远红外陶瓷微珠干预对主动、被动肌力及PAR、AAR和TDPM指标效果的量化评价

何建伟，杨金龙，王安利，曹庆雷

远红外陶瓷微珠干预对主动、被动肌力及PAR、AAR和TDPM指标效果的量化评价

何建伟1,2，杨金龙1，王安利3，曹庆雷4

目的：以远红外陶瓷微珠为干预手段，探讨对肌肉损伤后主动、被动肌力以及PAR、AAR和TDPM指标效果的影响，验证远红外陶瓷微珠对肌肉损伤的治疗作用及效果评价。方法：将经过严格筛选符合实验条件的损伤运动员24人随机分A组、B组、C组3组，每组8人，A组进行按摩治疗；B组进行普通远红外治疗仪治疗；C组进行远红外陶瓷微珠治疗，连续干预2周，采集治疗前与治疗后第3、7、14天的数据进行组内、组间比较。结果表明：1)陶瓷微珠试验组治疗3、7天后，各项指标与A、B对照组相比有显著性差异(P<0.05)；2)治疗14天后，陶瓷微珠试验C组各项指标与A、B组相比有非常显著性差异(P<0.01)。结论：远红外陶瓷微珠干预后，PAR、AAR和TDPM及主动、被动肌力指标显著改善，从而验证远红外陶瓷微珠能够促进股后肌群的康复。

远红外陶瓷微珠；主动角度重现；被动角度重现；被动运动阈值；量化评价

远红外陶瓷微珠能够发射波长为8～14 μm的远红外线，临床医学已经发现，陶瓷微珠具有良好的治疗效应[4]。远红外线是人和动物生存、生长的必要营养，这一波段的远红外线极易被人体所吸收，和人体皮肤红外吸收特性相同，与其他保健材料相比具有更强的辐射能力，且具有良好的热效应和共振效应，其共振效应使生物分子产生共振吸收效应[1]，使生物的分子能级激发而处于较高的共振能级，改善人体微循环，促进人体血液循环和新陈代谢，使用方便简单、安全可靠，人体吸收后，不仅使皮肤的表层产生热效应[15]，而且，还通过分子产生共振作用，从而使皮肤的深部组织引起自身发热的作用，这种作用的产生可刺激细胞活性，激活人体的传递通路，进而改善微循环，提高机体的适应能力[5]。因此，理论上远红外陶瓷微珠可以为运动员微损伤恢复，骨骼肌损伤、运动损伤的康复提供极大帮助。本研究根据清华大学材料学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室研制出的远红外陶瓷微珠产品，探讨以远红外陶瓷微珠作为干预手段对肌肉损伤后被动角度重现测量值(以下简称PAR)、主动角度重现测量值(以下简称AAR)和被动运动阈值测量值(以下简称TDPM)及主动、被动肌力指标的影响，验证远红外陶瓷微珠对肌肉损伤的治疗作用。

1 研究对象与方法

1.1 实验对象与分组

1.1.1 一级筛选

选取北京体育大学2008—2010级体育教育学院田径专业短跑、三级跳方向的股后肌群损伤学生35名；2008—2010级武术学院散打班、武术套路班股后肌群损伤学生17名；2008—2010级健美操专业股后肌群损伤学生26名，运动员专项训练年限为5～9年，全部为男生，每个运动员均在近1周内有股后肌群受伤发生，未经过其他特殊治疗，且自身无其他疾病、身体状况良好。

1.1.2 二级筛选

对以上股后肌群急性损伤为研究内容进行实验测试：让受伤运动员进行PAR、AAR、TDPM的初步测定以及损伤腿股后肌群主动、被动肌力的首次测定，主动、被动肌力选取最具代表性的峰力矩60°/s和180°/s值和平均功率60°/s和180°/s值为测定对象，选取各项指标符合实验的损伤运动员为研究对象：符合PAR、AAR、TDPM实验的指标分别为13.27±2.16、10.35±1.38和13.54±1.62；符合峰力矩60°/s和180°/s实验的指标分别为105.35±21.85和64.52±19.54，符合平均功率60°/s和180°/s实验的指标分别为76.24±25.46和48.72±17.13等[16,14]，并以此为实验前第1天的数据。

3组治疗前PAR、AAR、TDPM指标符合实验要求，3组数据之间进行比较，P>0.05，差异无统计学意义，说明3组指标在治疗前没有显著性差异，具有可比性(表1)。

表 1 本研究3组实验前PAR、AAR、TDPM指标数据对比一览表

A、B、C3组治疗前峰力矩(Nm)、单次最佳做功(J)、平均功率(W)、疲劳指数(%)、达到峰力矩时间(Ms)5组指标符合实验要求，5组数据之间进行比较，P>0.05，差异无统计学意义，说明5组指标在治疗前指标没有显著性差异，具有可比性(表2)。

