肖才坤, 葉廣雄, 廖開(kāi)放

(1.廣東體育職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東 廣州 510663；2. 廣東省黃村體育訓(xùn)練中心,廣東 廣州 510663)

射箭運(yùn)動(dòng)是競(jìng)技體育中的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，是一項(xiàng)個(gè)人單一動(dòng)作結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，是對(duì)各關(guān)節(jié)穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性要求很高的肌肉耐力性項(xiàng)目[1]。射箭運(yùn)動(dòng)在比賽過(guò)程中大部分時(shí)間處于“引而不發(fā)，躍如也”的狀態(tài)，其核心是準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性[2]。長(zhǎng)久以來(lái)，我國(guó)射箭專項(xiàng)力量訓(xùn)練的重點(diǎn)放在四肢和軀干大肌肉群上，此外，還有很多教練采用增大專項(xiàng)力量訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)量和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，以期提高射箭成績(jī)，但是隨之而來(lái)的運(yùn)動(dòng)損傷問(wèn)題也越來(lái)越突出[3,4]。射箭運(yùn)動(dòng)員以慢性損傷為主(約85.7%)，受傷率最高的是肩關(guān)節(jié)，高達(dá)54%[5]。而肩關(guān)節(jié)是整個(gè)射箭技術(shù)動(dòng)作中重要的一環(huán)，肩關(guān)節(jié)能否協(xié)調(diào)穩(wěn)定發(fā)力，會(huì)直接影響命中水平，甚至還可能導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員重返賽場(chǎng)后復(fù)發(fā)率居高不下的情況[6]，如何讓肩關(guān)節(jié)周圍肌肉協(xié)調(diào)穩(wěn)定發(fā)力是射箭運(yùn)動(dòng)員亟待解決的問(wèn)題。有研究報(bào)道，振動(dòng)刺激可以提高肌肉的激活水平從而提高穩(wěn)定性[7,8]，而近年傳入我國(guó)的振動(dòng)桿便是其中一種振動(dòng)訓(xùn)練器，其廣泛應(yīng)用于健身和康復(fù)治療領(lǐng)域以提高肌肉力量、協(xié)調(diào)和穩(wěn)定能力，但其在射箭運(yùn)動(dòng)員中的應(yīng)用尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究探討振動(dòng)桿訓(xùn)練對(duì)精英射箭運(yùn)動(dòng)員發(fā)射技術(shù)動(dòng)作時(shí)肩關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的影響。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

篩選26名廣東省黃村體育訓(xùn)練中心的精英射箭運(yùn)動(dòng)員，用信封法將運(yùn)動(dòng)員隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組(振動(dòng)桿組)和對(duì)照組，每組13名。其中，男性15名 , 女性11名，專項(xiàng)訓(xùn)練5年以上，健將級(jí)8人，一級(jí)運(yùn)動(dòng)員10人，二級(jí)運(yùn)動(dòng)員8人，所有運(yùn)動(dòng)員均左手持弓，右手為優(yōu)勢(shì)手，兩組運(yùn)動(dòng)員的性別、年齡、身高、體重和專項(xiàng)訓(xùn)練時(shí)間等各項(xiàng)情況進(jìn)行對(duì)比，無(wú)顯著性差異(P>0.05)(表1)。對(duì)照組只進(jìn)行常規(guī)射箭力量訓(xùn)練，而實(shí)驗(yàn)組在常規(guī)射箭力量訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，增加振動(dòng)桿訓(xùn)練。

表1 兩組運(yùn)動(dòng)員一般情況比較

1.2 實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練方案

1.2.1 射箭力量訓(xùn)練內(nèi)容與方法

常規(guī)射箭力量訓(xùn)練內(nèi)容包括一般力量素質(zhì)訓(xùn)練和射箭專項(xiàng)力量訓(xùn)練(表2)[9,10]。所有研究對(duì)象均由一位具有5年工作經(jīng)驗(yàn)的體能教練進(jìn)行規(guī)范化和系統(tǒng)化訓(xùn)練，約120min/次，3次/周，共8周。

