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摘要

目的:在高空投掷运动中，传统的投掷前训练主要集中在上肢。然而，训练整个身体和利用上下肢在动态的头顶运动正变得越来越流行和建议。因此，本研究的目的是在选定的运动中检查腰骨盆髋关节复合体(LPHC)和肩胛骨附近的肌肉，这些肌肉可能用于投掷前的训练计划。

设计:对照实验室研究。

方法:21例健康、活跃个体(171.1±13.0 cm;75.5±14.8 kg;25.3±5.5岁)，不分性别。采用体表肌电图测量在进行四种全身运动(肺运动、壶铃摆动、壶铃硬举、臀/腿筋抬高)时，股二头肌、半腱肌、双侧臀中肌、臀大肌、棘竖肌、背阔肌和下斜方肌的肌肉激活情况。

结果:非参数Friedman检验显示，不同的肌肉激活是股二头肌运动的一个因素(χ²_（3）= 21.18, p < .001)，臀大肌(χ²_（3）= 39.17, p < .001)，右臀中肌(χ²_（3）= 21.21, p < .001)，左侧臀中肌(χ²_（3）= 11.02, p = .012)²_（3）= 28.47, p < .001)、下斜方肌(χ²_（3）= 29.84, p < .001)。

结论:这四种练习成功地激发了除下斜方肌外所有肌肉组织的中度到高度肌肉激活。这些结果表明，这四种练习可以作为热身/投掷前方案，以实现LPHC作为近端肩胛骨肌肉的激活。

关键字

核心稳定性;核心力量;LPHC控制;肌肉激活;Pre-throwing项目;全身运动

简介

高空抛球动作是一个动态的动作，需要身体各部分通过动力链协调排序，努力将能量从下肢转移到上肢，以实现高效的投球[1]。运动链表示从足部最近段、小腿、小腿到腰骨盆-髋关节复复体、上臂、前臂和手的更远段的节段连接。动力链的效率需要整个肌肉-骨骼系统以近端到远端方式协同工作。当高空投掷的最终目标是速度和准确性时，有效的运动链功能是至关重要的。

随着动态高空投掷所需的动力链的协调，身体各部分必须以近端到远端方式相互依赖地移动，并充分和有效地激活肌肉，以试图将能量转移到手的最近端部分，并在球[2]上。在研究投掷运动链的肌肉组织时，我们知道腿部和躯干是主要的力量产生器[3]，大约50%的能量来自下肢[4-6]，下肢力量减少20%导致肩部[7]的力量增加34%。考虑到最远端的节段，即上肢，应该是能量转移的漏斗，重点发展和调节下肢近端节段肌肉组织和腰骨盆-髋关节复合体(LPHC)以产生力量是最重要的。

在进行诸如投掷等重复性动作时，无法利用身体作为一个有效的运动链，使近端稳定以实现远端活动，往往会导致上肢损伤[1,3,9]。通常，高空投掷运动员所遭受的这些类型的伤害在本质上是潜伏的，是累积的过载和糟糕的投掷力学结合的结果[1,3,9,10]。研究发现，投球疲劳是最重要的风险因素，投球次数、投球类型、投球速度和投球力学也与过度使用损伤的发生有关[9,11-13]。此外，有人建议训练、投掷前和康复项目应侧重于LPHC和肩胛骨稳定性[13-15]。

通过对动态投掷(如棒球)的检查，我们发现双侧腿筋和臀肌组织在LPHC旋转的作用下表现出中度到高度的激活，以及有效地将能量转移到上肢[16]的稳定性。此外，为了预防上肢损伤，在重复投掷时保证下下胫腓韧带和肩胛骨的稳定性[5,6]。因此，鉴于下肢和上肢肌肉激活的重要性，以及左下丘脑和肩胛骨稳定性的重要性，本研究的目的是在选定的练习中检查可能用于投掷前热身的左下丘脑和肩胛骨的肌肉。据推测，大下丘脑和肩胛骨附近的肌肉会引起中等到中等强度的激活，因此在选择投掷前的热身练习时可以有更多的变化。