表 2 本研究3组实验前峰力矩(Nm)、单次最佳做功(J)等指标数据对比一览表

1.1.3 实验对象确定

通过二级筛选，选取符合研究对象24人，其中，左腿损伤为11人，右腿损伤为13人，均为男性。所有受试者均表示乐意参加本实验，积极配合，直至实验结束，24人随机分成A组、B组、C组，每组8人。

1.1.4 3组干预手段

参与实验对象要求：只保持正常的生活、上课，不做额外的、可能影响实验结果的活动，试验期间不做其他治疗，受试者只接受每天晚饭后1 h到国家队理疗中心(北京体育大学国家队训练基地北体公寓B座)一楼接受3种不同的干预治疗：A组进行常规的按摩治疗；B组进行普通远红外仪治疗；C组进行远红外陶瓷微珠干预治疗。3组治疗均为每天一次，每次25 min，专人专职负责，连续干预2周。

1.2 时相点的选取

所有参与实验的受伤运动员经过预实验培训后，在实验前进行第一次原始数据的采集，经过按摩、普通远红外治疗仪治疗、远红外陶瓷微珠治疗后，采集第3、7、14天后的数据[10]，然后进行组内、组间比较。本研究把第1～3天定为第一阶段，第4～7天定为第二阶段，第8～14天定为第三阶段。

1.3 测试样本采集、测试

1.3.1 股后肌群PAR、AAR、TDPM的检测方法

1.测量位置：膝关节(伸展/屈曲)。

2.主要观察指标：观察治疗前、后股后肌群患者在膝关节的位置觉和运动觉的改变，包括PAR、AAR和TDPM、主动肌力、被动肌力各种指标[14]。

3.测试程序：膝关节位置觉测试[6,3]，被测试者身穿短裤，光脚，取坐位，蒙眼，按膝关节测试体位固定，上身与大腿成90°，外踝、髌骨上8 cm及上身用尼龙带固定，动力仪的动力轴轴心对准受试者的股骨内、外踝。选择测定方法，设定关节活动范围。从屈膝90°位置开始，以2°/s的角速度主动达到测试位置45°，受试者集中注意力并在这一位置停留10 s，然后回到开始位置停留5 s后，以2°/s的角速度被动或主动移动下肢，测试者自觉肢体还原到目标角度时按下手中的停止按钮，一旦按钮被激活，受试不能再矫正角度，然后记录角度数，电脑中可显示目标角度和测试者到达的真实位置之间的差值。根据提示音做3次重复动作，测出差值后取平均值。测试位置和受试者到达的真实位置之间的差值用于评价关节的位置觉[22]。

运动觉测定采用阈值测量法，以上述的固定方法固定下肢及上身，选择测定方法，本研究设定关节活动范围为45°，从屈膝90°位置开始，以30°/s的角速度被动移动肢体，操作者随意延迟开始运动的按钮，与以上位置觉测试方法基本相同，受试者到达的真实位置与开始位置之间的角度差值用于评价关节的运动觉。在每次测试结束后，让患者在室内自由活动一段时间后再继续进行，避免持续测试的学习误差[13]。

1.3.2 股后肌群主动肌力、被动肌力的检测方法

采用Biodex system 3进行等速模式下的主动、被动肌力测试：测试被测者双侧下肢股四头肌、股后肌群向心、离心肌肉力量。在测试中，采用了60°/s的角速度做5次和180°/s角速度测20次的测试方案，对最大肌肉力量、肌肉耐力以及肌肉爆发力进行测评。

1.4 实验检测指标仪器和条件

1.4.1 主要实验仪器

1.Biodex system3股四头肌训练测试器：德国DAVID公司生产，可进行膝关节肌群的力量测试。负荷范围5～100 kg。膝关节运动角度范围 -10°～110°。座椅靠背角度、小腿负荷位置均可调节。

2.MYOTON-3无创肌肉检测仪：爱沙尼亚公司生产(按说明书进行操作)。

3.按摩床：荷兰生产，在进行实验测试时，受试者取适宜体位。

4.尚养牌CIM远红外陶瓷微珠(清华大学材料学院提供)。

5.利德牌远红外治疗仪：德中利德(天津)生物技术公司提供。

1.4.2 实验的环境条件及设备条件要求

由于人体运动实验受到环境和场地等影响，依据迈腾MYOTON-3无创肌肉检测系统使用要求，为了尽量减少实验的干扰因素，实验增加了对实验条件的控制(表3)。

表 3 本研究实验条件一览表

1.迈腾MYOTON-3无创肌肉检测系统在实验测试前，需在计算机内MYOTON-3特定的软件中设定测量模式，如实验对象基本情况、待测肌肉名称、测量位置、体位、肌肉收缩和(或)放松状态以及测量的次数等。将设定好的测量模式下载到迈腾MYOTON-3无创肌肉检测系统的主机上。实验时可按照设定的测量模式进行测试，实验数据记录在主机上。实验结束后，将实验数据上传到计算机内MYOTON-3特定软件中。

2.测量参考值：测力仪定位为90°；测力仪倾斜为0°；座椅定位为90°；座椅倾斜为85°，旋转轴为折中(Compromise)轴，是一条经股骨外侧髁矢状面的延长线；准备位置为全屈曲。

