论文部分内容阅读
泥浆训练法在国外的军事体能等领域已经广泛开展，作为一种力量训练手段，其主要优点体现在三个方面：其一，它是一种流体材料，具有恒定的阻力，与传统力量训练手段相比，它可以动用下肢更多的肌肉进行练习；其二，教练员可以根据训练目的和动作要求，通过改变泥浆的黏陛来改变训练的强度；其三，在泥浆池中训练，可以结合专项技战术进行训练，避免了运动损伤的发生。所以，泥浆训练作为一种新型力量训练手段，将更多地应用到专项力量训练中去。因而，深入探讨泥浆训练对运动员下肢肌肉的生物力学特征，对提高运动员力量训练质量具有较重要的理论和实践意义。
从目前掌握的资料来看，有关传统肌肉力量训练方法、肌肉力量与专项技术特点研究较多，而探讨新型的力量训练手段与方法研究较少，本研究以泥浆池为训练手段，对运动员训练前后的下肢肌电特征变化规律实施对比研究，探讨泥浆池力量训练的价值所在，以期为中跑运动员力量训练实践提供理论参考。
一、对相关概念的认识
（一）对力量训练的认识
目前，关于力量训练的方法很多，表现在以下几个方面：一是传统杠铃式的各种力量训练，如静力性练习、等张练习、等动练习、退让练习、超等长练习、循环练习等方法；二是电刺激力量训练；三是振动力量训练。
根据查阅文献可知，近年来国内外关于各种力量训练，尤其是结合专项采取的非传统的力量训练手段，如电刺激训练、振动训练等研究颇多，原因在于相对于传统力量训练方法，非传统力量训练更具针对性、科学性和实效性。如电刺激方法的优点在于：①可有针对性地对某些肌肉进行较好的训练，且比常规训练方法的效果好得多；②可提高肌肉的张力，一般情况下能达到肌肉随意收缩的60%左右；③相对于传统方法耗能少，且可以多次重复使用，中枢神经系统也不会出现疲劳。而振动训练主要对神經肌肉系统和骨骼组织系统有改善作用，而且对感觉系统和代谢系统也有一定的影响。但非传统力量训练也有一定的负面效应。
（二）对泥浆训练的认识
本研究中所用的力量训练手段为泥浆池，是指在一个装有泥浆的大池子里面进行训练，主要用于运动员体能方面的训练。它主要由泥泞池、喷水装置、搅拌装置、水循环、泥循环系统组成。泥浆池的底部有可升降的操作台，喷水系统主要由喷水和喷嘴构成，搅拌系统主要由轨道、滚筒和驱动电机所组成，水循环系统主要由循环水泵和循环水管组成，泥浆循环主要由泥浆冲水器、过滤网以及泥水分离器构成。泥浆的深度可以根据升降机调节，一般控制在踝关节以上、膝关节以下，水和泥浆可以循环使用。采用这种装置可以减少对运动员下肢关节的冲击力，实现软着陆的效果，可明显提高向心收缩的效果，并且能保护关节不受损伤。
二、国内外力量训练最新研究动态
（一）运动量对力量训练的影响
Juan Jose Gonzalez Badillo.etal通过实验得知：对于举重运动员而言，短时间训练中，为了有效地增加专项力量，中等运动量优于高运动量、低运动量除此之外，简单的增加训练强度并不一定使机体产生好的适应，而且可能对人体产生副作用，只有在非大量练习较高强度的负重训练中，这种力量训练效果才比较有效。
（二）重复次数对力量训练效果的影响
已有实验表明：在进行抗阻力训练中，增加重复次数不能很好的增强力量。而相反，超大强度的力量训练可导致运动员精疲力尽、受伤以及过度训练综合症等现象，因此，这种训练方法是不科学的。
（三）电刺激训练对提高力量的研究
电刺激训练法是应用电刺激仪器产生的脉冲电流，代替由大脑发出的神经冲动从而使神经收缩，从而达到提高肌肉力量的目的。Nicola abauh.etal的实验表明电刺激训练法对优秀橄榄球运动员力量和爆发力的影响。结果显示为蹲力显著性提高了8.5%；其它方面无明显增加。12周以后，随意转动、纵跳高度和蹲力都有显著性提高。
（四）振动训练对提高力量的研究
