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    不同傾斜度仰臥起坐的EMG分析

    2018-03-06 23:40:28唐敬道
    體育科技文獻(xiàn)通報(bào) 2018年3期
    關(guān)鍵詞:傾斜度腹肌肌纖維

    唐敬道,國 偉

    1 前言

    仰臥起坐是一項(xiàng)多肌群參與的運(yùn)動,主要鍛煉腹部肌群,其它肌群協(xié)同參與收縮。在《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》中仰臥起坐是評價(jià)學(xué)生身體素質(zhì)重要指標(biāo),身體素質(zhì)作為評價(jià)一個(gè)學(xué)生綜合素質(zhì)的重要依據(jù)[1]。在課余時(shí)間喜歡運(yùn)動的同學(xué),鍛煉腹肌時(shí)也喜歡以仰臥起坐為手段,特別是在學(xué)校健身房里以腹肌板鍛煉腹肌的同學(xué),根據(jù)自己身體素質(zhì)水平調(diào)整腹肌板傾斜度。本次研究選取腹直肌、腹外斜肌與股直肌等三塊肌肉在腹肌板0°、15°與30°等三個(gè)傾斜度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試,通過測得的EMG進(jìn)行比較分析當(dāng)哪個(gè)傾斜度下肌肉募集單位更多,鍛煉腹肌的效果更佳,為健身人群提供科學(xué)有效的訓(xùn)練參考。

    2 研究對象與方法

    2.1 研究對象

    選8名運(yùn)動與健康學(xué)院大一男性同學(xué)作為被測試對象(表1)。

    實(shí)驗(yàn)選材:所被測試的同學(xué)身體健康,身體各個(gè)部位無運(yùn)動損傷,能標(biāo)準(zhǔn)地完成實(shí)驗(yàn)要求的動作。

    表1 被測試對象基本信息

    2.2 研究方法

    2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及耗材

    實(shí)驗(yàn)儀器:Cometa無線表面肌電測試儀(產(chǎn)地:意大利,型號:Wave,16通道),康林腹肌板(廣州龍康體育用品有限公司,ADJUSTABLE SUPINE BOARD KL1532),身高體重測試儀(江蘇領(lǐng)康電子科技發(fā)展有限公司,型號:LK-T1060),WEIDU-紅外線數(shù)顯水平儀(溫州韋度電子有限公司,產(chǎn)品規(guī)格:0-150)。

    實(shí)驗(yàn)耗材:Ambu A/S電極片、Wave傳感器貼、75%酒精、棉簽、剃毛刀、面巾紙。

    2.2.2 屈體方式及腹肌板傾斜度

    屈體方式:給被測試的同學(xué)示范及講解在腹肌板正確的仰臥屈體。首先調(diào)整好腹肌板,面對有輥墊一側(cè)坐下,膝關(guān)節(jié)屈后搭在上部輥墊且兩膝關(guān)節(jié)寬度為一拳寬度,踝關(guān)節(jié)伸后勾住下部輥墊;然后慢慢地躺在腹肌板上,雙手手指自然放松,指尖接觸同側(cè)耳廓及耳垂,兩肘關(guān)節(jié)與兩膝關(guān)節(jié)同寬;最后當(dāng)聽到“開始”口令時(shí),以3s/個(gè)勻速完成30s軀干屈伸的動作,當(dāng)軀干向前屈時(shí),肘關(guān)節(jié)觸碰膝關(guān)節(jié)即完成屈的動作。當(dāng)軀干向后回到腹肌板前,被測試同學(xué)的肩胛骨不能接觸腹肌板,即完成伸的動作。

    腹肌板傾斜度:依次將腹肌板角度調(diào)整為0°、15°、30°,每個(gè)角度只進(jìn)行一組測試,每組測試間隔時(shí)間為3min,讓被測試者得到充分的休息,保證不處于疲勞狀態(tài)而影響EMG采集。

    2.2.3 實(shí)驗(yàn)測試步驟

    實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作:

    ①將實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及耗材準(zhǔn)備好。打開電腦及生理記錄儀并檢查機(jī)器運(yùn)行狀態(tài),檢查腹肌板是否有無損壞,為防止實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)事故。設(shè)定本次采樣標(biāo)準(zhǔn):采樣時(shí)間30s、采樣頻率1000Hz、低通濾波100Hz、高通濾波10Hz。

