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中图分类号：G804 文献标识：A 文章编号：1009-9328（2013）02-000-02
摘 要 为了研究肩关节在等速离心运动条件下做内收外展运动时肌肉力量特征的生物力学参数，随机从沈阳体育学院抽取12名学生为研究对象，对他们进行等速离心肌力测试，在角速度为20°/s、60°/s时肩关节内收外展肌群的峰力矩、总功、平均功率，发现等速离心运动时肩关节内收肌群峰力矩、总功随着角速度的增大而增大，但幅度较小，外展肌群峰力矩、总功无明显变化；等速离心运动时内收肌群峰力矩、总功大于外展肌群峰力矩、总功；等速离心运动中肩关节内收外展肌群平均功率随着角速度的增大而增大。
关键词 肩关节 肌肉力量 等速运动
等速肌力测试系统，在有效性、准确性、安全性等方面均具有明显优势，被视为肌肉功能评价的“黄金方法”[1]。峰力矩指肌肉收缩产生的最大力矩输出，即力矩曲线上最高点处的力矩值[2]，被视为等速肌力测试的黄金指标和参考值[3]，总功人体肌肉收缩是把化学能转化为机械能和热的过程，在能量转变过程中肌肉克服了阻力，使物体产生了位移，因此肌肉便做了功。功率是指物体在单位时间内所做的功，用来表示肌肉的工作效率。肩关节由于其解剖结构的特征与其他关节相比，研究时相对比较难控制，因此，对肩关节的研究较少。基于这点，本文采用等速肌力测试系统，对沈阳体育学院普通学生右侧肩关节内收外展肌群进行测试，通过测得普通人群肩关节做内收外展运动时，肩关节内收外展肌群的生物力学参数，为今后研究体育运动技术、康复医学、工农业生产操作技术的生物力学提供基础参数。
一、实验对象与方法
（一）实验对象
以沈阳体育学院普通学生作为本次研究对象（共计12名）。
（二）实验方法
1.时间及地点：实验于2012-11-05在沈阳体育学院运动生物力学重点实验室完成。
2.测试指标：主要观察指标： 肩关节内收外展肌群的峰力矩、总功、平均功率。
3.实验方案：测试时先进性3次适应性练习，然后进行6次正式测试，不同角速度测试之间的间隔时间为1min。，等速离心测试角速度分别为20°/s、60°/s。
4.数理统计法：采用SPSS 16.0统计软件包对所测试数据进行独立样本t检验处理，结果均以x±s表示。
二、结果
表1 肩关节内收外展肌群等速离心收缩测试结果与分析
角速度 20 60
内收肌群峰力矩（N·m） 76.00士3.56 96.67士21.31
外展肌群峰力矩（N·m） 44.33士18.12 43.33士15.97
内收肌群总功（J） 122.67士8.18 129.67 士12.50
外展肌群总功（J） 62.33士16.76 60.58士25.39
内收肌群平均功率（W） 24.33士5.31 62.67士12.39
外展肌群平均功率（W） 12.67士4.11 27.00士12.57
（一）从表1中我们可看出以下几个问题：内收肌群峰力矩、相对峰力矩随着角速度的增加而增大，但增加幅度较小，外展肌肌群峰力矩、相对峰力矩基本保持不变，等速离心收缩内收肌群峰力矩大于外展肌群峰力矩。显然当前的结果内收肌群峰力矩，相对峰力矩违背了传统的离体肌肉力矩与速度关系的，最大的差别就是所测人体关节内收肌群峰力矩随着角速度的增加而增加。该实验所获得的肩关节等速离心收缩内收肌群肌力特征同以前所获得的其它关节等动离心收缩肌力特征不一样，这可能是因为离体肌的力量速度关系是由单一动物肌肉实验得出来的，描述的仅是纯肌肉属性，而人体肌群的离心运动力矩与速度关系是受大量不同因素（神经、肌肉、键和骨骼系统）所影响。有些研究表明，等速离心运动产生的力矩较恒定，与运动速度无关，等速离心运动的这种现象称为持平现象，目前认为这种现象与神经—肌肉单位在离心运动时产生的抑制及保护性机制有关。本实验所获得的肩关节等动离心收缩外展肌群肌力特征同以前所获得的其它关节等动离心收缩肌力特征是基本一致的[4]，对此，可能的解释为：当肌腱所受的张力达到了一定水平而有可能损伤肌肉时，位于骨骼肌肌腱中的腱器官（高尔基氏腱器）就向中枢神经系统发放返回冲动，对运动神经产生抑制作用，抑制肌肉的活动，以防止肌肉拉伤。
