太極拳騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體180°接提膝獨(dú)立動(dòng)作騰空和落地階段支撐腿肌肉表面肌電特征分析

呂墨竹

摘 要：目的：文章對(duì)太極拳騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體180°接提膝獨(dú)立動(dòng)作騰空和落地階段支撐腿肌肉進(jìn)行肌電測(cè)試，分析在該階段中相關(guān)肌肉的力量特點(diǎn)以及發(fā)力特征。方法：文章以沈陽(yáng)體育學(xué)院武術(shù)與民族傳統(tǒng)體育專業(yè)太極拳院隊(duì)的學(xué)生（5名）作為測(cè)試對(duì)象。采用ME6000表面肌電儀測(cè)試系統(tǒng)對(duì)沈陽(yáng)體育學(xué)院太極拳院隊(duì)的學(xué)生在完成動(dòng)作過(guò)程中支撐腿有關(guān)肌肉的表面肌電（sEMG）進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析可以得出相關(guān)肌肉的積分肌電值（iEMG）、肌電平均開(kāi)始時(shí)間、平均持續(xù)時(shí)間、貢獻(xiàn)率大小。研究結(jié)果：（1）騰空階段中股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭、股外側(cè)肌以及股二頭肌被同時(shí)激活放電；持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的有股直肌和腓腸肌內(nèi)側(cè)頭，股直肌為0.52s，在騰空階段總時(shí)間中占85.00%。腓腸肌內(nèi)側(cè)頭為0.46s，占總時(shí)間的75.47%；積分肌電值較大的有股直肌278.40±45.94μVs、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭211.00±30.56μVs；貢獻(xiàn)率分別為25.20%、21.30%。（2）落地階段中支撐腿6塊肌肉同時(shí)被激活；持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的有股外側(cè)肌3.41s，在落地階段總時(shí)間中占100%；股內(nèi)側(cè)肌時(shí)間為3.25s，占91.97%；脛骨前肌為3.12s，占93.25%；股直肌為2.87s，占82.09%。脛骨前肌的積分肌電值最大為1975.40±379.29μVs，貢獻(xiàn)率為28.70%；其次是股外側(cè)肌1250.10±152.74μVs，貢獻(xiàn)率為20.40%；股內(nèi)側(cè)肌1182.10±257.83μVs，貢獻(xiàn)率為18.70%；股直肌1044.50±214.34μVs，貢獻(xiàn)率為16.10%。結(jié)論：在騰空階段中，股直肌和腓腸肌內(nèi)側(cè)頭為該階段的主要用力肌。落地階段中大腿前群肌肉（股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、股直?。┮约懊劰乔凹∈峭瓿稍撾A段的主要用力肌。

關(guān)鍵詞：太極拳 騰空 落地 表面肌電 支撐腿 提膝獨(dú)立

中圖分類(lèi)號(hào)：G85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096—1839（2017）9—0047—04

騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體180°接提膝獨(dú)立動(dòng)作是競(jìng)技太極拳比賽中難度動(dòng)作之一，在已發(fā)表的關(guān)于騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體180°接提膝獨(dú)立動(dòng)作起跳階段支撐腿肌肉表面肌電分析的基礎(chǔ)上，現(xiàn)將該動(dòng)作騰空及落地階段的支撐腿肌肉表面肌電進(jìn)行分析，結(jié)合相關(guān)專業(yè)學(xué)科，從全新的視角分析太極拳騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體180°接提膝獨(dú)立技術(shù)動(dòng)作騰空和落地階段支撐腿各肌肉的起始順序和做功的大小以及持續(xù)的時(shí)間等，找出完成此過(guò)程動(dòng)作的主要用力肌，從而在以后的訓(xùn)練中能加強(qiáng)和指導(dǎo)主要肌肉的專門(mén)化訓(xùn)練，為武術(shù)套路專項(xiàng)訓(xùn)練提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

研究對(duì)象是太極拳騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體180°接提膝獨(dú)立動(dòng)作支撐腿肌肉肌電特征，測(cè)試對(duì)象為沈陽(yáng)體育學(xué)院武術(shù)與民族傳統(tǒng)體育專業(yè)太極拳院隊(duì)的學(xué)生5名。所有測(cè)試對(duì)象均身體健康，自愿參與本次測(cè)驗(yàn)。年齡： 22.4±1.67歲、身高：171.6±2.88 cm、體重：62.4±4.56 Kg、訓(xùn)練年限：8.4±1.52年、二級(jí)運(yùn)動(dòng)員以上。