方法

本研究的目的是定量描述在四种常见的康复训练中LPHC的肌肉激活和肩胛稳定肌肉组织，可用于投掷前的全身调节。选取的肌肉组织为:股二头肌(外侧腿筋)、半膜肌(内侧腿筋)、臀中肌、臀大肌、棘竖肌、背阔肌和下斜方肌。对于每一个测试的练习，参与者都被指导了表现，然后被允许在测试前练习。同一名研究人员在整个运动练习和测试过程中为所有参与者提供了运动指导和口头提示反馈。所有肌电图数据均归一化为受试者最大自主等距收缩的百分比(%MVIC)。

21例健康、活跃个体(171.1±13.0 cm;75.5±14.8 kg;25.3±5.5岁)，不分性别。对身体活动准备问卷(PAR-Q)的所有问题回答NO，且在过去6个月内无上肢或下肢损伤史，判定为健康。积极的定义是每周大部分时间进行30分钟的身体活动。该大学的机构审查委员会批准了所有的测试方案。所有的练习都在测试程序之前进行了解释，并在数据收集之前获得了每位参与者的知情同意。

参与者在参加当天的任何体育活动之前报告进行了测试。通过触诊确定肌腹肌电图电极放置的位置。在电极放置前，用70%异丙醇溶液研磨和清洁所有肌肉的肌腹。采用之前建立的标准[1,9,17,18]，将双极表面电极(电极间距离:10mm)平行于肌肉纤维放置于肌肉腹部。之所以选择使用表面电极，是因为它们被认为是一种无创技术，能够可靠地检测表面肌肉活动[19-21]。

股骨二头肌电极位置确定为坐骨结节至胫骨外上髁连线的中点，半腱肌位置确定为坐骨结节至胫骨内上髁连线的中点。臀中肌的位置是髌嵴到大粗隆距离的近三分之一处，位于臀大肌前方[21,22]。骶椎与大粗隆之间的中点是臀大肌的位置[21,22]。背阔肌电极的位置是斜向的，位于肩胛骨下尖下方，大约是脊柱和躯干外侧之间距离的一半，与肌肉纤维平行。竖脊器的位置距腰椎1 (L1)棘突两指宽[21,22]。下斜方肌电极斜向上横向放置于肩胛骨棘、肩胛骨椎体边界和第七胸棘突[22]之间。

放置电极后进行手动肌肉测试(MMT)，以确定基线最大自主等距收缩(MVIC)，所有肌电图数据均归一化至该基线[20,22]。同一名训练有素的调查员执行了所有的MMTs。研究者的类间相关系数为:半腱= 0.763，p< 0.001;股二头肌= 0.658，p= 0.031;右臀大肌= 0.836，p= 0.001;臀中肌= 0.796，p= 0.003，左臀中肌= 0.985p <0.001;竖脊肌= 0.991，p< 0.001;背阔肌= 0.872，p< 0.001;下斜方肌= 0.958，p< 0.001。

使用8通道Noraxon TeleMyo DTS (Noraxon USA, Inc, Scottsdale Arizona)收集所有肌电图数据。使用100毫秒移动窗口的均方根平滑信号;数据以1000 Hz的频率采样，并分别以59.5和60.5 Hz的频率进行陷波滤波，[23]。在MMTs之后，参与者被给予适当的四种练习的技术指导。练习的顺序是随机的，研究者在所有的热身练习和测试中为参与者提供语言提示。每项练习的典型热身练习时间为一分钟。研究者使用的常见语言提示是关于骨盆中立和肩胛回缩的姿势控制矫正。盆腔中性肌被指示收缩臀肌并将胃拉入脊柱，而肩胛骨回缩是向后拉并挤压肩胛骨。一项运动结束后，参与者在开始下一项运动前最多有两分钟的时间，以控制疲劳的影响。进行的四项练习如下:弓步，壶铃摆动，壶铃硬举和臀部/腿筋抬高(图1)。参与者被指导进行弓步，用非主导的手臂向前迈步，侧腿，降低臀部，直到臀部和膝盖呈90度。 Participants then performed scapular retraction and humeral external rotation to make a “W” [24]. To encourage proper execution, participants were told to keep upper body straight, shoulder back and maintain pelvic neutral. The lunge exercise was performed for five repetitions.

