羽毛球運(yùn)動(dòng)員殺球時(shí)核心肌群的表面肌電研究①

劉凡 曹蕾

(湖南第一師范學(xué)院體育學(xué)院 湖南長(zhǎng)沙 410205)

羽毛球運(yùn)動(dòng)屬于隔網(wǎng)對(duì)抗型運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，它以技術(shù)為主導(dǎo)，運(yùn)動(dòng)員的速度、力量和耐力三者協(xié)調(diào)配合是技術(shù)發(fā)揮的前提。韓春遠(yuǎn)等人定義“大核心區(qū)”為肩關(guān)節(jié)以下髖關(guān)節(jié)以上，包括骨盆、胸廓和整個(gè)脊柱在內(nèi)的區(qū)域，具有穩(wěn)定人體核心部位、控制重心運(yùn)動(dòng)、傳遞上下肢力量的作用[1]。殺球技術(shù)動(dòng)作因其速度快和力量大的特點(diǎn)使它成為重要的得分手段，而羽毛球運(yùn)動(dòng)員核心肌群的協(xié)調(diào)性決定著殺球技術(shù)動(dòng)作的質(zhì)量[2]，因此探討殺球技術(shù)動(dòng)作中的核心肌群發(fā)力的過程能夠在本質(zhì)上發(fā)現(xiàn)和解決運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練及比賽中的不足。并揭示殺球技術(shù)動(dòng)作中肌肉的發(fā)力情況，為核心力量訓(xùn)練提供科學(xué)合理的指導(dǎo)。

表1 運(yùn)動(dòng)員基本情況一覽表

圖1 揮拍擊球階段肌肉激活順序

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取湖南第一師范學(xué)院共20名羽毛球訓(xùn)練隊(duì)運(yùn)動(dòng)員為羽毛球殺球測(cè)試的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，以不同性別運(yùn)動(dòng)員殺球時(shí)揮拍擊球階段核心肌群的表面肌電特征為主要研究對(duì)象。受試者測(cè)試期間身體健康狀況良好，無運(yùn)動(dòng)損傷與疾病，肌肉無疲勞感，具體信息見表1。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法

查閱近10年與本研究相關(guān)的文獻(xiàn)和書籍。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)量法

（1）研究器材。

筆記本1臺(tái)，德國(guó)產(chǎn)BTS FREEEMG 300型16通道肌電儀器及其分析軟件，信號(hào)的采樣頻率為1000Hz，帶通濾波8～500Hz。

（2）實(shí)驗(yàn)方法。

對(duì)湖南第一師范學(xué)院羽毛球訓(xùn)練隊(duì)20名隊(duì)員進(jìn)行殺球測(cè)試，選取核心肌群來觀察其表面肌電，上述核心肌群包括雙側(cè)的腹直肌、腹外斜肌、胸大肌、豎脊肌、背闊肌、臀大肌、臀中肌。

（3）肌電測(cè)試原理和流程。

肌電測(cè)試原理：表面肌電電極放大并采集信號(hào)，信號(hào)傳輸給肌電儀器后，通過信號(hào)轉(zhuǎn)換器完成信號(hào)轉(zhuǎn)換，該信號(hào)通過無線接收器到達(dá)計(jì)算機(jī)，最后存儲(chǔ)、處理數(shù)據(jù)。

無線表面肌電測(cè)試流程：運(yùn)動(dòng)員在做準(zhǔn)備活動(dòng)和粘貼表面電極的同時(shí)，打開計(jì)算機(jī)輸入受試者信息、設(shè)置采樣頻率和指標(biāo)，完成準(zhǔn)備工作后開始記錄測(cè)試動(dòng)作的肌電情況并存盤，最后進(jìn)行肌電數(shù)據(jù)分析。