1.2 研究方法

1.2.1 測(cè)試法

1.2.1.1 測(cè)試設(shè)備

本次測(cè)試所使用到的設(shè)備有ME6000表面肌電儀、16通道無(wú)線肌電信號(hào)收集與發(fā)射器、筆記本電腦一臺(tái)、常速攝像機(jī)一臺(tái)、三腳架一個(gè)、一次性表面肌電電極片若干、繃帶若干。

1.2.1.2 動(dòng)作階段劃分

本研究測(cè)試依據(jù)騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體180°接提膝獨(dú)立動(dòng)作騰空與落地階段的動(dòng)作特征來(lái)劃分。騰空階段：從腳離地點(diǎn)經(jīng)騰空最高點(diǎn)。落地階段：從腳落地點(diǎn)經(jīng)緩沖最低點(diǎn)到獨(dú)立步點(diǎn)。

1.2.1.3 肌電信號(hào)的采集與處理

本研究使用ME6000表面肌電儀，使用無(wú)線采集方式，采樣頻率為1000Hz，采集右側(cè)股內(nèi)側(cè)肌、股直肌、股二頭肌、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭、脛骨前肌、股外側(cè)肌表面肌電信號(hào)。

1.2.2 錄像分析法

通過(guò)對(duì)受試運(yùn)動(dòng)員完成的測(cè)試動(dòng)作視頻進(jìn)行反復(fù)觀看和分析處理，劃分出騰空與落地階段的時(shí)間點(diǎn)以及該兩階段所持續(xù)的時(shí)間和它們所占的百分比。

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

本文應(yīng)用MegaWin ME6000表面肌電信號(hào)分析系統(tǒng)對(duì)測(cè)驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并提取數(shù)據(jù)；然后使用Microsoft Excel數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)采集到的肌肉肌電數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。全部數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差形式表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 騰空階段肌電特征分析

2.1.1騰空階段肌電激活時(shí)間順序分析

動(dòng)作騰空階段完成的重點(diǎn)首先是保持身體在騰空過(guò)程中的平衡，其次要順利完成空中的擊響和轉(zhuǎn)體動(dòng)作、最后以最佳的姿態(tài)準(zhǔn)備落地并且控制住落地后身體的平衡和穩(wěn)定。所以運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作的騰空高度、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度和運(yùn)動(dòng)員空中轉(zhuǎn)體過(guò)程中的身體姿態(tài)是評(píng)價(jià)太極拳騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體180°接提膝獨(dú)立動(dòng)作質(zhì)量的重要指標(biāo)。

從圖1中我們可以看出，在動(dòng)作的騰空階段支撐腿各肌肉被激活的時(shí)間順序和持續(xù)的時(shí)間，除了脛骨前肌外其他5塊肌肉都在第一時(shí)間被激活放電，其中股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭、股外側(cè)肌以及股二頭肌被同時(shí)激活放電，在持續(xù)了一段時(shí)間后不再參與做功。而脛骨前肌是在騰空后期被激活放電，并且一直持續(xù)到騰空階段結(jié)束。在整個(gè)騰空階段過(guò)程中，第一時(shí)間段（從離地到騰空最高點(diǎn)）的時(shí)間和第二時(shí)間段（從騰空最高點(diǎn)到落地點(diǎn)）的時(shí)間相同。

在第一時(shí)間段從離地到騰空最高點(diǎn)中，股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭、股外側(cè)肌、股二頭肌被激活放電，并且一直激活放電到第二時(shí)間段。在騰空階段空中動(dòng)作主要是騰空拍腳和向左旋轉(zhuǎn)180°；下肢動(dòng)作是右腿上擺單拍腳，左腿處于騰空自然垂直狀態(tài)。在騰空擊響動(dòng)作時(shí)，擺腿過(guò)程右腳腳尖繃直；所以作為主動(dòng)肌的腓腸肌內(nèi)側(cè)頭被激活放電，并持續(xù)一段時(shí)間。在伸膝擺腿動(dòng)作過(guò)程中，股直肌作為主動(dòng)肌被激活持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)，作為對(duì)抗肌的股二頭肌被激活持續(xù)的時(shí)間較短。

