不同频率振动训练对排球运动员核心区力量及稳定性的影响

孙越颖，高 峰，杜文娅



不同频率振动训练对排球运动员核心区力量及稳定性的影响

孙越颖1，2，高 峰1，杜文娅1

目的：研究旨在分析不同频率振动训练对核心区力量及稳定性的影响，选择两种较有代表性的频率(45Hz、30Hz)进行实验研究，探究排球力量训练的新思路，为振动训练方法的完善和排球体能训练的发展提供可参考的依据。方法：将受试者随机分为三组，对照组(无附加振动刺激)、30Hz组、45Hz组，训练时间为9周。实验后采用DAVID核心区力量测试系统对核心区力量进行测试，采用八级腹桥对核心区稳定性进行测试。结果：实验组核心部位后伸、前屈、侧屈、回旋、臀肌力量及核心区稳定性各测试指标提高幅度大于对照组；45Hz组在核心部位后伸、前屈、臀肌力量及稳定性测试成绩优于30Hz组，两实验组侧屈、回旋力量无明显差异。结论：振动训练能够改善核心区力量及稳定性，其中45Hz的振动频率对于提高核心区屈伸肌、臀肌力量和核心区稳定性的效果更好。

振动训练；排球；核心区力量；核心稳定性

从解剖结构上进行分析，核心区包括“腰椎—骨盆—髋关节”以及附着在这一区域肌群、韧带和结缔组织。[1]良好的核心区力量和稳定性对于提高排球运动员技战术水平、预防运动损伤具有重要意义。振动训练是一种结合常规力量训练与振动刺激的优点而进行的一种新兴力量训练方法[2]，能够有效改善主动肌的协调性和同步性，增强神经冲动的数量和同步性，从而提高肌肉的力量；[3]振动所产生的不平衡刺激，能够在空间和时间上将腱梭引起的反肌伸长反射和肌梭引起的牵张反射进行综合，使肌肉收缩以保持稳定合理的身体姿态。振动刺激还能够提高肌梭、肌腱的兴奋性，改善运动单位的协调性，从而实现对人体稳定性的有效调节。[4]

振动训练作为一种新兴的训练方法，尚未形成比较完善和系统的训练模式。[5]目前力量训练所采用的有效频率未达成共识，前人研究选择较多的频率为45Hz和30Hz，尚未发现有关振动训练对核心区力量及稳定性的研究，对于何种频率的振动刺激对提高力量和稳定性效果最为有效，目前也无统一定论。因此本研究选取45Hz、30Hz的频率进行实验研究，以期为排球运动员核心区力量和核心区稳定性的发展提供合理依据，为振动训练方法体系的完善及排球体能训练的发展提供可参考的依据。

1 研究对象方法

1.1 研究对象

以24名北京体育大学排球二级男运动员为实验对象，受试者年龄19-23岁，运动能力正常并自愿接受训练。实验前对三组受试者基本情况进行差异检验，年龄、体重、身高、训练年限均无明显差异(P>0.05)，实验对象具体情况见表1。

1.2 研究方法

1.2.1 实验方法

表1 实验对象基本情况Table 1 Volunteer’s basic condition

(1)训练方案。

训练共进行9周，每周两次训练，每次训练40分钟。45Hz组附加振动刺激为45Hz， 30Hz组附加振动刺激为30Hz，对照组无附加振动刺激，练习内容包括静态与动态动作，每次训练选取6-8个动作，静态练习时间15-30秒/组，动态练习15-20次/组，组间休息充分。要求训练中正确控制身体姿势，以正确的动作模式进行练习。前2周主要进行静态练习，后7周进行动态与静态结合练习。实验期间，三组受试者除振动刺激不同外，训练负荷、时间、间歇，练习次数与重复组数均保持一致，训练内容见表2。

表2 训练内容Table 2 Training content

(2)主要实验仪器。

美国Power plate公司生产的Power plate pro5 AIRdaptiveTM振动训练器，时间设定分别为30s、45s、60s；振动频率30-50HZ；振幅2mm-4mm。

德国DAVID公司生产的DAVID核心区力量评价系统，设备包含F110、F120、F130、F150、F260等单元。

(3)测试指标。

核心区力量测试指标包括：腹部屈肌力量测试、背部伸肌力量测试、侧屈肌群力量测试、旋转肌群力量测试、臀肌力量测试，各项数值越大，表明力量素质越好。

核心区稳定性采用八级腹桥进行评价，共包括8级进阶动作，其评分标准为一级1分、二级3分、三级5分、四级6分、五级10分、六级15分、七级25分、八级35分。

(4)测试方法。

核心区力量测试首先将数据盒插入测试槽中，调整座椅至适当高度锁定阻力杆。测试时，受试者在座椅上做好准备，当听到 “开始”口令后时用力推动阻力杆，持续用力约3秒钟，每项规定动作测试2次，取最好成绩。测试过程中个要求保持脊柱与头部处于同一直线，骨盆和臀部无多余动作。