表2 射箭力量訓(xùn)練

1.2.2 振動(dòng)桿訓(xùn)練方法

實(shí)驗(yàn)組研究對(duì)象均使用統(tǒng)一振動(dòng)桿(體育型, 德國(guó))進(jìn)行訓(xùn)練，長(zhǎng)度153cm, 中央手柄長(zhǎng)度為17.9cm，重量為710g，厚度為9.5 mm，振動(dòng)頻率可達(dá)270次/min(4.6Hz)。振動(dòng)桿訓(xùn)練方案：①雙側(cè)手持振動(dòng)桿于肩關(guān)節(jié)前屈90°位，在額狀面上下向振動(dòng)；②雙側(cè)手持振動(dòng)桿于肩關(guān)節(jié)外展至90°位，在額狀面上進(jìn)行左右向的振動(dòng)(即向外，然后向內(nèi)側(cè)做往復(fù)運(yùn)動(dòng))；③雙側(cè)手持振動(dòng)桿于肩關(guān)節(jié)前屈180°位，在額狀面上下向振動(dòng)；④雙側(cè)手持振動(dòng)桿于肩關(guān)節(jié)后伸30°位，在矢狀面前后向振動(dòng)。進(jìn)行訓(xùn)練前，所有運(yùn)動(dòng)員先進(jìn)行3min熱身。振動(dòng)桿訓(xùn)練時(shí)，雙腳與肩同寬站立，每個(gè)動(dòng)作以個(gè)人最大幅度持續(xù)晃動(dòng)60秒/次，每次完成之后休息1min，連續(xù)完成10組。訓(xùn)練后，進(jìn)行3min的放松運(yùn)動(dòng)，完成以上4個(gè)訓(xùn)練需約30min/次，3次/周，共8周。

1.3 訓(xùn)練效果評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1 等速肌力測(cè)試

由一名經(jīng)過(guò)專業(yè)認(rèn)證培訓(xùn)的人員采用等速肌力檢測(cè)與訓(xùn)練系統(tǒng)(Biodex, Multi-Joint System 4, Biodex Corp, Shirly NY, 美國(guó))對(duì)所有研究對(duì)象進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試的具體動(dòng)作包括雙側(cè)肩關(guān)節(jié)前屈/后伸、外展/內(nèi)收、肩胛骨平面外展45°時(shí)外旋/內(nèi)旋時(shí)的向心性收縮運(yùn)動(dòng)。測(cè)試前先熱身5min，并說(shuō)明等速肌力測(cè)試過(guò)程及注意事項(xiàng)。測(cè)試肩關(guān)節(jié)功能性動(dòng)作要求：①肩關(guān)節(jié)前屈/后伸向心運(yùn)動(dòng)：取坐位，軀干固定靠背上，動(dòng)力臂起始在0°位，前屈范圍設(shè)定在90°，后伸設(shè)定于30°；②外展/內(nèi)收向心運(yùn)動(dòng)：取坐位，軀干固定靠背上，動(dòng)力臂起始在0°位，外展范圍設(shè)定在90°；③外旋/內(nèi)旋向心運(yùn)動(dòng)：取坐位，軀干固定靠背上，肩胛骨平面外展45°，屈肘90°，前臂中立位，外旋范圍設(shè)定在90°。每個(gè)動(dòng)作均重復(fù)做5次，中間休息5s，在60°/s的角速度下測(cè)試肌肉峰值力矩。

1.3.2 sEMG信號(hào)采集方法

由一名經(jīng)過(guò)肌電圖培訓(xùn)的人員采用表面肌電儀測(cè)試所有運(yùn)動(dòng)員在標(biāo)準(zhǔn)射箭動(dòng)作時(shí)雙側(cè)前鋸肌、上斜方肌、中斜方肌、下斜方肌、菱形肌和肩胛下肌的表面肌電(surface electromyography ,sEMG)信號(hào)。采樣頻率為1024Hz，帶通濾波20-400Hz，噪聲水平<5uV。所有研究對(duì)象先進(jìn)行3～5支箭的適應(yīng)練習(xí)，然后采集實(shí)射12支箭時(shí)的sEMG信號(hào)。原始的EMG信號(hào)經(jīng)整流和平滑處理，平滑采用均方根(root mean square, RMS)公式計(jì)算，肌肉激活狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)是肌肉的肌電RSM值達(dá)到此階段RSM幅值的2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，且持續(xù)時(shí)間窗在50ms以上，數(shù)據(jù)分析指標(biāo)為相應(yīng)測(cè)試肌肉的表面積分肌電值(integrated EMG, iEMG)[11]。

