刺激的部位為圖1中的C3和C4位置,一般刺激左側(cè)大腦運(yùn)動皮質(zhì)區(qū),即圖1中的C3位點(diǎn)。

1.2.2.3 實驗器材(圖1～圖3)

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計法

整理實驗數(shù)據(jù),運(yùn)用Spss24.0對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

圖1 國際10～20系統(tǒng)安置電極法

圖2 經(jīng)顱磁刺激儀

圖3 生物反饋儀

2 結(jié)果與分析

為保證干預(yù)的安全性,本次磁刺激使用的頻率為10 Hz,運(yùn)動強(qiáng)度為80%,避免誘發(fā)癲癇。同時，對外周肌肉進(jìn)行力量和控制訓(xùn)練[1]。

2.1 身體素質(zhì)指標(biāo)分析

實驗后對運(yùn)動員的心肺、力量、靈敏性等進(jìn)行測試,對比訓(xùn)練效果。

2.1.1 心肺機(jī)能

有氧能力是評價運(yùn)動員心肺機(jī)能的重要指標(biāo),一般用12 min跑評價有氧運(yùn)動能力。

由表1可知,磁刺激使中樞運(yùn)動皮質(zhì)區(qū)靈活性提升,生物反饋訓(xùn)練法使運(yùn)動員力量訓(xùn)練和放松訓(xùn)練內(nèi)容優(yōu)化。訓(xùn)練中由于沒有心肺能力指標(biāo)的針對性方案,因此,監(jiān)測運(yùn)動員12 min跑的前后成績差異性不顯著。

表1 12 min跑運(yùn)動評價

注:P<0.05表示指標(biāo)變化具有差異性;P<0.01表示指標(biāo)變化具有顯著性差異;表2～表6同此

2.1.2 核心力量

平衡能力和腰腹力量是網(wǎng)球運(yùn)動員不可缺少的能力,在完成高難度救球動作時,強(qiáng)大的核心力量及平衡能力能確保運(yùn)動員動作完成的質(zhì)量[2]。平衡能力和核心力量的簡易測試指標(biāo)常用閉眼單足站立來表示。

由表2可見,訓(xùn)練前后2組運(yùn)動員的閉眼單足站立成績差異不顯著。實驗中刺激受試者運(yùn)動皮層M1區(qū),此區(qū)域?qū)\(yùn)動員力量控制的影響較大,而閉眼單足站主要涉及運(yùn)動員的平衡能力和協(xié)調(diào)能力,故刺激區(qū)域?qū)\(yùn)動員平衡能力的影響效果不明顯。

表2 運(yùn)動員訓(xùn)練前后閉眼單足站情況

2.1.3 肩帶及上肢力量

磁刺激儀器作為新興的醫(yī)療設(shè)備,已被證實對運(yùn)動員運(yùn)動控制能力的提升效果較為明顯,可結(jié)合肌肉的功能性訓(xùn)練提升運(yùn)動員的肌肉力量。肌肉力量分為上下肢及軀干力量,上肢力量的簡易測試方法為引體向上。

上肢力量及上肢控制能力對網(wǎng)球運(yùn)動員至關(guān)重要。青少年時期是網(wǎng)球技術(shù)與力量發(fā)展的“黃金期”,通過磁刺激中樞結(jié)合外周生物反饋訓(xùn)練進(jìn)行上肢力量、力量耐力、運(yùn)動控制等訓(xùn)練,促進(jìn)運(yùn)動員上肢肌肉的高質(zhì)量增長。由表3可見,磁刺激組運(yùn)動員訓(xùn)練前后引體向上具有顯著性差異,假刺激組運(yùn)動員訓(xùn)練前后引體向上具有差異性。磁刺激組平均值高于假刺激組,2種方法訓(xùn)練后差異不顯著。大腦皮層M1區(qū)為運(yùn)動皮質(zhì)區(qū),對身體活動控制起重要作用,通過刺激該區(qū)域,皮層閾值降低,興奮性增高,肢體運(yùn)動能力和肌肉力量相應(yīng)增強(qiáng)。