在粘貼電極片時(shí)要按照動(dòng)作測(cè)試要求和解剖學(xué)知識(shí)，在受試者身上找到肌肉的準(zhǔn)確位置，體表剃毛并用酒精擦拭，在肌腹隆起部位貼上電極片后用醫(yī)用膠帶固定好。

（4）數(shù)據(jù)處理。

使用BTS EMG-Analyzer、SPSS 21.0對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。

2 研究結(jié)果與分析

2.1 殺球測(cè)試中擊球階段技術(shù)劃分

本文研究羽毛球正手殺球，受試者的殺球位置在受試者的前上方頭頂區(qū)，殺球路線為直線，殺球起跳腳為右腳（以右手持拍為例）。可以把整個(gè)技術(shù)動(dòng)作過程分為5個(gè)階段：擊球前的移動(dòng)取位階段、擊球前的引拍階段、揮拍擊球階段、擊球后的隨揮階段和回位階段[3]。本研究主要從揮拍擊球階段對(duì)核心肌群的肌肉激活順序和表面肌電特征進(jìn)行研究，分為優(yōu)勢(shì)側(cè)與劣勢(shì)側(cè)：持拍側(cè)為優(yōu)勢(shì)側(cè)，非持拍側(cè)為劣勢(shì)側(cè)。

2.2 擊球階段肌肉激活時(shí)間的分析

肌肉的激活順序是指肌肉在參與某項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的過程中，各肌肉在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的支配下被激活的先后順序，是評(píng)定肌肉間協(xié)調(diào)性和動(dòng)作發(fā)力特征的重要手段[4]。在殺球測(cè)試過程中，受試者身體各部分肌肉相續(xù)被激活。根據(jù)圖1可知，揮拍擊球階段核心肌群各肌肉被激活的順序是臀大肌、臀中肌→豎脊肌→腹直肌、腹外斜肌→背闊肌→胸大肌。臀大肌和臀中肌最先放電，原因是在引拍階段向揮拍擊球階段過渡時(shí)，蹬地轉(zhuǎn)髖動(dòng)作使得臀大肌收縮、臀中肌后束被拉長(zhǎng)從而完成下肢力量向軀干傳遞。豎脊肌也迅速達(dá)到峰值，它能夠維持脊柱的穩(wěn)定并防止其損傷。腹直肌和腹外斜肌由拉長(zhǎng)時(shí)的離心收縮迅速做向心收縮，腹部力量得到進(jìn)一步的有效傳遞。在背部肌群發(fā)力順序中，豎脊肌和背闊肌作為腹直肌和腹外斜肌的拮抗肌，也表現(xiàn)出一定的放電水平。這表明除了腹直肌和腹外斜肌作為主動(dòng)肌群的向心收縮完成工作外，還需要豎脊肌和背闊肌作為拮抗肌共同完成軀干力量的傳遞。最后被激活的肌肉是胸大肌，胸大肌作為胸上肢肌是鞭打動(dòng)作中將軀干力量傳遞到上肢過程中的重要一環(huán)。因此揮拍擊球階段核心肌群各肌肉被激活的

順序符合人體運(yùn)動(dòng)鏈活動(dòng)順序[5-6]，運(yùn)動(dòng)鏈活動(dòng)的合理性為擊球速度和力量創(chuàng)造了理想的條件，這與趙曉雯[7]提出的核心區(qū)穩(wěn)定能力能夠最大限度在整體運(yùn)動(dòng)鏈上產(chǎn)生、傳導(dǎo)、運(yùn)輸和控制肢體力量相一致。

表2 不同性別運(yùn)動(dòng)員揮拍擊球階段肌肉貢獻(xiàn)率、積分肌電值、均方根振幅值

2.3 不同性別運(yùn)動(dòng)員擊球階段肌肉積分肌電（IEMG）及貢獻(xiàn)率對(duì)比分析

積分肌電值（IEMG）是指單位時(shí)間內(nèi)參與活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)單位放電總量，反映肌肉募集運(yùn)動(dòng)單位的多少與放電的強(qiáng)弱。肌肉貢獻(xiàn)率是指在完成某一技術(shù)動(dòng)作過程中各肌肉的積分肌電值與所有肌肉積分肌電值總和的百分比，肌肉貢獻(xiàn)率的大小能夠反映該肌肉在完成技術(shù)動(dòng)作過程中所發(fā)揮作用的大小[8]。