1.3.3 牛津肩關(guān)節(jié)不穩(wěn)定評(píng)分

采用牛津肩關(guān)節(jié)不穩(wěn)定評(píng)分量表(Oxford Shoulder Instability Questionnaire, OSIS)對(duì)所有研究對(duì)象的肩關(guān)節(jié)穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)分，該量表由12 個(gè)問(wèn)題組成, 包括疼痛( 1～4題) 及功能活動(dòng)( 5～12題)等內(nèi)容[12]。每個(gè)問(wèn)題有5個(gè)備選答案, 情況最好為1分, 最差為5分, 總分12～60分, 分?jǐn)?shù)越高肩關(guān)節(jié)功能越差[13]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所有評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析前，先采用單樣本S-W檢驗(yàn)對(duì)兩組的數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布性檢驗(yàn)，以這些數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，而且方差齊同為前提，根據(jù)需要保留小數(shù)點(diǎn)后2位。組內(nèi)比較采用t 檢驗(yàn)，組間比較采用重復(fù)測(cè)量方差分析，P<0.05 為顯著性差異，P<0.01 為極顯著性差異。

2 研究結(jié)果

2.1 肩關(guān)節(jié)肌群等速肌力測(cè)試結(jié)果

表3 兩組運(yùn)動(dòng)員肩關(guān)節(jié)肌群向心性等速肌力測(cè)試結(jié)果比較

注：與訓(xùn)練前比較：①P<0.05；與對(duì)照組比較：②P<0.05

訓(xùn)練前兩組肩關(guān)節(jié)肌群在慢速(60°/s)最大用力的等速肌力測(cè)試結(jié)果比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。訓(xùn)練8周后，僅實(shí)驗(yàn)組的峰值力矩較訓(xùn)練前明顯提高(P<0.05)，且實(shí)驗(yàn)組的峰值力矩較對(duì)照組有顯著性差異(P<0.05)(表3)。訓(xùn)練8周后，兩組運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)肩關(guān)節(jié)峰值力矩比值與訓(xùn)練前及組間比較均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05) (表3)。

2.2 肩關(guān)節(jié)肌群iEMG測(cè)試結(jié)果

訓(xùn)練前兩組雙側(cè)前鋸肌、上斜方肌、中斜方肌、下斜方肌、菱形肌和肩胛下肌的iEMG測(cè)試結(jié)果比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。訓(xùn)練8周后，僅實(shí)驗(yàn)組的iEMG較訓(xùn)練前明顯提高(P<0.05)，且實(shí)驗(yàn)組的iEMG與對(duì)照組進(jìn)行比較，均具有顯著性差異(P<0.05)(表4)。

表4 兩組運(yùn)動(dòng)員肩關(guān)節(jié)肌群iEMG比較

注：與訓(xùn)練前比較：①P<0.05；與對(duì)照組比較：②P<0.05

2.3 牛津肩關(guān)節(jié)不穩(wěn)定評(píng)分結(jié)果

訓(xùn)練前，實(shí)驗(yàn)組OSIS平均為18分，對(duì)照組為17分；訓(xùn)練后，對(duì)照組平均為16分，實(shí)驗(yàn)組為12分。組內(nèi)對(duì)比僅實(shí)驗(yàn)組訓(xùn)練后評(píng)分較訓(xùn)練前有顯著性差異(P<0.05)，且與對(duì)照組比較存在顯著性差異(P<0.05)。