八级腹桥测试要求受试者俯卧垫上做好准备，当听到 “开始”口令后，保持第一级动作俯卧肘部支撑60秒；第二级抬右手支撑15秒；第三级为放下右手，抬起左手支撑15秒；第四级为放下左手抬起右脚保持15秒；第五级为放下右脚抬起左脚15秒；第六级为抬起左脚右手支撑15秒；第七级为放下左脚右手，抬起右脚左手支撑15秒；第八级为回到俯卧肘部支撑30秒。测试过程中避免塌腰、翘臀、骨盆旋转等动作，保持动作的稳定姿态。

1.2.2 数理统计

研究所得数据通过SPSS 22.0进行统计，结果用“均数±标准差”表示，组间采用单因素方差分析进行检验，组内前后测试结果用配对T检验进行分析。

2 研究结果

2.1 核心区力量实验前后变化结果

核心区力量是一种以控制身体重心、稳定核心区域、传递上下肢力量为主要目的的力量能力。核心区力量不仅能够稳定核心部位，还能在运动中主动发力，从而成为人体运动的重要“发力源”。[6]本研究采用DAVID核心区力量评价系统收集测试数据，该评价系统利用力矩描述核心区力量在三个维度上的大小，能够充分考虑力臂对力的作用效果的影响。[7]主要测试肌群为核心部位屈伸、侧屈、旋转肌及臀部伸髋肌群，测试指标包括前屈0°、后伸30°、左(右)侧屈45°、左(右)回旋45°、臀肌的最大力矩值。

2.1.1 前屈0°实验前后最大力矩值变化比较

表3 前屈0°实验前后最大力矩值测试结果Table 3 The maximum torque value when bending forward at 0°before and after the test

前屈0°测试主要用来评价躯干处于前屈状态下，核心部位主要屈肌群的最大力矩值，能够有效评价核心部位屈肌群力量及协同用力状况。对实验前数据分析，三组受试者无明显差异；训练结束后，各实验组组内比较差异非常显著(P<0.01)；对训练后测试数据进行组间比较发现，45Hz、30Hz组与对照组相比差异具有统计学意义(P<0.01，P<0.05)，两实验组之前同样具有明显差异(P<0.05)。结果表明本研究制定的训练方法能够有效提高核心部位控制脊柱前屈肌群的力量，振动刺激的训练效果优于传统训练，其中45Hz的振动频率训练效果更佳。

2.1.2 后伸30°实验前后最大力矩值变化比较

表4 后伸30°实验前后最大力矩值测试结果Table 4 The maximum torque value when stretching backward at 30°before and after the test

后伸30°测试主要反应髋关节角度为30°时背部伸肌力量及协同用力能力。实验前后各组组内比较均具有非常显著性差异(P<0.01)。实验结束后，对照组与45Hz组、30Hz组差异明显(P<0.01，P<0.05)，45Hz与30Hz组间比较差异显著(P<0.05)。可见，本研究所设计的训练方法能够提高背部伸肌力量，附加振动刺激对提高背伸肌力量能力效果更明显，45Hz的振动频率较30Hz训练效果更好。

2.1.3 左侧屈45°实验前后最大力矩值变化比较

表5 左侧屈45°实验前后最大力矩值测试结果Table 5 The maximum torque value when bending to the left side at 45°before and after the test

侧屈45°能够评价下固定状态下，腹外斜肌、腹内斜肌、腰方肌等控制脊柱侧屈肌群的最大力矩值，用以评价核心部位侧屈肌群力量及协同用力能力。实验前三组受试者测试数据无明显差异，9周训练之后，实验组各组内前后数据比较差异非常明显，对照组实验前后变化不明显；实验后45Hz、30Hz组与对照组差异明显(P<0.05)，45Hz、30Hz组间比较差异不明显。

2.1.4 受试者右侧屈45°实验前后最大力矩值变化比较

表6 右侧屈45°实验前后最大力矩值测试结果Table 6 The maximum torque value when bending to the right side at 45°before and after the test

实验前三组受试者右侧屈肌最大力矩值无显著差异，实验前后实验组各组内比较具有非常显著性差异(P<0.01)。对照组组内实验前后比较无明显差异；实验后，两实验组与对照组相比差异非常明显(P<0.01)，45Hz组与30Hz组比较差异不明显。表明两种频率的振动对提高核心部位侧屈肌群的最大力量均有较好效果。