图1所示。A. LungeW运动。B.壶铃摆动练习。C.壶铃硬举练习。D.臀部/腿筋抬高练习。

在壶铃摆动练习中，参与者被指导双脚分开与肩同宽站立，用4.54公斤重的壶铃进行双手壶铃摆动。参与者手持壶铃，手掌朝向身体。为了保持骨盆的稳定，参与者被要求保持背部平直、颈部伸直，然后用臀部推动壶铃向前。参与者被要求不要让壶铃升高到高于他们视线的高度。参与者连续挥杆五次．

在壶铃硬举项目中，参与者被要求双脚分开站在与肩同宽的地方，用一个4.54公斤重的壶铃进行壶铃硬举。参与者用非惯用手握住壶铃。参与者被要求保持双脚平行，躯干向前弯曲，臀部向后推，然后抬起对侧腿离开生长物。然后参与者回到开始的位置进行下一次重复，直到完成所有五次重复。

臀部/腿筋抬高要求参与者跪在垫子上，膝盖与臀部同宽，双臂交叉在胸前呈“X”位。研究人员将受试者的腿固定在小腿底部，使足跖弯曲。参与者被要求将躯干前倾到一个舒适的位置，臀部不要弯曲，然后回到开始的位置。参与者连续重复五次。

使用定制的MATLAB (MATLAB R2010a, MathWorks, Natick, MA, USA)脚本组织数据。在四种练习中，每一种练习重复五次，收集肌电图数据，第三次重复记录取平均值，用于分析。所有统计分析均使用IBM SPSS Statistics 22软件(IBM公司，阿蒙克，纽约州)进行，alpha水平设置先天的在哪里?= 0.05。在分析之前进行夏彼罗-威尔克正态性检验，确定数据为非正态数据。我们进行了非参数Friedman检验，随后进行了事后Wilcoxon符号秩检验。为了进行比较，低肌肉活动被认为在MVIC 0-20%之间，中等肌肉活动21-40%，高肌肉活动41-60%，极高肌肉活动>60%[17,18,25,26]。

结果

对每一块肌肉进行非参数Friedman检验(运动因子)，发现运动间股二头肌的激活差异显著(χ²_（3）= 21.18, p < .001);臀大肌(χ²_（3）= 39.17, p < .001);右臀中肌(χ²_（3）= 21.21, p < .001);左臀中肌(χ²_（3）= 11.02, p = .012);竖脊虫(χ²_（3）= 28.47, p < .001)、下斜方肌(χ²_（3）= 29.84, p < .001)。半腱肌之间的激活差异无统计学意义(χ²_（3）= 7.26, p = .064)或背阔(χ²_（3）= 2.46, p = .484)。之后，我们对每一块肌肉进行了事后Wilcoxon - signed-rank测试。事后Wilcoxon符号秩检验的结果见表1。均值和标准差见图2。

表1:事后Wilcoxon符号秩检验的结果。

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股二头肌	LungeW	Kettlebell摇摆	Kettlebell硬举
LungeW	-
Kettlebell摇摆	-0.47	-
Kettlebell硬举	-1.19	-0.90	-
Glute /火腿提高	-1.75	-2.50 *	-1.96 *
右臀肌	LungeW	Kettlebell摇摆	Kettlebell硬举
LungeW	-
Kettlebell摇摆	-1.63	-
Kettlebell硬举	-1.77	-2.66 *	-
Glute /火腿提高	-2.74 *	-2.33 *	-3.07 *
左臀肌	LungeW	Kettlebell摇摆	Kettlebell硬举
LungeW	-
Kettlebell摇摆	-2.90 *	-
Kettlebell硬举	-1.38	-0.06	-
Glute /火腿提高	-0.44	-2.48 *	-3.19 *
Glute马克西姆斯	LungeW	Kettlebell摇摆	Kettlebell硬举
LungeW	-
Kettlebell摇摆	-2.28 *	-
Kettlebell硬举	-1.44	-2.28 *	-
Glute /火腿提高	-4.02 *	-3.81 *	-4.02 *
安装工Spinae	LungeW	Kettlebell摇摆	Kettlebell硬举
LungeW	-
Kettlebell摇摆	-2.87 *	-
Kettlebell硬举	-3.33 *	-0.96	-
Glute /火腿提高	-1.96 *	-2.32 *	-1.22
下斜方肌	LungeW	Kettlebell摇摆	Kettlebell硬举
LungeW	-
Kettlebell摇摆	-1.15	-
Kettlebell硬举	-3.75 *	-4.11 *	-
Glute /火腿提高	-3.10 *	-2.97 *	-0.37