所需部件：

测力仪：膝关节配件(左侧或右侧)；定位椅：无须其他部件。膝关节由于主要依靠韧带和肌肉的支撑面得以稳定、承受力强，以及位于人体三节最长肢体之间等多种因素，而成为人体上最容易受伤的关节之一，它也是在BIODEX系统上最经常进行测试和康复的关节。

3.设置和定位(开始运动：展开/伸展)

1)让患者坐在椅子上；2)将座椅旋转至90°；3)将测力仪旋转至90°，并将其沿滑轨滑动到被测试或练习一侧大腿外侧的位置；4)将膝关节配件装在测力仪上，并将测力仪动力轴上的红点与配件上的红点连结对齐；5)将患者移动到合适的位置；6)将患者膝关节旋转轴与测力仪动力轴对准，可以将座椅升起或降下，或者将患者移近或移开测力仪来进行调整；7)调节膝关节配件，使其置于内踝近侧，固定好安全绑带(注意：将护垫移向近侧的方法已经被证明可以减少胫骨前缘的转移)；8)将患者肩部、腰部和大腿部的安全绑带系紧；9)设定关节活动范围。

4.另一侧主设置和定位

1)将患者的膝部从配件上松开，并松开大腿及身体上的安全绑带；2)让患者仍然坐在座椅上，将座椅滑离测力仪；3)按HOLD按钮保持测力仪动力轴的位置。取下准备另一侧的膝关节配件；4)将测力仪向另一侧旋转至90°，并滑动到患者的另一侧；5)将膝关节配件装在测力仪上，并将测力仪动力轴上的红点与配件上的红点连结对齐；6)将患者移动到合适的位置；7)将患者膝关节旋转轴与测力仪动力轴对准，可以将座椅升起或降下，或者将患者移近或移开测力仪来进行调整；8)调节膝关节配件，使其置于内踝近侧，固定好安全绑带；9)将患者肩部、腰部和大腿部的安全绑带系紧；10)重新设定关节活动范围。

1.5 数据统计

2 实验结果

2.1 治疗前、后PAR、AAR、TDPM 结果对比

2.1.1 治疗前、后 PAR结果对比

主效应检验结果显示，干预手段(F=13.895，P<0.01)与时相(F=6.759，P<0.05)均可导致PAR发生显著性变化，但两者之间并未呈现显著的交互作用(F=0.466，P>0.05)。Bonfermni检验发现，治疗第3、7天后，C组与A、B组同时相对比有显著性差异，第14天后有非常显著性差异(表4)。

表 4 本研究3组治疗前、后PAR效果对比一览表

注：#表示P<0.05，##表示P<0.01，vs 同组治疗前；■表示P<0.05，■■表示P<0.01，vs同时相组；▲表示P<0.05，▲▲表示P<0.01，vs 同健侧组，下同。

3组治疗前PAR效果比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

陶瓷微珠组治疗第3天后与治疗前PAR效果相比，差异有统计学意义(P<0.05)，与同时相组相比，差异有统计学意义(P<0.05)。

陶瓷微珠组治疗第7天后与治疗前PAR效果相比，效果进一步好转，差异有统计学意义(P<0.05)，与同时相组相比，差异有统计学意义(P<0.05)。

陶瓷微珠组治疗14天后与治疗前PAR效果相比有非常显著性差异(P<0.01)，效果相当明显，几乎接近于健侧水平，与健侧PAR比较，已无显著性差异(P>0.05)；而A、B两组与健侧相比有显著性差异(P<0.05)，此时C组与A、B两组同时相相比有非常显著性差异(P<0.01)(表4)。

2.1.2 治疗前、后AAR结果对比

主效应检验结果说明，干预手段(F=8.375，P<0.05)与时相(F=16.378，P<0.01)均可导致AAR发生显著性变化，但两者之间并未呈现显著的交互作用(F=1.536，P>0.05)。Bonfermni检验发现，治疗第3、7、14天后，C组与A、B组同时相对比有显著性差异，C组治疗14天后与治疗前相比有非常显著性差异(表5)。

表 5 本研究3组治疗前、后AAR效果对比一览表

3组治疗前AAR效果比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

陶瓷微珠组治疗第3天后与治疗前AAR效果相比，差异有显著性(P<0.05)，与同时相组相比，差异有统计学意义(P<0.05)。

陶瓷微珠组治疗第7天后与治疗前AAR效果相比，效果进一步好转，差异有统计学意义(P<0.05)，与同时相组相比，差异有显著性(P<0.05)。

陶瓷微珠组治疗第14天后与治疗前AAR效果相比有非常显著性差异(P<0.01)，效果相当明显，几乎接近于健侧水平，与健侧AAR比较，已无显著性差异(P>0.05)，而A、B两组与健侧相比有显著性差异(P<0.05)，此时C组与A、B两组同时相相比，差异有统计学意义(P<0.05)。

