不同腹直肌訓練動作的表面肌電信號AEMG對比分析

李勇 梁成軍

摘? 要：目的：本文旨在探討不同動態(tài)腹直肌訓練動作對腹直肌下部鍛煉效果的影響，為腹直肌訓練提供參考。方法：讓受試者做屈腿卷腹、直腿卷腹、屈腿仰臥起坐、直腿仰臥起坐、仰臥兩頭起、健腹輪、下斜板仰臥起坐7種常用的徒手腹直肌鍛煉動作，同時應用ME6000-16表面肌電儀對左側腹直肌測出做每種腹直肌鍛煉動作時的表面肌電信號，并對其信號的時域指標平均振幅AEMG進行對比分析。結果：屈腿卷腹動作AEMG標準化值最低為0.327±0.160;仰臥兩頭起AEMG標準化值最高為0.805±0.190。卷腹、屈腿仰臥起坐、俯身滾動健腹輪之間的AEMG標準化值也較低，且相互之間差異不顯著。但與腹直肌AEMG標準化值較高的下斜板仰臥起坐、直腿仰臥起坐、仰臥兩頭起動作差異顯著。結論：仰臥兩頭起，下斜板仰臥起坐，直腿仰臥起坐動作對腹直肌刺激程度較高。仰臥兩頭起的刺激程度最高，俯身滾動健腹輪對腹直肌刺激程度較低。

關鍵詞：腹直肌? 不同訓練動作? 表面肌電

中圖分類號：G804? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2095-2813（2020）01（c）-0007-04

Abstract： Objective： This paper aims to investigate the effects of different dynamic rectus abdominis training exercises on the lower rectus abdominis training and provide a reference for rectus abdominis training. Methods： Subjects were asked to make seven kinds of rectus abdominis training exercises including curved leg， supine abdomen， straight leg， supine abdomen， knee-high sit-up， straight knee sit-up， supine， belly lift， lower sloping plate. The rectus muscle exercise was performed， and the surface electromyography signal of each rectus abdominis exercise was measured by the ME6000-16 surface electromyograph on the left rectus abdominis， and the average amplitude AEMG of the signal was compared. analysis. Results： The normalized AEMG value of the flexion leg abdomen movement was 0.327±0.160; the highest AEMG normalization value from the two sides of the supine position was 0.805±0.190. The AEMG normalization value between the belly， the leg-sit-up， and the roll-up roller is also low， and the difference between them is not significant. However， there is a significant difference between the lower slanting plate and the reclining of the rectus abdominis AEMG， the straight leg sit-ups， and the supine movements. Conclusion： The two sides of the supine， the lower sloping plate sit-ups， the straight leg supine abdomen movements on the rectus abdominis stimulation. The supine level is the most stimulating， and the lean-boiled abdominal wheel is less effective for rectus abdominis.

Key Words： Rectus abdominis; Different training movements; Surface electromyography

正確合理的運動健身不僅給人帶來外在身材上的變化，還會反饋給人一個身體內在健康的變化。腹直肌是很多健身愛好者癡迷鍛煉的部位，無論男女，緊致有型的腹直肌都能給人帶來視覺上的沖擊。腹直肌功能強大，能協同腹內外斜肌及腹橫肌維持腹內壓，在力量訓練中使訓練者更好維持核心穩(wěn)定，下固定向心收縮使人體軀干做屈屈動作，上固定向心收縮使人體骨盆后傾，研究表明，腹直肌無力是導致人體骨盆前傾問題當中非常重要的一項[1]。腹直肌與其拮抗肌保持軀干前后張力平衡，共同維持軀干穩(wěn)定，保持良好的體態(tài)。核心肌群的力量訓練是肌肉力量訓練當中的重要一項，有力量的核心肌群能使做功肌肉發(fā)揮最大效率，從而提高綜合運動能力和特定的運動技能，同時減少受傷的風險作用[2-3]，可以更大程度上發(fā)揮個體的運動潛力[4]，腹直肌作為核心肌群中重要的一塊肌肉，所以對其力量的訓練不容忽視。腹直肌的力量訓練方式有多種，無論是靜態(tài)還是動態(tài)多采用徒手鍛煉，但不同的鍛煉方式對腹直肌的鍛煉效果有所不同。本文運用科學的研究方法及表面肌電信號測量設備對幾種常見動態(tài)腹直肌訓練動作進行研究，通過肌電檢測儀器對肌肉表面的電信號進行收集，記錄自動計算并生成各肌肉電信號數值，再對生成的肌電信號進行分析，達到量化評定各腹肌訓練動作對腹直肌影響程度的目的，為民眾力量訓練及健身鍛煉提供參考依據。