表3 運(yùn)動員訓(xùn)練前后引體向上情況

2.1.4 下肢爆發(fā)力

步法是網(wǎng)球運(yùn)動員的基礎(chǔ)技術(shù),步法基于充沛的下肢肌肉力量實現(xiàn),網(wǎng)球運(yùn)動員下肢肌肉力量變化多是由于下肢運(yùn)動疲勞、力量減弱所致[3]。通過磁刺激干預(yù)結(jié)合外周肌肉訓(xùn)練,可加強(qiáng)下肢肌力和力量耐力,放松肌肉,促進(jìn)血液循環(huán),提升下肢的運(yùn)動控制能力,提高運(yùn)動的經(jīng)濟(jì)性,避免運(yùn)動損傷的產(chǎn)生。

由表4可見,通過磁刺激結(jié)合外周肌肉訓(xùn)練,運(yùn)動員的下肢力量明顯提升,訓(xùn)練前后立定跳遠(yuǎn)成績有顯著性差異。假刺激組訓(xùn)練前后有差異。運(yùn)動皮質(zhì)區(qū)是對下肢活動起調(diào)節(jié)作用的區(qū)域,刺激該區(qū)域,運(yùn)動員的下肢活動能力會相應(yīng)增強(qiáng)。

表4 運(yùn)動員訓(xùn)練前后立定跳遠(yuǎn)情況

2.1.5 靈敏協(xié)調(diào)能力

網(wǎng)球運(yùn)動對協(xié)調(diào)性和靈敏性要求極高,科學(xué)合理的訓(xùn)練有助于提升肌肉力量和運(yùn)動表現(xiàn)。假刺激組缺乏肌肉訓(xùn)練的相關(guān)內(nèi)容,各塊肌肉力量強(qiáng)并不代表總體力量和運(yùn)動成績好。這要求我們在訓(xùn)練時不僅要注重各部位的肌肉力量訓(xùn)練,還要注重不同肌肉間的協(xié)調(diào)配合。磁刺激組除外周力量訓(xùn)練外,還使中樞運(yùn)動皮質(zhì)區(qū)的活性、運(yùn)動控制能力和協(xié)調(diào)控制能力得到提升。

靈敏性和協(xié)調(diào)性對網(wǎng)球運(yùn)動員的重要性不言而喻,T-測試常用來進(jìn)行評價運(yùn)動員的靈敏和協(xié)調(diào)能力。如表5所示,磁刺激組訓(xùn)練前后運(yùn)動員的T-測試成績差異顯著,假刺激組運(yùn)動員訓(xùn)練前后有一定差異,說明磁刺激組訓(xùn)練效果明顯優(yōu)于假刺激組。靈敏性基于良好的反應(yīng)速度和肌肉控制能力,經(jīng)顱磁刺激后運(yùn)動員的運(yùn)動閾值下降,神經(jīng)興奮性提升,肌肉力量和運(yùn)動控制能力增強(qiáng),運(yùn)動員靈敏和協(xié)調(diào)能力得到相應(yīng)提升。

表5 運(yùn)動員訓(xùn)練前后T-測試成績

2.2 生化指標(biāo)分析

運(yùn)動生化指標(biāo)反映運(yùn)動員身體機(jī)能狀況的內(nèi)在反應(yīng),運(yùn)用生化指標(biāo)監(jiān)控運(yùn)動員機(jī)能狀態(tài)已較為成熟。可通過運(yùn)動生化指標(biāo)監(jiān)測運(yùn)動員的機(jī)能狀態(tài),評估運(yùn)動強(qiáng)度,實時調(diào)整運(yùn)動負(fù)荷,避免過度訓(xùn)練和運(yùn)動損傷的發(fā)生。本研究采用訓(xùn)練后即刻與次日肌酸激酶(CK)值作為評價運(yùn)動強(qiáng)度的指標(biāo)。