2.1.3 治疗前后TDPM结果对比

主效应检验结果表明，干预手段(F=22.145，P<0.01)与时相(F=24.674，P<0.01)均可导致TDPM发生非常显著性变化，但两者之间并未呈现显著的交互作用(F=3.087，P>0.05)。经Bonfermni检验后发现，治疗第3、7天后，C组与A、B组同时相对比有显著性差异，第14天后有非常显著性差异，第14天后A、B组与健侧相比有显著性差异(表6)。

表 6 本研究3组治疗前、后TDPM效果对比一览表

3组治疗前TDPM效果比较，差异无统计学意义(P<0.05)，具有可比性。

陶瓷微珠组治疗第3天后与治疗前TDPM效果相比，差异有统计学意义(P<0.05)，与同时相组相比，差异有显著性(P<0.05)。

陶瓷微珠组治疗第7天后与治疗前TDPM效果相比，效果进一步好转，差异有统计学意义(P<0.05)，与同时相组相比，差异有统计学意义(P<0.05)。

陶瓷微珠组治疗第14天后与治疗前TDPM效果相比有非常显著性差异(P<0.01)，效果相当明显，几乎接近于健侧水平，与健侧TDPM比较，已无显著性差异(P>0.05)，而A、B两组与健侧相比有显著性差异(P<0.05)，此时C组与A、B两组同时相相比有非常显著性差异(P<0.01)。

2.2 股后肌群不同手段康复治疗前、后不同时相主动、被动肌力对比

2.2.1 患侧股后肌群治疗后各时相峰力矩(Nm)与健侧对比结果

主效应检验结果显示，干预手段(F=56.514，P<0.01)与时相(F=18.467，P<0.05)均可导致峰力矩发生显著性变化，但两者之间并未呈现显著的交互作用(F=1.153，P>0.05)。后经Bonfermni检验发现，治疗3天后，C组与A、B组同时相对比有显著性差异，第7、14天后有非常显著性差异，第14天后A、B组与健侧相比有显著性差异(表7)。

表 7 本研究治疗后各时相峰力矩(Nm)与健侧对比一览表

注：*P<0.05，**P<0.01，vs同组治疗前；■P<0.05，■■P<0.01，vs同时相组；▲P<0.05，▲▲P<0.01，vs健侧组，下同。

3组治疗前各角度峰力矩效果比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

C组(陶瓷微珠组)治疗第3天后与治疗前峰力矩相比有显著性差异(P<0.05)，与同时相A、B组相比，有显著性差异(P<0.05)。

C组治疗第7天后与治疗前峰力矩相比，效果进一步好转，几乎接近健侧水平，与治疗前、同时相A、B组相比有非常显著性差异(P<0.01)。

C组治疗第14天后与治疗前峰力矩效果相比有非常显著性差异(P<0.01)，效果相当明显，与健侧峰力矩效果比较，差异已经无统计学意义(P>0.05)，与同时相A、B组相比，差异有统计学意义(P<0.05)，而A、B组与健侧相比，仍然有显著性差异(P<0.05)(表7)。

角速度为60°/s 和180°/s的研究结果基本一致，但60°/s比180°/s效果明显。

2.2.2 患侧股后肌群治疗后各时相单次最佳做功(J)与健侧对比结果

从主效应检验结果发现，干预手段(F=7.451，P<0.01)与时相(F=1.668，P<0.01)均可导致单次最佳做功发生非常显著性变化，但两者之间并未呈现显著的交互作用(F=4.453，P>0.05)。经Bonfermni检验后发现，治疗第3天后，C组与A、B组同时相对比有显著性差异， 治疗第7、14天后有非常显著性差异，第14天后C组与健侧相比没有显著性差异(表8)。

3组治疗前各角度单次最佳做功效果比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

C组(陶瓷微珠组)治疗第3天后与治疗前单次最佳做功相比有显著性差异(P<0.05)，与同时相A、B组相比，有显著性差异(P<0.05)。

表 8 本研究3组治疗后各时相单次最佳做功(J)与健侧对比一览表

C组治疗第7天后与治疗前单次最佳做功相比，效果进一步好转，几乎接近健侧水平，与治疗前、同时相A、B组相比有非常显著性差异(P<0.01)。

C组治疗第14天后与治疗前单次最佳做功效果相比有非常显著性差异(P<0.01)，效果相当明显，与健侧单次最佳做功效果比较，差异已经无统计学意义(P>0.05)，与同时相A、B组相比，差异有统计学意义(P<0.05)，而A、B组与健侧相比，仍然有显著性差异(P<0.05)。

角速度为60°/s 和180°/s的研究结果基本一致，但60°/s比180°/s效果明显。

2.2.3 患侧股后肌群治疗后各时相平均功率(W)与健侧对比结果

主效应检验结果表明，干预手段(F=123.563，P<0.01)与时相(F=31.632，P<0.05)均可导致平均功率发生显著性变化，但两者之间并未呈现显著的交互作用(F=12.377，P>0.05)。经Bonfermni检验后发现，陶瓷微珠干预后，C组与A、B组同时相对比有非常显著性差异， 治疗第14天后，A、B组与健侧比有显著性差异， C组与健侧相比没有显著性差异(表9)。

