肩关节在等速离心条件下做屈伸运动时肌肉力量的生物力学分析
中图分类号：G804 文献标识：A 文章编号：1009-9328（2014）07-000-01
摘要本文为研究肩关节做屈伸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，对他们进行等速肌力测试。等速离心测试，在角速度为20°/s、60°/s时肩关节屈伸肌群的峰力矩、总功、平均功率。得出结论：等速离心运动时肩关节屈伸肌群峰力矩，总功随着角速度的增大而没明显变化；等速离心运动中肩关节屈伸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]。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屈肌群进行测试，通过测得普通人群肩关节做屈伸运动时，肩关节屈伸肌群的峰力矩、总功、平均功率等力学参数，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：肩关节屈伸肌群的峰力矩、总功、平均功率。
3.实验方案：测试时先进行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、实验结果
表1肩关节屈伸肌群等速离心收缩测试的结果与分析
角速度（%）20（°/s）60（°/s）
屈肌峰力矩87.50士10.01103.00士8，97
伸肌峰力矩72.5士5.4173.50士7.30
屈肌总功198士27.86231.75 士10.18
伸肌总功145.5士16.56166.75士16.90
屈平均功率21.5士3.5045.50士5.41
伸平均功率11.75士2.0530.50士4.92
（一）离心运动是指肌肉在被拉长的情况下产生收缩，等速离心运动是指肌肉在恒定关节角速度时被拉长的收缩。从表1中我们可看出以下几个问题：屈肌群峰力矩随着角速度的增加而增大，但增加幅度较小，伸肌肌群峰力矩基本保持不变。显然当前的结果屈肌肌群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肌群离心力矩随着角速度的增加而增加。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。还有可能与其测试的可靠性受大量因素的影响有关，如重力、预加载力和测试位置等。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（levelingoffphenomenon），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。
（二）总功指肌肉可以把化学能转化为机械能，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，因此肌肉便作了功。从表1中可以看出：屈肌肌群总功随着角速度的增大而增大，随着角速度的增大屈肌群总功增大；伸肌肌群无明显变化。肩关节屈伸肌群做等速离心运动，而屈肌总功稍有增大，这与前面所得数据一致，伸肌力矩值在测试角速度下无显著变化，导致总功也无显著变化。提示出，在等动离心运动中，测试速度对肩伸肌的作功影响不大，而屈肌总功稍有增大，这与“持平说”是一致的。
（三）从表1中可以看出：屈伸肌群平均功率随着角速度的增大而明显增大，屈肌肌群平均功率大于伸肌肌群。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，肩关节屈伸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屈伸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）得到了肩关节屈伸肌群在不同角速度时的等速向心运动时的峰力矩、总功、平均功率等基础数据，为研究运动员的肩关节屈伸肌群肌力提供参考及对比材料，为运动训练及康复医学提供了科学依据。
（二）等速离心运动时肩关节屈伸肌群峰力矩，总功随着角速度的增大而没明显变化。
（三）等速离心运动中肩关节屈伸肌群平均功率随着角速度的增大而增大。
参考文献：
[1] 邓树勋,洪泰田,曹志发.运动生理学[M].北京:高等教育出版社.1999:235.
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