在第二時(shí)間段從騰空最高點(diǎn)到落地點(diǎn)，脛骨前肌開(kāi)始激活放電，并一直持續(xù)到該階段的結(jié)束。脛骨前肌被提前激活具有重要意義，這是神經(jīng)肌肉調(diào)控的良好表現(xiàn)，是優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員長(zhǎng)期訓(xùn)練的結(jié)果。其他肌肉中股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭、股外側(cè)肌都是只持續(xù)了一段時(shí)間。

2.1.2 騰空階段肌肉持續(xù)時(shí)間特征分析

從表1中可以看到，騰空階段支撐腿各肌肉被激活所持續(xù)的時(shí)間以及在整個(gè)騰空階段中各肌肉所占的百分比，從持續(xù)時(shí)間上看，股直肌持續(xù)的時(shí)間最長(zhǎng)，為0.52s，占該階段總時(shí)間的85.00%?？梢缘贸鲵v空階段肌肉激活的順序是腓腸肌內(nèi)側(cè)頭、股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、股直肌、股二頭?。ㄍ瑫r(shí)被激活）、脛骨前肌。

2.1.3 騰空階段肌肉積分肌電值與貢獻(xiàn)率分析

在表2中，騰空階段各肌肉積分肌電值和貢獻(xiàn)率，運(yùn)動(dòng)員肌肉的積分肌電值范圍從112.80μVs到278.40μVs，可以看出在完成該動(dòng)作騰空階段支撐腿各肌肉積分肌電值的大小排序?yàn)椋汗芍奔?gt;腓腸肌內(nèi)側(cè)頭>股內(nèi)側(cè)肌>股外側(cè)肌>股二頭肌>脛骨前肌。在完成整個(gè)動(dòng)作的騰空階段中支撐腿相關(guān)肌肉貢獻(xiàn)率的大小排序依次為：股直肌>腓腸肌內(nèi)側(cè)頭>股內(nèi)側(cè)肌>股外側(cè)肌>股二頭肌>脛骨前肌。其中股直肌的在完成動(dòng)作的騰空階段作用最大，貢獻(xiàn)率為25.20%。騰空階段的空中動(dòng)作是運(yùn)動(dòng)員在完成右腿單拍腳的同時(shí)身體向左旋轉(zhuǎn)180度。右腿下肢動(dòng)作為單拍腳、左腿為騰空自然垂直狀態(tài)；右側(cè)下肢關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為提髖、擺腿和拍腳運(yùn)動(dòng)，在提髖運(yùn)動(dòng)中的主要肌肉為股直肌，擺腿運(yùn)動(dòng)的主要肌肉為股四頭肌，拍腳運(yùn)動(dòng)的主要肌肉為股直肌、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭、小腿三頭肌等。

2.2 落地階段肌電特征分析

2.2.1 落地階段肌肉激活時(shí)間順序分析

落地階段是從右腳腳尖著地到單腿獨(dú)立動(dòng)作完成結(jié)束，落地動(dòng)作是否穩(wěn)定和平衡是由前面的技術(shù)動(dòng)作完成質(zhì)量的高低決定的。完成該階段的下落速度很快，所以從下落到緩沖這個(gè)過(guò)程主要是由支撐腿的膝踝關(guān)節(jié)來(lái)緩沖身體快速下落的重力；完成該階段的難點(diǎn)就是運(yùn)動(dòng)員需要利用較小的單腳支撐面來(lái)緩沖比較大的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，在運(yùn)動(dòng)員落地緩沖的過(guò)程中，盡可能避免踝關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)受到損傷，并且最大限度緩沖支撐腿受到的沖擊。

從圖2中我們可以看出，在動(dòng)作的落地階段支撐腿各肌肉被激活的時(shí)間順序相同，支撐腿的6塊肌肉在落地的瞬間同時(shí)被激活放電，其中脛骨前肌、股內(nèi)側(cè)肌、股直肌、股二頭肌以及腓腸肌內(nèi)側(cè)頭被激活放電持續(xù)了一段時(shí)間。而股外側(cè)肌被激活放電的時(shí)間最長(zhǎng)，從落地階段開(kāi)始一直持續(xù)到落地階段的結(jié)束。在整個(gè)落地階段過(guò)程中，第一時(shí)間段（從落地緩沖到緩沖最低點(diǎn)）持續(xù)的時(shí)間比第二時(shí)間段（從緩沖最低點(diǎn)到獨(dú)立步）持續(xù)的時(shí)間要短。