如表6所示,假刺激組訓(xùn)練后即刻CK值上升較高,與訓(xùn)練前差異明顯;訓(xùn)練后次日CK值下降較慢,提示假刺激組訓(xùn)練后對運(yùn)動員的身體組織破壞大,運(yùn)動員次日CK值未得到充分恢復(fù),提示運(yùn)動強(qiáng)度較大。而磁刺激組CK值上升幅度不高,次日又能得到有效恢復(fù),訓(xùn)練后運(yùn)動指標(biāo)明顯進(jìn)步,提示磁刺激訓(xùn)練法較為科學(xué)。假刺激組運(yùn)動員容易產(chǎn)生疲勞累積,進(jìn)而導(dǎo)致傷病。

表6 運(yùn)動員訓(xùn)練前后CK測試情況

2.3 傷病情況

傷病是運(yùn)動員職業(yè)生涯的天敵,訓(xùn)練方法的更新與變革是以提升運(yùn)動員的運(yùn)動能力,減少運(yùn)動傷病的發(fā)生率,延長職業(yè)生涯為出發(fā)點(diǎn),但運(yùn)動傷病難以避免。訓(xùn)練前對20名運(yùn)動員運(yùn)動損傷情況展開調(diào)查(表7),發(fā)現(xiàn)其存在不同程度的運(yùn)動損傷。

表7 損傷部位情況 %

網(wǎng)球運(yùn)動是隔網(wǎng)對抗類項目,雖沒有激烈的身體接觸,但其對運(yùn)動員體能要求極高。許多運(yùn)動員訓(xùn)練中過分追逐技術(shù)能力的提升而忽視體能訓(xùn)練,未充分認(rèn)識到體能是技術(shù)發(fā)揮的基礎(chǔ),導(dǎo)致比賽中因體能不充分致使技術(shù)不到位,因而產(chǎn)生運(yùn)動損傷。網(wǎng)球運(yùn)動依靠步法移動和手持球拍擊球進(jìn)行對抗得分。步法移動對下肢肌肉力量、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的要求極高,持拍和揮

拍技術(shù)對上肢力量、肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)的力量要求較高。換言之,這些部位是運(yùn)動損傷的多發(fā)部位。

網(wǎng)球運(yùn)動員運(yùn)動損傷類型多樣,關(guān)節(jié)、肌肉和軟組織等損傷屢見不鮮。根據(jù)損傷發(fā)生時間可分為急性損傷與慢性損傷。青少年運(yùn)動員恢復(fù)能力強(qiáng),因此,發(fā)生慢性損傷的可能性較小,急性損傷的發(fā)生率明顯高于慢性損傷。

運(yùn)動損傷的發(fā)生一般是在特定的情景中。訓(xùn)練、比賽和生活中出現(xiàn)的小意外可能誘發(fā)運(yùn)動傷病。對20名青少年運(yùn)動員運(yùn)動損傷發(fā)生情景進(jìn)行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)比賽中發(fā)生運(yùn)動損傷的概率遠(yuǎn)大于其他情景。

運(yùn)動訓(xùn)練前后對2組運(yùn)動員的運(yùn)動損傷情況進(jìn)行統(tǒng)計可知,磁刺激組運(yùn)動損傷發(fā)生明顯少于假刺激組(表8)。運(yùn)動損傷發(fā)生的原因多種多樣,很大一部分原因是青少年運(yùn)動員忽視了訓(xùn)練后的放松和血液循環(huán)刺激[4]。運(yùn)動后的放松訓(xùn)練能保證運(yùn)動員的肌肉得到足夠休息,確保乳酸清除和疲勞消減[5]。

表8 運(yùn)動損傷情況

3 小結(jié)

科技進(jìn)步為運(yùn)動項目的發(fā)展提供了技術(shù)條件,網(wǎng)球運(yùn)動應(yīng)依托科技進(jìn)步謀求發(fā)展。在體醫(yī)結(jié)合的社會背景下,積極引入在臨床上已被證實的有積極療效的醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動訓(xùn)練和運(yùn)動康復(fù)很有必要。磁刺激儀器近年廣泛應(yīng)用于運(yùn)動領(lǐng)域,本文將其用于指導(dǎo)網(wǎng)球運(yùn)動員的運(yùn)動機(jī)能狀態(tài)和心理狀態(tài)調(diào)整具有很強(qiáng)的實踐意義。