2.1.5 左回旋45°实验前后最大力矩值变化比较

表7 左回旋45°实验前后最大力矩值测试结果Table 7 The maximum torque value when turning to the left side at 45°before and after the test

回旋45°能够评价躯干上固定时，控制脊柱回旋肌群的协同用力能力及其最大力矩值。实验前三组受试者测试数据无明显差异，实验前后两实验组各组内进行比较差异非常显著(P<0.01)，对照组组内进行比较无统计学意义；分析实验后测试数据发现，45Hz、30Hz组与对照组具有显著差异(P<0.01，P<0.05)；两实验组比较无显著性差异(P>0.05)。

2.1.6 右回旋45°实验前后最大力矩值变化比较

表8 右回旋45°实验前后最大力矩值测试结果Table 8 The maximum torque value when turning to the right side at 45°before and after the test

9周训练后，三组受试者右回旋测试结果增长幅度不同，两实验组各组内比较差异显著(P<0.01)，对照组组内比较无统计学差异。实验后组间比较发现，两实验组与对照组之间差异显著(P<0.05)，两实验组之间差异不明显(P>0.05)。可见，45Hz与30Hz的振动刺激对受试者核心部位右回旋肌群力量均能产生有益影响。

2.1.7 左侧臀肌实验前后最大力矩值变化比较

表9 左侧臀肌实验前后最大力矩值测试结果Table 9 The maximum torque value of the left hip muscle before and after the test

臀部后伸测试能够较为准确的评价伸髋肌群力量。实验前三组受试者臀部后伸最大力矩值差异不明显(P>0.05)；实验后对测试结果进行分析，实验组各组内比较差异非常明显，对照组前后数据比较差异显著(P<0.05)；45Hz组、30Hz组与对照组实验后比较明显差异(P<0.01，P<0.05)；两实验组比较同样具有统计学意义(P<0.05)， 45Hz组的提高幅度明显高于30Hz组。

2.1.8 右侧臀肌实验前后最大力矩值变化比较

表10 右侧臀肌实验前后最大力矩值测试结果Table 10 The maximum torque value of the right hip muscle before and after the test

两实验组实验前后各组内进行比较差异明显(P<0.01)，对照组组内比较具有统计学意义(P<0.01)。实验后，对照组与45Hz、30Hz组比较有明显差异(P<0.01，P<0.05)，两实验组进行组间比较同样具有显著差异(P<0.05)。分析可知，本研究设计的训练方案均能提高伸髋肌群协调用力能力，附加振动刺激的训练效果要优于无振动刺激，45Hz的振动频率对于提高右侧臀肌最大力量训练效果优于30Hz。

由图1可见，45Hz组在前屈、背伸、臀大肌左/右四项指标的提高幅度明显高于30Hz组，实验组的各项测试数据提高幅度均显著高于对照组。研究结果表明：振动训练能够提高受试者核心区力量，其中45Hz的振动刺激对于提高核心部位屈肌、背部伸肌及臀部肌群力量的效果优于30Hz,但在提高控制脊柱侧屈和旋转的肌群力量方面无明显差异。笔者分析其原因主要是由于并没有对核心部位直接施加振动刺激，而是使振动产生的交变负荷通过下肢向核心部位传递，传递过程中难免使刺激程度发生衰减。目前对振动刺激的传递机制的研究尚处于实验室研究阶段，对振动刺激传递效率的认识还不清晰，因此需要科研人员对这一问题进行深入的探讨。

图1 实验前后三组受试者核心力量变化均值图Figure 1 Means of core strength of the three groups before and after the test

2.2 实验前后三组受试者核心区稳定性变化比较

表11 核心区稳定性测试测试结果Table 11 The test results of core area stability

核心区稳定性指运动中为四肢发力提供支点，为力量传递创造条件，为重心稳定和移动提供能量的身体姿态，重点强调对身体姿态的保持。[8]核心区稳定性与核心区力量与密不可分，多数提高核心区力量的训练方法能够对核心区稳定性产生有益影响，本研究采用八级腹桥评价受试者的核心稳定性。

由表11可知，9周训练使三组受试者核心区稳定性能力得到不同程度的提高，三组实验前后组内比较均具有显著性提高，两实验组成绩提高幅度明显高于对照组(P<0.01)；45Hz组稳定性提高幅度显著大于30Hz组(P<0.05)。可见，本研究设计的训练方案均能够提高三组受试者的核心区稳定性，附加振动刺激的效果要优于无振动刺激组，其中45Hz的振动频率对于提高核心区稳定性效果更佳。

