肩關節在等速離心條件下做屈伸運動時肌肉力量的生物力學分析

中圖分類號：G804 文獻標識：A 文章編號：1009-9328（2014）07-000-01

摘要本文為研究肩關節做屈伸運動時肌肉力量特征的生物力學參數，隨機從沈陽體育學院抽取12名學生為研究對象，對他們進行等速肌力測試。等速離心測試，在角速度為20°/s、60°/s時肩關節屈伸肌群的峰力矩、總功、平均功率。得出結論：等速離心運動時肩關節屈伸肌群峰力矩，總功隨著角速度的增大而沒明顯變化；等速離心運動中肩關節屈伸肌群平均功率隨著角速度的增大而增大。

關鍵詞肩關節肌肉力量等速運動

等速肌力測試系統，在有效性、準確性、安全性等方面均具有明顯優勢，被視為肌肉功能評價的“黃金方法”[1]。肩關節由于其解剖結構的特征與其他關節相比，研究時相對比較難控制，因此，對肩關節的研究較少。基于這點，本文采用等速肌力測試系統，對沈陽體育學院普通學生右側肩關節屈肌群進行測試，通過測得普通人群肩關節做屈伸運動時，肩關節屈伸肌群的峰力矩、總功、平均功率等力學參數，為今后研究體育運動技術、康復醫學、工農業生產操作技術的生物力學提供基礎參數。

一、實驗對象與方法

（一）實驗對象

以沈陽體育學院普通學生作為本次研究對象（共計12名）。

（二）實驗方法

1.時間及地點：實驗于2012-11-05在沈陽體育學院運動生物力學重點實驗室完成。

2.測試指標：肩關節屈伸肌群的峰力矩、總功、平均功率。

3.實驗方案：測試時先進行3次適應性練習，然后進行6次正式測試，不同角速度測試之間的間隔時間為1min。等速離心測試角速度分別為20°/s、60°/s。

4.數理統計法：采用SPSS 16.0統計軟件包對所測試數據進行獨立樣本t檢驗處理，結果均以x±s表示。

二、實驗結果

表1肩關節屈伸肌群等速離心收縮測試的結果與分析

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

屈肌總功198士27.86231.75 士10.18

伸肌總功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）離心運動是指肌肉在被拉長的情況下產生收縮，等速離心運動是指肌肉在恒定關節角速度時被拉長的收縮。從表1中我們可看出以下幾個問題：屈肌群峰力矩隨著角速度的增加而增大，但增加幅度較小，伸肌肌群峰力矩基本保持不變。顯然當前的結果屈肌肌群峰力矩違背了傳統的離體肌肉力矩與速度關系的，最大的差別就是所測人體關節肌群離心力矩隨著角速度的增加而增加。這可能是因為離體肌的力量速度關系是由單一動物肌肉實驗得出來的，描述的僅是純肌肉屬性，而人體肌群的離心運動力矩與速度關系是受大量不同因素（神經、肌肉、鍵和骨骼系統）所影響。還有可能與其測試的可靠性受大量因素的影響有關，如重力、預加載力和測試位置等。有些研究表明，等速離心運動產生的力矩較恒定，與運動速度無關，等速離心運動的這種現象稱為持平現象（levelingoffphenomenon），目前認為這種現象與神經—肌肉單位在離心運動時產生的抑制及保護性機制有關。

（二）總功指肌肉可以把化學能轉化為機械能，人體肌肉收縮是把化學能轉化為機械能和熱的過程，在能量轉變過程中肌肉克服了阻力，使物體產生了位移，因此肌肉便作了功。從表1中可以看出：屈肌肌群總功隨著角速度的增大而增大，隨著角速度的增大屈肌群總功增大；伸肌肌群無明顯變化。肩關節屈伸肌群做等速離心運動，而屈肌總功稍有增大，這與前面所得數據一致，伸肌力矩值在測試角速度下無顯著變化，導致總功也無顯著變化。提示出，在等動離心運動中，測試速度對肩伸肌的作功影響不大，而屈肌總功稍有增大，這與“持平說”是一致的。

（三）從表1中可以看出：屈伸肌群平均功率隨著角速度的增大而明顯增大，屈肌肌群平均功率大于伸肌肌群。這是因為，總功、相對總功在測試角速度下無顯著變化，而隨著測試速度的增大，完成一次動作所需的時間縮短，由：功率=功/時間，可知，肩關節屈伸肌群等動離心收縮平均功率、相對平均功率隨測試速度的增大而增大。這也提示，在高速度狀態下鍛煉肩關節屈伸肌群的離心爆發力效果會好一些。這一點更加證明了峰力矩的“持平說”。

三、結論

（一）得到了肩關節屈伸肌群在不同角速度時的等速向心運動時的峰力矩、總功、平均功率等基礎數據，為研究運動員的肩關節屈伸肌群肌力提供參考及對比材料，為運動訓練及康復醫學提供了科學依據。

（二）等速離心運動時肩關節屈伸肌群峰力矩，總功隨著角速度的增大而沒明顯變化。

（三）等速離心運動中肩關節屈伸肌群平均功率隨著角速度的增大而增大。

參考文獻：

[1] 鄧樹勛，洪泰田，曹志發.運動生理學[M].北京:高等教育出版社.1999:235.