第一時(shí)間段從落地緩沖到緩沖最低點(diǎn)中，股外側(cè)肌、股內(nèi)側(cè)肌、脛骨前肌、股直肌、股二頭肌、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭都在第一時(shí)間被激活，并且都一直持續(xù)到第二階段。從落地緩沖到緩沖最低點(diǎn)，右腿主要是屈膝、屈髖、下蹲動(dòng)作，重心比較低。在屈膝下蹲緩沖中，股外側(cè)肌、股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、脛骨前肌都是主要受力肌，股直肌為離心工作，脛骨前肌做被動(dòng)收縮，股外側(cè)肌和股內(nèi)側(cè)肌一直持續(xù)放電到該階段結(jié)束。

第二時(shí)間段從緩沖最低點(diǎn)到獨(dú)立步中，股外側(cè)肌一直被激活放電持續(xù)到動(dòng)作結(jié)束，股內(nèi)側(cè)肌、脛骨前肌和股直肌被激活持續(xù)了很長(zhǎng)一段時(shí)間后不再參與做功，腓腸肌內(nèi)側(cè)頭以及股二頭肌在該時(shí)間段里被激活放電的時(shí)間相對(duì)較短。在緩沖最低點(diǎn)到獨(dú)立步過(guò)程中，支撐腿為伸膝、伸髖動(dòng)作，第二時(shí)間段肌肉工作的性質(zhì)與第一時(shí)間段相反。與前面兩個(gè)階段相比，該階段中各肌肉持續(xù)的時(shí)間是最長(zhǎng)的。

2.2.2 落地階段肌肉持續(xù)時(shí)間特征分析

從表3中我們可以看出，動(dòng)作落地階段支撐腿各肌肉被激活所持續(xù)的時(shí)間以及在整個(gè)落地階段總時(shí)間中所占的百分比，股外側(cè)肌持續(xù)的時(shí)間最長(zhǎng)，為3.41s，激活放電持續(xù)了整個(gè)落地階段。以上我們分析了太極拳騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體180°接提膝獨(dú)立動(dòng)作落地階段支撐腿肌肉的激活順序以及肌肉持續(xù)的時(shí)間，那么可以得出，落地階段肌肉激活的順序是脛骨前肌、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭、股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、股直肌、股二頭?。鶋K肌肉同時(shí)被激活）；肌肉的持續(xù)時(shí)間大小是股外側(cè)肌>股內(nèi)側(cè)肌>脛骨前肌>股直肌>股二頭肌>腓腸肌內(nèi)側(cè)頭。

2.2.3 落地階段肌肉積分肌電值與貢獻(xiàn)率分析

在表4中，落地階段各肌肉積分肌電值和貢獻(xiàn)率，我們可以看出運(yùn)動(dòng)員肌肉的積分肌電值范圍從442.80μVs到1975.40μVs，支撐腿肌肉相互之間肌電值差距較大，在完成騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體180°接提膝獨(dú)立動(dòng)作落地階段支撐腿各肌肉積分肌電值的大小排序?yàn)椋好劰乔凹?gt;股外側(cè)肌、股內(nèi)側(cè)肌、股直?。ㄟ@三塊肌肉屬于同一肌群，積分肌電值相近）>腓腸肌內(nèi)側(cè)頭>股二頭肌。在完成騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體180°接提膝獨(dú)立動(dòng)作的落地階段支撐腿各肌肉貢獻(xiàn)率的大小排序依次為脛骨前肌>股外側(cè)肌、股內(nèi)側(cè)肌、股直肌（貢獻(xiàn)率較相近、差別不大）>腓腸肌內(nèi)側(cè)頭>股二頭肌。

綜上所述：太極拳騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體180°接提膝獨(dú)立動(dòng)作落地階段支撐腿各肌肉持續(xù)的時(shí)間以及肌電值的大小比該動(dòng)作的起跳階段和騰空階段大，這說(shuō)明落地階段在整個(gè)動(dòng)作過(guò)程中的重要性。整個(gè)落地階段可以劃分為落地緩沖到最低點(diǎn)時(shí)間段、緩沖最低到獨(dú)立步時(shí)間段。在動(dòng)作的落地階段，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的肌肉有股外側(cè)肌、股內(nèi)側(cè)肌、脛骨前肌和股直?。患‰娭递^大的有脛骨前肌、股外側(cè)肌、股內(nèi)側(cè)肌和股直??；由此可以看出在落地階段中，脛骨前肌、股外側(cè)肌、股內(nèi)側(cè)肌和股直肌為主要肌肉，在完成該動(dòng)作技術(shù)中起著重要作用。

