等速運動,又稱恒定角速度運動,為當(dāng)今較為精準(zhǔn)的力量測試或訓(xùn)練方式之一,其綜合了等長收縮和等張收縮的優(yōu)點,可使關(guān)節(jié)在既定的運動角速度下抵抗最大阻力收縮,訓(xùn)練效果良好,等速運動可應(yīng)用于運動損傷和提高運動員的運動水平
。過往研究證實,肌力與收縮速度、肌纖維類型(傳導(dǎo)速度)等存在相關(guān)性
,運動角速度是影響肌力輸出的最主要因素,然而,現(xiàn)尚無較多關(guān)于運動角速度和峰力矩相關(guān)性的報道,一般認(rèn)為用于肌力測試或訓(xùn)練的角速度低于60°/s,用于耐力測試或訓(xùn)練角速度大于180°/s
,影響峰力矩的主要因素還有收縮次數(shù)、測試模式等
,最佳的測試參數(shù)迄今仍無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。本文以此為背景,通過觀察健康男性軀干旋轉(zhuǎn)肌群在不同角速度和收縮次數(shù)下的等速力學(xué)特征,希望得出較為合適的測試角速度和重復(fù)次數(shù),用以指導(dǎo)日后的臨床工作。
1.1 一般資料 選取2019年6月~2020年2月在我科實習(xí)的20名男性學(xué)生,平均年齡(23.80±4.40)歲,平均身高和體重分別為(173.25 ± 4.76)cm和(65.58 ±7.80)kg。納入標(biāo)準(zhǔn):男性,年齡20~35歲;無腰背傷史、特異性腰痛、腰椎間盤突出癥的患者;脊柱旋轉(zhuǎn)活動度正常。排除標(biāo)準(zhǔn):測試中出現(xiàn)腰部不適;存在等速肌力測試的禁忌癥(如關(guān)節(jié)不穩(wěn)、呼吸系統(tǒng)疾病等);腹部和腰部有手術(shù)史者;存在影響神經(jīng)傳導(dǎo)疾病者(如神經(jīng)根病、糖尿病等)。實驗設(shè)計經(jīng)我院倫理委員會批準(zhǔn)(NFEC-2017-133),所有患者均需簽署書面知情同意書。
對新疆人口就業(yè)的影響:截至2016年,新疆總?cè)丝? 398. 08萬人,農(nóng)業(yè)人口1 238. 61萬人(其中農(nóng)業(yè)從業(yè)人員492. 91萬人),占總?cè)藬?shù)的51. 65%。2016年棉花每公頃家庭用工天數(shù)為34. 95日,雇工天數(shù)為103. 95日,情景A下,如果2020年與2025年棉花分別進(jìn)口120萬噸、150萬噸,種植面積分別減少586. 67千hm2、733. 33千hm2,即工作日將分別減少8 146萬日、10 183萬日,如果一個人1年工作日按照245天(新疆地區(qū)減去1天肉孜節(jié)和1天古爾邦節(jié)假日)計算,相當(dāng)于短期內(nèi)就業(yè)人數(shù)將分別減少33. 25萬人和41. 56萬人。
1.2 方法 采用德國產(chǎn)IsoMed 2000等速肌力測試系統(tǒng)及軀干旋轉(zhuǎn)附件(D&R FerstlGmbH,德國),該系統(tǒng)的測試信度可達(dá)0.96
。每位受試者接受2次(方案A和方案B)等速軀干軸向旋轉(zhuǎn)測試,測試順序由隨機(jī)數(shù)表生成,其中方案A具體參數(shù):模式為向心-向心,軀干左/右旋轉(zhuǎn),無重力補(bǔ)償,測試角速度依次為90°/s、30°/s、180°/s,對應(yīng)測試次數(shù)分別為5、5、10,組間休息1 min,30°/s評估結(jié)束后進(jìn)行Borg勞累度評估量表(rating of perceived exertion scale,RPE)評估。方案B:模式為向心-向心,軀干左/右旋轉(zhuǎn),無重力補(bǔ)償,測試角速度依次為90°/s、30°/s、180°/s,對應(yīng)測試次數(shù)分別為10、10、15,組間休息1 min, 30°/s評估結(jié)束后同樣進(jìn)行RPE評估。2次測試間隔24h以上,預(yù)防延發(fā)性肌肉酸痛影響測試結(jié)果。測試體位為坐位:受試者端坐于無靠背座椅上,固定骨盆、下肢和雙肩,雙足固定于踏板上,雙手置于手柄上,以0°為中立位,左旋40°,右旋40°。測試前均向每位受試者進(jìn)行研究的介紹,并給予熟悉儀器的時間,正式開始時囑受試者盡全力收縮,并給予口頭鼓勵。
