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1、文章编号 ： 1000-677X(2011)07-0049-06 体育科学 2011 年 (第 31 卷 )第 7 期 CHINA SPORT SCIENCE Vol. 31， No. 7, 49-54, 2011. 场地自行车 1 km 竞速加速度与踝关节 等速运动及屈伸肌群肌电参数关系 The Relationship between Acceleration of 1 km Cycling Track and Ankle Isokinetic Exercise, iEMG Parameter 鲍 捷 、 路 秋 光 2 , 支炜 3 , 支启 4 , 王 国 栋 马胜 3 , 王国祥 1
2、 BAO Jie1, LU Qiu-guang2, ZHI Wei3, ZHI Qi4, WANG Guo-dong1, MA Sheng3, WANG Guo-xiang1 摘要：目的：研宄 1 km 自行车竞速赛加速度与踝关节肌肉力学特征之间的关系，更好地为 自行车局部力量训练提供理论基础。方法：选择 6 名青少年自行车运动员进行 1 km 场地自 行车竞速、等速运动、表面肌电图测试，对实验数据进行相关、主因素及回归分析等统计学处 理。结果： 1 )作 Friedman 秩次分析不同角度下 EPT、 FPP、 EAP、 FAP、 EDLM、 GM 及 EDLM/ EPT、GM/FPT 差异
3、显著（户 0.05, 0.05,结果表明，运动员在 不同角速度下趾长伸肌峰值力矩 EPT 差异明显，而角速 度的改变对于腓肠肌峰值力矩的影响不大。进一步用 * 1 收稿日期 =2011-01-31;修订曰期 :2011-06-02 基金项目：苏州市体育局局管科研课题 (AN106812). 作者简介 :鲍捷 （ 1978-).男 .江苏镇江人 .讲师，硕士，在读博士研宄 生研宄方向为运动医学 .E-mail: baojie suda. edu. cn;王 国祥 （ 1963-),男 .辽宁喀左人 .教授 .博士研宄生导师 .研 宄方向为运动医学， E-mail: kwang63 163. co
4、m。 作者单位 :1.苏州大学体育学院 .江苏苏州 215021; 2 苏州市第二 青少年体校 .江苏苏州 215011; 3.苏州市体育科学研宄 所 .江苏苏州 215007; 4 苏州市青少年自行车队 .江苏苏 州 215123 1. Sports and Physical Education School of Soochow University, Soochow 215021, China； 2 Soochow NO. 2 Adolescent Kinetic School, Soochow 215011, China； 3. Soochow Sports Science Insti
5、tute, Soochow 215007, China； 4 Soochow Adolescent Cycle Team, Soochow 215123 China. Wilcoxon 符号秩次检验，各组间尸 0 05,尸 FPP = 0 0060.05;1 11 符号秩次检验，各组间 /?0.05; Wilcoxon 符号秩次检验，各组间尸 EAP0.05; Wilcoxon 符号秩次检验，各组间 PEDLM0.001。将高相 关指标列出做主成分分析，试将其转换为少数独立综合指 标，以发现共同影响因素（表 8)。 初始分析发现，前 2 个成分特征值累积方差占到总方 差的 95.28%,且碎石
6、图见因子 1 2 与因子 2 3 之间差 异较大，而其余因子差异不明显，故 2 个因子已经可以对 目前已测大多数数据进行充分概括。为了对主成分进行 命名，进行 Varimax 矩阵旋转，经 3 次迭代收敛，结果见 表 9。 表 7 本研宄受试自行车运动员起始圈加速度与 各角速度下 iEMG、 PT、 PP 的相关性研宄一览表 EPT (Nm) FPP (W) EAP (W) FAP (W) EiEMG (uVs) GiEMG (uVs) 120/s -0.863 0.661 0.997 “ 0.925 0.698 0. 143 90。 /s -0.916 0.604 0.928 * 0.833
7、 * 0.967 * *0.553 60/s -0.993 * 0.472 0.895 0.930 * 0.821 0.488 注： *为对 Pearson 相关的；检验 （ l-tailed)P0.05. * *为 Pearson 相关的 检验 （ l-tailed)P0.001。 表 8 本研宄主成分分析初始统计量一览表 Component Eigenvalues Pet of Variance Cumulative pet 1 9.255 84.136 84.136 2 1.226 11.146 95.282 3 0.305 2.769 98.051 11 -3.038X 1016 -2