1? 研究對象與研究方法

1.1 研究對象

本文選取的對象為10名遼寧師范大學體育學院的男同學，體重均在（79±12.85）kg，身高（178.8±4.4）cm，年齡（23.1±1.4）歲。1年之內無腹部、下背部的運動損傷。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法

通過在遼寧師范大學圖書館和中國知網等查閱文獻途徑共查閱國內外肌電類研究性方面著作近30余篇，以及學習國內肌電研究的專家講座，了解本領域現如今研究所涉獵的領域和未來發(fā)展前沿。

1.2.2 實驗法

實驗器材：ME6000-16型16導線便攜式肌電采集測試儀、酒精、肌肉電采集電極貼、瑜伽墊、腹肌輪、下斜板仰臥起坐凳、筆記本、筆、酒精棉。

實驗地點：遼寧師范大學訓練中心。

實驗步驟：10名測試人員先在恒溫25℃的遼寧師范大學健身中心進行強度一致的熱身活動和腹直肌激活，然后準備測試，用酒精棉蘸取75%醫(yī)用酒精擦拭受試人員腹直肌以防止表面油脂及壞死角質層對實驗結果產生影響，所有受試人員在左側下部腹直肌上粘貼電極片，電極間距2cm，方向順著腹直肌走向，測試儀器在測試人員進行熱身時啟動確認好用，開始測試時記錄人員在測試儀器旁做好記錄。

所有測試人員按照實驗動作要求進行，10名測試人員先依次進行腹直肌最大肌肉力量的表面肌電測試。測試方法：運用平板仰臥起坐凳進行抗阻力測試，受試人員下肢固定，放松平躺在凳面上做卷腹動作，上體抬起45°角時，設置以阻礙其運動的器械（可調節(jié)高度的杠鈴桿），其他測試人員在器械上施加足夠大的阻力保證受試人員不能完全起身，使受試人員短時間內快速收縮腹直肌產生最大力量對抗阻力，測出此時表面肌電。

所有受試人員測試結束后休息10min后再依次做屈腿卷腹，直腿卷腹、屈腿仰臥起坐、直腿仰臥起坐、健腹輪、仰臥兩頭起、下斜板仰臥起坐，每個完整動作時間控制在2s。為防止肌肉疲勞，每個測量動作之間間歇10s，每個動作做3次測量。一個動作10人全部結束后進行下一動作。

動作標準要求如下。

（1）直腿卷腹：要求雙腿伸直與髖同寬，雙臂交叉于胸前仰臥在瑜伽墊上，卷腹時腹肌充分收縮發(fā)力，下背部不離開瑜伽墊，上背部與地面成角45°。（2）屈腿卷腹：要求雙腳踩住地面屈膝90°，其他要求與直腿卷腹要求一致。（3）屈腿仰臥起坐：要求屈膝90°，雙腳踩住地面，雙腿與髖同寬，雙臂交叉于胸前，做仰臥起坐時整個背部挺直，保證后腦、胸椎、骶骨成一條直線，起身時腹肌收緊與軀干地面成45°。（4）直腿仰臥起坐：要求雙腿伸直，盡可能放松貼緊地面，其他要求與屈膝仰臥起坐一致。（5）俯身滾健腹輪：要求雙膝跪在瑜伽墊上，雙膝距離與髖同寬，雙腳放松腳背貼與地面，雙手緊握腹肌輪手柄，雙手用力要均勻，向前推時手臂伸直，下落至身體與地面平行再將其拉回，一次動作完成。（6）仰臥兩頭起：要求仰臥于瑜伽墊上，雙臂伸直與肩同寬，雙腿與髖同寬，兩頭起時腹肌發(fā)力雙臂雙腿同時離地，軀干與地面和下肢與地面均成45°角，腹部收緊，雙腳背伸。（7）下斜板仰臥起坐：要求仰臥在下斜板上，下肢固定，其他要求與屈膝仰臥起坐一致，軀干抬起高度要求與板成45°。