振动训练是利用机械振动产生肌肉振荡的训练方法，是最初的肌腱振动产生强直振动反射（TVR）的修正形式。李玉章对20名健康的大学生进行测试，结果发现：振动刺激可以增大肌肉的放电量；但在多维组合振动中，随振动频率增加，肌肉的激活程度呈阶梯状递增，存在较为明显的强度梯度，并且在对肌肉的协调激活和针对性激活方面比单维垂直振动占优势。
近年来，全身振动训练（WBV）作为一种新兴的神经肌肉练习方法，通过改善神经系统之间的协调性，促进人体屈肌群的最大力量、爆发力量、力量耐力、协调性、柔韧性等素质的协调发展。目前，振动训练在运动实践中受到广泛重视。
三、表面肌电在体育中的应用
（一）肌电信号介绍
在大脑中枢神经系统的调控下，身体各肌肉间相互协调配合，将兴奋传至骨骼肌，使人体产生协调运动，同时骨骼肌细胞产生生物电的变化。肌电信号（EMG）极其微弱，并且与神经肌肉各种活动有着密切的关系，它里面蕴含着许多与肢体运动很密切的信息。根据生物电引导方式的不同，EMG可分为两种：一种是通过针电极刺人肌肉组织的针电极肌电信号，它被称为针电极；另外一种则是从人体皮肤表面将电极信号引导出来所获得的表面肌电（Surface Electromyogram，sEMGl。
目前，临床肌电图检查多采用针电极肌电图，因为一次性针电极价格昂贵，一般病人难以负担，在临床检测中针电极不是很多，且是非一次性使用，存在感染疾病的危险性。而表面肌电信号是一种容易掌握、安全、非侵入性的纪录肌电方法，能使所测肌肉的能量客观量化。
（二）表面肌电信号产生原理
表面肌电信号实际上是从人体肌肉表面通过一种电极引导记录下来的神经肌肉系统的生物电信号，这些生物电信号是运动单位在空间和时间上的总和。肌电信号的频率和振幅取决于诸多因素，如中枢神经系统运动单位同步化、人体皮肤温度、人体肌肉活动方式、肌纤维的募集水平等等。 （三）表面肌电信号提取方法及指标意义
1.常用表面肌电信号处理及分析法
肌电信号处理的方法较多，从总体上来说主要有频域分析法、时域分析法、小波处理法和非线性动力学方法。
对于时域分析，主要有积分肌电值（IEMGl、均方根振幅（RMsl、平均振幅（MA）、对称性以及时程，IEMG和RMS在时间维度上可以反映sEMG信号振幅的变化特征。时域分析是以时间为变量，对肌电信号进行统计分析得到某些统计特征，如通过平滑、滤波、整流、标准化处理，然后借以相关软件计算幅值的直方图、绝对平均值、方差、过零次数、均方值、三阶原点矩或四阶原点矩。
对于频域分析，首先对表面肌电进行快速傅里叶转换（FFT），然后进行频谱分析，它可以在频率维度上说明表面肌电的变化，主要用于对肌肉疲劳的研究。它包括表面肌电峰值频率、频带宽、功率谱（FFF）、中值频率（MF）、中位频率（MPF）。表面肌电功率谱的分析一定要是原始数据，它可反映表面肌电图信号在不同频率分量的变化；平均功率频率是判断肌肉疲劳的指标之一，这两个指标描述的频域信号较其它指标相对稳定。
非线性动力学分析包括关联维数、Lyapunov指数、混沌和分形分析等。对于近几年所出现的计算复杂度变化的一些生理学机制或其它原理缺乏较为系统的研究。
2.指标及意义
时域和频域分析是肌电图分析的主要两个方面，而时域分析包括振幅、积分肌电值、时程、均方根值、时程等参数的分析。频域分析包括平均功率频率、中位频率、峰值频率、频带宽等参数的分析。
积分肌电（IEMG）：主要反映肌肉在工作时运动单位的数目以及每个运动单位的放电多少。已有实验研究发现，在渐增负荷运动中，IEMG值随时间的延长而呈上升趋势，并且如果负荷不相同时，IEMG的斜率也不同，负荷与斜率成正比关系。
均方根振幅（RMS）：反映的是肌肉的放电有效值，它的大小主要取决于表面肌电振幅大小。研究表明，这一般与运动单位募集肌纤维能力和兴奋同步有关。
四、中跑运动员下肢专项力量研究综述
