乒乓球运动员的上肢肌肉力量及控制能力差异研究

2025-02-14江涛汪宇峰钟意

文体用品与科技 2025年3期

摘要：研究目的：本研究关注乒乓球运动员的上肢力量和神经肌肉控制能力，评估不同水平运动员持拍侧肩、肘、腕关节的肌力特征，为专项训练和损伤预防提供建议。研究方法：使用美国BTE公司的PrimusRS系统评估乒乓球运动员上肢肌力和神经肌肉控制能力，测试包括肩关节内外旋、肘关节屈伸及前后的旋转，还有腕关节的屈伸和偏斜，测试角速度为60°/s和180°/s。研究结果：（1）乒乓球运动员肩关节内外旋峰力矩随测试角速度增加而下降（P＜0.05），二级运动员的峰力矩高于专修学生（P＜0.05）；（2）一级运动员和专修学生在180°/s测试下肘关节峰力矩低于60°/s测试（P＜0.05），二级运动员肘关节峰力矩差异更显著（P＜0.01），一级运动员肘关节肌肉控制准确率高于其他组（P＜0.01）；（3）腕关节测试中，一级和二级运动员表现优于专修学生，但差异不显著。研究结论：一级和二级乒乓球运动员肩关节内外旋协调性、调动能力均优于专修学生；一级运动员肘关节肌力控制准确率高。因此，需加强乒乓球运动员上肢关节协调性、肌肉控制、动作准确性及专项力量以提升比赛成绩。

关键词：乒乓球运动员" 上肢力量" 肌肉控制" BTE PrimusRS评估系统

中图分类号：G804 文献标识码：A 文章编号：1006-8902-（2025）-03-091-3-TBB

在竞技体育的现代化进程中，科技在提升运动员表现和训练效率方面发挥着日益关键的作用。现代科技利用先进设备和数据分析，全面监控和分析运动员的身体和技术动作，帮助教练和运动员优化训练。特别是在神经肌肉控制方面，科技的应用显著提升了运动员的表现。

近年来，随着我国乒乓球运动向力量与速度结合的方向发展，运动员们面临着更高的身体素质要求，这不仅包括快速的身体反应能力，还要求拥有强健和灵活的身体基础。在乒乓球运动的生物力学研究中，上肢力量被赋予了极其重要的地位。在激烈的比赛中，运动员需要迅速适应动作的变化，并作出精确的判断。因此，在训练过程中，教练员需要特别关注提升运动员的反应速度，尤其是在对球的落点和力量控制方面的训练。

BTE PrimusRS康复训练系统设计先进，功能多样，适用性广。本研究通过使用BTE PrimusRS的等速和CPM模式，测试不同水平乒乓球运动员的上肢力量和控制能力，目的是深入分析乒乓球上肢专项力量特征，为肩、肘、腕关节动作质量提供评估指标，识别训练中的问题，并为科学训练和预防运动损伤提供理论支持。

1、研究对象与方法

1.1、研究对象

本研究对象是某体育院校不同运动水平的32名乒乓球运动员，其中一级运动员有7名，二级运动员有13名，专修学生有12名；受试者在半年内均无运动损伤，训练正常。受试者系统训练年限最短的为4个月，最长的为15年，5年以上的有14人，研究对象基本情况见表1。

1.2、研究方法

（1）文献资料法。

以乒乓球、神经肌肉控制、上肢力量、BTE PrimusRS、康复训练等为关键词，查阅相关文献库，同时查阅相关教科书、指南和学术专著，为本研究的顺利进行提供可靠的依据。

（2）测试法。

本研究使用的仪器是BTE PrimusRS评估系统，系统由计算机控制和监测，训练动力头可360度旋转，能够提供等长、等张、等速、离心肌肉功能测试和被动运动，可进行单个关节的测试和训练。具体采用速度慢速60°/s和快速180°/s的角速度，各重复测试5次，通过测试可以得到肌肉相关的肌肉峰值力矩、做功程度、关节角度、控制准确度等参数，进而通过数据进行分析。

（3）数据统计法。

对测试得到的数据进行统计分析，运用SPSS 26.0数据处理系统对所得数据进行分析处理，采用独立样本T检验和单因素方差进行比较分析，检验数据之间的差异性是否显著。结果用“平均值±标准差”表示，P＜0.01有高度显著性差异， P＜0.05为有显著性差异。

2、研究结果

2.1、不同水平乒乓球运动员肩关节等速肌力测试结果

为了检验不同水平乒乓球运动员的肩关节内外旋的差异，研究对收集的数据进行独立样本T检验和单因素方差分析，结果如表2、表3所示。180°/s时，一级运动员和专修学生内旋峰力矩明显低于60°/s时，且二级运动员内旋峰力矩存在高度显著性差异（P＜0.01）；一级和二级运动员的外旋峰力矩均显著下降。60°/s和180°/s时，二级运动员的内旋峰力矩显著高于专修学生的内旋峰力矩；60°/s时，二级运动员的外旋峰力矩显著高于专修学生；180°/s时，一级和二级运动员的外旋峰力矩显著高于专修学生的内旋峰力矩，其余指标尚未表现出显著性差异。

2.2、不同水平乒乓球运动员肘关节等速肌力测试结果

（1）不同水平乒乓球运动员肘关节屈伸差异对比。

采用独立样本T检验和单因素方差分析，对不同水平乒乓球运动员肘关节屈/伸峰力矩进行差异对比和对同级别运动员不同角速度下肘关节屈/伸峰力矩的差异对比。结果见表4、表5所示。180°/s时，一级运动员和专修学生肘关节屈/伸峰力矩显著低于60°/s时峰力矩（P＜0.05），且二级运动员肘关节屈/伸峰力矩有非常显著性的差异（P＜0.01）；在60°/s肘关节屈曲时，一级运动员的峰力矩显著高于专修学生的峰力矩，其余指标尚未表现出显著性差异。

