用TMG无创测量技术测量不同项目运动员训练前后肌肉状态特点

钟山职业技术学院

本研究通过对不同项目运动员训练前后肌肉肌腹反映TMG 信号的参数进行分析，确定延迟时间、收缩时间、维持时间、松弛时间和最大振幅等参数，分析其肌肉收缩状态，真实客观地反映肌肉的功能状态及疲劳风险程度。

一、资料与方法

（一）一般资料

将90 名运动员按照各自运动项目名称进行分组，每组参与研究的运动员人数等同。其中羽毛球队运动员性别占比（男：女）为16：14，最大23 岁，最小17 岁；举重队运动员性别占比（男：女）为17：13，最大23 岁，最小18 岁；田径组运动员性别占比（男：女）为18：12，最大22 岁，最小17 岁。

（二）方法

本研究采取实验法，三组运动员分别进行相关运动项目，其中羽毛球组为有氧运动，举重组为无氧运动，田径组为有氧与无氧混合运动。在测试过程中，需要注意以下事项：①注意传感器探头的位置。探头位置在很大程度上决定了测验结果的准确性，运动员的每一块肌肉测试点都在通过结构解剖找到其肌肉主动收缩过程中最大位移点，为确保每一次测量结果的精确度，可使用黑色记号笔进行标记[1]。②电极片位置。由于运动员的肌肉大小形状均存在差异，探头应放置于距离电极片20～50mm 处位置，对于不同运动员应选取同一肌肉并设定相同距离[2]。③位移传感器主要是通过电流刺激运动员肌肉来收集数据，因此电流大小的设定就极为关键。通常首次电流输出以20mA 为宜，每次按照10mA 量进行增加，间隔时间为10s，待参数曲线图稳定后即可停止增加电流。

TMG 数据采集步骤主要有四步[3-5]：第一步：安装好三角架和机械架，将位移传感器安装在机械架上，同时检查电刺激控制台电源是否已经连接好，并连接好控制台与传感器，同时以数据线为载体连接起控制台和电脑，最后连接电流输出并插好电极片。第二步：下载好TMG 测试软件，输入测试者的相关信息，并确定所需测试的肌肉。第三步：根据所测试的具体要求，运动员采取俯卧位或仰卧位，令其放松肌肉，通过调节机械架让传感器探头与肌腹呈垂直状态，以便能够获取运动员肌肉的最大径向位移。第四步：设定控制台输出电流，完成第一次数据采集，间隔10s 后增加10mA 电流，测定第二次数据，直至曲线图稳定。

（三）观察指标

TMG 测定参数主要包括最大径向位移（Dm）、收缩时间（Tc）、延迟时间（Td）、持续时间（Ts）以及放松时间（Tr）[6]。其中Dm 表示在以电流刺激肌肉时，其横向移动的最大值，是对肌肉张力大小的体现；Tc 表示在外力刺激下，肌肉收缩到达最大值的所用时间。Td 表示肌肉在刺激作用下发生整体运动时间的10%，表现的是肌肉对外界刺激所产生的收缩反应；Ts 表示肌肉收缩的持续时间；Tr 是下降曲线90%到50%，体现出的是肌肉的疲劳状态。

（四）统计学方法

本研究所涉及的运动员TMG 测试指标数据均采用统计学软件分析，以均数差表示TMG 指标，若P＜0.05 则表示数据结果有差异。

二、结果

（一）三组运动前后Dm 值对比

三组运动员训练前Dm 值差异不大，但训练后，DM 值出现不同程度减少，具体数值如表1所示，P＜0.05。

（二）三组运动前后 Tc 值和 Td 对比

三组运动前后股直肌（RF）Tc 和Td 值对比具体数值如表2所示。

（三）三组运动前后Tr 和Ts 值对比

三组运动前后Tr 和Ts 值对比如表3所示，P＜0.05。

三、讨论

骨、骨连结和骨骼肌共同组成了人体的运动系统，起到保护的作用。在人体运动系统中，肌肉相当于动力装置，受神经系统支配，以骨结为枢纽，通过对所附着的骨进行收缩、牵拉作用，从而产生杠杆运动[7-8]。运动效果将对人体运动系统产生直接影响，运动员可由于人体生理老化、运动过度等原因导致肌肉状态变差，功能能力下降，最终导致运动成绩下降。所以运动员的竞技水平、比赛成绩都与自身肌肉的机能水平存在正向关系。在大多数研究中，肌肉疲劳是通过监测静态或动态力量，使用生化技术测量底物、代谢物或其他化学物质，或通过肌电图（EMG）、肌肉扭矩产生和剪切波超声弹性等方法来评估的[9-10]。上述方法虽然取得了很好的效果，但也存在一些技术缺陷。因此本研究应用国际上先进成熟的无创测量技术（TMG）来测量肌肉训练前后肌腹反映TMG 信号的相关参数，从而得出运动和神经肌肉疲劳之间的可能关系以及运动对肌肉力学特性的影响。

表1 三组运动前后Dm 值对比[ n（±s）]

表1 三组运动前后Dm 值对比[ n（±s）]

组别 n 训练前（mm） 训练后（mm）羽毛球组 30 8.12±3.33 7.67±2.64举重组 30 7.47±3.21 7.21±2.80田径组 30 8.57±3.42 5.43±2.14 P 值 ＞0.05 ＜0.05

表2 三组运动前后Tc和Td值对比[ n（±s）]

表2 三组运动前后Tc和Td值对比[ n（±s）]

组别 n 训练前Tc（ms） 训练后Tc（ms） 训练前Td（ms） 训练后Td（ms）羽毛球组 30 22.41±6.34 31.87±3.67 15.14±5.13 21.18±3.15举重组 30 21.54±5.12 24.61±4.11 16.21±4.15 18.34±3.27田径组 30 21.47±4.92 45.87±3.42 16.34±4.57 31.14±3.28＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＜0.05?

表3 运动前后Tr和Ts值对比[ n（±s）]

表3 运动前后Tr和Ts值对比[ n（±s）]

?组别 n 训练前Tr（ms） 训练后Tr（ms） 训练前Ts（ms） 训练后Ts（ms）羽毛球组 30 17.41±4.33 32.56±3.67 17.14±5.13 23.18±3.15举重组 30 19.54±4.87 25.31±4.11 17.32±4.57 20.11±3.27田径组 30 20.47±4.92 43.18±3.42 18.18±4.38 34.12±3.28 P＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＜0.05

本研究结果显示，三组运动员在运动后DM 值均出现下降，表明其肌肉处于紧张状态，尤其是田径组DM 值下降最为明显，表明运动后其肌肉紧张状态越严重。同时，运动后运动员各项指标均出现不同程度的提高，P＜0.05。

可见TMG 无创测量技术能够得出运动和神经肌肉疲劳之间的可能关系以及运动对肌肉力学特性的影响，为运动训练提供重要的借鉴。