（一）有关中跑运动员专项力量特征研究
中跑实际上是属于周期性体能类项目，其竞技能力主要表现在速度力量、速度、速度耐力与技术的完美结合，其项目主要体现在高速度的持续跑，因此，具备良好的有氧代谢能力、无氧代谢能力、有氧与无氧混合代谢能力及整体身体素质水平对于中跑运动员是至关重要的。整体上中跑是一种以有氧代谢为基础无氧代谢为主的运动，参与供能的主要是磷酸原系统（ATP-CP）和糖酵解系统。通过所查相关资料文献可以看出：速度、速度力量和速度耐力水平决定了中跑的竞技成绩，而其速度是核心，速度耐力是基础，而根本是速度力量。因此力量训练是提高速度和增强专项耐力的有效途径。
（二）中跑运动员下肢专项力量训练现状
应结合中跑运动项目特点进行力量训练，发展中跑项目所需的专项肌肉力量，肌肉力量的增加主要通过肌肉横断面积的增加和肌肉神经的协调性增强。而肌肉横断面积的增加主要提高肌肉的最大力量，而神经肌肉协调性的增强主要提高快速力量。对于中跑项目而言，增加肌肉横断面积，即增加肌肉的体积是不可取的，应该在保证体重稳定的基础上，增强中跑运动员下肢神经肌肉的协调性。而为加强其专项力量应从以下几个方面进行考虑：其一，究竟发展哪一种性质的力量，例如中跑运动主要发展的是速度力量还是力量耐力；其二，究竟发展哪个部位的肌肉，中跑运动主要是发展下肢前后群的肌肉力量还是上肢腰部肌群或手臂肌群；其三，要特别重视速度力量训练的后效应。
在体育运动中，力量训练的手段上主要采取克服杠铃、哑铃的重量进行力量练习，且以徒手或者轻器械多重复次数的练习为宜。因为中跑项目需要的不单是最大力量，而是速度、耐力、力量的同步提高。通过速度和力量耐力的增加，才能促使专项能力的提高。
目前，力量训练的手段较多地是仍然一种传统的“杠铃式”训练，这种力量练习不足主要在于：其一，它主要是以静力性、被动式练习为主，因此，容易造成训练损伤；其二，这种练习大部分以某一块肌肉或某一肌群进行练习，不能同时动用整个下肢的大部分肌肉群；其三，这种练习只能在器械上進行练习，而不能结合具体技术动作进行练习。而泥浆训练克服了这些不足，不仅可以避免训练损伤的发生，还可以同时动用下肢的大部分肌肉群进行练习，另外，它还可以针对中跑项目的技术动作进行练习。
从目前掌握的资料来看，有关传统肌肉力量训练方法、肌肉力量与专项技术特点研究较多，而探讨新型的力量训练手段与方法研究较少，本研究以泥浆池为训练手段，对运动员训练前后的下肢肌电特征变化规律实施对比研究，探讨泥浆池力量训练的价值所在，以期为中跑运动员力量训练实践提供理论参考。
一、对相关概念的认识
（一）对力量训练的认识
目前，关于力量训练的方法很多，表现在以下几个方面：一是传统杠铃式的各种力量训练，如静力性练习、等张练习、等动练习、退让练习、超等长练习、循环练习等方法；二是电刺激力量训练；三是振动力量训练。
根据查阅文献可知，近年来国内外关于各种力量训练，尤其是结合专项采取的非传统的力量训练手段，如电刺激训练、振动训练等研究颇多，原因在于相对于传统力量训练方法，非传统力量训练更具针对性、科学性和实效性。如电刺激方法的优点在于：①可有针对性地对某些肌肉进行较好的训练，且比常规训练方法的效果好得多；②可提高肌肉的张力，一般情况下能达到肌肉随意收缩的60%左右；③相对于传统方法耗能少，且可以多次重复使用，中枢神经系统也不会出现疲劳。而振动训练主要对神經肌肉系统和骨骼组织系统有改善作用，而且对感觉系统和代谢系统也有一定的影响。但非传统力量训练也有一定的负面效应。
（二）对泥浆训练的认识
