關(guān)于俯臥撐寬窄距訓(xùn)練效果的表面肌電分析

王舜

摘要：本文利用表面肌電系統(tǒng)，通過實驗法對測試者在俯臥撐寬距、俯臥撐窄距兩種不同情況下的肌肉用力順序、肌肉貢獻(xiàn)率等方面進(jìn)行研究。研究表明：由肌肉的發(fā)力順序可知，俯臥撐的寬距與窄距是有所不同的，這主要由于兩者的運(yùn)動姿態(tài)不一致，肌肉的激活產(chǎn)生了差異。由肌肉的貢獻(xiàn)率可知，寬窄距俯臥撐動作的肌肉貢獻(xiàn)率大小順序是一致的，但對貢獻(xiàn)率大小而言，所選肌肉中貢獻(xiàn)最大的是三角肌前束。對胸大肌而言，寬距離的俯臥撐對胸大肌的鍛煉效果較宅距俯臥撐更佳。

關(guān)鍵詞：俯臥撐寬窄距；表面肌電；肌肉用力順序；肌肉貢獻(xiàn)率

1前言

1.1研究背景

自1995年國務(wù)院頒布的《全民健身計劃綱要》以來，國民健身的熱度越來越高，國民的身體素質(zhì)較之前有了很大的提高。當(dāng)大眾健身變得越來越流行，健身俱樂部也更加讓人熱捧。在俱樂部健身的人員中，男性力量訓(xùn)練更為受到熱捧，其中俯臥撐在力量訓(xùn)練中鍛煉胸大肌以及基礎(chǔ)訓(xùn)練準(zhǔn)備中，扮演著重要的角色。

1.2研究目的

俯臥撐運(yùn)動是比較常見的體育運(yùn)動，由于不受場地和器材的限制，再健身人群中被廣泛的使用。它主要鍛煉的是上肢、腰部以及腹部的肌肉，尤其是胸肌。俯臥撐主要鍛煉的肌肉群有胸大肌和肱三頭肌，同時還鍛煉三角肌前束、前鋸肌和喙肱肌以及身體的其他部位。俯臥撐按雙手之間的距離可以分為超長距離俯臥撐、寬距俯臥撐、中距俯臥撐以及窄距俯臥撐。不同距離的俯臥撐對肌肉的鍛煉效果不同。本文通過肌電設(shè)備對不同距離俯臥撐下，肌肉受刺激所產(chǎn)生的信號進(jìn)行采集，以肌肉貢獻(xiàn)率、肌肉用力順序2個標(biāo)志對俯臥撐的運(yùn)動效果進(jìn)行評價。

2研究方法與實驗設(shè)計

2.1研究方法

本文采用實驗法，通過表面肌電設(shè)備對受試者的肌肉運(yùn)動的電信號進(jìn)行采集、整理、分析。

2.2實驗設(shè)計

2.2.1實驗對象

選取了在校研究生1名男性志愿者參加了本研究的測試，受試者基本情況：年齡23歲，身高171cm，體重68kg。受試者身體健康狀況良好，近期無劇烈運(yùn)動史，無關(guān)節(jié)損傷史，無運(yùn)動系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

2.2.2實驗器材

運(yùn)動生物力學(xué)綜合分析系統(tǒng)——sEMG軟件系統(tǒng)：采用Noraxon MyoResearch3.6表面肌電圖測試和分析系統(tǒng)。采用一次性電極，電極粘貼方法參照歐洲聯(lián)盟推薦標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電極定位、固定。采集頻率為1500Hz，電極采盤狀準(zhǔn)確度較高的一次性Ag-Agcl電極。其工作原理是當(dāng)運(yùn)動時肌肉的運(yùn)動單位興奮收縮產(chǎn)生電位差和電流，電流經(jīng)過軟組織傳達(dá)到皮膚，通過采集的嵌入設(shè)備的記錄與放大，得到肌肉最原始的肌電圖?，F(xiàn)階段應(yīng)用于運(yùn)動康復(fù)、運(yùn)動技術(shù)的診斷與損傷預(yù)防等醫(yī)學(xué)方面。

2.2.3實驗方案

受試者分別做窄距俯臥撐和寬距俯臥撐，每次實驗后，都在充分休息后進(jìn)行下一個實驗。依據(jù)閱讀文獻(xiàn)和所測肌群能夠反映動作特征為標(biāo)準(zhǔn)，選取平衡動作支撐上肢肌群中的左右兩側(cè)的三角肌前束、肱三頭肌、肱二頭肌、胸大肌作為檢測肌肉。

2.2.4肌電數(shù)據(jù)的采集與處理

電極安放前先用脫脂酒精棉球清洗受試者局部皮膚，再去掉安放處表皮的角質(zhì)層。安放時將電極順肌纖維方向貼在被測肌肉的肌腹處，電極的間距為2-3厘米，用醫(yī)用膠布固定電極。每組表面肌電信號采集前均抗干擾測試，在肌電信號平穩(wěn)情況下采用連續(xù)采集的方式，并選用表面肌電均方根（RMS）值計算。最后結(jié)果均采用兩次測量所得均值計算。

