20kg負重深蹲下不同膝關節角度的肌電特征的研究

(河北師范大學體育學院 河北 石家莊 050024)

20kg負重深蹲下不同膝關節角度的肌電特征的研究

單田豐魏新馬佳圓

(河北師范大學體育學院河北石家莊050024)

一、前言

隨著社會的發展，健身被越來越多的人們所選擇。健身對增強國民體質發揮著越來越大的作用。在健身運動中,力量訓練是身體其他素質的基礎，力量訓練是指人體內某部分的肌肉工作時克服阻力的能力，也是人體完成各種各樣動作的動力來源。在健身房鍛煉下肢力量的過程中，深蹲動作模式是現代體能訓練中強調的深蹲，即下蹲過程中膝關節不超過腳尖，并保持在腳的正上方，不能有內扣等錯誤動作，蹲起時的發力點分在大腿伸肌群(股四頭肌)主動收縮，完成不同負重蹲起動作。

肌電是神經、肌肉興奮發放生物電的結果。神經—肌肉系統由一個運動神經元與其支配的所有肌纖維組成。肌肉的肌電活動是肌肉運動單位在收縮時所產生的生物電活動的集合。肌電的測試有針電極和表面電極,分別適用于不同情況的測量，針電極更適合于對肌肉病理的臨床測量，表面電極則更適合于對運動的人體進行測量。

二、研究對象與方法

(一)研究對象

實驗對象為隨機抽取河北師范大學體育學院2016級4名體育教育專業男性大學生。四名實驗測試者身體情況相近，身高年齡體重分別如下：

受試者為大學1年級體育教育專業四項運動員共4名，其基本情況如下

調查表(表一)

為減少試驗誤差，選取的四名受試者年齡身高相近。 并且試驗前，對于標準深蹲動作的要求和本次試驗的目的做了充分的說明。為接下來的實驗順利進行打下了良好的基礎。

(二)研究方法

1.文獻資料法

根據研究的需要，在河北師范大學圖書館，中國期刊網，中國知網等電子資源數據庫收集和整理國內外的有關肌電的專著和期刊，為實驗設計、測試、研究、奠定了理論依據和實踐基礎。

2.實驗法

實驗器材：杠鈴、電腦筆記本(中文Windows XP 系統)、75%濃度酒精、脫脂棉、Ag-Cl 表面電極、彈性繃帶、醫用膠布、剪子、體表肌肉圖。sEMG 數據信號采集選用芬蘭產MEGA6000 表面肌電儀。信號采樣頻率為1000Hz，增益值為1000，輸入阻抗小于10GΩ，濾波為1KHz。肌電片選用Ag-AgC1引導電極，電極直徑0.5cm，電極間距2cm。(3)肌肉的選擇：本次實驗驗根據運動解剖學及生物力學還有深蹲動作中募集到的主要肌肉，選取下肢的4塊肌肉，分別是股外側肌、股直肌、股二頭肌、臀大肌。

測試步驟：電極的貼法，肌電片安放位置嚴格按MEGA6000 推薦部位進行表面上肌電的粘貼，安放電極前對四名受試者的測試肌肉所相對應的皮膚進行處理，刮去體毛、打磨皮膚以及酒精擦拭，然后再粘貼肌電片，應將電極線用醫用膠帶固定，防止實驗中導線纏繞身體，并確認所粘貼的電極片的牢固，避免試驗過程中因電極片的掉落及不穩定對試驗的影響，減小試驗誤差。

3.測試方法

測試前要求4名受試者進行熱身活動，時間為20分鐘。熱身活動要求每個測試者同時完成。本次熱身活動根據試驗動作所用到的肌群選取了五個動作，每個動作四個八拍，避免在實驗過程中出現因準備活動不充分所造成受試者的運動損傷，影響實驗的正常進行。為盡量減少本次試驗數據的誤差，四名受試者分為兩組，每兩名受試者同時進行試驗，每個受試者在負重20kg的杠鈴下不同的膝關節彎曲角度連續測試四次，膝關節彎曲角分別為120kg度、90kg度、40kg度。不同膝關節角度測試間隔時間為十分鐘，以避免肌肉疲勞對實驗數據準確有效性的影響。

(三)動作幅度模式

動作模式一：保持正確的杠鈴深蹲姿勢，下蹲過程中，雙腳間距與肩同寬，腳尖與膝關節處在同一方向并且膝關節不超過腳尖，蹲到大腿與小腿間夾角為120度。

通過實驗得出的數據，我們發現在負重20kg下蹲到膝關節角度120度時陳某與王某、趙某與衛某股直肌的肌峰肌電值均明顯大于股內側肌、臀大肌、股二頭肌，說明股直肌為主要發力肌。

四名受試者股直肌肌峰肌電平均值分別為：

陳某14.356王某13.728趙某14.152衛某13.962。總肌峰肌電平均值為56.198。

動作模式二：保持標準的深蹲動作要求，然后膝關節的夾角為90度。受試人員在休息十分鐘后開始繼續試驗。當膝關節角度為90度時，通過得出的肌峰肌電值我們可以發現，四塊肌肉的放電量均有明顯的提高。也就是說90度時，肌肉的活躍度以及放電量均比120度時高。股直肌肌峰肌電值分別為陳某22.984王某21.892趙某22.763衛某21.472。股直肌的總肌峰肌電平均值為90.111。

(四)實驗數據討論分析

從試驗中的數據可以體現出，深蹲動作中股直肌的活躍度是最高的。當膝關節角度為90度時，股直肌與股外側肌、臀大肌、股二頭肌均比膝關節彎曲120度與40度時肌峰肌電值要大。也就是說90度時下肢肌肉更能得到更強的刺激從而得到更好的訓練效果。規范有效的動作練習不僅可以是鍛煉更具有高效性，還可以將運動中損傷的風險降到最低。而本次試驗的目的就是通過對額定負重深蹲中膝關節彎曲的角度下所鍛煉的下肢肌群的肌電研究，從而評判出高效安全的動作模式。

三、結論

研究表明，在正確的深蹲動作下，不同膝關節角度之間對比，肌峰肌電數值表現出顯著的差異性。通過本次實驗也說明，在負重20kg下，膝關節彎曲90度時，能更好的提高下肢力量。

四、建議

在健身房的力量訓練中，深蹲往往是最有效的發展下肢力量和增強肌肉協調性的動作，但同時深蹲中的不良姿勢，也給很多健身人群帶來了一些運動損傷的問題。所以在做下肢深蹲力量訓練時，更應該強調正確規范的深蹲動作，雙腳間距應與肩同寬，下蹲的過程中膝關節始終保持不超過腳尖，同時應將下蹲的幅度控制在大腿與地面平行，即膝關節彎曲角度九十度。使下肢肌群得到更充分的鍛煉從而更好的提高下肢力量。

本研究還有待進一步完善，對于不同負重下膝關節角度對下肢力量的影響還有待于參數化描述。同時還需要對健身人群健身情況及反饋的一些問題做更加深入的研究和完善。

[1]唐光旭 三種深蹲動作模式機電特征研究 四川體育學[M]2014

[2]范育飛 不同運動形式對足底壓力影響的實驗研究{J} 2012

[3]龔云 運動創傷學[M]2008

[4]趙煥彬 李建設 運動生物力學[M].高等教育出版社2013

[5]田麥久 運動訓練學[M].北京體育大學出版社.2000

[6]畢紅星 試論當前力量訓練范疇的新觀點{J}山東體育科技2006

單田豐(1991-)，漢族，河北唐山人，研究生，河北師范大學，研究方向：體育教育訓練學。