根據(jù)表2可知，比較揮拍擊球階段不同性別運(yùn)動(dòng)員積分肌電值，相對(duì)較大的都有優(yōu)勢(shì)側(cè)臀大肌、雙側(cè)腹外斜肌、優(yōu)勢(shì)側(cè)豎脊肌，說明不同性別運(yùn)動(dòng)員的這些肌肉都是原動(dòng)肌，在引拍階段向揮拍擊球階段轉(zhuǎn)換的瞬間，優(yōu)勢(shì)側(cè)腳瞬間蹬地轉(zhuǎn)髖：優(yōu)勢(shì)側(cè)臀大肌發(fā)力產(chǎn)生蹬地力量，雙側(cè)腹外斜肌發(fā)力帶動(dòng)軀干旋轉(zhuǎn)，并與優(yōu)勢(shì)側(cè)豎脊肌共同穩(wěn)定脊椎完成轉(zhuǎn)髖動(dòng)作。不同性別運(yùn)動(dòng)員在積分肌電值上相對(duì)較小的是雙側(cè)腹直肌和優(yōu)勢(shì)側(cè)胸大肌，說明兩者的作用是協(xié)調(diào)其他肌群更好地完成動(dòng)作，屬于次動(dòng)肌。

對(duì)不同性別運(yùn)動(dòng)員揮拍擊球階段的每一塊肌肉進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果顯示，劣勢(shì)側(cè)腹直肌、劣勢(shì)側(cè)腹外斜肌、劣勢(shì)側(cè)臀大肌、劣勢(shì)側(cè)臀中肌、優(yōu)勢(shì)側(cè)腹直肌有非常顯著性差異，優(yōu)勢(shì)側(cè)胸大肌、優(yōu)勢(shì)側(cè)臀大肌有顯著性差異，其他肌肉無顯著性差異。從整體上來說，男性運(yùn)動(dòng)員揮拍擊球階段整體表現(xiàn)出來的積分肌電值較女性運(yùn)動(dòng)員大。

根據(jù)表2可知，從腹部肌群來看，不同性別的運(yùn)動(dòng)員在揮拍擊球階段肌肉貢獻(xiàn)率大小順序整體上都是腹外斜肌＞胸大?。靖怪奔　Ｆ渲行卮蠹『透怪奔≡谀行赃\(yùn)動(dòng)員中表現(xiàn)為劣勢(shì)側(cè)胸大?。緝?yōu)勢(shì)側(cè)胸大肌＞優(yōu)勢(shì)側(cè)腹直?。玖觿?shì)側(cè)腹外斜?。辉谂赃\(yùn)動(dòng)員中表現(xiàn)為優(yōu)勢(shì)側(cè)胸大?。玖觿?shì)側(cè)胸大?。玖觿?shì)側(cè)腹直肌＞肌優(yōu)勢(shì)側(cè)腹直肌，不同性別的運(yùn)動(dòng)員在揮拍擊球階段腹部肌肉貢獻(xiàn)率整體上一致，但不同側(cè)的肌肉貢獻(xiàn)率略有差異。從背部肌群來看，男性運(yùn)動(dòng)員/女性運(yùn)動(dòng)員：優(yōu)勢(shì)側(cè)豎脊?。?.53%/7.55%）、劣勢(shì)側(cè)豎脊?。?.09%/8.55%）、優(yōu)勢(shì)側(cè)背闊?。?.91%/5.47%）、劣勢(shì)側(cè)背闊?。?.86%/5.52%）、優(yōu)勢(shì)側(cè)臀大?。?.93%/9.05%）、劣勢(shì)側(cè)臀大肌（4.24%/8.08%）、優(yōu)勢(shì)側(cè)臀中?。?.30%/7.09%）、劣勢(shì)側(cè)臀中?。?.03%/8.91%）。男性運(yùn)動(dòng)員揮拍擊球階段的雙側(cè)背闊肌及優(yōu)勢(shì)側(cè)豎脊肌的肌肉貢獻(xiàn)率相對(duì)于女性運(yùn)動(dòng)員大，說明這些肌肉在揮拍擊球的瞬間保持較高的放電水平；而女性運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)臀大肌和劣勢(shì)側(cè)臀中肌的肌肉貢獻(xiàn)率相對(duì)于男性運(yùn)動(dòng)員大，說明在揮拍擊球階段女性運(yùn)動(dòng)員的臀部肌肉在整體上起更大的作用。