3結(jié)果與分析

表面肌電（surface electromyography， sEMG）是一種通過表面電極記錄肌肉運(yùn)動單位的電活動信號，并對其進(jìn)行定量觀察分析的檢查方法。其原理是當(dāng)運(yùn)動時肌肉的運(yùn)動單位興奮收縮產(chǎn)生電位差和電流，電流經(jīng)過軟組織傳達(dá)到皮膚，通過采集的嵌入設(shè)備的記錄與放大，得到肌肉最原始的肌電圖。現(xiàn)階段它常應(yīng)用于人機(jī)工程學(xué)、運(yùn)動生物力學(xué)等學(xué)科。

3.1原始肌電圖

受試者分別做窄距俯臥撐和寬距俯臥撐測試時經(jīng)過5個完整周期的原始肌電圖如下圖1、2所示。如圖可知，在開始之前，部分肌肉出現(xiàn)了肌肉肌電活動，肌肉開始收縮，產(chǎn)生興奮電信號，神經(jīng)中樞對肌肉的動員刺激，這就是“預(yù)激活”現(xiàn)象。在實驗階段肌電沒有產(chǎn)生復(fù)雜的肌電信號，各肌肉基線平穩(wěn)而完整，各肌肉的用力周期明顯，且協(xié)調(diào)有序。肱二頭肌和肱三頭肌的收縮程度比較明顯，可以看出肌肉激活是一個有序的激活過程。

3.2肌肉貢獻(xiàn)率結(jié)果

積分肌電圖是指在統(tǒng)一時間的前提下，它的數(shù)值反映了參加單位數(shù)的行使次數(shù)和單元放電的大小。積分的目的是確定曲線下包圍的面積，是對肌電信號的時間積分，全波整流信號的積分肌電總值是增加的。通過積分肌電的定量分析就可以評定肌肉活動的強(qiáng)弱。做功百分比是指所選通道振幅占所有通道振幅總值的比例，也稱之為貢獻(xiàn)率。在體育運(yùn)動分析中必須結(jié)合運(yùn)動技術(shù)，是因為在不同階段的時刻，各肌肉擔(dān)任不同功能職責(zé)，也就是說，階段劃分不同，各肌肉的貢獻(xiàn)率也會隨之改變。

如表1、表2分別為窄、寬距俯臥撐的肌肉做功表。根據(jù)各肌肉做功百分比的大小，寬、窄距俯臥撐的右側(cè)肌肉做功百分從大到小依次是三角肌前束、肱三頭肌、胸大肌、肱二頭??；寬、窄距俯臥撐左側(cè)側(cè)肌肉做功百分從大到小依次是三角肌前束、肱三頭肌、胸大肌、肱二頭肌。從表可以看出寬、窄距俯臥撐肌肉做功一樣

3.3肌肉用力順序結(jié)果

肌肉用力順序是指放松的肌肉在神經(jīng)系統(tǒng)的指令下，完成運(yùn)動時刻的各肌肉工作順序。利用好它可以準(zhǔn)確地判斷出各種運(yùn)動技術(shù)肌肉的發(fā)力情況，用它來作為指導(dǎo)。對于賽艇運(yùn)動來說，它作為一項周期反復(fù)性的運(yùn)動，需要有良好的肌肉素質(zhì)能力。同樣俯臥撐也是需要各肌肉相互協(xié)調(diào)配合，才能更好的完成該動作。

將實驗原始肌電圖所采集的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過帶通 10hz-400hz 濾波，去噪等處理，將肌肉收縮信號超過低于基線 2 倍的標(biāo)準(zhǔn)差（SD），且肌肉信號持續(xù)時間在 50ms以上的作為肌肉收縮的開始結(jié)束時刻。做好相關(guān)處理好后，選擇標(biāo)準(zhǔn)時間分析報（Standard Timing Analysis Report），得到相關(guān)數(shù)據(jù)下表3、表4。

如下表3所示，窄距俯臥撐的肌肉用力開始時間?？梢愿鶕?jù)各肌肉時間開始的大小，確定左側(cè)肌肉用力順序為：肱二頭肌、肱三頭肌、三角肌前束、胸大肌。寬距俯臥撐的左側(cè)肌肉發(fā)力順序則是胸大肌、肱三頭肌、三角肌前束、肱二頭肌。

4結(jié)論與建議

1.經(jīng)過肌電分析在窄距俯臥撐中，肌肉的發(fā)力順序為：三角肌前束-肱三頭肌-肱二頭肌-胸大肌。肌肉的貢獻(xiàn)率大小依次為：三角肌前束>肱三頭肌>胸大肌>肱二頭肌。

2.經(jīng)過肌電分析在寬距俯臥撐中，肌肉的發(fā)力順序為：肱二頭肌-胸大肌-三角肌前束-肱三頭肌。肌肉的貢獻(xiàn)率大小依次為：三角肌前束>肱三頭肌>胸大肌>肱二頭肌。

3.分析：在寬距與窄距的俯臥撐中，肌肉的發(fā)力順序是有所不同的，這主要是由于兩者的運(yùn)動姿態(tài)不一致，肌肉的激活產(chǎn)生了差異，但是兩者的肌肉貢獻(xiàn)率大小順序是一致的，其貢獻(xiàn)最大的是三角肌前束。

4.對胸大肌而言，窄距俯臥撐的貢獻(xiàn)率為11%，寬距俯臥撐的貢獻(xiàn)率為18%，因此寬距的俯臥撐中胸大肌的貢獻(xiàn)率更大一些，實驗對象為一個人，自重不變，因此寬距離的俯臥撐對胸大肌的鍛煉效果相對而言更好一點。

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