古典式摔跤運動員提抱技術(shù)的腰背表面肌電分析研究

韋益毅

在古典式摔跤中,跪撐技術(shù)中的提抱技術(shù)與滾橋技術(shù),是跪撐技術(shù)中的兩大主要得分技術(shù),其中,抱提技術(shù)具有動作幅度大、分值高、連接變化其他技術(shù)快等特點。由于其分值大,特別是隨著古典式摔跤競賽規(guī)則的改變,規(guī)定跪撐判罰中反抱提為初始把位原則,因此,在古典式摔跤比賽中提抱技術(shù)的成功使用,往往是決定比賽勝負(fù)的關(guān)鍵得分技術(shù),能夠使用提抱技術(shù)連接滾橋技術(shù),也是衡量一個優(yōu)秀古典式摔跤運動員的重要技術(shù)依據(jù)和手段[7]。

本研究采用遙測表面肌電測試及影像同步處理的方式,對古典式摔跤運動員使用提抱技術(shù)動作主要階段的表面肌電特征進(jìn)行研究,分析提抱技術(shù)動作特征。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

上海體育學(xué)院競校古典式摔跤隊運動員 15人,均為健將級運動員 (表 1）。受試對象中無重大運動損傷,自愿參與本次測試項目。

1.2 研究方法

1.2.1 專家訪談

在進(jìn)行本研究實驗前,與上海體育學(xué)院競技體校摔跤隊教練員、數(shù)名我國國際式摔跤國際級裁判員,就古典式摔跤競賽規(guī)則修訂后在國內(nèi)外大賽中提抱技術(shù)使用的情況進(jìn)行咨詢,與參與本次測試的運動員在測試期間進(jìn)行交流,對古典式摔跤提抱技術(shù)的技術(shù)動作特征及運用情況等進(jìn)行了解。

與相關(guān)運動人體科學(xué)專家就表面肌電測試在運動領(lǐng)域的研究及技術(shù)應(yīng)用方法進(jìn)行咨詢,并征求開展實驗研究的方法及注意事項,為本實驗研究的開展獲得有益的指導(dǎo)和建議。

1.2.2 數(shù)理統(tǒng)計

將獲取的資料和數(shù)據(jù)利用 SPSS 11.5進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及分析。

1.2.3 實驗

表 1 本研究研究對象基本情況一覽表 (n=15,M ale）

1.2.3.1 實驗器材

研究采用美國 NORAXON公司生產(chǎn)的 M yoSystem 1400型 16通道表面遙測肌電儀 1臺,日本產(chǎn)索尼 (SONY） HDR-SR 1硬盤高清攝像機(jī) 2臺,一次性電極、酒精、棉球、膠布、摔跤假人等。

1.2.3.2 肌肉的選取

經(jīng)收集行業(yè)專家、同行及所涉運動人體科學(xué)專家的建議,結(jié)合運動解剖學(xué)及運動生物力學(xué),分析古典式摔跤運動員使用提抱技術(shù)時的運動結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)主要參與完成提抱技術(shù)的腰背肌群有：斜方肌、肩胛提肌、三角肌前束,位于腰背部的崗下肌、背闊肌以及豎脊肌,它們的起止點分別連于頸椎、腰椎棘突出直到骶骨背面、髂骨背后部等部位,肌肉縱橫斜交錯于整個腰背部,這些肌肉緊張和收縮能使脊柱固定,合力伸展提拉重物作用最強。豎脊肌兩側(cè)同時收縮可使脊柱后伸,是維持人體直立姿勢的重要結(jié)構(gòu),故又名豎軀干肌。一側(cè)豎脊肌收縮,可使軀干向同側(cè)側(cè)屈。豎脊肌是讓人身體直立,維持脊柱穩(wěn)定、平衡的重要肌肉,同時,也是運動中爆發(fā)力的源泉[6]。