表5 兩組運(yùn)動(dòng)員牛津肩關(guān)節(jié)不穩(wěn)定評(píng)分比較

3 討論

3.1 振動(dòng)桿訓(xùn)練對(duì)射箭運(yùn)動(dòng)員肩關(guān)節(jié)周圍肌肉力量的影響

振動(dòng)桿訓(xùn)練8周后，實(shí)驗(yàn)組雙側(cè)肩關(guān)節(jié)周圍肌群的峰值力矩明顯提高。原因可能有兩點(diǎn)：一是雙側(cè)振動(dòng)桿訓(xùn)練方案，這些在不同平面上的訓(xùn)練能夠加強(qiáng)肌肉間的協(xié)調(diào)水平，讓運(yùn)動(dòng)變得更加協(xié)調(diào)、有效。射箭時(shí)肩外展，肱骨升高并伴隨肩胛骨的運(yùn)動(dòng)，肱骨在關(guān)節(jié)窩正確的運(yùn)動(dòng)軌跡即通常所說(shuō)的肩肱節(jié)律性對(duì)于射箭運(yùn)動(dòng)員至關(guān)重要，而肩胛骨有六個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，其任何一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)均由相互協(xié)同而又相互拮抗的肩關(guān)節(jié)周圍肌肉共同完成。原動(dòng)肌與拮抗肌不僅相互配合，且其角色是交替的，原動(dòng)肌收縮的力量不僅依賴其拮抗肌力量的發(fā)揮，拮抗肌的收縮也是原動(dòng)肌盡快進(jìn)入其下一輪收縮的前提條件，這些肌肉通過(guò)主動(dòng)收縮的合力作用而達(dá)到增加其穩(wěn)定性。本研究通過(guò)類似于射箭運(yùn)動(dòng)的雙側(cè)上肢振動(dòng)桿訓(xùn)練，訓(xùn)練后使肱骨頭更穩(wěn)壓于肩胛盂而促進(jìn)其穩(wěn)定性[14]。在力量訓(xùn)練實(shí)踐中，存在重視原動(dòng)肌而忽視拮抗肌的現(xiàn)象，教練員或運(yùn)動(dòng)員容易認(rèn)定某些肌肉是一種運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)肌，且認(rèn)為這些肌肉是運(yùn)動(dòng)成績(jī)的決定性因素，顯然是非常片面的。此外，原動(dòng)肌與拮抗肌力量不平衡是運(yùn)動(dòng)中發(fā)生損傷的常見(jiàn)原因。二是振動(dòng)桿訓(xùn)練把肩胛帶整合到全身的動(dòng)力鏈中，其對(duì)于射箭運(yùn)動(dòng)員更為重要。筆者認(rèn)為，射箭運(yùn)動(dòng)員應(yīng)多加強(qiáng)神經(jīng)、肌肉協(xié)調(diào)能力的訓(xùn)練，而不僅僅是單純的局部肌肉力量，應(yīng)按照射箭項(xiàng)目的特點(diǎn)，從素質(zhì)構(gòu)成角度出發(fā)。而本研究中的振動(dòng)桿訓(xùn)練方案正是一種神經(jīng)-肌肉協(xié)調(diào)發(fā)展的動(dòng)力鏈訓(xùn)練方法。