表 9 本研究3组治疗后各时相平均功率(W)与健侧对比一览表

3组治疗前各角度平均功率效果比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

C组(陶瓷微珠组)治疗第3天后与治疗前平均功率相比有非常显著性差异(P<0.01)，与同时相A、B组相比，有非常显著性差异(P<0.01)。

C组治疗第7天后与治疗前平均功率相比，效果进一步好转，几乎接近健侧水平，与治疗前、同时相A、B组相比有非常显著性差异(P<0.01)。

C组治疗第14天后与治疗前平均功率效果相比有非常显著性差异(P<0.01)，效果相当明显，与健侧平均功率效果比较，差异已无统计学意义(P>0.05)，与同时相A、B组相比，差异有统计学意义(P<0.05)，而常规治疗A、B组与健侧相比，仍然有显著性差异(P<0.05)。

角速度为60°/s 和180°/s的研究结果基本一致，并且60°/s与180°/s效果相当。

2.2.4 患侧股后肌群治疗后各时相疲劳指数(%)与健侧对比结果

主效应检验结果显示，干预手段(F=3.786，P<0.01)与时相(F=11.563，P<0.01)均可导致疲劳指数发生非常显著性变化，但两者之间并未呈现显著的交互作用(F=76.654，P>0.05)。Bonfermni检验发现，陶瓷微珠干预后，C组与A、B组同时相对比有非常显著性差异，治疗第14天后，A、B组与健侧比有非常显著性差异，P<0.01，C组与健侧相比有显著性差异，P<0.05(表10)。

3组治疗前各角度疲劳指数效果比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

C组(陶瓷微珠组)治疗第3天后与治疗前疲劳指数相比有非常显著性差异(P<0.01)，与同时相A、B组相比，有非常显著性差异(P<0.01)。

C组治疗第7天后与治疗前疲劳指数相比有非常显著性差异(P<0.01)，与同时相A、B组相比有非常显著性差异(P<0.01)。

C组治疗第14天后与治疗前疲劳指数效果相比有非常显著性差异(P<0.01)，效果相当明显，与健侧疲劳指数效果比较有显著性差异(P<0.05)，与同时相A、B组相比差异有非常显著性(P<0.01)，而常规治疗A、B组与健侧相比，仍然有非常显著性差异(P<0.01)。

角速度为60°/s 和180°/s的研究结果基本一致，但60°/s比180°/s效果明显。

表 10 本研究3组治疗后各时相疲劳指数(%)与健侧对比一览表

2.2.5 患侧股后肌群治疗后各时相达到峰力矩的时间(MSEC)与健侧对比

主效应检验结果表明，干预手段(F=42.531，P<0.01)与时相(F=32.176，P<0.01)均可导致达到峰力矩时间发生非常显著性变化，但两者之间并未呈现显著的交互作用(F=3.589，P>0.05)。Bonfermni检验发现，陶瓷微珠干预后，C组与A、B组同时相对比有非常显著性差异，治疗第14天后，A、B组与健侧比有非常显著性差异，P<0.01，C组与健侧相比有显著性差异，P<0.05(表11)。

表 11 本研究治疗后各时相达到峰力矩的时间(MSEC)与健侧对比一览表

3组治疗前各角度达到峰力矩时间效果比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

C组(陶瓷微珠组)治疗第3天后与治疗前达到峰力矩时间相比有非常显著性差异(P<0.01)，与同时相A、B组相比，有非常显著性差异(P<0.01)。

C组治疗第7天后与治疗前达到峰力矩时间相比有非常显著性差异(P<0.01)，与同时相A、B组相比有非常显著性差异(P<0.01)。

C组治疗第14天后与治疗前达到峰力矩时间效果相比有非常显著性差异(P<0.01)，效果相当明显，与健侧达到峰力矩时间效果比较有显著性差异(P<0.05)，与同时相A、B组相比差异有非常显著性(P<0.01)，而常规治疗A、B组与健侧相比，仍然有非常显著性差异(P<0.01)。

角速度为60°/s 和180°/s的研究结果基本一致，但60°/s比180°/s效果明显。

3 分析与讨论

陶瓷材料发射辐射的机制是由极性振动的非谐振效应的二声子和多声子产生的辐射。高辐射陶瓷材料如SiC、金属氧化物、硼化物等均存在极强的红外激活极性振动，这些极性振动由于具有极强的非谐效应，其双频和频区的吸收系数，一般具有102～103cm-1数量级，相当于中等强度吸收区在这个区域剩余反射带的反射率较低，因此，有利于形成一个较平坦的强辐射带[11]。一般说来，具有高热辐射效率的辐射带，大致是从强共振波长延伸到短波整个二声子组合和频区域，包括部分多声子组合区域，这是多数高辐射陶瓷材料辐射带的共同特点，可以说，强辐射带主要源于该波段的二声子组合辐射，对于远红外陶瓷材料，衡量其红外辐射能力最重要的参数是它们的红外发射率[20]。因此，对于红外辐射陶瓷而言，1～5 μm波段的辐射，主要来于自由载流子的带内跃迁或电子从杂质能级到导带的直接跃迁，大于5 μm波段的辐射主要归于二声子组合辐射。