    ②提前通知好被測試的同學(xué)。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行兩小時(shí)前按飲食習(xí)慣進(jìn)食。測試之前,在田徑場根據(jù)平時(shí)訓(xùn)練的熱身做好熱身準(zhǔn)備活動,目的是防止肌肉的粘滯性影響肌肉興奮性,使被測試的同學(xué)進(jìn)入平時(shí)的訓(xùn)練狀態(tài),這樣能夠保證測試所得的數(shù)據(jù)具有真實(shí)準(zhǔn)確性。

    ③保持實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)溫度25°c左右,避免被測試同學(xué)著涼而使肌肉的興奮程度降低而導(dǎo)致電信號采集出現(xiàn)誤差。

    ④在進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集前,多次進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),以檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案步驟是否合理,檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集是否有效。

    實(shí)驗(yàn)測試步驟:

    ①要求8名被測試的同學(xué)把身上的電子設(shè)備取出放置實(shí)驗(yàn)室存儲箱,避免電信號干擾,然后平躺在腹肌板上。測試工作人員確定粘貼電極片的位置,使用剃毛刀剃除體表汗毛,再用酒精及棉簽對皮膚表面消毒及去脂,避免干擾電信號的傳輸而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)誤差。

    ②本次實(shí)驗(yàn)選擇L RECT.ABD(左腹直肌)、R RECT.ABD(右腹直肌)、L EXT.OBLI(左腹外斜肌)、R EXT.OBLI(右腹外斜肌)、L RECTUS.F(左股直肌)、R RECTUS.F(右股直肌)作為測試點(diǎn)。粘貼電極片時(shí),兩片電極片的間隔距離為2cm,兩片電極片與肌肉解剖學(xué)肌纖維走向一致,保證測試的數(shù)據(jù)有效準(zhǔn)確。

    ③檢查電極片的粘貼是否出現(xiàn)異常。被測試的同學(xué)進(jìn)行兩個(gè)完整的屈體動作,測試工作人員在電腦上檢查圖譜是否異常。如波譜平穩(wěn)說明正常,可以進(jìn)行測試。如波譜折在一個(gè)時(shí)相內(nèi)差異大則說明異常,停止測試并檢查電極片的粘貼位置是否正確、粘貼是否牢固。

    ④被測試的同學(xué)在腹肌板平躺準(zhǔn)備好,當(dāng)聽到測試工作人員“開始”口令時(shí),即開始進(jìn)行測試的動作直至一組數(shù)據(jù)采集結(jié)束。對測試進(jìn)行30s的EMG采集并保存。

    2.2.4 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

    通過EmgEasyReport 5.36軟件分析實(shí)驗(yàn)測試獲得左側(cè)與右側(cè)的RMS結(jié)果,將結(jié)果錄入Excel分別獲得RECT.ABD(腹直肌)、EXT.OBLI(腹外斜肌)與RECTUS.F(股直肌)的平均值,運(yùn)用SPSS Statistics17.0,將平均值采用配對樣本T檢驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,以檢驗(yàn)在不同傾斜度下肌肉RMS大小,結(jié)果以±SD表示,P<0.01表示具有非常顯著性,P<0.05表示具有顯著性。

    3 研究結(jié)果與分析

    3.1 仰臥起坐的時(shí)域分析

    通過對不同肌肉在運(yùn)動過程中所表現(xiàn)出來的時(shí)域上不同的特征分析,了解人體在完成運(yùn)動動作時(shí)不同部位的肌肉參與活動的強(qiáng)度[2]。時(shí)域分析指標(biāo)有積分肌電、均方根振幅等[3]。均方根振幅(RMS)是指一段時(shí)間內(nèi)所有振幅的均方根值,可以用來描述該時(shí)間內(nèi)肌電的平均特征。RMS是放電有效值,其大小取決于肌電幅值變化,一般認(rèn)為與運(yùn)動單位的募集和興奮節(jié)律的同步化有關(guān)[4]。

