轮椅击剑运动员肌肉活动与激活时序的差异研究

【字体: 时间:2025年02月19日 来源:BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation 2.1

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  本研究聚焦轮椅击剑运动员的肌肉活动和激活时序,探讨不同残疾类别(A和B)间的差异,揭示其神经肌肉特征,为精准分类和训练策略提供依据。

  轮椅击剑作为残奥会项目,其运动员因身体固定于轮椅,需依靠上肢协调和躯干稳定来维持平衡与控制。然而,目前对于残疾击剑运动员的运动活动调节研究较少。为此,波兰奥波莱科技大学和卡托维茨体育学院的研究人员开展了一项研究,旨在通过表面肌电图(sEMG)和三维加速度计技术,分析不同残疾类别(A和B)轮椅击剑运动员的肌肉活动和激活时序差异。研究发现,A类运动员的反应时间(RT)更短,肌肉生物电张力值更高,尤其在背阔肌(左)和三角肌方面差异显著(p<0.05)。这些发现有助于优化轮椅击剑运动员的分类标准和训练策略,提升运动表现。该研究发表于《BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation》。
研究人员采用表面肌电图(sEMG)系统记录肌肉电活动,并结合三维加速度计检测刺激起始,分析运动员对视觉信号的反应时间(RT)和肌肉活动强度(以最大自主收缩MVC百分比表示)。研究对象为16名波兰国家残奥队轮椅击剑运动员,分为A类(较轻残疾)和B类(脊髓损伤和截瘫)。结果显示,A类运动员在肌肉激活时序上更接近健全运动员,而B类运动员的肌肉激活模式存在显著差异。这种差异反映了不同残疾类别运动员的神经肌肉特征,提示在轮椅击剑运动中,运动员的肌肉激活模式与其残疾程度密切相关。

研究背景与意义

轮椅击剑自1960年罗马残奥会以来一直是残奥会项目,其技术、策略和计分系统与健全击剑相似,但运动员因固定于轮椅,需更依赖上肢协调和躯干稳定。目前,轮椅击剑运动员根据残疾程度分为A、B、C三类,其中A类运动员残疾程度较轻,B类包括脊髓损伤和截瘫患者。然而,现有研究中关于残疾击剑运动员的运动活动调节和肌肉激活模式的研究较少。为了更好地理解轮椅击剑运动员的神经肌肉动态,波兰的研究人员开展了这项研究,旨在通过分析不同残疾类别运动员的肌肉活动和激活时序,为精准分类和训练策略提供科学依据。

研究方法

研究人员选取了16名波兰国家残奥队轮椅击剑运动员,分为A类和B类。研究中使用了16通道表面肌电图(sEMG)系统,采样频率为1500 Hz,分辨率为16位,用于记录肌肉的电活动。同时,结合3轴无线三维加速度计传感器,检测教练武器的快速移动作为视觉信号的起始。研究中分析了8块上肢肌肉,包括三角肌、肱三头肌、肱二头肌、前臂伸肌/屈肌、背阔肌和腹外斜肌。数据分析使用MyoResearch和MATLAB软件,统计分析采用Wald-Wolfowitz游程检验。

研究结果

肌肉激活时序

研究发现,A类运动员的肌肉激活时序为:首先激活背阔肌(左、右),随后是三角肌,接着是腹外斜肌,最后是前臂伸肌和屈肌。而B类运动员的激活时序则有所不同,首先激活前臂伸肌,随后是腹外斜肌和背阔肌,最后是肱二头肌和前臂屈肌。这表明A类运动员在肌肉激活时序上更接近健全运动员,而B类运动员的激活模式存在显著差异。

反应时间(RT)和肌肉活动强度(%MVC)

研究结果显示,A类运动员的反应时间(RT)普遍短于B类运动员,且肌肉生物电张力值更高。在统计分析中,A类运动员的左背阔肌(LDLT)和三角肌(DELRT)的肌肉活动强度显著高于B类运动员(p<0.05)。这表明A类运动员在肌肉激活速度和强度上具有优势,可能与其较轻的残疾程度有关。

研究结论与讨论

研究结果表明,轮椅击剑运动员的肌肉活动和激活时序与其残疾程度密切相关。A类运动员因残疾程度较轻,能够更有效地激活相关肌肉,表现出更短的反应时间和更高的肌肉活动强度。而B类运动员由于脊髓损伤或截瘫,肌肉激活模式存在显著差异,需要通过适应性策略来完成击剑动作。这些发现对于优化轮椅击剑运动员的分类标准和训练策略具有重要意义。通过精准的分类,可以确保比赛的公平性;而针对性的训练策略则有助于提升运动员的运动表现,特别是针对特定肌群的强化训练。
此外,研究还强调了躯干和腹部肌肉在轮椅击剑中的重要性,这些肌肉作为姿势稳定肌,对于维持运动员的平衡和控制至关重要。未来的研究可以进一步探讨不同残疾类别运动员的肌肉激活模式,并结合更多的样本和更广泛的残疾类别,以完善轮椅击剑运动员的分类体系。
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