3.1 远红外陶瓷微珠对骨骼肌损伤作用的可能机制

人体表面温度一般为32～37℃，人体向周围环境的散热情况为：辐射散热约占44%，对流散热约占32%，蒸发散热约占21%，传导及其他散热约占3%，可见红外辐射是人体散热的主要方式。从基尔霍夫定律可以推得：在热平衡的条件下，发射体与吸收体一定是正相关的，由人体的发射光谱曲线基本能够知道其吸收曲线。假设人体为37 ℃的恒温体，并可近似看作黑体，由维恩位移定律λm·T=b=2 897.8 μm·K(其中λm为辐射源的辐射峰值波长，T是辐射源的绝对温度)可得：

即人体在正常情况下，辐射红外光谱的峰值波长在9.35μm附近，其中，8～15μm波长占人体所放射全部辐射能的60%[12]，因而，人体对红外辐射的吸收特性也是类似的。图1是人体皮肤的红外吸收曲线，可以看到在3μm和8～15μm有较强的吸收峰，最有效的吸收波长在7μm以上[17]。

图 1 人体皮肤的红外吸收曲线图

若红外理疗用品都具有高效发射远红外波段的红外辐射，又由于人体皮肤的红外吸收特性，8～15 μm波段的红外辐射几乎全部被人体皮肤共振吸收，并转化为热量，向人体内部传输。人体皮肤由表皮、真皮、皮下组织三部分组成，真皮和皮下组织里面由神经、感受器、淋巴管、汗腺和毛囊组成，红外线能穿透皮肤，触及神经(图2)。红外线还能改善水的活性[21]，这是因为红外线作用于水时，使得水分子集团吸收相应的辐射能量，造成分子集团之间结合力较弱的分子间力被切断，大分子集团变为小分子集团，这意味着水的密度增大，水的活性提高。人体成分中70%是由水构成，在红外线辐射作用下，这些水分的渗透、扩散、溶解、洗净、乳化能力都得到了提高，从而达到改善人体微损伤、消除炎症等效果[8]。

图 2 皮肤中红外线的穿透示意图

3.2 远红外陶瓷微珠干预后患侧腿和健侧腿PAR、AAR、TDPM对比

股后肌群损伤将导致膝关节本体感觉能力减退，进而导致关节稳定性下降、关节运动失去控制以及步态异常[12]，所以，对股后肌群损伤用陶瓷微珠进行治疗具有现实意义，治疗前、后关节位置觉和运动觉改变的指标测量，包括关节PAR、AAR和TDPM。

在1～14天的康复过程中，本实验A、B、C 3组治疗前PAR、AAR、TDPM效果比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性；陶瓷微珠组治疗第3天与治疗前PAR、AAR、TDPM效果相比，差异有统计学意义(P<0.05)，与同时相组相比，差异有统计学意义(P<0.05)；陶瓷微珠组治疗第7天与治疗前PAR、AAR、TDPM效果相比，效果进一步好转，差异有统计学意义(P<0.05)，与同时相组相比，差异有统计学意义(P<0.05)；陶瓷微珠组治疗第14天与治疗前PAR、AAR、TDPM效果相比，统计学有非常显著性差异(P<0.01)，几乎接近于健侧水平，与健侧PAR、AAR、TDPM效果比较，差异已无统计学意义(P>0.05)，与同时相组相比，差异有统计学意义(P<0.05)；常规治疗A、B组PAR、AAR、TDPM在第三阶段才出现明显效果，陶瓷微珠组在第一阶段就表现出明显效果。

远红外陶瓷微珠具有热生物效应和共振效应，该2种生物效应对股后肌群损伤的恢复均有积极作用，当人体表面接受远红外线热辐射后，由表及里热传导渗透，使人体微血管扩张，血液循环加快，加速了细胞与血液的物质交换，促进人体组织渗出物的吸收和消散，引起肌纤维蛋白质分子中酞胺键的振动，在ATP较低的情况下，补偿生物能量顺利地从一处传递到另一处，在治疗后使PAR、AAR、TDPM得到了明显的改善[18]。

3.3 远红外陶瓷微珠干预后患侧腿和健侧腿主动、被动肌力对比

等速主动、被动肌力测试受伤运动员指标是峰力矩、单次最佳做功、平均功率、疲劳指数和达到峰力矩时间，这些指标可反映肌肉的力量、爆发力和耐力水平[21]，又因为其他4个指标与峰力矩功能、原理相似，所以本研究以最具代表性的峰力矩为例进行讨论。