    3.2 傾斜度0°與15°的RMS對比分析

    表2 傾斜度0°與15°三種肌肉的RMS結(jié)果分析

    從表2得出,RECT.ABD、EXT.OBLI與RECTUS.F在15°的RMS值大于0°的RMS值。RECT.ABD與EXT.OBLI的P>0.05,所以調(diào)整腹肌板傾斜度為15°相對于0°時(shí)并無顯著性,肌肉募集單位也相對較少,被測試者的RECT.ABD與EXT.OBLI負(fù)荷相對較小,興奮程度相對較弱;RECTUS.F的P<0.05,表明當(dāng)腹肌板傾斜度為15°時(shí),RECTUS.F募集單位相對于0°增多,肌肉興奮性增強(qiáng)。

    3.3 傾斜度0°與30°的RMS對比分析

    表3 傾斜度0°與30°三種肌肉的RMS結(jié)果分析

    從表3得出,RECT.ABD、EXT.OBLI與RECTUS.F在30°的RMS值大于0°的RMS值。RECT.ABD與RECTUS.F的P<0.01,所以調(diào)整腹肌板傾斜度為30°相對于0°時(shí)具有非常顯著性,肌肉募集單位明顯增加,被測試者的RECT.ABD與RECTUS.F負(fù)荷明顯增大,興奮程度明顯增強(qiáng);EXT.OBLI的P<0.05,表明腹肌板傾斜度為30°時(shí),EXT.OBLI募集單位增多。

    3.4 傾斜度15°與30°的RMS對比分析

    表4 傾斜度15°與30°三種肌肉的RMS結(jié)果分析

    從表3得出,RECT.ABD、EXT.OBLI與RECTUS.F在30°的RMS值大于15°的RMS值。RECT.ABD與RECTUS.F的P<0.01,所以調(diào)整腹肌板傾斜度為30°相對于15°時(shí)具有非常顯著性,表明肌肉募集單位明顯增加,被測試者的RECT.ABD與RECTUS.F負(fù)荷明顯增大,興奮程度明顯增強(qiáng);EXT.OBLI的P>0.05,表明在腹肌板傾斜度為30°時(shí),EXT.OBLI募集單位增多不明顯。

    3.5 傾斜度30°、15°、0°的RMS值對比分析

    通過采集EMG,分析RMS的值得出肌肉在不同傾斜度下做仰臥起坐,主要參與肌肉的做功大小。通過以上腹肌板不同傾斜度下RMS值結(jié)果分析:

    腹肌板傾斜度從0°調(diào)整為15°時(shí),RECT.ABD與EXT.OBLI肌纖維激活程度不明顯,募集單位無明顯變化,RECTUS.F肌纖維激活程度增多。腹肌板傾斜度從0°調(diào)整為30°時(shí),RECT.ABD與RECTUS.F肌纖維激活程度明顯增多,EXT.OBLI肌纖維激活程度增多。腹肌板傾斜度從15°調(diào)整為30°時(shí),RECT.ABD與RECTUS.F肌纖維激活程度明顯增多,EXT.OBLI肌纖激活程度不明顯。

    針對本文研究,當(dāng)P<0.01具有非常顯著性,肌肉募集單位明顯增多,肌肉的興奮程度增加,所以單位消耗的能量增多,也說明肌肉的疲勞程度會明顯加速;當(dāng)P>0.05無顯著性時(shí),肌肉募集單位無明顯變化,單位消耗的能量與疲勞程度也無明顯變化;當(dāng)P<0.05具有顯著性,相對于P<0.01沒有那么明顯,但相對于P>0.05則明顯。

    4 結(jié)論

    在腹肌板上進(jìn)行仰臥起坐,當(dāng)傾斜角度越大,RECT.ABD的RMS越大,肌纖維募集越多,興奮程度越高,證明RECT.ABD做功越大,鍛煉的效率越高。

    當(dāng)傾斜度越大,RECT.ABD肌肉的疲勞程度越深,更多肌群參與做功,貢獻(xiàn)率越高。

    [1] 國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)[EB/OL].https://baike.baidu.com/item.

    [2] 陸愛云.運(yùn)動生物力學(xué)[M].北京:人民體育出版社,2009:149.

    [3] 《運(yùn)動生物力學(xué)》編寫組.運(yùn)動生物力學(xué)[M].北京:北京體育大學(xué)出版社,2013.8:222.

    [4] 《運(yùn)動生物力學(xué)》編寫組.運(yùn)動生物力學(xué)[M].北京:北京體育大學(xué)出版社,2013.8:223.

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