3.2 振動(dòng)桿訓(xùn)練對(duì)肩關(guān)節(jié)周圍肌積分肌電值的影響

本研究采集的是實(shí)射時(shí)前鋸肌、上斜方肌、中斜方肌、下斜方肌、菱形肌和肩胛下肌的iEMG，主要是因?yàn)檫@些肌肉對(duì)于穩(wěn)定肩胛骨起關(guān)鍵性作用。從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)角度分析，拉弓動(dòng)作不僅是上臂的后伸、內(nèi)旋，同時(shí)會(huì)伴隨著肩胛骨的內(nèi)收(靠近脊柱)[15]。拉弓時(shí)，要求在完成動(dòng)作的過(guò)程中逐漸均勻加力，忽大忽小的用力會(huì)造成肢體不穩(wěn)從而導(dǎo)致弓的不穩(wěn)定。本研究所使用的振動(dòng)桿是種雙向振動(dòng)的工具，不管在矢狀面、額狀面，還是水平面上運(yùn)動(dòng)，只需要很小的力量就能使振動(dòng)桿的兩端以固定4.6Hz的頻率進(jìn)行振動(dòng)，這種振動(dòng)可以激活肌肉以保持關(guān)節(jié)穩(wěn)定及控制運(yùn)動(dòng)動(dòng)作，振動(dòng)越大，肌肉克服的阻力就越大。Oliver GD等人[7]把振動(dòng)桿練習(xí)加入到的肩關(guān)節(jié)訓(xùn)練中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不僅上肢的活動(dòng)度得到提高，下肢的肌肉活動(dòng)度也得到提高。Parry JS等人[16]用振動(dòng)桿和啞鈴對(duì)肩關(guān)節(jié)進(jìn)行訓(xùn)練，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)桿練習(xí)產(chǎn)生的肌肉活動(dòng)度明顯高于啞鈴組。Lister JL等人[17]用振動(dòng)桿和彈力帶對(duì)肩胛帶肌群進(jìn)行訓(xùn)練，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在肩關(guān)節(jié)屈曲和外展時(shí)，上斜方肌、下斜方肌和前鋸肌都比彈力帶組產(chǎn)生更多肌肉活動(dòng)。本研究結(jié)果與上述學(xué)者的研究結(jié)果相似，提示振動(dòng)桿訓(xùn)練能有效激活肩關(guān)節(jié)周圍肌肉。

3.3 振動(dòng)桿訓(xùn)練對(duì)肩關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的影響

通過(guò)振動(dòng)桿訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)員的OSIS評(píng)分與對(duì)照組相比有顯著性差異，可能是因?yàn)檎駝?dòng)會(huì)刺激肩關(guān)節(jié)的整體結(jié)構(gòu)(如肌肉、筋膜、神經(jīng)等)，有助于增強(qiáng)本體感覺(jué)，因?yàn)榱己玫谋倔w感覺(jué)對(duì)達(dá)到功能性效果很有必要。此外，振動(dòng)桿訓(xùn)練不僅能夠讓孤立的肌肉振動(dòng)起來(lái)，還會(huì)帶動(dòng)整個(gè)肌肉鏈隨之振動(dòng)。在肩胛骨伴隨肱骨外展做上回旋時(shí)，肩關(guān)節(jié)周圍肌肉大程度的激活，使得肩外展 90°時(shí)肱骨頭緊壓肩胛盂而使肩關(guān)節(jié)穩(wěn)定。本研究的肩關(guān)節(jié)訓(xùn)練是讓肱骨保持在功能性活動(dòng)的角度范圍內(nèi)，肩關(guān)節(jié)周圍肌肉能更好地穩(wěn)定肩關(guān)節(jié)，同時(shí)又避免產(chǎn)生對(duì)肩關(guān)節(jié)不利的過(guò)度上移切力[18]。

3.4 不足之處

一是僅針對(duì)肩關(guān)節(jié)肌群的肌電信號(hào)和等速肌力進(jìn)行檢測(cè)，而射箭動(dòng)作的穩(wěn)定性極其復(fù)雜，與運(yùn)動(dòng)員身體各部位的運(yùn)動(dòng)控制和心理都有很大關(guān)系。二是并未針對(duì)射箭動(dòng)作的整體穩(wěn)定性加以量化檢測(cè)，雖然采用了OSIS評(píng)估了肩關(guān)節(jié)局部的穩(wěn)定性，但未能測(cè)試其他部位對(duì)射箭動(dòng)作整體穩(wěn)定性的影響，以上不足有待后續(xù)進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

應(yīng)用振動(dòng)桿訓(xùn)練能顯著加強(qiáng)射箭運(yùn)動(dòng)員肩關(guān)節(jié)周圍肌肉力量，提高主要肩胛骨穩(wěn)定肌的激活水平，可作為射箭運(yùn)動(dòng)員發(fā)射技術(shù)動(dòng)作時(shí)肩關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的一種有效鍛煉方法。