3 分析与讨论

振动训练使实验组核心区力量及稳定性各测试指标发生明显改善。两实验组除核心旋转肌群力量、侧屈肌群力量测试结果差异不明显外，其它各项测试指标45Hz组的提升幅度均高于30Hz组。由此可知，附加振动刺激能够更好的提高排球运动员核心区力量及稳定性，45Hz的振动频率训练对于改善核心部位屈伸肌群、臀部肌群的效果要优于30Hz。排球运动员良好的核心区力量和稳定性是预防运动损伤、保障技战术发挥、提高竞技能力的重要保障，力量与稳定性的提高受到多方面因素的影响，本研究结果可从以下几个方面分析与讨论：

3.1 振动刺激对神经肌肉系统的影响

附加振动刺激能够更好的提高力量训练效果主要是由于受试者在训练过程中所承受的负荷在不断的发生变化，能够对神经肌肉系统进行有效锻炼，振动训练需要神经-肌肉系统不断进行自身调节以适应训练需求，能够有效增加神经-肌肉系统的灵活性和反应能力[9] [10]；交变负荷能够对在运动中同时激活低阈值与高阈值的运动单位[11]，使神经冲动出现同步作用，从而使肌肉力量得到增强[12]。

45Hz的振动刺激对于改善核心部位屈伸肌群力量的效果优于30Hz，造成本研究两实验组测试结果不同的唯一原因是振动频率的差异。在一定范围内，高频刺激在改善神经-肌肉协调性方面的效果较好，能够募集更多的运动单位；随着频率的增高，能够增强神经发放冲动的频率和强度，提高多块肌肉的协同工作能力，反射性的增强肌纤维的收缩力量。[13]

3.2 振动训练对相关激素水平的影响

振动刺激能够引起皮质类固醇浓度降低，生长激素与睾酮浓度明显提高。[14]在一定范围内，高频刺激较低频刺激能促使人体分泌更多的睾酮、内啡肽和生长激素，这些激素在再生与修复过程中发挥着重要的作用。[15]生长激素能够促进蛋白质的合成，增加肌肉力量和体积。睾酮能够合理调节训练后肌糖元的超量恢复过程，提高组织摄取氨基酸的能力，使核酸和蛋白质的合成速度加快并促进肌纤维生长。[16]

3.3 振动训练对核心区稳定性的影响

振动训练所产生的交变负荷使机体的练习处于非稳定状态之中，能够使参与运动肌肉的动员程度、数量明显高于无附加振动刺激，可以有效提高神经肌肉系统的协调性；[17]机体在不稳定状态下进行练习时，需要不断的调整身体姿态以维持重心的平衡，这能够对机体核心部位深层的小肌肉群进行合理动员以维持合理的身体姿态[18]。

4 结论

(1)振动训练可有效增强排球运动员的核心区力量。

(2)45Hz的振动频率提高排球运动员核心部位屈伸肌群力量效果优于30Hz。

(3)振动训练能够明显改善排球运动员核心区稳定性。

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(编辑 孙君志)

The Influence of Different Frequency Vibration Trainings on Volleyball Player’s Core Area Strength and Stability

SUN Yueying1,2，GAO Feng1, DU Wenya1

Objective: the study was designed to analyze the effect of different frequency vibration training (45Hz, 30Hz) on player’s core strength and stability in the hope of exploring new approaches for volleyball strength training, providing references for both the improvement of vibration training method and the development of physical strength training. Methods: the subjects were randomly divided into three groups, the control group (no additional vibration stimulation), 30Hz group, 45Hz group, the training time was 9 weeks. After the experiment, the core area strength was tested by the DAVID core strength test system, and the stability of the core area was tested by the eight stage abdominal bridge. Results: the backward extension strength, forward flexion strength, lateral bending strength, cyclotron strength, hip muscle strength and the stability test indexes of the core area of the experimental group increased more significantly than that of the control group; 45Hz group performed better than 30Hz group in the tests of backward extension strength, forward flexion strength, hip muscle strength and the stability. There is no significant difference in lateral bending strength and cyclotron strength between the 2 groups. Conclusion: vibration training can improve the core area strength and stability, 45Hz vibration frequency is more obvious in improving the core area flexor and extensor strength, hip muscle strength and the core area stability.

VibrationTraining;Volleyball;CoreAreaStrength;CoreAreaStability

G804.22 Document code：A Article ID：1001-9154(2016)02-0076-06

孙越颖，讲师，北京体育大学在读博士，研究方向：体能训练，E-mail：13426061359@163.com。 通讯作者：高峰。

1.北京体育大学，北京 100084；2.北京警察学院，北京 102202 1.Beijing Sport University, Beijing 100084;2.Beijing Police College, Beijing 102202

2015-10-29

2016-01-27

G804.22

A

1001-9154(2016)02-0076-06