本研究中所用的力量训练手段为泥浆池，是指在一个装有泥浆的大池子里面进行训练，主要用于运动员体能方面的训练。它主要由泥泞池、喷水装置、搅拌装置、水循环、泥循环系统组成。泥浆池的底部有可升降的操作台，喷水系统主要由喷水和喷嘴构成，搅拌系统主要由轨道、滚筒和驱动电机所组成，水循环系统主要由循环水泵和循环水管组成，泥浆循环主要由泥浆冲水器、过滤网以及泥水分离器构成。泥浆的深度可以根据升降机调节，一般控制在踝关节以上、膝关节以下，水和泥浆可以循环使用。采用这种装置可以减少对运动员下肢关节的冲击力，实现软着陆的效果，可明显提高向心收缩的效果，并且能保护关节不受损伤。
二、国内外力量训练最新研究动态
（一）运动量对力量训练的影响
Juan Jose Gonzalez Badillo.etal通过实验得知：对于举重运动员而言，短时间训练中，为了有效地增加专项力量，中等运动量优于高运动量、低运动量除此之外，简单的增加训练强度并不一定使机体产生好的适应，而且可能对人体产生副作用，只有在非大量练习较高强度的负重训练中，这种力量训练效果才比较有效。
（二）重复次数对力量训练效果的影响
已有实验表明：在进行抗阻力训练中，增加重复次数不能很好的增强力量。而相反，超大强度的力量训练可导致运动员精疲力尽、受伤以及过度训练综合症等现象，因此，这种训练方法是不科学的。
（三）电刺激训练对提高力量的研究
电刺激训练法是应用电刺激仪器产生的脉冲电流，代替由大脑发出的神经冲动从而使神经收缩，从而达到提高肌肉力量的目的。Nicola abauh.etal的实验表明电刺激训练法对优秀橄榄球运动员力量和爆发力的影响。结果显示为蹲力显著性提高了8.5%；其它方面无明显增加。12周以后，随意转动、纵跳高度和蹲力都有显著性提高。
（四）振动训练对提高力量的研究
振动训练是利用机械振动产生肌肉振荡的训练方法，是最初的肌腱振动产生强直振动反射（TVR）的修正形式。李玉章对20名健康的大学生进行测试，结果发现：振动刺激可以增大肌肉的放电量；但在多维组合振动中，随振动频率增加，肌肉的激活程度呈阶梯状递增，存在较为明显的强度梯度，并且在对肌肉的协调激活和针对性激活方面比单维垂直振动占优势。
近年来，全身振动训练（WBV）作为一种新兴的神经肌肉练习方法，通过改善神经系统之间的协调性，促进人体屈肌群的最大力量、爆发力量、力量耐力、协调性、柔韧性等素质的协调发展。目前，振动训练在运动实践中受到广泛重视。
三、表面肌电在体育中的应用
（一）肌电信号介绍
在大脑中枢神经系统的调控下，身体各肌肉间相互协调配合，将兴奋传至骨骼肌，使人体产生协调运动，同时骨骼肌细胞产生生物电的变化。肌电信号（EMG）极其微弱，并且与神经肌肉各种活动有着密切的关系，它里面蕴含着许多与肢体运动很密切的信息。根据生物电引导方式的不同，EMG可分为两种：一种是通过针电极刺人肌肉组织的针电极肌电信号，它被称为针电极；另外一种则是从人体皮肤表面将电极信号引导出来所获得的表面肌电（Surface Electromyogram，sEMGl。
目前，临床肌电图检查多采用针电极肌电图，因为一次性针电极价格昂贵，一般病人难以负担，在临床检测中针电极不是很多，且是非一次性使用，存在感染疾病的危险性。而表面肌电信号是一种容易掌握、安全、非侵入性的纪录肌电方法，能使所测肌肉的能量客观量化。
（二）表面肌电信号产生原理
表面肌电信号实际上是从人体肌肉表面通过一种电极引导记录下来的神经肌肉系统的生物电信号，这些生物电信号是运动单位在空间和时间上的总和。肌电信号的频率和振幅取决于诸多因素，如中枢神经系统运动单位同步化、人体皮肤温度、人体肌肉活动方式、肌纤维的募集水平等等。 （三）表面肌电信号提取方法及指标意义
1.常用表面肌电信号处理及分析法
肌电信号处理的方法较多，从总体上来说主要有频域分析法、时域分析法、小波处理法和非线性动力学方法。