1.2.3.3 提抱技術(shù)主要動作特點與實驗方案

提抱技術(shù)動作特征為：防守方為跪撐姿勢,雙手雙膝跪在墊子中間圓圈內(nèi),進(jìn)攻方在后面抱住防守方的腰部,然后發(fā)力提抱起翻轉(zhuǎn)摔出,摔至跪撐狀態(tài),技術(shù)的使用過程中有成橋的現(xiàn)象。根據(jù)動作的幅度大小獲得分值。根據(jù)發(fā)力的部位不同,抱提技術(shù)現(xiàn)可分組為正抱提、后抱提、反抱提、側(cè)抱提、騎抱翻 5種技術(shù)摔法。[2,3]

古典式摔跤提抱技術(shù)可以劃分為跪撐預(yù)備階段、提抱階段、發(fā)力抱摔完成階段。為減少實驗中人為因素對受試對象使用提抱技術(shù)的影響,根據(jù)受試對象體重級別的不同,采用大于受試對象體重 30％的摔跤假人進(jìn)行提抱技術(shù)實驗。不同階段動作標(biāo)志如下：

跪撐預(yù)備階段,是指運動員雙手環(huán)狀用力搭扣住假人中下部并主動用力回收將假人扣緊自身軀干,頭部及軀干緊貼摔跤假人,兩膝成單膝跪撐預(yù)備階段。

跪撐提抱階段,是指運動員用最大速度將假人提抱上拉,直至假人完全離開墊子,運動員軀干直立,兩膝離地,雙臂環(huán)抱搭扣假人軀干并固勢 (在形成由后環(huán)抱把位的同時進(jìn)一步收緊對方重心減少對方對抗能力,便于完成發(fā)力抱摔動作）為提抱技術(shù)發(fā)力階段。

最后,在提抱階段的基礎(chǔ)上完成提抱抱摔動作階段,運動員在提抱成站立或半跪撐的技術(shù)上,利用主動做橋挺腹收背的方式,將假人在空中摔成翻轉(zhuǎn)倒地狀態(tài),完成提抱技術(shù)動作。

1.2.3.4 肌電信號采集與處理

肌電采集設(shè)備使用美國產(chǎn)NORAXON 16通道表面遙測肌電儀,信號采樣頻率為 1 000 Hz,輸入阻抗 ＜10 GΩ,噪聲水平 ＜1μv,帶通濾波設(shè)置為 20～500 Hz。實驗采用雙電極引導(dǎo)法記錄 sEMG信號,貼電極前用砂紙輕輕打磨皮膚,去掉角質(zhì)皮和體毛,再用酒精棉球清除油脂,以減小電極間阻抗。采用 2臺日本產(chǎn)索尼 (SONY）HDR-SR1硬盤高清攝像機(jī),拍攝頻率 50 fp s,采用自動曝光方式,曝光速度為 3X。攝像機(jī)在受試者左、右側(cè)面各放一臺,保證運動員在提抱過程中左、右兩側(cè)軀干角度與地面角度變化情況都能夠被清晰地拍攝到。通過肌電儀M arker鍵完成技術(shù)動作與攝像的同步工作。

所測的腰背部 6塊肌肉分別是：斜方肌、肩胛提肌、三角肌、腹肌、背闊肌、豎脊肌。先將 2個電極貼于所要測試的肌肉肌腹中部,2個電極中心連線方向與肌纖維走向一致,間距為 2 cm。在運動員自行完成 2次提抱技術(shù)預(yù)測動作后,每名運動員在實際測試指令下完成 3次提抱技術(shù)動作。對實測的每個動作提抱階段所測肌電信號的 RSM進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,即每塊肌肉在完成動作中所占百分比作為評價指標(biāo)。肌肉激活狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為肌肉的肌電 RSM值達(dá)到此階段 RSM幅值的 2個標(biāo)準(zhǔn)差,且持續(xù)時間在 50 m s以上[8,9]。

