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落地冲击下肌肉振动和肌电特征及其与紧身装备关系的工效学研究

编辑:傅维杰|刘宇|黄灵燕|张燊 单位

来源:第十届全国体育科学大会发布日期:2015-07-15 18:38:31浏览:234次

研究目的

现阶段,紧身装备能够提高运动成绩、预防潜在损伤的主要原因包括:加速血液循环、减少乳酸堆积(Born2013);减轻肌肉酸痛、促进疲劳恢复(Hijmans2009);增加本体感觉和功能等(Michael2014)。然而,相关严谨的科研证据并不十分突出,不少研究亦未发现紧身装备上述的积极作用(Sperlich2010)。近年来,有关冲击、肌肉振动以及肌肉活化调谐的新特征和理论为大家深入了解和探寻人体神经-肌肉-骨骼系统的反馈机制提供新的窗口,同时也为新型运动装备的研发和设计开辟了方向(傅维杰、刘宇,2013)。据此,本研究的目的:探讨人体在不同高度下落受冲击过程中,下肢的运动表现/力学特征、肌肉振动和肌电活动,以及紧身装备作为外加介入因素对上述各特征的影响。

 

研究方法

选取12名球类专项男运动员作为研究对象(年龄:23.7±2.7岁;身高:178.3±2.5厘米;体重:70.1±4.6公斤;训练年限:6.9±3.0年)。紧身装备选取国际某知名品牌的运动科学研究室提供的紧身裤(CS);对照组(CC)穿着一般短裤。实验仪器:Vicon运动捕捉系统(120Hz)、Kistler三维测力台(1200Hz)、Biovision双轴加速度计EMG-Amplifier系统(1200Hz)。测试时受试者随机穿着不同的短裤(CSCC)完成包括三种高度30 cm45 cm60 cm)在内的落地冲击反跳。主要评价指标:腾空高度(h髋关节屈伸角度(θ0/角速度(ω0/关节活动度(θROM)、髋关节最大力矩(Mmax/最大功率(Pmax/关节刚度(k)、肌肉振动最大振幅(apeak/阻尼系数(c肌电均方根振幅EMGRMS等。本研究采用重复测量的双因素方差分析观察紧身装备×高度对于上述各因变参数的影响。

 

研究结果

1)   运动表现/力学特征:紧身装备未对DJ时的h产生显著影响。三个高度下髋关节的触地θ0、最大θ0以及4560cm下的最小θ0CS组均显著大于CC组;髋关节的最小和最大ω060cm下落以及最大ω045cm下落时,CS组均显著小于CC组。在髋关节动力学(MmaxPmaxk)方面,两组未产生明显差异;

2)   肌肉振动:针对股四头肌,在4560cm下落时,CSapeak显著小于CC组,而CS组的阻尼系数在60cm下落时显著大于CC组;针对股后肌,CSapeak30cm下落时显著小于CC组,且在60cm存在减小趋势(p<0.1),同时CS组的阻尼系数显著大于CC组;

3)   肌电活动:DJ的不同阶段,穿着紧身裤能明显减小肌电振幅。其中,针对股直肌,在三个高度下落的触地前、后各50ms内和缓冲阶段,以及45cm下落蹬伸阶段,CS组相比CC肌电振幅均呈现显著减小;针对股二头肌,在30cm下落触地后50ms内以及60cm下落缓冲阶段,CS肌电振幅亦出现显著减小。

 

研究结论与建议

1)   本研究所采用的紧身裤改变了落地冲击反跳过程中髋关节运动学的部分表现,包括各高度下触地时角度、最大/最小角度(角速度)等,但未对力量输出(如力矩等)和跳跃高度产生明显变化;

2)   紧身裤作为一种外加干预手段能够通过增加肌肉的阻尼,降低下肢在受到落地冲击力时所产生的过大振动,一定程度上预防由冲击力所引起的损伤;

3)   穿着紧身裤能显著减小触地各阶段肌肉的活动强度,在募集更少运动单位的同时维持相似的运动表现,进而可能会对长时间运动时能耗的降低产生积极的作用。

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