線上自主訓練與線下指導訓練表面肌電差異分析

楊卿 吉林體育學院 張勇 西南科技大學

隨著社會的發展，人們對健康的關注增加，帶動了全民健身的熱潮，在互聯網和新興技術的影響下，傳統體育產業發生變化，健身類APP 成為廣泛關注的焦點。當健身APP 的受眾越來越多，問題也就越來越多，如運動損傷，運動不當，運動過度……體育健身行業的當務之急是如何提高優質的健康服務，科學的健身指導。本次肌電實驗選取熱門健身APP 的訓練動作進行對比分析，肌電信號差異顯著，由此發現健身APP 的功能不足，以促進健身行業健康科學的發展。

一、研究對象與研究方法

（一）研究對象

研究對象為本科在校男性健康大學生，線下指導訓練組、健身APP 自主訓練組各選取十人，線下指導訓練組入選標準為系統鍛煉一年以上，并有參加健美比賽經歷，健身APP自主訓練組入選標準為沒有經過專業指導訓練，僅使用健身APP 進行鍛煉無長期健身經歷。

（二）研究方法

1.數據的采集

本研究利用芬蘭Mega 公司產的ME6000 8 通道肌電儀及配套的MegaWin3.0 操作軟件對實驗進行表面肌電信號采集及分析。使用手機拍照、慢動作視頻進行動作圖像、視頻的采集，動作錄像與肌電數據進行同步采集。

實驗所需器材包括電極片、酒精、棉簽等。提前以文件形式告知實驗者測試步驟、測試部位并在測試前做好熱身活動，防止受傷。粘貼電極時應先對皮膚進行清潔處理，準確粘貼電極位置，電極應貼于所測肌肉的肌腹位置，與肌纖維走向一致，并對其進行適當固定，每測一個動作都要更換新的電極片，保證數據的有效性、可用性。

2.肌肉的選取

測試選取的動作和肌肉有：

胸大肌、背闊肌、三角肌、腹直肌下部、股四頭肌。

3.動作時相的劃分

本研究采集范圍為整個發力階段（按人體解剖學姿勢均采集右側部位的數據），每個動作按準備姿勢調整好，依據動作步驟、注意事項等進行運動。從第一個動作起始姿勢（T1 時刻）開始到第四個動作結束姿勢（T2 時刻）結束。

4.數據的處理與分析

本研究使用肌電系統對原始肌電信號進行濾波、截取、清除干擾信號、標準化后導出做功與負荷分析表，使用Word、Excel、SPSS IBM 分析軟件進行積分肌電（EMG）、均方根振幅（RMS）等數據的匯總、分析。

二、結果

（一）胸部訓練表面肌電特征

啞鈴平板臥推時線下指導訓練組和健身APP 自主訓練組的表面肌電特征對比如下：

線下指導訓練組主動肌平均發力占73.5%，健身APP 自主訓練組占52.4%。線下指導訓練組協同肌發力占26.5%，健身APP 自主訓練組占47.7%。

線下指導訓練組啞鈴平板臥推主動肌發力占70%以上的有8 名，而健身APP 自主訓練組主動肌發力占70%以上的有2 名。說明線下指導訓練組內，也存在小部分同學啞鈴平板臥推動作不規范，發力不準確的情況。健身APP 自主訓練組同學多數動作不規范，發力不正確。

（二）背部訓練表面肌電特征

引體向上時線下指導訓練組和健身APP 自主訓練組的表面肌電特征對比如下：

線下指導訓練組主動肌平均發力占45.2%，健身APP 自主訓練組占25.7%。線下指導訓練組協同肌發力占54.8%，健身APP 自主訓練組占74.3%。測試引體向上做動作時，要求的是頭要超過雙手握住的橫桿，多數被測試人員存在后仰情況，導致上肢做動作時發力方向變成斜前方，使之肱二頭肌做功比值提高。

根據測試情況，引體向上主動肌與協同肌標準以接近50%為優。線下指導訓練組引體向上主動肌平均值為45.2%，健身APP 自主訓練組為25.7。得出健身APP 自主訓練組同學做引體向上時主要靠肱二頭肌發力，身體姿勢過度后傾，背闊肌力量過于薄弱或做動作時發力意識不正確。

（三）三角肌訓練表面肌電特征

彈力帶肩上推舉時線下指導訓練組和健身APP 自主訓練組的表面肌電特征對比如下：

線下指導訓練組主動肌平均發力占60.4%，健身APP 自主訓練組占62.2%。線下指導訓練組協同肌發力占39.6%，健身APP 自主訓練組占37.8%。

不論是線下指導訓練組還是健身APP 自主訓練組，組內同學主動肌比值有高有低，說明該動作同類的訓練存在不足，都需提高該動作的掌握程度以及熟練度。

（四）腹直肌下部訓練表面肌電特征

反向卷腹時線下指導訓練組和健身APP 自主訓練組的表面肌電特征對比如下：

線下指導訓練組主動肌平均發力占71.7%，健身APP 自主訓練組占43.2%。線下指導訓練組協同肌發力占28.3%，健身APP 自主訓練組占56.8%。

線下指導訓練組有9 位同學主動肌做功比值大于60%，相反，健身APP 自主訓練組只有一位同學主動肌做功比值大于60。說明健身APP 自主訓練組同學下腹肌的訓練少，下腹肌力量薄弱，做反向卷腹只有靠大腿的力量帶動身體反向卷腹，這樣長期的訓練根本達不到訓練效果。