1.3 評定標(biāo)準(zhǔn) 選取峰力矩(peak torque,PT)和總功(total work,TW)進(jìn)行分析:PT為活動范圍內(nèi)的力量最大值(單位為扭矩,N·m);TW為肌肉在具體運動范圍內(nèi)所累積的物理量(單位為焦耳,J),代表肌肉在特定范圍內(nèi)的收縮強(qiáng)度。提取方案A :90°/s、30°/s的第2~4次PT均值(用PT90°-1和PT30°-1表示),180°/s第2~9次PT(PT180°-1)和TW均值(TW180°-1)行統(tǒng)計分析,提取方案B:90°/s、30°/s第2~4次PT均值(PT90°-2和PT30°-2表示)和第7~9次PT均值(PT90°-3和PT30°-3),180°/s第7~14次PT(PT180°-2)和TW均值(TW180°-2)行統(tǒng)計分析。RPE是由瑞典心理學(xué)家Gunnar Borg設(shè)計,測試者通過運動時的自身感覺進(jìn)行評估,用以評估運動強(qiáng)度,分值為6~20分,分值越高代表運動強(qiáng)度越高。有研究顯示,RPE數(shù)值乘以10時,與其運動時的心率存在正相關(guān)性,因此可以使用RPE預(yù)測心率
。
2.1 軀干旋轉(zhuǎn)肌群在不同角速度下的PT和TW值比較 20例受試者在90°/s和30°/s角速度下,隨著運動次數(shù)的增加,軀干左旋/右旋PT雖出現(xiàn)輕微降低,但差異均無統(tǒng)計學(xué)意義,見表1,2。在180°/s角速度下,隨著運動次數(shù)的增加,PT和TW均顯著降低(均
<0.05),見表3,4。
本研究發(fā)現(xiàn)角速度低于90°/s,峰力矩最大值均出現(xiàn)于5次重復(fù)收縮組,收縮次數(shù)的增加雖致峰力矩出現(xiàn)輕微下降,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義,同時受試者的RPE亦無顯著變化,意味著軸向旋轉(zhuǎn)次數(shù)在一定范圍內(nèi)的增加,尚不會增加受試者的心肺負(fù)荷,該發(fā)現(xiàn)可用于日后制定科學(xué)的訓(xùn)練次數(shù)。本文結(jié)果顯示最大旋轉(zhuǎn)峰力矩出現(xiàn)于角速度為90°/s時,而非30°/s,一般而言,我們常使用低于角速度60°/s進(jìn)行肌力測試,該現(xiàn)象部分異于過往研究結(jié)果,在一定角速度范圍內(nèi),隨著角速度增加,峰力矩將減少
。這是因為肌肉收縮存在速度-張力曲線,快速收縮時,肌力下降是因為橫橋附著與再附著速度受到限制,導(dǎo)致附著橫橋的數(shù)量比肌肉緩慢收縮時少
。慢速運動時,肌群可同時募集I型和II型肌纖維,使得肌肉收縮力量較大,隨著運動速度的加快,則是募集II型肌纖維為主,加之在相同運動角速度下,同等單位的I型肌纖維收縮產(chǎn)生力量較II型肌纖維大
。如此看來,每個關(guān)節(jié)可能都有其特定的速度-張力關(guān)系,都有其最佳的收縮速度,故測試角速度的選擇需根據(jù)待測肌肉的力學(xué)特征而定。
1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計量資料以x±s表示,組間比較采用t檢驗;計數(shù)資料以百分比表示,采用χ2檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