1.3 數據整理

將實驗所得的數據運用Excel進行整理，然后導入SPSS 19.0進行數據處理分析。在研究神經表面肌電信號時常常由于研究對象之間個體差異較大，獲得的初始數據間波動性很大不便于比較，為了使實驗所測的數據具有可比性，將對原始數據進行標準化處理，而后進行分析討論。標準化方法：每個動作的AEMG除以腹直肌最大收縮（MVC）時的AEMG值。

2? 測試結果

由表1可以看出，不同腹直肌訓練動作之間AEMG存在明顯的差異。由表2可以看出，MVC腹肌AEMG值為（315.3±194.941）μv。由表3可以看出，屈腿卷腹與直腿卷腹、屈腿仰臥起坐、俯身滾動健腹輪之間AEMG無明顯差異。仰臥兩頭起、下斜板仰臥起坐、直腿仰臥起坐與其他動作之間均有明顯差異。下斜板仰臥起坐與屈腿卷腹、直腿卷腹、屈腿仰臥起坐、俯身滾動健腹輪之間AEMG均有明顯差異。仰臥兩頭起與屈腿卷腹、直腿卷腹、屈腿仰臥起坐、直腿仰臥起坐、俯身滾動健腹輪之間AEMG標準化值均有明顯差異。

3? 分析與討論

通過對比不同動態(tài)腹直肌訓練動作對肌肉表面產生的表面肌電信號SEMG幅值變化來分析肌肉活動狀態(tài)，揭示人體各肌肉在各類型肌肉動作中的表面肌電特征。

本文AEMG値的選取均是一個完整動作周期，平均振幅（AEMG）是指一段時間內肌電振幅的平均值，以往的研究表明，各種負荷形勢下肌肉收縮力或輸出功率的變化與肌電信號的振幅間存在著一定的相關性，可以反映出運動期間肌肉力量的變化[5-6]。王嶸等人對腹直肌研究發(fā)現肌肉放電振幅越大，肌肉運動越強烈，肌肉鍛煉效果越明顯[7]。通過對實驗數據標準化處理后的AEMG值進行整理得出表3，實驗結果顯示做屈腿卷腹與直腿仰臥起坐、仰臥兩頭起、下斜板仰臥起坐之間下腹部的AEMG有明顯差異，與直腿卷腹、屈腿仰臥起坐、俯身滾動健腹輪之間下腹部的AEMG無明顯差異。直腿卷腹同樣僅與直腿仰臥起坐、仰臥兩頭起、下斜板仰臥起坐之間下腹部的AEMG有明顯差異，與屈腿仰臥起坐、俯身滾動健腹輪之間下腹部的AEMG無明顯差異。

首先，從動作的區(qū)別來看，卷腹動作要求軀干不完全離開地面，支點在胸椎末端和腰椎上段附近，腹直肌收縮發(fā)力使腰椎段以上軀干離開地面，而仰臥起坐動作支點在坐骨附近，要求整個軀干離開地面，仰臥起坐的力矩大于卷腹的動作，有研究表明力矩增加肌電振幅也會隨之增加[8]，所以這可能是卷腹動作和仰臥起坐AEMG值差異的一方面原因。其次，相比于卷腹，仰臥起坐時下腹部的收縮可能更加明顯和充分，下腹部肌肉收縮力量更大，所以這可能是造成卷腹動作和仰臥起坐AEMG值差異的另一方面原因。而屈腿仰臥起坐和直腿仰臥起坐AEMG值有明顯差異的原因可能是屈腿仰臥起坐預先屈髖，屈髖肌收縮，在做動作時髂腰肌發(fā)力可能充分，腹直肌收縮發(fā)力相對于直腿仰臥起坐稍微差一些導致的。

