成年人手足爬行的表面肌電特征分析

孟歡歡 田雅文 楊 濤

(河北師范大學體育學院 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

(河北師范大學體育學院 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依據。方法：運用32導無線表面肌電系統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律性。這些研究大多數的結論是[2]，由于四肢協調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回路。

基于此，本研究在前人的研究基礎上，進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生的優缺點，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

招募河北師范大學體育學院2013級8名男性在校大學生作為受試者。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，一側手膝為近距離(小腿與地面平行，大腿與小腿成90度)，另一側手膝為遠距離；移動時，異側的手和腳先后移動約一腳的距離，如此交替前進。

1.2 研究方法

本研究使用德國菲茲曼公司生產的32導無線表面肌電采集與分析系統，同步采集受試者右側的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，左側的臀大肌、股二頭肌、腓腸肌外側和股直肌、脛骨前肌，共16塊肌肉。取每名受試者爬行當中的3個幅步進行分析。

2 結果與討論

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，肌肉功能狀態良好。C4椎旁肌的肌電信號雖然出現了波峰，但并不明顯，屬于持續放電，表明在爬行過程中處于持續收縮的狀態，這種狀態有利于頸椎恢復曲度。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波峰最早。而豎脊肌和多裂肌的信號只有在移動時才出現較小的波峰，且持續時間短，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。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的腹直肌、豎脊肌最先激活，保證核心穩定，提供動量傳遞，其次是上肢肌群，最后是下肢的肌群，以股直肌波峰出現表明爬行一個單步的結束，這種結果表明核心區是人體動作發力的根源，只有核心區穩定，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量的多少和運動肌群放電的大小。本研究結果發現(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在支撐期后期，同三角肌前部一樣保護盂肱關節的穩定性。肱三頭肌的數據顯示，其主要是在支撐期做功，且其峰值出現在支撐期后期，其功能是防止肘關節屈曲。股直肌的做功同樣出現在支撐期，其功能主要是防止膝關節過屈。脛骨前肌的數據顯示在整個幅步中出現兩次峰值，第一次峰值出現在擺動期，其功能主要是使踝關節背屈，第二次出現在支撐期后期，主要用于防止踝關節趾屈。

3 結論

(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節力量不足的人不適合練習爬行。

(2)核心區是人體動作發力的根源，核心區穩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用[M].復旦大學出版社,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，河北師范大學體育學院，人體運動生物力學信息獲取與評價。田雅文(1992.02—)，女，漢，山東省淄博市張店區，在讀碩士研究生二年級，河北師范大學體育學院，體育教育訓練學健美操。楊濤(1995.05—)，男，漢，河北省邯鄲市永年縣，在讀本科生三年級，河北師范大學體育學院，體育教育。

TP29

A

1672-5832(2016)05-0291-01