軀干軸向旋轉(zhuǎn)主要依靠雙側(cè)腹內(nèi)斜肌、腹外斜肌、背闊肌、豎脊肌等肌肉協(xié)同收縮,如向右側(cè)旋轉(zhuǎn)時,主要依靠右側(cè)背闊肌、腹內(nèi)斜肌、豎脊肌,和左側(cè)腹外斜肌
。等速軀干軸向旋轉(zhuǎn)的設(shè)計特殊性,使軀干在水平面上旋轉(zhuǎn)時受重力的影響較少。肌力的大小與收縮速度和前后負(fù)荷相關(guān),臨床上常用等速肌力測試對肌力進(jìn)行量化評估,然而,雖等速測試存在信度高,可測試關(guān)節(jié)多樣等特點,但測試時所選擇的最佳測試參數(shù),如測試模式、角速度、重復(fù)次數(shù)等尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)
。本文通過結(jié)合不同運動角速度和重復(fù)次數(shù),觀察在兩者相互影響下,軀干旋轉(zhuǎn)峰力矩的變化特征,從而得出較佳的等速測試參數(shù)。
2.2 RPE評分比較 方案A為(12.85±2.41)分,方案B為(13.30±2.39)分,兩者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(
=-0.847,
=0.397)。
當(dāng)角速度為180°/s時,峰力矩出現(xiàn)較大幅度下降,隨著運動次數(shù)的增加,峰力矩和做功呈進(jìn)一步顯著性下降。180°/s屬高速運動,為IsoMed 2000等速軀干旋轉(zhuǎn)的最高速度,脊柱左/右旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性依賴眾多韌帶、關(guān)節(jié)囊等非主動收縮結(jié)構(gòu),配合主動肌、拮抗肌和協(xié)同肌協(xié)同收縮得以實現(xiàn)。脊柱包括頸椎、胸椎、腰椎和骶椎,各椎體間通過椎間盤和各種類型的小關(guān)節(jié)進(jìn)行連接
,輔以核心肌群進(jìn)行穩(wěn)定強(qiáng)化
??焖龠\動使關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性受到更多挑戰(zhàn),運動速度越快,拮抗肌活動需增加以保持關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性,但過快的測試速度受試者難以接受或無法企及,甚至可引起不適
。本研究發(fā)現(xiàn)15次快速軸向向心-向心旋轉(zhuǎn)后,PT和TW均出現(xiàn)顯著下降,意味著15次快速收縮后肌肉出現(xiàn)疲勞,故耐力測試或訓(xùn)練的重復(fù)次數(shù)應(yīng)設(shè)置于10次內(nèi)。
高校規(guī)范化的內(nèi)控建設(shè)體系不僅能提高管理工作的質(zhì)量,促進(jìn)學(xué)術(shù)科研教學(xué)的發(fā)展;還可以合理配置資金,提高教育經(jīng)費的使用效率,有效的遏制高校重復(fù)建設(shè),避免資金浪費和無效投入;也只有全面系統(tǒng)的內(nèi)部控制體系才能夠規(guī)范經(jīng)濟(jì)行為,防止經(jīng)濟(jì)舞弊的發(fā)生。
綜上所述,在無重力補(bǔ)償向心-向心模式下,重復(fù)收縮5次內(nèi)等速肌力測試的峰力矩最大,收縮超過10次肌肉耐力顯著下降。隨著運動角速度的增加,軀干旋轉(zhuǎn)肌群的峰力矩與角速度呈非典型線性關(guān)系,角速度對峰力矩的影響仍需要進(jìn)一步研究。本文存在不足之處:樣本量偏小,選用的測試角速度有限,僅選取部分常用的慢速、中速、快速角速度,后續(xù)研究應(yīng)加大樣本量,增加等速測試頻譜,更加全面的了解重復(fù)次數(shù)、峰力矩和角速度間的關(guān)系。
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中國康復(fù)2022年1期