仰臥兩頭起時要求軀干和四肢同時離開地面，下肢和軀干成角90°，此時腹直肌上部和下部發(fā)力都充分做向心收縮使軀干上半部分及下肢和骨盆抬離地面，身體最大程度成為一個直角V字形，再離心控制還原至平躺位，整個過程幅度大于卷腹和仰臥起坐動作。從生物力學上來看，做仰臥兩頭起時整個腹直肌不僅要克服軀干的重力，同時還要克服下肢的重力做功，無論是上腹部和下腹部的肌肉收縮力都要大于卷腹和仰臥起坐動作，AEMG值也要明顯大于卷腹和仰臥起坐動作。下斜板仰臥起坐與其他動作相比差異在于做下斜板仰臥時，下肢固定在仰臥起坐上，身體傾斜向下躺在下斜板上，此時小腿在膝關節(jié)處屈，髕骨向下移動。會使股直肌升高，肌張力升高可能會拉緊骨盆略微前傾，所以此時腹直肌被拉長，腹直肌發(fā)力收縮使軀干離開下斜板成45°，起身時要克服股直肌對骨盆的拉力和整個軀干的重力，所以需要腹直肌更大的向心收縮力。

俯身滾動健腹輪動作與其他動作相比最大的區(qū)別就是在于腹部沒有明顯的屈曲，而且整個動作完成腹肌不是最主要的發(fā)力肌，主要的發(fā)力肌肉是軀干上部三角肌、胸大肌及背闊肌及軀干下部屈髖肌，腹部肌群的作用是維持核心穩(wěn)定，腹直肌的收縮力要明顯小于其他幾個動作，因此所有的腹直肌訓練動作AEMG值差異的主要原因是在有時間控制的情況下完成不同幅度和克服阻力時腹直肌肌肉收縮力量的不同，動作幅度和阻力都是造成腹直肌AEMG差異的原因。

4? 結語

7種動態(tài)腹直肌訓練動作對下腹部均有鍛煉效果，相比較仰臥兩頭起的標準化AEMG值最高，對腹直肌下部的刺激程度最佳，其次為下斜板仰臥起坐和直腿仰臥起坐;屈腿卷腹、直腿卷腹、屈腿仰臥起坐和俯身滾動健腹輪對下腹部AEMG值無明顯差異，對腹直肌下部的刺激程度較差。

參考文獻

[1] 巨雷，朱新強，高俊虎.探析腹肌訓練與健康的關系[J].哈爾濱體育學院學報，2008（5）：96-98.

[2] 喻伯海，徐盛嘉，張仁祥，等.力量訓練在提高運動表現中的作用[J].體育科技文獻通報，2018，26（3）：39-43.

[3] Sole CJ，Kavanaugh AA，Reed JP，etal.The sport performance enhancement group： A five-year analysis of interdisciplinary athlete development.In： Beckham GK，Swisher A，editors.8thAnnual Coaches and Sport Science College[J].Johnson City，2013：28-30.

[4] 紀玉娣，張亞洲，馬繼政.體育運動項目中多次大強度短距離跑造成的運動疲勞[J].中國組織工程研究與臨床康復，2007（39）：7974-7977.

[5] Onishi H，Yagi R，Akasaba K，et al.Relationship between EMG signals and force in human vastus lateralis muscle using multiple bipolar wire lectrodes [J].Electro myography Kinesiol，2000，10（1）：59-67.

[6] 陳潔星，梅雪雄.動態(tài)瑞士球練習對游泳運動員軀干核心區(qū)肌群AEMG激活程度的影響[J].體育科學，2012，32（10）：56-63.

[7] 王嶸，熊發(fā)州.不同身體姿勢與運動節(jié)奏對男子游泳選手腹直肌訓練效果影響的肌電特征分析[J].天津體育學院學報，2011，1（26）：90-92.

[7] Barnes W S.The relationshipn of? motor-unit activation to isokinetic muscular contraction at different contracyile velocities [J].Physical Therapy，1980，60（9）：1151-1158.

[8] 劉興康，厲彥虎，傅濤.短時疲勞狀態(tài)下橄欖球運動員側切動作中下肢肌肉的表面肌電特征[J].中國體育科技，2017，53（6）：85-89.