前情提要
年北京冬奥会即将落幕,中国代表团斩获8金4银2铜共14块奖牌,创造了中国代表团自年参加冬奥会以来12届赛事的最好成绩。冬奥赛场上,中国健儿的夺冠瞬间让人振奋,他们付出的汗水和努力,对赛场的坚守和热爱,让人动容。
冬奥赛场是世界顶尖冰雪运动员同场竞技的舞台,胜负往往只差毫厘,要求运动员在训练和比赛中打磨细节,每个技术环节都力争完美。因此,借助科技手段完善细节成为冬奥备战的重要环节。
在二七厂国家冰雪项目训练基地等冰雪大本营里,就集中了一批高科技体能训练设备。其中,IsoMed等速肌力测试训练系统堪称世界顶级。这套系统的独特之处,在于可以实现等速运动模式下对肌肉功能水平的测量,而这种由设备自动调节阻力,在选定角速度下测量,可以更安全地收集到更详细的数据,辅助运动员的训练和技战术安排。
图为冬奥备战基地中的IsoMed等速肌力测试训练设备
看到这,咱一部分读者朋友可能开始挠头了——啥是等速肌力测试哇?看不懂捏。
等速运动的概念
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“等速”指什么
等速运动(IsokineticExercise)由美国工程师Perrine和Hislop于年首先提出,是指在关节运动过程中,当运动速度一旦预先设定,无论受试者肌肉收缩产生多大的张力,肢体的运动始终在某一预定的速度(等速)下进行,即肌肉张力大小的变化并不能使肢体产生加速或减速(运动开始和末了的瞬时加速度和减速度除外)的一种运动,又称为“恒定速度运动”(ConstantVelocityTraining)。
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等速运动工作原理
大脑是没有办法控制肌肉自主完成严格意义上的等速运动的,这很好理解哈,就像你没法控制举起一根食指然后保持完全静止不颤动一样。
因此,想要实现等速,必须借助外固定仪器的帮助,从而使关节运动时的角速度保持恒定。
进行等速肌力测试时,运动肢体固定在设备上,在预先设定好角速度后,肌肉收缩产生关节运动带动仪器上的动力臂绕其轴心转动。
来看一下冬奥备战阶段,运动员使用等速肌力测试的真实场景记录:
由于角速度固定,肌肉收缩产生的关节运动力矩与仪器产生的反向力矩保持平衡。此时,肌肉主动运动时,肌纤维长度缩短或被拉伸,引起明显的关节活动,是一种动力性收缩,与等张收缩*类似;并且,仪器所提供的是一种顺应性阻力,阻力大小随肌肉收缩张力的大小而变化,此特性又类似等长收缩**。
*等张收缩(isotoniccontraction):收缩时肌肉长度改变,张力不变。
**等长收缩(isometriccontraction):收缩时肌肉长度不变,张力增加。
因此,等速肌肉收缩兼有等张收缩和等长收缩的某些特点,是一种特殊的肌肉收缩形式。测试时,关节运动过程中的任何一点肌力均可发挥到最佳,此时提供与肌肉实际收缩相对应的顺应性阻力使肌肉产生最大的张力和力矩输出。
常见肌力测试方法
徒手肌力测试:
定性为主。常用于脊髓灰质炎后遗症、周围神经损伤、脊髓损伤、大脑性瘫痪及肌肉系统疾病等的诊断及治疗;
器械肌力测试:
适用于3级以上肌力的定量评定,分为等长、等张及等速肌力测定及训练目的,一般用于运动员或者运动损伤患者。
等速肌力测试
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概念
等速肌力测试是指运用等速测试仪器测定肌肉在进行等速运动时通过测定肌肉的负荷的一系列参数,评定肌肉所具备的功能水平。
该系统可进行等长、等速、离心、向心、持续被动训练和神经肌肉控制训练,对肩、肘、腕、髋、膝、踝六大关节,以及腰背、上肢、下肢肌力进行训练或专业测试。
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设备特点
可预设恒定运动速度;
可自动调节阻力,即运动过程中任何一个角度的肌肉活动均承受最大阻力。
这两个特点保证了肌力测试(和训练)的精确度。
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常用指标/测得参数
力矩:单位牛顿·米,是指外界作用力与力臂的乘积,在等速肌力测试中主要反映肌肉的收缩力量。
