龍舟運動員劃槳動作的表面肌電分析①
——以江漢大學龍舟隊右槳隊員為例

周文嘉 朱偉偉 吳鈺祥

（江漢大學體育學院 湖北武漢 430056）

龍舟運動員劃槳動作的表面肌電分析①
——以江漢大學龍舟隊右槳隊員為例

周文嘉 朱偉偉 吳鈺祥*

（江漢大學體育學院 湖北武漢 430056）

本文采用實驗分析法，對江漢大學龍舟隊右槳隊員在龍舟測功儀上劃槳過程中的表面肌電(sEMG)進行分析，得出結(jié)論：(1)右側(cè)三角肌后束和左右肱三頭肌長頭是整個劃槳周期最先的被激活的肌肉，左側(cè)斜方肌下段是整個劃槳周期中最后被激活的肌肉，并一直持續(xù)到下一周期；(2)肌肉貢獻程度較高的四塊肌肉的平均其百分比分別為：右側(cè)三角肌后束(14.09±2.92)%，左側(cè)斜方肌下段(10.47±5.92)%，左側(cè)肱三頭肌長頭(11.87±5.68)%和右側(cè)肱三頭肌長頭(10.15±2.23)%。

江漢大學 龍舟 測功儀 劃槳技術(shù) 表面肌電 積分肌電

龍舟是中華民族的傳統(tǒng)體育項目，也象征著中國傳統(tǒng)文化?？v觀近幾年龍舟運動的研究，多數(shù)都集中在龍舟競賽的技戰(zhàn)術(shù)研究上[1-4]，對龍舟運動的生物力學分析相對研究較少。反觀其它水上項目，運用生物力學手段來分析運動員的技術(shù)動作已經(jīng)相對成熟[5-11]。

其中，表面肌電分析對生物力學的研究有著及其重要的意義。表面肌電(sEMG)是肌絲在收縮滑行時產(chǎn)生的電位活動，其大小與肌張力、肌力矩、肌肉的初長度和肌肉的收縮速度大小緊密相關(guān)。肌電信號的測量指標可分為兩類：一類是包括積分肌電(iEMG)、均方根振幅(RMS)等指標在內(nèi)的時域指標；另一類是包括平均功率頻率(MPF)、中位頻率(MF)等指標在內(nèi)的頻域指標。

表面肌電因為其方便、無創(chuàng)傷、及時反饋等優(yōu)點，被廣泛應用于康復醫(yī)學、生物醫(yī)學工程、體育等許多領域。在體育領域，表面肌電被用于測量運動員肌肉的發(fā)力順序、收縮時程、貢獻程度、疲勞程度等[12]。目前，表面肌電分析被廣泛應用于賽艇、皮劃艇等水上項目的研究，使其獲得了長足的發(fā)展[5-11]，但在龍舟領域至今卻未涉足。因此，為了填補表面肌電在龍舟領域的相關(guān)空白，本文在研究中運用無線表面肌電技術(shù)來分析龍舟運動員在龍舟測功儀上劃槳時的技術(shù)動作，為今后龍舟運動的教學與訓練提供科學的參考。

表1 運動員基本信息

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選取江漢大學龍舟隊6名右槳主力隊員作為研究對象,如表1所示。

1.2 研究方法

采用Multistroke公司生產(chǎn)的D1-M龍舟測功儀，統(tǒng)一設置風箱阻力為5檔，同時配合Cometa公司生產(chǎn)的16通道表面肌電儀和EMG and Motion Tools信號采集軟件對運動員左右胸大肌、三角肌后束、肱二頭肌、腹直肌、斜方肌下段、肱三頭肌長頭和背闊肌的sEMG信號進行收集和分析，并通過Office Excel統(tǒng)計分析軟件計算數(shù)據(jù)，將最終結(jié)果制作成圖表,見表2。

表2 被測肌肉

圖1 蘇××劃槳時被測肌肉的原始肌電圖

2 研究結(jié)果及分析

2.1 原始肌電活動結(jié)果及分析

通過對原始肌電的記錄，可以半定量地分析運動時肌肉被激活的活動順序、時程長短和振幅強弱。為方便研究，筆者將測功儀劃槳姿勢從插槳開始到回槳完畢，定義為一個完整的劃槳周期，一個完整劃槳周期又分為插槳、拉槳、收槳和回槳四個階段：從槳入水到槳中位(槳葉與水平面垂直)為插槳階段，從槳中位到槳出水為拉槳階段，從槳出水到槳中位為收槳階段，從槳中位到槳入水為回槳階段。

2.1.1 肌肉活動順序結(jié)果及分析

圖1是以蘇××為代表的被試運動員在劃槳時，被測肌肉的原始肌電圖（通道序號見表2）。觀察發(fā)現(xiàn)：右側(cè)三角肌后束和左右肱三頭肌長頭是整個劃槳周期最先被激活的肌肉；左側(cè)斜方肌下段是整個劃槳周期最后被激活的肌肉，并一直持續(xù)到下一周期?？傮w而言，大多數(shù)被試運動員擅長于插槳后期和拉槳階段發(fā)力。

