成年人手足爬行的表面肌電特征分析

孟歡歡 田雅文 楊 濤

(河北師范大學(xué)體育學(xué)院 河北 石家莊 050024)

成年人手足爬行的表面肌電特征分析

孟歡歡 田雅文 楊 濤

(河北師范大學(xué)體育學(xué)院 河北 石家莊 050024)

河北省人體運動生物信息測評重點實驗室

目的：由于人類直立行走及現(xiàn)代生活方式帶來眾多不良影響，本研究著重探討手足爬行對人體的益處及缺點，給大眾爬行健身等提供科學(xué)依據(jù)。方法：運用32導(dǎo)無線表面肌電系統(tǒng)同步采集受試者在完成手足爬行時全身主要16塊肌群的表面肌電信號，并加以分析探討。結(jié)果：爬行時積分肌電值較大的肌肉有三角肌前部和后部，肱三頭肌，股直肌及脛骨前肌，除此之外的肌肉積分肌電值較小。結(jié)論：爬行可能能有效改善頸椎變直及緩解緊張的背部肌肉，其主要鍛煉的肌肉包括三角肌、肱三頭肌、股直肌及脛骨前肌。

爬行；表面肌電；積分肌電

由于人直立行走及現(xiàn)代生活方式帶來了一系列的弊端(例如頸椎、腰椎變直等)，最近有人提出了仿生運動，包括倒著走、爬行等運動方法。爬行是一種運動模式，成年人也可以爬行，但對于爬行的研究較少。大多數(shù)對爬行的研究只是分析了手膝爬行與手足爬行的運動特征。只有少數(shù)幾篇研究分析了手膝爬行時幾塊肌肉的活動情況[1]，很少有研究能夠透徹的分析成人或兒童手膝爬行和手足爬行時的運動規(guī)律性。這些研究大多數(shù)的結(jié)論是[2]，由于四肢協(xié)調(diào)運動是其他靈長類動物和非靈長類四足動物共有的模式，所以人類可能具有潛在的類似于這些群體的神經(jīng)回路。

基于此，本研究在前人的研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析手足爬行時人體表面主要肌群的肌電活動情況，探討爬行對人體可能產(chǎn)生的優(yōu)缺點，以給大眾爬行鍛煉提供幫助。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

招募河北師范大學(xué)體育學(xué)院2013級8名男性在校大學(xué)生作為受試者。受試者平均年齡為24.0±1.0歲，身高為177.3±3.5cm，體重為70.0±4.0kg。受試者在兩周練習(xí)及實驗前皆無傷病及劇烈運動，所有受試者皆了解本研究目的。動作模式：手足(前腳掌)著地，兩手間距和兩腳間距與肩同寬或略窄與肩，軀干與地面平行，一側(cè)手膝為近距離(小腿與地面平行，大腿與小腿成90度)，另一側(cè)手膝為遠(yuǎn)距離；移動時，異側(cè)的手和腳先后移動約一腳的距離，如此交替前進(jìn)。

1.2 研究方法

本研究使用德國菲茲曼公司生產(chǎn)的32導(dǎo)無線表面肌電采集與分析系統(tǒng)，同步采集受試者右側(cè)的C4椎旁肌、斜方肌上部、三角肌前部和后部、肱三頭肌、背闊肌、豎脊肌、多裂肌及胸大肌、肱二頭肌、腹直肌，左側(cè)的臀大肌、股二頭肌、腓腸肌外側(cè)和股直肌、脛骨前肌，共16塊肌肉。取每名受試者爬行當(dāng)中的3個幅步進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 原始肌電圖分析

