不同啞鈴練習(xí)肱二頭肌姿勢的表面肌電分析

胡浩 吉林體育學(xué)院

在這個(gè)經(jīng)濟(jì)日益繁榮，壓力逐增的時(shí)代，健身越來越受到人們的重視。啞鈴作為最常見的健身器材之一，成為上肢力量練習(xí)中的最佳途徑之一。經(jīng)過走訪，在健身館中利用啞鈴鍛煉肱二頭的姿勢主要有三種，那么在利用啞鈴進(jìn)行力量練習(xí)過程中能否得到科學(xué)的理論指導(dǎo)，找到練習(xí)肱二頭肌的最佳方式，是一個(gè)值得研究的問題。

本實(shí)驗(yàn)通過對啞鈴集中彎舉，啞鈴交替外旋舉，啞鈴交替彎舉三種姿勢下肱二頭肌的表面肌電進(jìn)行分析，研究啞鈴練習(xí)肱二頭肌力量的一般性規(guī)律，從而指導(dǎo)大眾更快更有效地練習(xí)上肢力量，也為以后其他科研人員在這方面的研究提供參考依據(jù)。

一、研究對象與方法

（一）研究對象

以吉林體育學(xué)院學(xué)生20 名年齡在19～22 歲之間的男生作為研究對象。身體健康無病史，實(shí)驗(yàn)前受試對象未進(jìn)行劇烈運(yùn)動，肱二頭肌無疲勞感。

（二）研究方法

1.文獻(xiàn)資料法

根據(jù)所研究的內(nèi)容和目的通過人工查閱和互聯(lián)網(wǎng)查閱的方式查閱表面肌電相關(guān)論文34 篇，全面了解本研究領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和前沿。

2.實(shí)驗(yàn)法

首先從受試者班級選取 2 實(shí)驗(yàn)對象學(xué)生進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，熟悉操作流程，以及如何對所測試數(shù)據(jù)的進(jìn)行處理方式。其次從受試者學(xué)生中選取20 名男生作為測試的實(shí)驗(yàn)對象，實(shí)驗(yàn)之前對20 名男大學(xué)生進(jìn)行動作方法的培訓(xùn)使其能夠做出來標(biāo)準(zhǔn)的動作，這樣會使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析真實(shí)有效。

下面對啞鈴練習(xí)肱二頭肌的三種不同方式進(jìn)行解釋和說明。啞鈴集中彎舉：以下都稱為姿勢A，坐在凳上，用左手握啞鈴，讓上臂肘部緊貼在同側(cè)大腿的內(nèi)側(cè)，前臂自熱向下直垂放松。右手指向內(nèi)扶壓在另一大腿上，手微微彎曲。收縮握鈴的一側(cè)手臂的二頭肌將前臂開始向上彎起，到彎曲的最高點(diǎn)時(shí)，快速徹底收縮二頭肌1～2s，然后開始伸展肘關(guān)節(jié)，讓啞鈴慢慢下落到開始位置。啞鈴交替外旋舉：以下都稱為姿勢B，身體自然直立，雙手手持啞鈴垂于身體兩側(cè)，掌心相對。以肘關(guān)節(jié)為支撐點(diǎn)，慢慢向上彎舉，同時(shí)前臂慢慢開始外旋，掌心朝上，到達(dá)最高點(diǎn)收緊肱二頭肌，停留。正式實(shí)驗(yàn)對象開始準(zhǔn)備階段，根據(jù)受試者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前的熱身活動，實(shí)驗(yàn)開始前用75%酒精對肱二頭肌肌腹的表面皮膚進(jìn)行清潔，使表面肌電數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

在肌電測試過程中，如果測試的動作能夠重復(fù)完成，通常采用多次重復(fù)測試來獲取某一變量的平均變化，即平均模式。平均模式能更好地反映運(yùn)動時(shí)的各個(gè)變量的真實(shí)情況。

進(jìn)行正式測試，實(shí)驗(yàn)時(shí)統(tǒng)一采用右臂來進(jìn)行測量，測量時(shí)所用的啞鈴負(fù)荷為個(gè)人上臂最大力量的70%。采用表面肌電信號采集儀DASYLab 10.0，對每一位受試者進(jìn)行A、B、C 三種不同姿勢下表面肌電信號的采集，每個(gè)姿勢采集3 次，將得到的表面肌電信號進(jìn)行比較分析，得出結(jié)論。

3.數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

利用SPSS17.0 系統(tǒng)對所測試出來實(shí)驗(yàn)對象的表面肌電傳出來的信號數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)的結(jié)果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)。并且用t 值檢驗(yàn)數(shù)據(jù)差異是否有顯著性的意義，當(dāng)P＜0.05 差異時(shí)具有顯著性意義，P＜0.01 差異是具有高度顯著性意義。