（二）从表1中可以看出：内收肌群总功，相对总功随着角速度的增而略有增大，外展肌群总功，相对总功无明显变化；内收肌群总功、相对总功大于外展肌群总功、相对总功。肩关节内收外展肌群做等速离心运动，内收肌群总功、相对总功稍有增大，这与前面所得数据一致，前面的结果显示肩关节做内收外展运动时内收肌群的峰力矩随着角速度的增大而稍有增大。功是衡量力的作用效果的一个标志，由于肩关节内收肌群肌力矩随着角速度的增大而增大，表明肩关节肌力输出也随着增大，而所有受试者在同一测试体位时肩关节的活动范围是不变的，即肩关节完成一次内收外展动作所经历的角位移（转角）是不变的，根据转动物体做功公式：A=fMdn（其中，A为功，M为力矩，n为转角），即肩关节内收外展肌群所做的功等于内收外展肌群力矩对内收外展角度的积分，可以看出，在同一测试体位由于转角n是一定的。所以功随着肌力矩的变化而变化，所以总功、相对总也随着角速度的增大而增大。而外展肌群肌力矩值在测试角速度下无显著变化，导致总功、相对总功也无显著变化。
（三）从表1可以看出：内收外展肌群平均功率随着角速度的增大而明显增大，内收肌群平均功率大于外展肌群。这是因为，总功、相对总功在测试角速度下无显著变化，而随着测试速度的增大，完成一次动作所需的时间缩短，由：功率=功/时间，可知，肩关节内收外展肌群等动离心收缩平均功率、相对平均功率随测试速度的增大而增大。这也提示，在高速度状态下锻炼肩关节内收外展肌群的离心爆发力效果会好一些。这一点更加证明了峰力矩的“持平说”。
三、结论
（一）等速离心运动时肩关节内收肌群峰力矩，总功随着角速度的增大而增大，但幅度较小，外展肌群总功，相对总功无明显变化。
（二）等速离心运动时内收肌群峰力矩、总功大于外展肌群峰力矩、总功。
（三）等速离心运动中肩关节内收外展肌群平均功率随着角速度的增大而增大。
参考文献：
[1] 黄巍，毛一平，王健.青年大学生动态等速肌力性别差异的实验研究[J].中国体育科技.2002.38（7）：13-15.
[2] 王大安.等速技术与运动性肌肉损伤[J].中国组织工程研究与临床康复.2009.13（24）：4750-4753.
[3] 华立君.等速测试系统在体育科研中的应用[J].南京体育学院学报：自然科学版.2008.7（4）：33-35.
[4] Hanten W. Ramberg C： Effect of stabilization on maximal isokinetic torque of the Quadriceps femorismuscle during concentric and eccentric contractions. Physiol Ther. 1988.68：219-222.
摘 要 为了研究肩关节在等速离心运动条件下做内收外展运动时肌肉力量特征的生物力学参数，随机从沈阳体育学院抽取12名学生为研究对象，对他们进行等速离心肌力测试，在角速度为20°/s、60°/s时肩关节内收外展肌群的峰力矩、总功、平均功率，发现等速离心运动时肩关节内收肌群峰力矩、总功随着角速度的增大而增大，但幅度较小，外展肌群峰力矩、总功无明显变化；等速离心运动时内收肌群峰力矩、总功大于外展肌群峰力矩、总功；等速离心运动中肩关节内收外展肌群平均功率随着角速度的增大而增大。
关键词 肩关节 肌肉力量 等速运动
等速肌力测试系统，在有效性、准确性、安全性等方面均具有明显优势，被视为肌肉功能评价的“黄金方法”[1]。峰力矩指肌肉收缩产生的最大力矩输出，即力矩曲线上最高点处的力矩值[2]，被视为等速肌力测试的黄金指标和参考值[3]，总功人体肌肉收缩是把化学能转化为机械能和热的过程，在能量转变过程中肌肉克服了阻力，使物体产生了位移，因此肌肉便做了功。功率是指物体在单位时间内所做的功，用来表示肌肉的工作效率。肩关节由于其解剖结构的特征与其他关节相比，研究时相对比较难控制，因此，对肩关节的研究较少。基于这点，本文采用等速肌力测试系统，对沈阳体育学院普通学生右侧肩关节内收外展肌群进行测试，通过测得普通人群肩关节做内收外展运动时，肩关节内收外展肌群的生物力学参数，为今后研究体育运动技术、康复医学、工农业生产操作技术的生物力学提供基础参数。
一、实验对象与方法
（一）实验对象
以沈阳体育学院普通学生作为本次研究对象（共计12名）。
（二）实验方法
1.时间及地点：实验于2012-11-05在沈阳体育学院运动生物力学重点实验室完成。
2.测试指标：主要观察指标： 肩关节内收外展肌群的峰力矩、总功、平均功率。
3.实验方案：测试时先进性3次适应性练习，然后进行6次正式测试，不同角速度测试之间的间隔时间为1min。，等速离心测试角速度分别为20°/s、60°/s。
4.数理统计法：采用SPSS 16.0统计软件包对所测试数据进行独立样本t检验处理，结果均以x±s表示。
二、结果
表1 肩关节内收外展肌群等速离心收缩测试结果与分析