2.4 不同性別運(yùn)動(dòng)員擊球階段肌肉均方根振幅值（R MS）的對(duì)比分析

均方根振幅（RMS）能夠反映一定時(shí)間內(nèi)肌肉放電的平均水平，其大小取決于肌電振幅的變化，能在時(shí)間維度上反映sEMG信號(hào)振幅變化的特征。在相同的用力時(shí)間內(nèi)，RMS和IEMG在一定程度上均能反映肌肉放電大小，它們與最大力量的比值可以相互對(duì)比。

根據(jù)表2可知，男性運(yùn)動(dòng)員揮拍擊球階段肌肉均方根幅（RMS）大小順序呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：優(yōu)勢(shì)側(cè)臀大?。緝?yōu)勢(shì)側(cè)胸大肌＞劣勢(shì)側(cè)腹直?。緝?yōu)勢(shì)側(cè)腹直?。玖觿?shì)側(cè)胸大?。玖觿?shì)側(cè)腹外斜肌＞優(yōu)勢(shì)側(cè)腹外斜?。玖觿?shì)側(cè)臀大肌＞劣勢(shì)側(cè)臀中?。玖觿?shì)側(cè)豎脊?。緝?yōu)勢(shì)側(cè)臀中肌＞優(yōu)勢(shì)側(cè)豎脊?。緝?yōu)勢(shì)側(cè)背闊?。玖觿?shì)側(cè)背闊肌。

女性運(yùn)動(dòng)員揮拍擊球階段肌肉均方根幅大小順序呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：優(yōu)勢(shì)側(cè)腹外斜?。緝?yōu)勢(shì)側(cè)豎脊?。緝?yōu)勢(shì)側(cè)腹直?。玖觿?shì)側(cè)臀中?。玖觿?shì)側(cè)豎脊肌＞優(yōu)勢(shì)側(cè)胸大?。玖觿?shì)側(cè)胸大?。緝?yōu)勢(shì)側(cè)背闊?。玖觿?shì)側(cè)腹外斜?。緝?yōu)勢(shì)側(cè)臀大?。玖觿?shì)側(cè)臀大肌＞劣勢(shì)側(cè)背闊?。玖觿?shì)側(cè)腹直?。緝?yōu)勢(shì)側(cè)臀中肌。

對(duì)不同性別運(yùn)動(dòng)員揮拍擊球階段每一塊肌肉的均方根振幅值進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果顯示，劣勢(shì)側(cè)腹直?。≒=0.002＜0.01）及優(yōu)勢(shì)側(cè)臀大肌（P=0.009＜0.01）有非常顯著性差異，劣勢(shì)側(cè)腹外斜肌（P=0.032＜0.05）、劣勢(shì)側(cè)胸大?。≒=0.047＜0.05）、優(yōu)勢(shì)側(cè)胸大?。≒=0.019＜0.05）、劣勢(shì)側(cè)臀大?。≒=0.020＜0.05）及優(yōu)勢(shì)側(cè)臀中肌（P=0.012＜0.05）有顯著性差異。從整體上來看，男性運(yùn)動(dòng)員的RMS值（優(yōu)勢(shì)側(cè)背闊肌男女差異不明顯）相較于女性運(yùn)動(dòng)員大，說明男性運(yùn)動(dòng)員的肌肉刺激程度和肌肉的動(dòng)員相較于女性運(yùn)動(dòng)員更大，肌肉放電水平和肌肉的活性更高。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