8、.762X 10-15 100.00 表 9 旋转后因子负荷矩阵及因子得分一览表 Factor EPT60/s 负荷 9 Component 1 -0.467 阵 Component -0.863 因子 Component 1 0.091 得分 Componen -0.237 EPT90/s -0.462 -0.866 0.095 -0.241 EPT120/s -0.331 -0.921 0.175 -0.313 EAP60/s 0.827 0.463 0.214 -0.076 EAP90/S 0.751 0.575 0.140 0.003 EAP120/s 0.760 0.640 0.12
9、1 0.029 FAP60/s 0.918 0.389 0.282 0.143 FAP90/s 0.973 0.207 0.372 -0.248 FAP120/s 0.869 0.423 0.248 -0.110 EiEMG60/s 0.243 0.942 -0.222 0.353 EiEMG90/s 0.566 0.794 -0.022 0.170 注 :旋转后主成分 1 与主成分 2 矩阵相关系数 r=0. 702。 旋转后主成分 1 与主成分 2 矩阵相关系数 r=0.702, 表示两主成分之间不完全相关，各自分别具有典型的特 征。主成分分析可知，主成分 1 概括了趾长伸肌与腓肠肌 的平
10、均功率特征，代表起始阶段同为快肌的伸屈肌肌肉之 间互相配合提速做功过程。主成分 2 概括了各角速度下 趾长伸肌的峰值力矩及积分肌电值特征，代表起始时趾长 伸肌为代表的快肌肌群肌纤维募集数量及绝对力量大小。 各主成分数学模型可将因子得分系数代入： Cl= 0. 091EPT60/ s+ 0. 095EPT60 /s+ 0.022 EsEMG90。 / s C2= - 0. 237EPT60/s 0. 241EPT60 /s + + 0.170EsEMG90 /s 通过主成分分析法得知趾长伸肌的峰值力矩，趾长伸 肌与腓肠肌的配合做功在自行车起始骑行中起到重要的 决定作用。为了进一步探讨这两个因素对
11、起始加速度的 影响程度，采用多元逐步回归分析法，以首圈加速度为因 变量（由于加速度值较小，故将加速度值放大 1 000 倍分 析），与因变量相关的所有数据作为自变量进行分析（表 10、表 11)。 表 10 模型综述及方差分析一览表 首圈平均加速度回归方程为 AA1= (351.776 + 6.797 EAP12 Vs 0.375 EPT120/ s+0.282 EPT90/ s)/1000 从首圈平均加速度回归方程可见，趾长伸肌的峰值力 矩与平均功率是其主要决定因素。在场地竞速自行车运 动中，趾长伸肌作为快肌主要作用是起始阶段踝关节迅速 提拉踏板增加速度，在平时训练中常会注重蹬踏训练而忽 视
12、提拉训练，此回归方程说明提拉训练在起动阶段作用是 非常明显的。 3 讨论 根据国家运动员评价标准，原地出发 1 km 竞速，手动 计时， 68.80 s 为一级运动员标准 .70.80 s 为二级运动员 标准， 73.80 s 为三级运动员标准。本研究测试成绩达到 二级及三级标准各 3 名。速度训练是自行车运动训练的 主要内容之一 15 ，而肌肉专项训练是速度素质的实现因素 之一9121628。在自行车竞速中，首圈的加速度与总成绩 呈显著性负相关，说明场地自行车起动技术中，起始速度 提高幅度直接影响到整场比赛的结果。研宄起始圈加速 度，对整场比赛成绩意义重大。 通过等速运动测试踝关节周围肌群力
13、学指标，在实验 中对测试数据做歹士 S 描述性统计发现标准差较大（表 2 表4)，提示，青少年运动员力量发展差异较大，均衡性 低，其他学者的研宄也从实践方面证实了这一点 2526。踝 关节周围肌群中，快肌纤维百分比最高的 前群肌肉是趾短 Model 模型综述 方差分析 R2 F P F P 1 0.995 792.937 0.000 792.937 0.000 2 0.004 18.436 0.023 2 133.869 0.000 3 0.001 21.314 0.044 11 062.419 0.000 Model B t P 常数 351.776 415.380 0.000 EAP120