峰力矩(PT):是指在肌肉收缩过程中收缩力量最大的一点,与肌肉收缩速度负相关,是等速肌力测试中反映肌肉能力的最佳指标。
峰力矩体重比(PT/BW):指峰力矩与体重的比值,可作为比较不同体重人群肌力的指标。
峰力矩角度(PTA):是指肌肉收缩过程中达到最大收缩力量所对应的关节的角度。
屈伸肌峰力距比值(H/Q):指双侧肢体肌力平衡情况,弱肌力侧容易发生肌肉和韧带的损伤,主要用于膝关节的测试。H/Q参考值约为50%~80%,比值过大或过小都容易导致损伤的发生。
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常用速度模式及用途
快速测试:角速度为°/s、°/s、°/s,速度大,阻力小,常用于测试和评价肌肉耐力。
慢速测试:角速度为30~60°/秒,速度小,阻力大,常用于测试和评价最大肌肉力量。
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与传统方法比较
#1与徒手肌力测试相比
徒手测试多用Lovett6级肌力分级法(0~5级)。
优点:简单方便,不受场地和仪器的限制。
缺点:受测试者的水平影响大,且只能评定关节在某一角度下、肌肉的单一收缩方式的肌力情况,无法进行全角度关节运动肌肉力量的测量,并且对肌肉功能不能精确定量,无法克服测试者在检查中的主观性,灵敏度也不高。
等速测试:可以全面评定肌肉在关节活动任意位置的肌力情况,并进行不同肌肉收缩方式下的肌力测试,同时提多种评价指标的定量分析结果,评定精确度高。
#2与等长/等张测试相比
等张收缩测试:测试中阻力恒定,肌肉收缩使肌纤维长度改变,从而产生明显的关节活动。
缺点:当测试时给予的阻力大于整个运动中任何一处的肌张力时,运动将不能完成。只能在关节活动的某一运动范围内达到最大收缩,并且由于疼痛和疲劳等因素负荷只能按最低肌力输出而定,而且速度难以控制,导致结果难以重复。
等长收缩测试:测试中肢体固定于一定角度,肌肉收缩时肌纤维长度不变,但肌张力增加,此时并不产生关节活动,这样可以测得关节在某一特定角度下的肌肉收缩所产生的最大肌力。
缺点:等长收缩测试无法反映整个关节运动中的肌力大小,当利用其进行肌力训练时,无法有效进行肌肉耐力的强化。
等速肌力测试:测试肌肉在关节运动全范围内任何一点所产生最大的力量,同时可提供多重速度的测试和训练,并且可以进行最大肌肉力量测试以及肌肉耐力的量化分析。弥补了上述二种测试的不足,因此等速运动在肌力测试和训练上明显优于等张收缩和等长收缩形式。
应用等速模式进行测试、训练的几大优点
①安全:关节活动过程中运动速度相对稳定,预设速度一旦确定,将不会产生爆发式等加速运动,并且能依据肌力强弱、肌肉长度、力臂长短、疼痛疲惫等状况,提供适合其肌肉本身的最大阻力,不会超过其负荷的极限,对于肌力较弱或康复期受试者在康复期训练更加安全;
②定量:不同于徒手肌力测试,等速仪器借用计算机可以清晰得到肌肉活动时产生的力矩分析数据及图表,同时还可获得肌肉做功能力、爆发力及耐力等多样数据;
③全角度:不同于等长、等张测试,等速肌力测试可以进行关节全范围活动时每一处的肌肉力量测试;
④多种训练方式:等速仪器可提供多种训练方式如等速向心收缩、等速离心收缩、等速偏心收缩等多样式地测试模式,满足不同测试、训练需求,增加了测试的全面性。
小结
经过科学准确的等速肌力测试,科研团队可以根据不同运动员的身体素质,灵活设定训练程序,从而制定出更具针对性的训练计划。此外,通过对比康复治疗前后的肌肉功能测试结果,运动员伤病康复进程也就一目了然,客观有效地评价不同康复治疗方案的科学性和合理性,便于教练与保障团队及时调整策略。
可见,等速肌力测试训练系统不但可以让运动员进行有针对性的训练,而且积极为医疗康复保驾护航,完美诠释“科技助奥”理念。
冬奥赛场上,中国选手们的夺冠瞬间让人振奋。除了成绩,运动员和其背后强大团队贡献的心血与努力也应被铭记。
向赛场拼搏的奥运健儿致敬,也向默默付出的奥运工作保障团队每一位成员致敬~
有没有人认出配图中的选手分别都是谁呢;p
选题:阎雨柯
初稿:刘艳超
修改、编校:阎雨柯
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