对于时域分析，主要有积分肌电值（IEMGl、均方根振幅（RMsl、平均振幅（MA）、对称性以及时程，IEMG和RMS在时间维度上可以反映sEMG信号振幅的变化特征。时域分析是以时间为变量，对肌电信号进行统计分析得到某些统计特征，如通过平滑、滤波、整流、标准化处理，然后借以相关软件计算幅值的直方图、绝对平均值、方差、过零次数、均方值、三阶原点矩或四阶原点矩。
对于频域分析，首先对表面肌电进行快速傅里叶转换（FFT），然后进行频谱分析，它可以在频率维度上说明表面肌电的变化，主要用于对肌肉疲劳的研究。它包括表面肌电峰值频率、频带宽、功率谱（FFF）、中值频率（MF）、中位频率（MPF）。表面肌电功率谱的分析一定要是原始数据，它可反映表面肌电图信号在不同频率分量的变化；平均功率频率是判断肌肉疲劳的指标之一，这两个指标描述的频域信号较其它指标相对稳定。
非线性动力学分析包括关联维数、Lyapunov指数、混沌和分形分析等。对于近几年所出现的计算复杂度变化的一些生理学机制或其它原理缺乏较为系统的研究。
2.指标及意义
时域和频域分析是肌电图分析的主要两个方面，而时域分析包括振幅、积分肌电值、时程、均方根值、时程等参数的分析。频域分析包括平均功率频率、中位频率、峰值频率、频带宽等参数的分析。
积分肌电（IEMG）：主要反映肌肉在工作时运动单位的数目以及每个运动单位的放电多少。已有实验研究发现，在渐增负荷运动中，IEMG值随时间的延长而呈上升趋势，并且如果负荷不相同时，IEMG的斜率也不同，负荷与斜率成正比关系。
均方根振幅（RMS）：反映的是肌肉的放电有效值，它的大小主要取决于表面肌电振幅大小。研究表明，这一般与运动单位募集肌纤维能力和兴奋同步有关。
四、中跑运动员下肢专项力量研究综述
（一）有关中跑运动员专项力量特征研究
中跑实际上是属于周期性体能类项目，其竞技能力主要表现在速度力量、速度、速度耐力与技术的完美结合，其项目主要体现在高速度的持续跑，因此，具备良好的有氧代谢能力、无氧代谢能力、有氧与无氧混合代谢能力及整体身体素质水平对于中跑运动员是至关重要的。整体上中跑是一种以有氧代谢为基础无氧代谢为主的运动，参与供能的主要是磷酸原系统（ATP-CP）和糖酵解系统。通过所查相关资料文献可以看出：速度、速度力量和速度耐力水平决定了中跑的竞技成绩，而其速度是核心，速度耐力是基础，而根本是速度力量。因此力量训练是提高速度和增强专项耐力的有效途径。
（二）中跑运动员下肢专项力量训练现状
应结合中跑运动项目特点进行力量训练，发展中跑项目所需的专项肌肉力量，肌肉力量的增加主要通过肌肉横断面积的增加和肌肉神经的协调性增强。而肌肉横断面积的增加主要提高肌肉的最大力量，而神经肌肉协调性的增强主要提高快速力量。对于中跑项目而言，增加肌肉横断面积，即增加肌肉的体积是不可取的，应该在保证体重稳定的基础上，增强中跑运动员下肢神经肌肉的协调性。而为加强其专项力量应从以下几个方面进行考虑：其一，究竟发展哪一种性质的力量，例如中跑运动主要发展的是速度力量还是力量耐力；其二，究竟发展哪个部位的肌肉，中跑运动主要是发展下肢前后群的肌肉力量还是上肢腰部肌群或手臂肌群；其三，要特别重视速度力量训练的后效应。
在体育运动中，力量训练的手段上主要采取克服杠铃、哑铃的重量进行力量练习，且以徒手或者轻器械多重复次数的练习为宜。因为中跑项目需要的不单是最大力量，而是速度、耐力、力量的同步提高。通过速度和力量耐力的增加，才能促使专项能力的提高。
目前，力量训练的手段较多地是仍然一种传统的“杠铃式”训练，这种力量练习不足主要在于：其一，它主要是以静力性、被动式练习为主，因此，容易造成训练损伤；其二，这种练习大部分以某一块肌肉或某一肌群进行练习，不能同时动用整个下肢的大部分肌肉群；其三，这种练习只能在器械上進行练习，而不能结合具体技术动作进行练习。而泥浆训练克服了这些不足，不仅可以避免训练损伤的发生，还可以同时动用下肢的大部分肌肉群进行练习，另外，它还可以针对中跑项目的技术动作进行练习。