二、結(jié)果與分析

（一）結(jié)果

1.不同姿勢下iEMG 特征

AB 兩個(gè)姿勢之間，通過計(jì)算P＜0.01，在AC 兩個(gè)姿勢之間，用同樣的方法檢驗(yàn)P＜0.05，在BC 兩個(gè)姿勢之間，用此方法檢驗(yàn)，P＞0.05。

2.不同姿勢下RMS 特征

如表所示,在AB 兩個(gè)姿勢之間，通過檢驗(yàn)，P＜0.01，在AC 兩個(gè)姿勢之間，用同樣的方法檢驗(yàn)，P＜0.05，在BC 兩個(gè)姿勢之間，用此方法檢驗(yàn)，P＞0.05。

（二）分析

時(shí)域分析的指標(biāo)主要包括積分肌電值（integrated EMG，iEMG）、均方根值（RootMean Square，RMS）和平均振幅（Average Amplitude，MA）。iEMG 是一段時(shí)間內(nèi)肌肉中能參與活動的運(yùn)動單位放電總量，通常是用來分析在單位時(shí)間內(nèi)肌肉的收縮性。RMS 是平均放電量，大小受肌電幅值的影響，與運(yùn)動單位的募集和興奮節(jié)律有關(guān)，MA 表示肌電信號的強(qiáng)弱，其大小與參與活動的運(yùn)動單位數(shù)目和放電頻率的同步化程度有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)主要采用積分肌電值和均方根振幅值來進(jìn)行分析。

1.不同姿勢下iEMG 特征分析

iEMG 肌電圖上的肌電變化曲線與時(shí)間橫軸所包繞面積的積分，可以是反映規(guī)定時(shí)間內(nèi)肌肉的肌電活動波動的強(qiáng)弱。由肌肉的肌電信號則是肌肉在收縮過程中所伴隨發(fā)生生理電波的電信號，也是肌肉收縮的產(chǎn)生的必要條件。所以，在肌電特征和肌力之間所對應(yīng)關(guān)系一直應(yīng)該是人們最為關(guān)注的數(shù)值。也有許多研究學(xué)者的研究報(bào)告表明：肌肉的表面積分所產(chǎn)生肌電與肌力之間也存在高度相輔相成的關(guān)系。也就是說肱二頭肌的iEMG 值產(chǎn)長得越大，則證明肌肉發(fā)力就越大。本實(shí)驗(yàn)通過累計(jì)每個(gè)不同姿勢下的iEMG 來判斷肌肉的所產(chǎn)生的發(fā)力大小。

每個(gè)學(xué)生肱二頭肌的積分肌電值的平均累計(jì)情況以及ABC 三種不同姿勢下，積分肌電值累計(jì)的對比關(guān)系：A 姿勢下的 iEMG 累積效率要高于 B 姿勢，B 姿勢下的 iEMG 累積效率要高于 C 姿勢。啞鈴練習(xí)肱二頭肌過程中 iEMG 累積效率依次增大的順序?yàn)椋簡♀徑惶鎻澩庑e→啞鈴交替彎舉→啞鈴集中彎舉。

A 姿勢與B 姿勢的實(shí)驗(yàn)對比分析，啞鈴集中彎舉的iEMG值比啞鈴交替外旋舉iEMG 值大。說明進(jìn)行啞鈴集中彎舉能對肱二頭肌的刺激強(qiáng)度更大，且具有高度顯著性意義。

A 姿勢與C 姿勢的實(shí)驗(yàn)對比分析，啞鈴集中彎舉的iEMG值比啞鈴交替彎舉iEMG 值大。說明進(jìn)行啞鈴集中彎舉能對肱二頭肌的刺激強(qiáng)度更大，且具有顯著性意義。

結(jié)合解剖學(xué)動作分析認(rèn)為出現(xiàn)以上結(jié)果的原因有兩點(diǎn)，主要原因是A 姿勢下肘關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)都相對固定，且肌肉的初長度適宜，能夠發(fā)揮出肱二頭肌的最大力量，而在B 姿勢與C姿勢中肱二頭肌預(yù)先被拉長，無法使肱二頭肌充分發(fā)力，肘關(guān)節(jié)與肩關(guān)節(jié)相比之下不太固定，且需要肱二頭肌分散一部分力量來固定肘關(guān)節(jié)的位置；次要原因是坐位的啞鈴集中彎舉，前臂處于外旋位，肱二頭肌可以充分應(yīng)用于屈肘。

