功能性训练对青少年手枪运动员据枪稳定性的影响

温子豪

(广州市体育科学研究所,广东 广州 510620)

射击属于技能类表现准确性项目,射击比赛要求运动员在既定条件下具备高精度的命中能力,该能力主要表现为优异的协调性与稳定性[1]。协调性一般通过中枢神经系统的能力表现,特别是在大脑皮层的控制下,多个系统及器官协调合作,使整个射击技术动作达到连贯、流畅、统一。稳定性一般是指生理和心理的稳定性。射击是一项静止性和耐力性相结合的运动,对运动员的稳定性要求较高,准确的动作技术建立在稳定性基础之上[2-3]。手枪是无依托的射击运动,与其他射击项目相比,手枪的据枪支撑面小,对稳定性的要求更高。

手枪射击可分为握枪、站立、据枪、瞄准、击发、保持6个基础动作技术[4],其中据枪技术与身体姿态、身体动作功能紧密相关。据枪稳定性的提升有助于提高运动员的射击表现,为接下来的瞄准、击发、保持等技术动作的发挥提供保障。

本文以青少年业余体校手枪射击运动员作为研究对象,分析其据枪稳定性与身体动作功能之间的关系,通过身体功能性训练间接提升其据枪稳定性,增强其薄弱环节的动作功能质量,降低伤病发生率,减少动作代偿、肌激活程度不足、力的输出不共轴等现象,为青少年手枪射击运动员的体能训练提供参考。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

整群抽取广州市射击射箭运动管理中心20名手枪射击运动员,其中男10名,女10名(表1),运动等级达到国家一级者7人,国家二级者6人。

表1 研究对象基本情况

1.2 研究方法

1.2.1 实验法

1.2.1.1 训练方案

对运动员实施12周功能训练干预实验(表2),时间安排在2016年10—12月。训练干预频率为每周3次,每次60 min,训练强度为中等,通过RPE主观感觉量表及梅脱与运动强度对照表进行监控。

表2 运动员功能训练计划

1.2.1.2 测试方案

评价指标共有5项。其中,身体动作功能评价指标3项,分别为FMS功能性动作筛查[5]、OSW下背痛功能障碍问卷调查[6]、DASH上肢功能评估问卷调查[7]。核心区域稳定性评价指标1项,采用McGill核心稳定性测试[8]。使用美国Delsys Trigno全无线EMG测试分析系统进行肌电信号采集,测试系统包括16个肌电传感器,每个传感器里有封装电极、放大器,包括1个肌电通道,3个加速度计通道,EMG信号分辨率为16 bit,最大采样频率为4 000 Hz。考核分5组进行,每组10发,共60发。EMG选择上肢8块表层肌肉,每位运动员按照固定编号,在相应的肌肉肌腹贴上对应号码的肌电传感器,体毛过多的部位预先采用剃刀进行毛发剃除,用75%浓度的酒精进行消毒处理。采集瞄扣前3 s据枪动作过程中的肌电信息,提取选用频域分析方法,整理计算贡献率和振幅平均值的变异系数CV(%),评估实验前后据枪稳定程度的变化[9-13]。

测试安排在实验干预前后,采集测试数据进行对比分析。为尽可能减少实验与测试间的干扰,从非疲劳性测试逐渐过渡至疲劳性测试,表面肌电测试安排在测试天上午进行,其他测试均安排在下午进行。

1.2.2 数理统计法

表面肌电数据通过Delsys EMG works 4.0肌电分析软件进行处理,肌电原始信号经处理后保存原始肌电数据的有效信息,导出为Excel文件与其他测试数据一起录入Excel 2010并建立数据库。运用Spss19.0对实验前后收集的数据进行配对t检验。

2 结果

2.1 功能性动作筛查结果

由实验干预前后功能性动作筛查数据(表3)可知,实验干预后FMS各项测试平均值均有提高。运动员的身体功能呈上升趋势,其中直线弓箭步蹲测试分数实验前后呈显著性差异(P<0.05),肩部灵活性测试、稳定性俯卧撑测试及FMS综合评分在实验前后呈极显著性差异(P<0.01),旋转稳定性的测试分数在实验干预后未发生变化。

2.2 功能评估量表得分

由表4可知,实验干预前后疼痛及功能障碍得分都呈下降趋势,OSW与DASH问卷量表计分实验前后均呈显著性差异(P<0.05)。其中,OSW下背痛功能评估量表实验后得分均值下降22.87%,DASH上肢功能评估量表实验后得分均值下降33.54%。

2.3 核心稳定性测试结果

由表5可知,实验前后核心肌耐力与稳定性均呈极显著差异(P<0.01)。实验前躯干屈曲稳定能力较躯干伸展稳定能力差,右侧侧桥稳定能力较左侧侧桥稳定能力强,实验后两侧维持时间差距有所减少。McGill测试总维持时间均值,从原来的(197.25±67.59)s延长至(262.15±63.39)s,核心区域肌耐力及稳定性明显提升。