研究采用M yoResearch XPM aster Edition中的標(biāo)準(zhǔn)肌電分析 (EMG Standard Analysis）和時間觸發(fā)分析 (Tim ing＆ OnsetAnalysis）軟件,對原始肌電信號進(jìn)行預(yù)處理,包括平均值歸零、濾波、全波整流后,完成包絡(luò)線提取,將采集到的sEMG信號數(shù)據(jù)傳入計算機(jī),對提抱技術(shù)動作階段所測腰背表面肌電信號進(jìn)行幅值標(biāo)準(zhǔn)化和時間歸一化處理。本研究主要對運動員在使用提抱技術(shù)時的時域指標(biāo),即積分肌電(IEMG）和肌電均方根振幅(RMS）指標(biāo)進(jìn)行肌電分析。

表 2 摔跤運動員使用提抱技術(shù)中提抱階段不同腰背肌肉的均方根 RM S比較一覽表(μV）

表 3 摔跤運動員使用提抱技術(shù)動作時腰背主動肌激活順序分析一覽表 (s）

2 研究結(jié)果與分析

2.1 提抱技術(shù)動作腰背表面肌電做功百分比分析

肌肉做功百分比是指在完成某一動作時,一定時間內(nèi)某一塊肌肉的積分肌電值占參與該動作中全部肌肉積分肌電總值的百分比,可以反映一塊肌肉在完成一個動作中的比重或者重要性[4]。圖 1顯示,在古典式摔跤運動員使用提抱技術(shù)時,腰背肌肉平均做功百分比最高的為背闊肌(占 30％）,其次是肩胛提肌 (占 20％）,作為最重要的跪撐技術(shù)之一,腰背肌肉在完成提抱技術(shù)動作時豎脊肌的參與能力顯然也是決定提抱動作的速度和成功率的重要做功肌肉,占做功百分比的 16％,三角肌、崗下肌各占 10％,斜方肌做功百分比為 10％。對參與完成提抱技術(shù)的腰背表面肌肉做功百分比進(jìn)行單因素方差分析發(fā)現(xiàn),背闊肌做功百分比差異顯著 (P＜0.05）。

圖1 古典式摔跤運動員提抱技術(shù)腰背表面肌電生物電活動百分比示意圖

2.2 提抱技術(shù)中發(fā)力階段腰背表面肌電生物電活動特征

積分肌電值 (iEMG）和均方根值 (RM S）作為表面肌電時域分析的重要指標(biāo),可在時間維度上反映 sEMG信號波幅的變化特征。表 2表明,古典式摔跤運動員在使用提抱技術(shù)中的第二階段——提抱發(fā)力階段,以腰背肌肉中的背闊肌、豎脊肌放電量為最大,活動最為明顯；而肩胛提肌和斜方肌其次,三角肌和崗下肌在提抱發(fā)力階段則活動量最低、放電量最小。進(jìn)一步對參加測試的 15名運動員的技術(shù)動作特點進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),在近年來參加全國比賽及國際賽事中,運用提抱技術(shù)最多同時成功率最高的 5名運動員 (焦華鋒、徐明亞、張亞魯、何磊及王虎）,其背闊肌和豎脊肌的放電量與其他選手相比具有顯著性差異 (P＜ 0.05）。郭東、呂季東 (2009）等人在使用 con-tex等速肌力測試系統(tǒng)對 16名古典式摔跤運動員的腰背肌力特征進(jìn)行測試后,發(fā)現(xiàn)一級運動員在腰背伸、屈肌群最大力量、快速力量及力量耐力上都要優(yōu)于二級運動員,且運動員腰背屈、伸肌群平均峰力矩之比 (F/E）都隨著速度的加快而增大,隨著速度的增加,一級運動員腰背伸肌群力量下降的幅度要小于二級運動員[1]。

2.3 提抱技術(shù)動作中腰背肌肉激活順序

在完成一次技術(shù)動作時,基于中樞神經(jīng)系統(tǒng)對技術(shù)動作的控制,恰當(dāng)?shù)募∪饧せ铐樞蚴欠浅Ｖ匾?只有運動單位按照恰當(dāng)?shù)捻樞蚣せ罴∪?才能體現(xiàn)出技術(shù)動作的協(xié)調(diào)性[10]。表 3、表 4分別為運動員在使用提抱技術(shù)動作時,腰背主動肌及拮抗肌的激活順序,表 3中背闊肌比側(cè)豎脊肌平均提前了 0.055 s,而豎脊肌比髂腰肌平均提前了0.126 s,說明在使用提抱技術(shù)動作時,腰背發(fā)力的主動肌激活順序為豎脊肌、背闊肌、肩胛提肌,且背闊肌與側(cè)豎脊肌、豎脊肌與髂腰肌相比具有顯著性差異 (P＜0.05）。