從原始肌電圖中可以觀察出，大部分肌肉電信號波峰與波峰之間有明顯的間隔，表明肌肉做功與放松呈交替狀態(tài)，肌肉功能狀態(tài)良好。C4椎旁肌的肌電信號雖然出現(xiàn)了波峰，但并不明顯，屬于持續(xù)放電，表明在爬行過程中處于持續(xù)收縮的狀態(tài)，這種狀態(tài)有利于頸椎恢復(fù)曲度。腹直肌的肌電信號顯示了類似的情況，但波峰較明顯，且在所有肌肉信號中出現(xiàn)波峰最早。而豎脊肌和多裂肌的信號只有在移動時才出現(xiàn)較小的波峰，且持續(xù)時間短，大部分肌電信號處于基線水平，表明在爬行過程中，背部肌肉大部分時間處于放松狀態(tài)。另外，從肌電圖中可以觀察出，肌肉激活時序一般先是核心區(qū)的腹直肌、豎脊肌最先激活，保證核心穩(wěn)定，提供動量傳遞，其次是上肢肌群，最后是下肢的肌群，以股直肌波峰出現(xiàn)表明爬行一個單步的結(jié)束，這種結(jié)果表明核心區(qū)是人體動作發(fā)力的根源，只有核心區(qū)穩(wěn)定，人體動作才能更好的完成。

2.2 積分肌電值

積分肌電[3]是指在一定時間內(nèi)肌肉中參與活動的運動單位放電總量，即在時間不變的前提下，其值的大小在一定程度上反映了參加工作的運動單位數(shù)量的多少和運動肌群放電的大小。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)(如圖1)，爬行時積分肌電值較大的肌肉有三角肌前部(1060.49±133.88)和后部(516.12±105.69)，肱三頭肌(711.02±96.45)，股直肌(466.36±156.72)及脛骨前肌(339.88±52.25)。三角肌前部在一個幅步的過程中出現(xiàn)了兩次峰值，第一個峰值是抬手前擺時，第二個峰值是支撐期后期，第二個峰值大于第一個峰值，表明三角肌在支撐期時做功最大。而三角肌后部的峰值同樣出現(xiàn)在支撐期后期，同三角肌前部一樣保護(hù)盂肱關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。肱三頭肌的數(shù)據(jù)顯示，其主要是在支撐期做功，且其峰值出現(xiàn)在支撐期后期，其功能是防止肘關(guān)節(jié)屈曲。股直肌的做功同樣出現(xiàn)在支撐期，其功能主要是防止膝關(guān)節(jié)過屈。脛骨前肌的數(shù)據(jù)顯示在整個幅步中出現(xiàn)兩次峰值，第一次峰值出現(xiàn)在擺動期，其功能主要是使踝關(guān)節(jié)背屈，第二次出現(xiàn)在支撐期后期，主要用于防止踝關(guān)節(jié)趾屈。

3 結(jié)論

(1)爬行運動可能能夠改善頸椎變直，有效放松背部肌肉，但頸椎和腰椎前突及腕關(guān)節(jié)力量不足的人不適合練習(xí)爬行。

(2)核心區(qū)是人體動作發(fā)力的根源，核心區(qū)穩(wěn)定才能更好的完成動作。

(3)手足爬行主要鍛煉的肌肉是三角肌前部和后部，肱三頭肌，股直肌及脛骨前肌。

[1] de Sèze M,Falgairolle M,Viel S,et al.Sequentialactivation of axial muscles during different forms of rhythmic behavior inman[J].Exp Brain Res,2008,185:237-247.

[2] MacLellan M J,Ivanenko Y P,Cappellini G,et al.Features of hand-foot crawling behavior in human adults[J].Journal Of Neurophysiology,2012,107(1):114-125.

[3] 李玉章.表面肌電在體育中的應(yīng)用[M].復(fù)旦大學(xué)出版社,2015.

孟歡歡(1988.11—)，男，漢，河北省邯鄲市邱縣，在讀碩士研究生二年級，河北師范大學(xué)體育學(xué)院，人體運動生物力學(xué)信息獲取與評價。田雅文(1992.02—)，女，漢，山東省淄博市張店區(qū)，在讀碩士研究生二年級，河北師范大學(xué)體育學(xué)院，體育教育訓(xùn)練學(xué)健美操。楊濤(1995.05—)，男，漢，河北省邯鄲市永年縣，在讀本科生三年級，河北師范大學(xué)體育學(xué)院，體育教育。

TP29

A

1672-5832(2016)05-0291-01