B 姿勢與C 姿勢的實(shí)驗(yàn)對比分析，啞鈴交替外旋舉的iEMG值比啞鈴交替彎舉iEMG 值小，但二者差異無顯著性意義。

結(jié)合解剖學(xué)動作分析，雖然C 姿勢下前臂處于外旋位，肱二頭肌可以充分用于屈肘，但在B 姿勢與C 姿勢中這種差異并不明顯，積分肌電大小差異也沒有明顯顯著性意義。

2.不同姿勢下RMS 特征分析

均方根振幅反應(yīng)一定時(shí)間內(nèi)在肌肉放電過程中的平均水平，被認(rèn)為是與運(yùn)動單位募集的數(shù)量和所有肌纖維放電的同步化有關(guān)，因此用來判斷肌肉活動的起止時(shí)間，以用來估計(jì)肌肉產(chǎn)生肌力所產(chǎn)生的大小。均方根振幅時(shí)域分析中最可靠的方法，也是最常用的參數(shù)，我們用平均值來描述是可以表示該信號的中心趨勢曲線或集中發(fā)展程度。

各個(gè)實(shí)驗(yàn)對象在ABC 三種不同姿勢下練習(xí)肱二頭肌的過程中肱二頭肌肌電活動的均方根振幅情況，然后根據(jù)每個(gè)學(xué)生各肌肉放電活動的均方根振幅平均值，得出均方根振幅的總平均值及標(biāo)準(zhǔn)差，從上述數(shù)據(jù)上可以反映出啞鈴練習(xí)肱二頭肌過程中放電的均方根振幅的總體情況在整個(gè)練習(xí)過程中，A姿勢下的均方根振幅值也是最大，B 姿勢的均方根振幅值也是最小。

A 姿勢與B 姿勢的實(shí)驗(yàn)對比分析，啞鈴集中彎舉的RMS值比啞鈴交替外旋舉RMS 值大。說明進(jìn)行啞鈴集中彎舉募集的運(yùn)動單位較多，且這種差異具有高度顯著性意義。

A 姿勢與C 姿勢的實(shí)驗(yàn)對比分析，啞鈴集中彎舉的RMS值比比啞鈴交替彎舉RMS 值大。則是說明進(jìn)行啞鈴集中彎舉募集的運(yùn)動單位較多，而且這種差異具有顯著性意義。

結(jié)合運(yùn)動解剖學(xué)動作分析認(rèn)為，出現(xiàn)以上結(jié)果的原因有兩點(diǎn)，主要原因是A 姿勢下肘關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)都相對是固定，且肌肉的初長度適宜，能夠發(fā)揮出肱二頭肌的最大肌肉力量，而在B 姿勢與C 姿勢中肱二頭肌預(yù)先被拉長，無法充分使肱二頭肌發(fā)力，肘關(guān)節(jié)與肩關(guān)節(jié)相比之下是不太固定，需要肱二頭肌分散一部分力量來固定關(guān)節(jié)的位置；次要原因是坐位的啞鈴集中彎舉，前臂處于外旋位，肱二頭肌可以充分應(yīng)用于屈肘。

B 姿勢與C 姿勢的實(shí)驗(yàn)對比分析，啞鈴交替外旋舉的RMS值比啞鈴交替彎舉RMS 值小，但二者差異無顯著性意義。

結(jié)合解剖學(xué)動作分析，雖然C 姿勢下臂處于外旋位時(shí)，肱二頭肌可以充分用于屈肘，但在B 姿勢與C 姿勢中這種差異并不明顯，RMS 差異沒有明顯意義。

三、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

（1）在三種不同的啞鈴練習(xí)肱二頭肌的姿勢中，啞鈴集中彎舉對肱二頭肌的刺激最大，啞鈴交替彎舉與啞鈴交替外旋舉對肱二頭肌刺激沒有顯著性差異，則使用啞鈴集中彎舉對肱二頭肌的刺激強(qiáng)度最大。

（2）在三種不同的啞鈴練習(xí)肱二頭肌的姿勢中，啞鈴集中彎舉募集的運(yùn)動單位最多，啞鈴交替彎舉與啞鈴交替外旋舉之間沒有顯著性差異，則使用啞鈴集中彎舉的姿勢鍛煉肱二頭肌的效果較好。

（二）建議

（1）在日常健身過程中推薦使用啞鈴集中彎舉這種鍛煉方式發(fā)展肱二頭肌力量。

（2）建議推廣利用表面肌電研究鍛煉肌肉最佳途徑的這種研究方法，為大眾進(jìn)行力量練習(xí)提供科學(xué)的理論依據(jù)，促使大眾采用最為科學(xué)的方式方法進(jìn)行力量練習(xí)。