角速度 20 60
内收肌群峰力矩（N·m） 76.00士3.56 96.67士21.31
外展肌群峰力矩（N·m） 44.33士18.12 43.33士15.97
内收肌群总功（J） 122.67士8.18 129.67 士12.50
外展肌群总功（J） 62.33士16.76 60.58士25.39
内收肌群平均功率（W） 24.33士5.31 62.67士12.39
外展肌群平均功率（W） 12.67士4.11 27.00士12.57
（一）从表1中我们可看出以下几个问题：内收肌群峰力矩、相对峰力矩随着角速度的增加而增大，但增加幅度较小，外展肌肌群峰力矩、相对峰力矩基本保持不变，等速离心收缩内收肌群峰力矩大于外展肌群峰力矩。显然当前的结果内收肌群峰力矩，相对峰力矩违背了传统的离体肌肉力矩与速度关系的，最大的差别就是所测人体关节内收肌群峰力矩随着角速度的增加而增加。该实验所获得的肩关节等速离心收缩内收肌群肌力特征同以前所获得的其它关节等动离心收缩肌力特征不一样，这可能是因为离体肌的力量速度关系是由单一动物肌肉实验得出来的，描述的仅是纯肌肉属性，而人体肌群的离心运动力矩与速度关系是受大量不同因素（神经、肌肉、键和骨骼系统）所影响。有些研究表明，等速离心运动产生的力矩较恒定，与运动速度无关，等速离心运动的这种现象称为持平现象，目前认为这种现象与神经—肌肉单位在离心运动时产生的抑制及保护性机制有关。本实验所获得的肩关节等动离心收缩外展肌群肌力特征同以前所获得的其它关节等动离心收缩肌力特征是基本一致的[4]，对此，可能的解释为：当肌腱所受的张力达到了一定水平而有可能损伤肌肉时，位于骨骼肌肌腱中的腱器官（高尔基氏腱器）就向中枢神经系统发放返回冲动，对运动神经产生抑制作用，抑制肌肉的活动，以防止肌肉拉伤。
（二）从表1中可以看出：内收肌群总功，相对总功随着角速度的增而略有增大，外展肌群总功，相对总功无明显变化；内收肌群总功、相对总功大于外展肌群总功、相对总功。肩关节内收外展肌群做等速离心运动，内收肌群总功、相对总功稍有增大，这与前面所得数据一致，前面的结果显示肩关节做内收外展运动时内收肌群的峰力矩随着角速度的增大而稍有增大。功是衡量力的作用效果的一个标志，由于肩关节内收肌群肌力矩随着角速度的增大而增大，表明肩关节肌力输出也随着增大，而所有受试者在同一测试体位时肩关节的活动范围是不变的，即肩关节完成一次内收外展动作所经历的角位移（转角）是不变的，根据转动物体做功公式：A=fMdn（其中，A为功，M为力矩，n为转角），即肩关节内收外展肌群所做的功等于内收外展肌群力矩对内收外展角度的积分，可以看出，在同一测试体位由于转角n是一定的。所以功随着肌力矩的变化而变化，所以总功、相对总也随着角速度的增大而增大。而外展肌群肌力矩值在测试角速度下无显著变化，导致总功、相对总功也无显著变化。
（三）从表1可以看出：内收外展肌群平均功率随着角速度的增大而明显增大，内收肌群平均功率大于外展肌群。这是因为，总功、相对总功在测试角速度下无显著变化，而随着测试速度的增大，完成一次动作所需的时间缩短，由：功率=功/时间，可知，肩关节内收外展肌群等动离心收缩平均功率、相对平均功率随测试速度的增大而增大。这也提示，在高速度状态下锻炼肩关节内收外展肌群的离心爆发力效果会好一些。这一点更加证明了峰力矩的“持平说”。
三、结论
（一）等速离心运动时肩关节内收肌群峰力矩，总功随着角速度的增大而增大，但幅度较小，外展肌群总功，相对总功无明显变化。
（二）等速离心运动时内收肌群峰力矩、总功大于外展肌群峰力矩、总功。
（三）等速离心运动中肩关节内收外展肌群平均功率随着角速度的增大而增大。
参考文献：
[1] 黄巍，毛一平，王健.青年大学生动态等速肌力性别差异的实验研究[J].中国体育科技.2002.38（7）：13-15.
[2] 王大安.等速技术与运动性肌肉损伤[J].中国组织工程研究与临床康复.2009.13（24）：4750-4753.
[3] 华立君.等速测试系统在体育科研中的应用[J].南京体育学院学报：自然科学版.2008.7（4）：33-35.
[4] Hanten W. Ramberg C： Effect of stabilization on maximal isokinetic torque of the Quadriceps femorismuscle during concentric and eccentric contractions. Physiol Ther. 1988.68：219-222.