（五）股四頭肌訓練表面肌電特征

徒手深蹲時線下指導訓練組和健身APP 自主訓練組的表面肌電特征對比如下：

線下指導訓練組主動肌平均發力占70.8%，健身APP 自主訓練組占75.8%。線下指導訓練組協同肌發力占29.2%，健身APP 自主訓練組占24.2%。

徒手深蹲動作，線下指導訓練組和健身APP 自主訓練組主動肌都達到70%以上，健身APP 自主訓練組甚至高于線下指導訓練組。小組下來看視頻和圖片進行討論和對比，線下指導訓練組不存在太大問題，健身APP 自主訓練組中有部分同學做下蹲最多下蹲到大腿與地面水平時就蹲不下去了，原因有二：① 韌帶不好，肌肉僵硬導致蹲不下去，以至于蹲到一半就起來；② 蹲一半后，繼續下蹲身體向前傾，使身體重心前移，發力點主要集中到腿上去。

三、分析與討論

（一）啞鈴平板臥推

啞鈴平板臥推，主要是鍛煉胸大肌中束。線下指導訓練組胸大肌平均做功比高于70%，屬正常。而健身APP 自主訓練組胸大肌平均做功為52%，相對應的肱三頭肌做功為48%，以這樣接近的比值可知健身APP 自主訓練組學生做啞鈴平板臥不能有效地鍛煉胸大肌。

（二）引體向上

引體向上，主要以背闊肌和肱二頭肌協同發力為主。線下指導訓練組背闊肌平均做功45%，肱二頭肌為54%，兩者相差近10%。而健身APP 自主訓練組背闊肌平均做功25.7%，肱二頭肌為74.3%，兩者相差48.6%，由此可見健身APP 自主訓練組背闊肌太過薄弱，不能有效地與肱二頭肌協同發力。

（三）彈力帶肩上推舉

彈力帶肩上推舉，主要鍛煉的是三角肌以及肩帶肌群，線下指導訓練組三角肌平均發力占60.4%，健身APP 自主訓練組占62.2%，可以看出線下指導訓練組的實驗者在練習此動作時對斜方肌的控制并不好。

（四）反向卷腹

反向卷腹主要鍛煉腹直肌的下半部分，線下指導訓練組主動肌平均發力占71.7%，健身APP 自主訓練組占43.2%，數據證明健身APP 自主訓練組對此動作發力效率不高，大部分是用腿部力量而非腹部力量進行運動，導致練習不到位。

（五）徒手深蹲

徒手深蹲正常動作是以練習股四頭肌為主，改進后可以用來練習臀大肌，而測試的動作是以練習股四頭肌為標準。線下指導訓練組主動肌平均發力占70.8%，健身APP 自主訓練組占75.8%。在只看數據的情況下健身APP 自主訓練組勝于線下指導訓練組，但健身APP 自主訓練組存在動作變形的問題，在強調之后仍然做同樣動作，所以高效要在動作標準，不產生其他損傷的前提下進行，此動作仍需規范、熟練。

四、結論

對比研究發現在短時間訓練后從動作規范程度來看，線下指導訓練會更有效率，線上APP 自主訓練僅彈力帶肩上推舉和徒手深蹲效率高于線下指導訓練；從安全角度來看，線下指導訓練有專業人員的糾正、輔助、保護等，而線上APP 自主訓練僅有安全提示，并不能直觀地看到訓練者的身體狀態。

五、建議

本研究招募的健身APP 自主訓練組志愿者僅是短期使用健身APP 的鍛煉人群，并不代表長期使用者的數據，如有精力將從長期使用健身APP 鍛煉者進行研究，對比長期鍛煉相同肌肉的發展情況等。

運動健身指導類APP 存在的問題有同質化嚴重，科學性、多樣性不足，市場運營模式不成熟。運動健身指導類APP 未來的大市場是運動健康管理，是運動人群的大數據挖掘，與身體相關的任何機構都可以與其產生關聯，開發者更應挖掘核心競爭力，鞏固完善核心功能，利用體育運動的魅力，使運動健身指導類APP 健康可持續化發展。

現有的健身APP 研究大多都是宏觀角度的理論研究，并沒有與線下健身相對比的實踐研究，表面肌電在體育領域內的實驗研究很多，但與健身訓練相關的卻少之又少，目前并沒有研究此課題的文章，因此該研究填補了這一空缺。更重要的是通過具體的實驗數據能夠幫助大眾健美健身人群選擇何種鍛煉方式以及訓練動作。但此研究只是冰山一角，關于健身訓練的實驗還有很多，通過此研究可以延伸出更多的研究方向。由于整組成員都是第一次接觸課題項目，對此了解并不深入，途中遇到了很多問題，也走錯了方向，但通過這次課題讓我們對項目研究有了更多的了解，更加清晰的理清了整個研究的流程，對以后我們所要進行的項目研究都是寶貴的經驗。