本研究3组治疗前各时相峰力矩、单次最佳做功、平均功率、疲劳指数和达到峰力矩时间效果比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性；C组治疗第3天与治疗前峰力矩、单次最佳做功、平均功率、疲劳指数和达到峰力矩时间相比，差异有统计学意义(P<0.05)，与同时相组相比，有非常显著性差异(P<0.01)，而A、B组(常规恢复组)差异无统计学意义(P>0.05)，与健侧相比，C组有显著性差异(P<0.05)，而A、B组则有非常显著性差异(P<0.01)；C组治疗第7天后与治疗前峰力矩、单次最佳做功、平均功率、疲劳指数和达到峰力矩时间相比，效果进一步好转，几乎接近健侧水平，与同时相组相比，差异有统计学意义(P<0.05)；C组治疗第14天后与治疗前峰力矩、单次最佳做功、平均功率、疲劳指数和达到峰力矩时间效果相比，效果相当明显，统计学有非常显著性差异(P<0.01)，与健侧峰力矩、单次最佳做功、平均功率、疲劳指数和达到峰力矩时间效果比较，差异已经无统计学意义(P<0.05)，与同时相组相比，差异有统计学意义(P<0.05)，而A、B组与健侧相比，有显著性差异(P<0.05)。常规治疗A、B组峰力矩等在第三阶段才有效果出现，而陶瓷微珠组在第一阶段就效果明显；角速度为60°/s 和180°/s的结果基本一致，但是60°/s比180°/s效果明显。

本实验等速肌力测试的结果显示，陶瓷微珠治疗前、后有相当明显的差异。正常人群下肢往往双侧肌肉力量不一，一侧为优势腿，一侧为劣势腿。在肌肉力量的测定中可能会由于优势侧与劣势侧的差别产生误差[2]，但正常情况下双腿三侧肌力测试指标相差在±10%以内为正常。本研究中受伤运动员无论是优势腿还是劣势腿，较健侧肌力下降超过45%，所以本研究认为优势腿与劣势腿对测试的结果影响可以忽略。受伤运动员经过陶瓷微珠治疗干预14天后，与治疗前相比，峰力矩发生了显著的变化，治疗前、后对比如下[24]：

A组60°/s：患侧腿股后肌群/健侧腿股后肌群：68%

B组60°/s：患侧腿股后肌群/健侧腿股后肌群：69%

C组60°/s：患侧腿股后肌群/健侧腿股后肌群：90%

A组180°/s：患侧腿股后肌群/健侧腿股后肌群：75%

B组180°/s：患侧腿股后肌群/健侧腿股后肌群：76%

C组180°/s：患侧腿股后肌群/健侧腿股后肌群：93%

从数据反映出来，C组患侧腿股后肌群60°/s从原来健侧腿力49%，到第3天后的69%，第7天后的86%，再到第14天后的90%，A组(B组相似)是49%→56%→61%→68%(表7)。60°/s比180°/s效果明显(60°/s治疗后第14天A、B与C组差值是24%，180°/s是18%)，患侧腿股后肌群和健侧腿接近，个别运动员相当接近于健侧腿，说明陶瓷微珠的治疗作用比起常规方法按摩组效果明显[7-9，19]，而60°/s比180°/s效果好可能是由于陶瓷微珠对于运动员速度比较慢的慢肌纤维效果更好，这有待于进一步探讨。

4 结论

通过PAR、AAR和TDPM及主动、被动肌各项指标的显著改善，验证了远红外陶瓷微珠能够增强膝关节的主动角度重现、被动角度重现、被动运动阈值测量值以及提高机体主动肌与被动肌的肌力，从而有效促进运动员股后肌群损伤的康复。

[1]曹庆雷,何建伟,杨金龙.远红外陶瓷微珠对大鼠一次性力竭运动骨骼肌CK、CK-MM、LDH指标的影响[J].体育学刊,2013,20(3):125-129.

[2]陈钦雄,陈壮荔,何国经.运动员肌肉酸痛与肌肉硬度值测定的作用[J].福建休育科技，1995,14(4):38-40.

[3]傅旭东.远红外电热磁中药导入法在治疗运动性疲劳与损伤中的运用[J].福建中医药，2007,38(5):48-49.

[4]何建伟.远红外陶瓷微珠对骨骼肌损伤的治疗作用及机制研究[D].北京:北京体育大学,2012.

[5]季冠芳,杨子彬.远红外线的生物学效应及其应用[J].天津医药,2007,35(1):78-80.

[6]李红涛,刘建学.高效远红外辐射陶瓷的研究现状及应用[J].现代技术陶瓷,2005,(2):20-26.

[6]ALLEN D J,WESTERBLAD H.Role of phosphate and calcium stores in muscle fatigue[J].J Physiol,2001,536(3):657-665.

[7]BENNELL K,HINMAN R,METCALF B,etal.Relationship of knee joint proprioception to pain and disability in individuals withknee osteoarthritis[J].J Orthop Res,2003,21(5):792-797.

[8]CARLSM B M.The regeneration of skeletal muscle-a re-view[J].Am J Anat,1973，137:119-150.