在所有被試運動員中，陶××和李××的被測肌肉的原始肌電圖與其他被試運動員有所不同。陶××與其他被試運動員相比，其肌肉被激活的時間在整個劃槳周期中整體相對靠后，這說明陶××擅長于拉槳階段和收槳階段發(fā)力。李××劃槳過程中，除左側(cè)斜方肌下段以外，其余的肌肉被激活的時間相比于其他被試運動員，其肌肉被激活的時間在整個劃槳周期中相對靠前，且在拉槳后期和收槳階段肌肉被激活的程度較低，這說明李××擅長于插槳階段和拉槳前期發(fā)力，但拉槳后期和收槳階段發(fā)力不充足。

2.1.2 肌電圖振幅強弱結(jié)果及分析

肌電圖振幅的強弱可定性地反映出肌肉用力的大小?？傮w而言，右側(cè)三角肌后束和左右肱三頭肌長頭是整個劃槳周期中振幅最大的三塊被測肌肉。近固定收縮時，三角肌后束主要負責上臂伸和內(nèi)收；肱三頭肌長頭主要負責上臂伸和前臂伸。由此可見，龍舟運動主要通過左臂向下、向后的壓槳和右臂向下、向后的拉槳來完成右槳的劃槳動作。

在所有被試運動員中，陳××的被測肌肉的原始肌電圖振幅較為明顯。陳××除上述三塊被測肌肉外，其左側(cè)胸大肌、左側(cè)三角肌后束、左側(cè)斜方肌下段和左側(cè)背闊肌的肌電圖振幅也相對較大。近固定收縮時，胸大肌主要負責上臂屈、水平屈和內(nèi)收；三角肌后束主要負責上臂伸和內(nèi)收；斜方肌下段主要負責肩胛骨下降、后縮和上回旋；背闊肌主要負責上臂伸和內(nèi)收。因為肩胛骨后縮與上回旋又伴隨著上臂伸[13]，所以陳××在劃槳過程中，左側(cè)肌三角肌、肱三頭肌和胸大肌共同收縮，使左臂向下、向后壓槳的同時水平屈，增大了做功距離；左側(cè)三角肌、肱三頭肌、斜方肌和背闊肌共同收縮，增大了上臂伸的作用力。

2.2 肌肉貢獻程度結(jié)果及分析

一個復雜的動作，需要多個肌肉的共同作用才能完成。這一過程中，身體不同部位的肌肉對完成該動作的貢獻程度也不同。若需測量肌肉貢獻程度的大小，必須先將原始肌電進行量化處理，得到可量化的iEMG。積分肌電(iEMG)是指單位時間內(nèi)肌電信號所包圍的面積。通過分析，可獲得每塊肌肉在運動中的貢獻程度。

2.2.1 肌肉iEMG值結(jié)果及分析

總體而言，負責身體各環(huán)節(jié)伸的被測肌肉iEMG的平均值要高于負責身體各環(huán)節(jié)屈的被測肌肉。其中，右側(cè)三角肌后束和左右肱三頭肌長頭是所有運動員共有的具有較大iEMG的平均值的三塊被測肌肉。

2.2.2 肌肉貢獻百分比結(jié)果及分析

統(tǒng)計被試運動員在劃槳動作中被測肌肉貢獻百分比。6名被測運動員在劃槳動作中身體各部位貢獻平均值超過10%的被測肌肉有：右側(cè)三角肌后束、左側(cè)斜方肌下段和左右肱三頭肌長頭。經(jīng)計算可知，右側(cè)三角肌后束的貢獻百分比為(14.09±2.92)%，左側(cè)斜方肌下段的貢獻百分比為(10.47±5.92)%，左側(cè)肱三頭肌長頭的貢獻百分比為(11.87±5.68)%，右側(cè)肱三頭肌長頭的貢獻百分比為(10.15±2.23)%。除上述4塊被測肌肉以外，其它被測肌肉貢獻平均百分比均不超過7%。

3 結(jié)語

因筆者以右槳隊員為研究對象，所以以下結(jié)論全部針對右槳隊員展開。

3.1 肌肉活動順序

右側(cè)三角肌后束和左右肱三頭肌長頭是整個劃槳周期最先的被激活的肌肉，左側(cè)斜方肌下段是整個劃槳周期中最后被激活的肌肉，并一直持續(xù)到下一周期。大多數(shù)被試運動員擅長于插槳后期和拉槳階段發(fā)力。

3.2 肌肉貢獻程度

肌肉貢獻程度較高的四塊肌肉的平均其百分比分別為：右側(cè)三角肌后束(14.09±2.92)%，左側(cè)斜方肌下段(10.47±5.92)%，左側(cè)肱三頭肌長頭(11.87±5.68)%，右側(cè)肱三頭肌長頭(10.15±2.23)%。

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G861.4

A

2095-2813(2017)10(c)-0019-03

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.30.019

湖北省自然科學基金項目(項目編號：2016CFB327)；武漢市體育局科研項目(項目編號：2016Z018)。

周文嘉（1994—），男，回族，湖北武漢人，本科，研究方向：運動人體科學。

通訊簡介：吳鈺祥（1983—），男，漢族，湖北黃石人，博士，副教授，研究方向：運動訓練的生物醫(yī)學檢測與監(jiān)控,E-mail:yxwu@jhun.edu.cn。