14、/s 6.797 62.715 0.000 EPT120/s -0.375 -7.561 0.017 EPT90/s 0.282 4.617 0.440 表 11 模型三系数分析一览表 伸肌和拇短伸肌，但可惜的是无法通过表面电极无创测 到，所以，只能选取其次的趾长伸肌。在后群的小腿三头 肌中，腓肠肌快肌纤维百分比较多，属于相对快肌 2，也是 选取的对象。场地自行车竞速运动与日常生活的自行车 骑行不同，由于鞋与踏板紧密相连，趾长伸肌为代表的快 肌群能够作为提拉肌群在速度发挥中起到作用，这也是场 地自行车高速运转的关键 1。这一结论也在对趾长伸肌 EPT 的研宄获得证实（表 2)，研宄发现， EP
15、T 与角速度呈 负相关，意味着自行车速度越低，提速时趾长伸肌力矩则 越大，所需募集的伸肌肌纤维数量就越多。屈肌的峰值力 矩在各角速度下无显著性差异，吴翠蛾等 （ 2008 )在对女子 柔道运动员膝关节屈伸肌PT 与 iEMG 进行相关性研宄也 发现，伸肌群 PT 与 ffiMG 呈正相关，而屈肌群却无明显相 关，原因不明 5,本研宄对屈肌PT 的研宄也得到同样的结 果。研宄表明，不同角速度下踝关节伸肌 PP,伸肌 AP 和 屈肌 AP 差异明显（表 3 表 4)。自行车是一项需要速度 和耐力的运动。同 样，当速度逐渐增大时，速度的保持是 另一个影响成绩的重要因素，其取决于运动员的无氧与有 氧的
16、混合代谢能力。保持肌肉的收缩速度相对恒定，在自 行车运动中直接体现为骑行过程中的蹬踏板角速度相对 恒定，这是由拮抗肌群间的协同配合决定 11的。 EAP 与 FAP 都随角速度变化而差异明显，表明了这对拮抗肌群平 均功率的大小对角速度意义重大，是加速时角速度保持恒 定上升的决定因素。 采集并计算趾长伸肌 （ EDLM)和腓肠肌 （ GM)的 ffiMG 及标准化 iEMG 后进行非参数检验，结果提示，角速度变 化是影响快肌肌电的重要因 素，角速度越小的情况下，快 肌单位肌纤维需要更大幅度的收缩以适应并提高速度（表 5表 6)。为进一步探讨踝关节周围肌群与角速度显著 相关的参数与首圈平均加速度
17、（ AA1)的内在联系，以及 AA1 的影响因素，进行 AA1 与各参数之间的 Pearson相关 性分析（表 7)，取 P 0.05的参数集合作主成分分析，获 得主成分 1 及主成分 2 特征值累积方差占到总方差的 95. 28 % (表 8 )，碎石图也证实了结论，进行 Varimax 矩阵旋 转，经 3 次迭代收敛（表 9)，获得 2 个主成分与各因子的负 荷矩阵及因子得分，对矩阵进行整理分析，发现主成分 1 概括了趾长伸肌与腓肠肌的平均功率特征，与表 4 分析结 果相一致，并且从更进一步的数学公式得到伸屈肌平均功 率是自行车骑行中的一个角速度决定因素，不但取决于单 侧肌肉的肌力特征，而
18、且取决于拮抗肌之间互相配合作 用。所以，主成分 1 代表起始阶段伸屈肌肌肉之间互相配 合做功过程；主成分 2 概括的各角速度下趾长伸肌的峰值 力矩及积分肌电值特征，代表起始时伸肌的峰值力矩及积 分肌电，主成分 2 的出现充分说明自行车运动中注重提拉 素质不可缺少。 以 AA1 为 因 变 量 经 过 数 据 处 理 做 多 元 逐 步 回 归 分 析，本回归共分 3 步（表 10)，第 3 步输入变量 EAP120/ s、 EPT120/ s 和 EPT90/ s,获得多元回归方程（表 11)。从 方程可见，与首圈加速度相关的因素有两个条件，第一是 伸肌，第二为集中在 90/ s、 120/
19、s 的角速度模式 ， 结果是 主因素 2的进一步延伸。充分验证了在自行车运动中加 强踝关节伸肌低速爆发力训练的重要性，而抗阻等动训练 恰恰是提高其爆发力与耐力最好的方式之一 lal8。 自行车起动及加速技术是腰背部、髋关节、膝关节、踝 关节周围肌肉群的分别贡献及整体配合的结果。本研宄 的不足之处在于未能全面分析整体肌群的分别贡献，而仅 做了局部的研宄，这也将是进一步研宄的内容。 4 结论 1. 速度是自行车竞速成绩的决定性因素，场地自行车 第一圈起动加速度与 1 km 的成绩高度相关，并与踝关节 各角度等速运动中 EPT、 EAP、 FAP 及 60/ s、 卯 / s 下伸肌 iEMG局度相
20、关。 2. 自行车运动员踝关节伸屈肌素质可以归纳至两个 主要成分，第一是伸肌肌群的提拉作用，第二是伸屈肌肌 群平均功率及相互协调作用。 3. 以踩关节周围肌肉群素质概括首圈加速度 ， 90/ s、 120/ s 角速度模式下伸肌做功及力矩是重要 决定指标，在 自行车的训练中应该注重伸肌素质的训练。 参考文献： 1 陈海峰 .自行车运动踏蹬技术的分析和训练 J.南京体育学院 学报（自然科学版 )， 2004. 3 (3 ): 44-46. 2 李名扬 .国人骨骼肌肌纤维型的分布研宄 J . 遵义医学院学报， 1991. 14(2)： 1-8. 3 李强 .刘卫国 .自行车项目生物力学研宄的国内外
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