[9]COLLIER,MATTHEW B M S,MCAULEY,etal.Proprioceptive deficits are comparable before unicondylar and total knee arthroplasties,but creater in the more symptomatic knee of the patient[J].Jorthop Res,2004,423(7):138-143.

[10]DILLARD C J.Effect of exercise vitam in E and ozone on plume nary function and lipid per oxidation[J].J Appl Physiol,2001,45:927-933.

[11]FITTS R H.Cellular mechanisms of muscle fatigue[J].Physiol Rev,1994，74:49-94.

[12]GREGORY D,MYER HOLLY J,SILVERS,etal.Prevention of non-contact anterior cruciate ligament injuries in soccer players.Part 1:Mechanisms of injury and underlying risk factors[J].Knee Surg Sports Traumatol Arthosc，2009，(17):705-729.

[13]LEEUWENBURGH C,HOLLANDER J,LEICHTWEIS S.Adaptations of glutathione antioxidant system to endurance training are tissue and muscle fiber specific [J].Am J Physiol,2007,272：363-369.

[14]LIU X G,ZHOU Y J,LIU T C,etal.Effects of low-level laser irradiation on rat skeletal muscle injury after eccentric exercise[J].Photomed Laser Surg,2009,27(6):863-9.2007,38 (5):48-49.

[15]MARIA F,MICHAL T,etal.Effects of acute and chronic endurance exercise on mitoch-on-drial Uncoupling in human skeletal Muscle[J].J Physiol,2003,554(3):755-763.

[16]MAURO A.Muscle Regeneration [M].New York:Raven Press,2009.

[17]NYBOA L,NIELS H S.Cerebral perturbations provoked by prolonged exercise[J].Progress Neurobiology,2004,72:223-261.

[18]ODD-EGIL O，GRETHE M.Lars engebretsen，and roald bah injury mechanisms for anterior cruciate ligament Injuries in team handball:A systematic video analysi am[J].J Sports Med Jun，2004，32:1002-1012.

[19]SHULTZ S J,SCHMITZ R J.Effects of transverse and frontal plane knee laxity on hip and knee neuromechanics during drop landings am[J].J Sports Med,2009，37:1821-1830.

[20]STEINER G J,etal.Depression of force by phosphate in skinned skeletal muscle fibers of the frog[J].Am J Physiol，2005,259:349-357.

[21]HEWETT T E,TORG J S,BODEN B P.Video analysis of trunk and knee motion during non-contact anterior cruciate ligament injury in female athletes:lateral trunk and knee abduction motion are combined components of the injury mechanism[J].Br J Sports Med Jun，2009，43:417-422.

[22]WORRELL T W.Factors associated with hamstring injuries.An approach to treatment and prevention measures [J].Sports Med,2010,17:338-345.

QuantitativeEvaluationonActiveMuscle,PassiveMuscleStrengthandPAR,AAR,TDPMMuscleIndicatorsbyFarInfraredCeramicIntervention

HE Jian-wei1,2,YANG Jin-long1,WANG An-li3,CAO Qing-lei4

Objective:To verify the therapeutic and evaluation effectiveness of muscle injury by far infrared ceramic intervention after muscle injury PAR,AAR and TDPM and Active,passive muscle impact strength indicators.Methods:Injury athletes who passing by strict screening in conformity with the experimental conditions for damage were randomly divided 24 A,B,C groups of 8 people,group A of massage therapy,group B in ordinary infrared therapeutic treatment,group C in the far-infrared ceramic,intervention two weeks continuous ,collecting the 1st,3rd ,7th and 14th days after the data,and contrast between groups,within groups.Result:1) Compared with the control group A,B,there was a significant difference in the intervention group compared with the same group after 3,7 days (P<0.05);2) After 14 days treatment,group C compared with group A,B,there was very significant difference (P<0.01).Conclusion:There was significantly improved performance indicators to verify the far-infrared ceramic,and it can promote muscle recovery after shares with which PAR,AAR and TDPM and active,passive muscle strength.

farinfraredceramic;activeangletoreproduction(AAR);passiveangletoreproduction(PAR);thresholdtodetectionofpassivemovement(TDPM);quantitativeevaluation

1000-677X(2014)12-0054-09

2014-07-02；

：2014-11-04

福建省教育厅课题(JB11174)。

何建伟(1973-)，男，福建莆田人，博士，副教授，主要研究方向为运动医学、运动康复与材料，Tel：(0594)2693219；E-mail：hjw-1204@163.com。

1.清华大学 材料学院 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，北京 100084；2.莆田学院 体育学院，福建 莆田 351100；3.北京体育大学，北京 100084；4.北京科技大学体育部，北京100083 1.Tsinghua University,State Key Laboratory of New Ceramics and Fine Processing,Beijing 100084 China；2.Putian University,Putian 351100，China；3.Beijing Sport University,Beijing 100084，China；4.Beijing University of Science and Technology,Beijing 100083，China.

G804.5

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