表3 实验前后FMS筛查结果 分

注:*为P<0.05;**为P<0.01;表4～表6同此

表4 实验前后功能评估量表得分 分

表5 实验前后McGill核心稳定性测试结果 s

2.4 实验前后表面肌电测试结果

由表6可知,各部位肌电振幅的变异系数均呈减少趋势,其中,斜方肌上部、三角肌前束、三角肌中束、肱二头肌的肌电振幅均值实验前后呈显著性差异(P<0.05),提示运动员据枪稳定性有所提升。

表6 实验前后振幅平均值变异系数比较 Hz

3 分析与讨论

3.1 功能性训练对运动损伤的影响

在站姿射击的机械运动周期中,枪支以人体作为架座,扣动扳机后,人枪系统开始对相互作用的多次冲击进行动态响应过程,并在不同平面产生系列的等效弹性系数和阻尼系数[14-15],继而引起腕关节、肩关节及腰部关节不同程度的受力变化。据枪稳定功能的提高不仅有助于提升手枪射击的运动表现,更有助于减少具有射击专项特征的局部组织劳损及结构性肌张力失衡导致的运动损伤。

手枪运动员运动损伤的常见部位与该项目的力学分布一致,损伤以腰部和颈肩部居多。研究表明,过度疲劳、准备活动不充分、不重视恢复、技术动作不正确是造成损伤的主要原因[16-18]。本文认为利用主动激活与交互抑制的原理进行主动恢复的体能训练策略,能达到预防伤病的目的,这也是本实验中功能性训练采用DNS与PNF等技术的原因。

对比实验前后OSW和DASH的调查结果可知,运动员下背部及肩部的疼痛和功能障碍状况得到有效改善,表明DNS与PNF的结合应用对防治损伤产生了一定作用。这一结果印证了Do Hyun Kim等的观点,即动态神经肌肉稳定技术是能提供最佳脊柱稳定性、减轻下背痛、改善平衡的运动模式[19]。此外,也证实了Sapna Malla等的研究结果,采用PNF节律稳定技术对非特异性下背痛患者降低疼痛、减少功能丧失具有良好效果[20]。

关于治疗效果的研究,Rasmussen-Barr等进行了一次有趣的实验调查。采用稳定性训练和手法治疗改善了47名受试者下背痛症状,其中训练组(ST)改善的人数多于手法治疗组(MT)。实验后随访发现,训练组患者在改善疼痛、一般健康和功能障碍水平方面有明显效果,从长远来看,更多手法治疗组的患者报告需反复治疗[21]。

本研究认为,在适应症的范围中,主动训练与激活的治疗策略较被动治疗更能达到改善和缓解疼痛的效果。长期单侧的过度使用可能造成一些骨骼肌系统的累积性损伤,通过深层次的激活和减少代偿,提高人体躯干的稳定性,减缓下背部的疼痛。这也是本次实验后运动员OSW与DASH量表得分明显下降的原因。

3.2 功能性训练对动作功能的影响

相邻关节学说是功能性训练的一项重要理念,它从生物力学的角度指出身体局部与整体结构的关联,把动作功能障碍的形成归因为灵活性与稳定性的问题[22]。

研究表明,特殊的本体感觉神经肌肉促进技术有助于提高躯干的稳定性[23-24]。在干预训练中,采用的PNF牵张及其训练手段包含有静力伸展和肌肉的主动收缩过程,因此,在提高柔韧性素质的同时,也促进了力量素质的发展。关于力量素质的提高能有效改善机体平衡能力的研究众多,这也是运用PNF牵张法改善机体平稳能力的理论依据[25]。

节律稳定技术的使用与关节活动度及核心稳定性的提高也存在相关性。本研究的FMS筛查结果显示,躯干稳定性俯卧撑、跨栏步、直线弓箭步、肩关节灵活性、仰卧主动直抬腿等得分均值实验后出现了不同程度的提高,尤其是肩关节灵活性,实验前后得分均值呈显著性差异。利用PNF技术对射击运动员肩部内外旋的功能与活动度进行干预训练,通过等长收缩—放松—静力牵伸的交互抑制方法,逐步增加其关节活动度,从而解决了灵活性不佳的问题。