（1）揮拍擊球階段核心肌群各肌肉被激活的順序是臀大肌、臀中肌→豎脊肌→腹直肌、腹外斜肌→背闊肌→胸大肌，且揮拍擊球階段核心肌群各肌肉被激活的順序符合人體運(yùn)動(dòng)鏈活動(dòng)順序。（2）從肌肉積分肌電值（IEMG）上看，男性和女性運(yùn)動(dòng)員積分肌電值相對(duì)較大的都有優(yōu)勢(shì)側(cè)臀大肌、雙側(cè)腹外斜肌、優(yōu)勢(shì)側(cè)豎脊肌，說明不同性別運(yùn)動(dòng)員的這些肌肉都是主動(dòng)肌，雙側(cè)腹直肌和優(yōu)勢(shì)側(cè)胸大肌的積分肌電值相對(duì)較小，屬于次動(dòng)肌。整體上，男性和女性運(yùn)動(dòng)員的積分肌電值有顯著性差異。（3）從肌肉貢獻(xiàn)率上看，男性和女性運(yùn)動(dòng)員在揮拍擊球階段腹部肌肉貢獻(xiàn)率大小順序整體上都是腹外斜?。拘卮蠹。靖怪奔?，但不同側(cè)的肌肉貢獻(xiàn)率略有差異；而從背部肌肉貢獻(xiàn)率來看，男性運(yùn)動(dòng)員揮拍擊球階段的雙側(cè)背闊肌及優(yōu)勢(shì)側(cè)豎脊肌的肌肉貢獻(xiàn)率相對(duì)于女性運(yùn)動(dòng)員大，說明這些肌肉在揮拍擊球的瞬間保持較高的放電水平；而女性運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)臀大肌和劣勢(shì)側(cè)臀中肌的肌肉貢獻(xiàn)率相對(duì)于男性運(yùn)動(dòng)員大，說明在揮拍擊球階段女性運(yùn)動(dòng)員的臀部肌肉在整體上起更大的作用。（4）從肌肉均方根振幅上看，男性運(yùn)動(dòng)員的RMS值（優(yōu)勢(shì)側(cè)背闊肌男女差異不明顯）在整體上相較于女性運(yùn)動(dòng)員大，說明男性運(yùn)動(dòng)員的肌肉刺激程度和肌肉的動(dòng)員相較于女性運(yùn)動(dòng)員更大，肌肉放電水平和肌肉的活性更高。

3.2 建議

（1）建議湖南第一師范學(xué)院羽毛球訓(xùn)練隊(duì)教練員加強(qiáng)對(duì)女性運(yùn)動(dòng)員腹部肌群和男性運(yùn)動(dòng)員臀部肌群的肌肉力量練習(xí)。（2）在羽毛球運(yùn)動(dòng)核心肌群力量訓(xùn)練中，應(yīng)加強(qiáng)腹直肌、腹外斜肌、豎脊肌、背闊肌等肌肉的全面專項(xiàng)力量訓(xùn)練，并根據(jù)合理的動(dòng)力鏈與其他肌肉一同建立合理的技術(shù)動(dòng)作訓(xùn)練基礎(chǔ)，著重訓(xùn)練肌肉間配合的協(xié)調(diào)性。（3）文中所測(cè)肌群均為淺層肌群，忽略了核心深層肌群對(duì)羽毛球殺球階段的影響，建議其他研究者以核心深層肌群為方向進(jìn)行研究。