3 結(jié)論

（1）騰空階段：脛骨前肌在騰空到最高點(diǎn)時(shí)被提前激活有重要意義，脛骨前肌主要是起穩(wěn)定踝關(guān)節(jié)的作用；受試者在落地前就讓該肌肉提前工作，這是神經(jīng)肌肉調(diào)控的良好表現(xiàn)，可以使落地更穩(wěn)，并且能夠減少膝、踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)損傷。騰空階段中肌電值和貢獻(xiàn)率大的有股直肌和腓腸肌內(nèi)側(cè)頭，從分析中得出脛骨前肌、股直肌和腓腸肌內(nèi)側(cè)頭為騰空階段的主要用力肌。（2）落地階段：落地階段各肌肉持續(xù)的時(shí)間以及肌電值的大小要比起跳階段和騰空階段大，這是因?yàn)槠鹛万v空都是向心收縮克服重力；而落地則是離心收縮克服重力，離心收縮力量大，故落地階段的肌電值也大。其中脛骨前肌、股外側(cè)肌、股內(nèi)側(cè)肌以及股直肌的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、肌電值和貢獻(xiàn)率大；由此可以得出在落地階段中，股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、脛骨前肌以及股直肌是完成該階段的主要用力肌。

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Analysis on the Surface Electromyography Characteristic of the Supporting Leg Muscles of Vacating Half Twist Inward 180 °Movement in Taijichuan

Lv Mozhu（School of Martial arts and dance， Shenyang Sport University， Shenyang Liaoning 110102， China）

Abstract：Objectives： This paper aims to analyze the myoelectric characteristic of the supporting leg muscles of vacating half twist inward 180 ° and knee independent action in Taijiquan. Methods： In this paper， 5 Taijiquan students from Shenyang Sport University are chosen as the subjects of the research. Muscle Tester （ME6000） is used to test the surface electromyography （sEMG） of the subjects supporting leg muscle， during the process of operation. After analyzing the data， we hope to find out some characteristics of related muscles， such as integrated electromyography （iEMG）， the average starting time and the lasting time of electromyography， and the size of the contribution rate .Results： （1） In the flight phase， rectus femoris， vastus medialis， medial gastrocnemius， vastus lateralis and biceps femoris were simultaneously activated and discharged； rectus femoris and medial gastrocnemius had a longer duration， wherein rectus femoris had a time of 0.52s， accounting for 85.00% of the total time of the flight phase. Medial gastrocnemius had a duration of 0.46s， accounting for75.47% of the total time， the muscles had larger integrated EMG value consisted of rectus femoris with 278.40 ±45.94μVs， and medial gastrocnemius had 211.00±30.56μVs； and the contribution rate were 25.20%， and 21.30% correspondingly.（2） In the floor stage， the six packs of muscles to support the leg were activated； vastus lateralis muscle had a longer duration of 3.41s， accounting for 100% in total time of landing phase. Vastus medialis time was 3.25s， accounting for 91.97% in the landing phase， and the tibialis anterior muscle was 3.12s， accounting for 93.25%. Rectus femoris was 2.87s， accounting for 82.09%. Integrated EMG value of tibialis anterior was the largest， 1975.40 ± 379.29μVs， with a contribution rate of 28.70%； integrated EMG value of vastus lateralis was 1250.10 ± 152.74μVs， with a contribution rate of 20.40%； integrated EMG value of vastus medialis was 1182.10 ± 257.83μVs， with a contribution rate of 18.70% ； and integrated EMG value of rectus femoris was 1044.50 ± 214.34μVs， with the contribution rate of 16.10%. Conclusions： In the flight phase， the rectus femoris and the medial head of the gastrocnemius muscle were the main hard muscle in this stage. It was obvious that in the landing phase， the front thigh muscle group （vastus medialis， vastus lateralis， rectus femoris） and tibialis anterior were the major muscle force to complete this phase.

Keywords：Taijiquan Jump kick EMG Supporting leg Lift knee independent