注意:Z分数在表中报告。*表示p≤0.05时显著性。

图2:以%MVIC表示的肌肉激活。经事后Wilcoxon符号秩检验，连接线显示p < 0.05有统计学意义。

讨论

本研究的目的是描述在投掷前热身中可能使用的四种选定的全身运动中关于LPHC和肩胛骨的肌肉激活。所选择的肌肉在文献中已经记录了它们对LPHC和肩胛稳定性和或移动性的贡献。高空投掷需要有效地从近端到远端相互依赖的节段运动，并有足够的肌肉激活来产生和转移能量。由于在投掷时需要通过下肢保持近端稳定，力量和训练项目应该实施训练，如本研究中提出的，这可能有助于近端稳定，从而实现远端活动。

选择这些运动是因为它们同时激活了下肢和上肢的肌肉组织。此外，练习要求参与者通过保持骨盆中立和肩胛骨回缩来控制姿势。进行骨盆中立和肩胛骨回缩的练习是肩膀康复的关键组成部分[27]。在肩部康复中特别重要的是发展和维持LPHC和肩胛的稳定性[17,18]。因此，本研究的目的是检查可能在投掷前实施的全身运动，以尝试激活LPHC和肩胛骨的肌肉组织。

目前的研究显示，所有四种运动(LungeW，壶铃摆动，壶铃硬举和臀/腿筋抬高)对所有选定的LPHC和肩胛肌肉组织都能引起中度(21% -40% mvic)到非常高(>60%MVIC)的肌肉激活。然而，当进行壶铃硬举和臀/腿筋抬高时，下斜方肌的激活程度较低。考虑到前面提到的两个练习，这个发现并不太令人惊讶。在壶铃硬举和臀/腿筋举的练习中，肩胛骨的姿势在练习表现中的占比不像在其他两种练习(lungeW和壶铃摆动)中那么大，即使口头提示了参与者关于肩胛骨的姿势。

通过对练习的检查，很明显，为本次调查选择的全身练习能够引起除下斜方肌外的所有肌肉组织的中等到非常高的激活。进一步检查肌肉的激活，在进行肺跃时，腘绳肌(半腱下垂和股二头肌)的肌肉激活最高(MVIC 115.02%)。当进行壶铃硬举时，臀肌组织产生了最高的77.40% MVIC(大肌和双侧中肌)，而壶铃摆动能够引起最大的竖肌棘肌激活(154.82% MVIC)。检查肩胛骨稳定肌(背阔肌和下斜方肌)，箭步W平均适度激活(MVIC为26.73%)，而臀/腿筋抬高平均MVIC为26.16%。此前已有文献表明，20- 30% MVIC的适度肌肉激活对肌肉增强有效[16,28]。因此，基于LPHC和肩胛骨稳定性的重要性，进行有诱导上述肌肉组织适度激活倾向的练习，将有利于任何训练以及对高空投掷运动员的伤害预防方案。因此，在这项研究中检查的练习将是一个头顶运动员的程序很好的补充。

结论

由于这项运动的重复性，高空投掷运动员上肢受伤的风险更大。利用整个身体，下肢和上肢的高效能量生产，有效的表现和预防伤害是必要的。由于运动员在比赛中需要同时使用下肢和上肢，将全身训练融入传统的上肢投掷前训练计划将有助于训练和训练投掷运动员的专业人员。提出的全身练习允许教练，力量和调节，以及运动医学人员的替代练习，能够产生LPHC和肩胛骨肌肉激活，可以有效地利用在投掷前的计划。

确认

作者要感谢所有运动医学和运动实验室成员对数据收集的帮助。

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