（2）慢速60°/s时乒乓球运动员肘关节旋前/旋后、肘屈伸控制差异对比。

对不同水平乒乓球运动员的前臂旋前、旋后和肘关节控制进行差异对比，结果如表6所示。在60°/s速度下，不同水平的乒乓球运动员前臂旋前/旋后的峰力矩没有显著差异。一级运动员在肘关节屈曲控制上的准确率显著高于二级运动员和专修学生。在肘关节伸展控制上，一级运动员与二级运动员准确率无显著差异，但两者均显著高于专修学生（P＜0.05）。

使用BTE PrimusRS评估系统进行肘关节控制测试，目标为最大肘屈伸峰力矩的60%，角速度设定为60°/s。受试者坐位，固定上身，放松优势手肘，下肢受限制以避免代偿。连接701配件和动力头，调整手臂活动角度、速度和时间。测试中，受试者应控制力量在计算机显示的红色虚线内，以实现肌肉控制。（见图1）

2.3、不同水平乒乓球运动员腕关节等速肌力测试结果

不同水平乒乓球运动员腕关节屈曲与伸展、桡侧与尺侧偏的峰力矩差异对比结果如表7所示。60°/s时，不同水平乒乓球运动员的腕关节屈曲和伸展、腕关节桡尺侧偏的峰力矩均无显著性差异。

3、讨论与分析

本研究关注乒乓球运动员肩、肘、腕三个上肢关节的肌肉力量及其对竞技表现的影响。这些关节的协同作用对技术执行、力量输出和预防伤害至关重要，特别是在满足乒乓球对高强度、高速度和高精度的需求时。肩关节的运动会影响肘和腕关节的角度变化，形成一个紧密的运动链。

3.1、肩关节的肌力特征

随着测试角速度的增加，不同水平乒乓球运动员肩关节内、外旋等速收缩峰力矩显著下降。原因在于当肌肉兴奋超过一定的限度时，肌肉收缩时间缩短，肌纤维的兴奋需要一定时间才可能达到最大张力。然而，神经系统的抑制反馈限制了肌肉的最大张力，因此，峰力矩会随着角速度的增加而降低。此外，我们发现乒乓球运动员在训练和比赛中可能会经历精神和肌肉疲劳，这会影响球速和击球质量，降低运动表现。

肩关节的旋转动作对乒乓球运动员的击球效果和球控有显著影响，是能量传递的关键。肩部灵活性高，支持运动员在多方向上运动。然而，长时间训练和高强度负荷可能导致肌肉不对称和关节过载，引发损伤。乒乓球运动员常见的盂肱内旋缺陷会限制肩关节活动并可能引起疼痛，这通常与正手减速阶段的重复性微损伤有关。

综上所述，不同水平乒乓球运动员随角速度的增加，肩关节的内外旋力矩会显著降低。这可能与肌肉响应速度、神经系统抑制反馈以及肌肉疲劳等因素有密切联系。因此，在日常训练中，乒乓球运动员需注意调整训练强度和角速度，以避免对肩关节造成过大负荷。同时，也需要加强肩部稳定性和灵活性的训练，以提高运动表现和预防肩部损伤。

3.2、肘关节的肌肉特征和肌肉控制能力

一级和二级运动员肘关节屈和伸峰力矩均高于专修学生；肘关节屈伸控制上，一级运动员优于二级运动员和专修学生。研究数据表明，高水平乒乓球运动员在发力时展现出较高的稳定性，兼具爆发力和控制能力；其归根于他们经过系统训练的神经系统得到优化，这种训练使得大脑与肌肉之间的信息传递更为迅捷，从而提高反应速度和击球质量。此外，长时间的训练不仅提升了运动员对信息的感知和处理能力，还进一步增强了他们的高效肌肉适应能力。肘关节的旋前和旋后动作主要发生在乒乓球运动员引拍时，用于调整球拍角度击球；不同水平运动员在这一动作上的发力和执行基本相同，未见显著差异。

高水平乒乓球运动员在肘关节肌力和控制上表现更佳，这与他们的训练质量和神经系统优化有关。教练应着重增强运动员的神经肌肉控制、关节协调和肌肉力量，以提高技术水平和比赛成绩。

3.3、腕关节的肌力特征

研究针对乒乓球运动员腕关节特点，对不同水平运动员进行了腕关节屈伸和桡尺侧偏测试。结果显示，不同水平运动员在腕关节屈伸方面无显著差异，而在腕关节尺侧偏方面，一级运动员高于二级运动员和专修学生，但差异不显著。乒乓球技术关键在于腕关节和手指的快速协调发力，以实现快速、准确且多变的击球。运动员需具备良好的协调性和灵活性，否则可能因发力不均导致损伤，尤其是三角纤维软骨复合体的损伤，这与握拍方式和打球强度有关。

本研究评估了不同水平乒乓球运动员肩、肘、腕关节的力量和控制能力差异及其对表现的影响，并为个性化训练提供了依据。建议教练根据运动员情况制订训练计划，以提高运动表现和预防伤害。

4、结论

高水平乒乓球运动员在力量、速度和控制上胜过低水平者，显示上肢力量是运动中的关键素质。制订个性化训练计划以增强上肢力量、灵活性和协调性对提升竞技水平至关重要。

动作控制对乒乓球运动员至关重要，因为它影响技术动作的稳定性和协调性，从而帮助他们在比赛中应对各种情况。预防运动损伤需合理训练和技巧指导，以减少受伤风险。

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