表 4是拮抗肌激活順序表,結(jié)果顯示,對側(cè)豎脊肌—對側(cè)髂腰肌最先激活,然后是對側(cè)背闊肌,最后為菱形肌,但是三者之間并沒有統(tǒng)計學(xué)上的差異。

2.4 提抱技術(shù)中主動肌與拮抗肌的做功效能分析

在古典式摔跤運動員使用提抱技術(shù)時,動作的成功率和分值取決于提抱對手離地的速度以及在空中將對手翻轉(zhuǎn)騰空的幅度。從主動肌方面來說,能夠看出背闊肌做功百分比最高平均值為 35％,而肩胛提肌次之,為 20％。由此可見,在提抱技術(shù)動作中頸部后抬及腰背上挺向后伸展是提抱技術(shù)的動力來源 (不考慮下肢蹬伸的因素）,且在提抱過程中運動員除了要克服地心引力的作用以及對手自重的影響,還要克服自身肌肉的拮抗肌做離心運動的阻力。因此,豎脊肌作為人體直立、維持脊柱穩(wěn)定、平衡的重要肌肉及軀干伸展爆發(fā)力的主動肌,在提抱技術(shù)中的做功百分比達(dá)到 16％(圖 1）。

而從做離心運動的拮抗肌來說,主要的拮抗來自髂腰肌及對側(cè)豎脊肌的抗力,豎脊肌和腹肌是拮抗肌,腹肌在提抱技術(shù)的預(yù)備階段,做功百分比越低,運動員提抱的干擾也會越少,意味著提抱動作的速度和爆發(fā)力越快；但是,在提抱動作后期,腹肌的放電量則伴隨著豎脊肌和背闊肌的伸展有同步顯著上升的趨勢。說明可以通過觀測運動員在提抱動作不同階段的主動肌群和被動肌群的激活順序及放電量,來評估運動員技術(shù)動作的連貫性和使用的準(zhǔn)確率。

3 結(jié)論與建議

1.在古典式摔跤跪撐提抱技術(shù)動作中,所測得的 6塊腰背肌肉中,古典式摔跤運動員在使用提抱技術(shù)中的第二階段——提抱發(fā)力階段,以腰背肌肉中的背闊肌、豎脊肌放電量為最大,活動最為明顯。運動員應(yīng)加強以上肌肉的快速力量、反應(yīng)力量和力量耐力訓(xùn)練。

2.在提抱發(fā)力過程中,除了主動肌積極放電外,拮抗肌也參與積極放電,主動肌的激活順序是從豎脊肌到背闊肌,豎脊肌兩側(cè)同時收縮可使脊柱后伸,提高提抱的爆發(fā)力。背闊肌的做功百分比為最高,表明背闊肌的做功能力能能夠維持提抱對手的持久力,這種肌肉做功與收縮方式對于確保提抱動作成功和得分高低,具有重要意義。

3.研究發(fā)現(xiàn),高水平運動員之間存在的差異就體現(xiàn)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)對拮抗肌的支配上,因此,應(yīng)該注重拮抗肌如腹肌、對側(cè)豎脊肌的訓(xùn)練,且應(yīng)增加中樞神經(jīng)系統(tǒng)對拮抗肌的強化刺激,有針對性地進(jìn)行引體向上、提拉杠鈴、對抗提抱、負(fù)重提抱假人等專項性力量練習(xí)。

4.在使用表面肌電儀對摔跤運動員進(jìn)行測試分析時,由于在同一個動作中不同肌肉工作性質(zhì)是不一樣的,有的是做離心運動,有的做向心運動,因此,應(yīng)該分別研究向心工作和離心工作時肌肉的激活順序,以更加全面地評價運動員肌肉做功的能力。

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