动态神经肌肉稳定技术(Dynamic Neuromuscular Stabilization,DNS)对核心稳定性训练有独特作用。DNS是基于运动发育学(Dvelopmental Kinesiology,DK)原理的一种动作模式优化整合策略。与大多数功能性训练方法一样,DNS最初也应用于临床及运动康复领域,随着应用研究的日益发展,目前该技术在运动训练领域逐渐普及。动态神经肌肉技术利用潜意识和连带运动的方式,激活深层核心肌肉和整体肌肉形成最优化的腹内压控制(Intra-Abdominal Pressure Regulation,IAP)和综合脊柱稳定系统(Integrated Spinal Stabilizing System,ISSS)的共轴稳定功能[26]。在本研究中,20名射击运动员的上肢力量素质在实验前后明显提高。在同类研究中,Pavel Davidek等人对20名男性皮划艇运动员开展为期6周的DNS训练干预,发现实验组最大划桨力量输出明显高于对照组[27]。DNS训练与力量提升密切相关,深层稳定肌群激活,矢状面和运动关节的共轴稳定,有利于力量的恒定产生与输出。此外,在实验干预中发现,DNS激活训练后,部分手枪射击运动员的翼状肩胛情况得到明显改善。

在DNS训练原则中,动作姿势既是训练手段也是测试方法。应用在射击运动员身体功能训练上,DNS以健康婴儿的稳定发育模式进行指导治疗,使受损的稳定模式尽可能得到恢复,通过大脑皮层控制激活ISSS和恢复理想的IAP规则,优化运动效率和防止关节超载。DNS训练强调呼吸姿势功能的表现,在理想的呼吸模式中,膈肌的功能尤为重要,核心稳定性并不是由腹部或背部肌肉的力量来决定,而是通过恰当的腹内压调控来实现。因此,良好的膈肌激活水平与对称性是DNS呼吸评估和训练的重要内容。王宝宏等认为,腹式呼吸对自主神经的调节效果明显,能增强交感神经与副交感神经的均衡性,对射击运动员神经疲劳具有良好的放松效果[28]。此外,据枪瞄准时,为了保持动作的连贯性与稳定性,运动员一般会采用屏息策略,在屏息前的呼吸中,如果采取胸式呼吸,胸廓起伏就会增加,破坏动作的稳定性。

3.3 功能训练对运动员据枪稳定性的影响

从技术层面出发,据枪是射击动作技术中的重要环节,有着承上启下的作用。据枪姿势建立在站位及握枪的动作技术之上,其协同稳定为接下来的瞄准、击发、保持等动作技术的有效发挥提供了保障。无论训练或是比赛,据枪姿势的维持时间都比其他动作长。

在据枪姿态下,稳固的支撑通过运动员的神经系统、骨骼系统、肌肉系统调节获得。如果整体支撑的稳定度不高,射击过程中需要对上肢肌力进行调节[29]。调节的结果可能会产生动作功能的代偿现象,这将导致运动链与本体感觉发生改变,从而影响射击的精准程度。有研究指出,高水平射击运动员的肩、髋、踝关节灵活性容易受限,身体后侧链柔韧性较差,大部分运动员的动作模式存在非对称现象[30]。尽管射击运动员的肌肉负荷量较小,但由于持续时间长,局部刺激集中,日积月累的单侧运动对其造成不少的结构问题,如结缔组织或肌肉短缩、肌群肌力不足导致的代偿与劳损等。这不仅在身体功能上表现为非对称性,在身体形态上也会展现为不对称与不平衡。通过实际观察发现,不少青少年射击运动员出现高低肩、脊柱侧凸、骨盆倾斜、膝关节过伸等问题。因此,无论是高水平职业射击运动员还是业余体校的青少年运动员,身体功能性训练必不可少。

传统的射击专项体能训练较注重运动员力量的提升,通过悬吊训练、局部肌耐力训练、有氧耐力训练、躯干力量训练等,提高射击的稳定性与运动表现[31]。然而,单纯的力量训练可能扰乱运动员射击时的枪感及本体感觉。相对于传统的专项体能训练,身体功能性训练更注重训练的过程及目的性。

最佳的动作模式应是整体连贯而非孤立的,身体结构局部薄弱或协调失衡可能导致整体失能。在发育过程中解剖结构的不完全发育及姿势与运动控制的不成熟,可能会影响运动员的前馈机制,继而产生动作功能性障碍。在手枪项目中,据枪瞄准动作是运动员练习及维持时间最长的身体姿势,要求运动员据枪时需维持骨盆侧倾、塌腰、上体后倾等动作,强调尽量以骨骼承重,减少肌肉承载,以便增加射击的稳定程度。由于长时间骨盆与脊柱位置不共轴,随着专项训练年限的增加,动作模式自动化,如果没有针对性地实施干预训练,运动员的身体功能性失衡,甚至是运动伤病的产生只是时间问题。

4 小结

通过对青少年手枪运动员12周的训练干预,证实身体功能训练对提升青少年手枪运动员据枪稳定性具有良好效果。DNS动态神经肌肉稳定技术和PNF本体感觉促进技术是提高运动员的运动表现、提升身体功能、减少损伤的重要技术手段。动作功能的缺失不仅会影响青少年射击运动员的据枪稳定性,还会限制其全面发展,不利于青少年的健康成长。