高水平運動員完成不同跳深高度后下肢肌群表面肌電研究

摘要：本文利用肌電傳導設備，通過對高水平運動員在跳深訓練過程中所測的下肢肌群所測肌肉的肌電圖進行分析比較，得到在不同高度下進行跳深時下肢肌群的放電情況的相關數據，進而分析不同高度下完成跳深訓練對運動員肢肌群表面肌電的影響，以探究跳深訓練時的適宜高度，并對前人的研究結果進行驗證，探究其針對精英運動員得到適宜跳深高度的方法是否也對大學生高水平運動員也可行。

關鍵詞：跳深訓練" 下肢肌群" 肌電

1、研究意義及可行性分析

1.1、科學研究意義

跳深訓練已經在廣泛運用與運動訓練之中，但對其高度往往缺少嚴謹明確的選擇。跳臺高度過高時，跳深蹬伸/緩沖時間會變慢，肌肉RMS值也隨之下降。同時，國內外對精英運動員適宜跳深高度的研究較多，并也研究得到了找到適宜跳深高度的方法。而對高水平大學生運動員適宜跳深高度的研究較少。因此本文旨在通過讓大學生高水平運動員進行三種不同高度的跳深訓練，來得出不同跳深高度下雙側下肢肌群表面肌電的變化，以探究適宜的跳深訓練高度，并對前人的研究結果進行驗證，探究其針對使精英運動員得到適宜高度的方法是否對大學生高水平運動員同樣可行。這正是本文的研究意義所在。

1.2、現實意義

本實驗在跳深訓練的基礎上，采用表面肌電及其數據分析軟件，得到受試者在測試動作上所測的下肢肌群放電情況，并對數據進行分析研究。

1.3、實際應用價值

本研究使用無線便攜表面肌電采集系統（Delsys，美國）以及非參數檢驗法，通過嚴格測試和綜合分析得到跳深訓練時下肢所測肌肉的放電情況，獲得受試者所測肌肉的活動情況。

1.4、可行性分析

表面肌電在體育研究之中已經被廣泛運用，在運用到下肢肌群的研究中也有許多先例。因此，本文旨在通過對下肢肌群肌電在跳深訓練中的表面肌電變化進行研究分析，探究不同高度下的跳深訓練對于下肢肌群的表面肌電的影響，并對選擇跳深訓練的適宜高度提供一定的幫助，提供更好的訓練效果，運用測力臺并結合前人的實驗結果得到最佳跳深高度，并運用無線便攜表面肌電采集系統（Delsys，美國），對受試者在不同跳深高度下的下肢肌群所測肌肉（臀大肌、股二頭肌、腓腸肌內側、股直肌、脛骨前肌）進行信號采集，得到所測肌肉的放電情況，并對最好的一次進行分析，再通過非參數檢驗法對數據進行統計處理，從而得到分析結果。

2、研究對象和研究方法

2.1、研究對象

本研究以對比分析三種不同高度跳深訓練下的下肢肌群（臀大肌、股二頭肌、腓腸肌內側、股直肌、脛骨前肌）放電情況為研究對象。由于研究對象需要較高的運動水平，因此選用的受試者為來自寧波大學體育學院運動訓練專業的5位一級男性運動員（籃球或田徑）。

2.2、研究方法

（1）文獻資料法。

通過中國知網和寧波大學圖書館查閱關于肌電，超等長訓練，跳深，跳深高度等與本研究相關的資料和文獻并對相關資料進行仔細的閱讀和分析，從與本研究相關的文獻資料中學習和借鑒可行的研究方法和相關理論，結合前人的研究結果進行整理與歸類，為本研究提供背景資料。

（2）實驗研究法。

①實驗設備及器材

無線便攜表面肌電采集系統（Delsys，美國）、測力臺、醫用酒精（75%）、脫脂棉。

②測試對象

測試對象為寧波大學體育學院運動訓練專業的男生（國家一級籃球或田徑運動員），測試人數為5人，所測試對象的身體狀況為健康。下肢肌群放電在“低高度”，“高高度”存在顯著差異，除臀大肌外，其他下肢測試肌肉在個人適宜的跳深高度下的放電情況均好于低高度和高高度。前人得到自身適宜跳深高度的方法同樣適用于大學生高水平運動員。在進行跳深訓練前應當先了解適合運動員自身的跳深訓練高度，以能達到最好的訓練效果。

在預實驗中，本研究首先在受試者中選擇了3位學生進行了實驗，從而對實驗有了一點了解，發現實驗存在的一些問題，并與老師進行商討，為正式的實驗提供了參考依據。通過預實驗，學習了肌電儀器的相關事宜，掌握了實驗需要的使用方法，提高正式實驗時的效率。學會實驗數據的保存和導出方法，掌握肌電數據分析的方法。預實驗的準備工作完成后，選取5名受試者進入正式實驗，通過肌電儀器測出肌電數據，利用所需的數據軟件導出肌電數據，通過分析數據得出實驗結果。

③測試肌肉

臀大肌、股二頭肌、腓腸肌內側、股直肌、脛骨前肌。

④測試動作

本研究選擇了一個動作如下：

跳深訓練：受試者雙手叉腰立于高臺之上，交叉步從高臺下落，順勢屈膝，屈髖下蹲后立刻同時伸展髖，膝，踝垂直起跳，落地時輕柔的腳尖落地過渡，同時屈髖，屈膝作為緩沖。

⑤實驗步驟

a.實驗前工作：實驗開始前，需要向受試者講解測試動作的動作規范和要求，由本人向受試者示范如何完成測試動作。完成講解和示范后，要求受試者按照要求完成測試動作，以確保每一位受試者標準地完成所測試的動作，為獲得有效的測試結果提供保障。繼而向受試者講解實驗的具體步驟、測試動作順序、測試過程中動作的完成頻率，由于每個運動員均存在個體差異，因此為保證實驗數據的嚴謹性，應當先測得每位受試者的最佳跳深高度。以此為基礎，并通過運用井蘭香和劉宇的文獻中在控制變量（身高、體重、性別等）后和參考徐麗媛文獻后所研究出的實驗方法來得出最佳跳深高度。具體實驗方法為通過讓每位受試者每位受試者站立于測力臺（KISTLER－3D，采樣頻率為1200Hz），先進行3次原地雙手叉腰垂直縱跳，據此計算最佳縱跳高度，依此高度乘以50%定為最佳跳深下落平臺高度，并對實驗中可能發生的突發狀況（如電極片粘貼不緊、被試者動作頻率發生偏差）做好準備工作。在實驗前確定受試者的實驗順序，記錄受試者的基本信息。

b.被試者的準備：受試者在實驗前根據實驗環境的溫度和自身身體狀況進行相應地準備活動，以保證受試者在實驗中能夠順利的完成測試動作。完成準備活動之后，以實驗中的測試動作作為專門性練習，對受試者進行適度的動態激活，盡可能地在實驗中獲得最好的測試效果，并有效避免受試者在測試中受傷。

⑥正式測試

a.預設肌電測試設備的測試程序（選取測試項目和測試肌肉）。

b.根據相關要求在使用醫用酒精處理安放電極的肌肉表面后，安放電極片。

⑦測試要求

a.肌電設備電量充足。

b.電極片粘貼正確。

c.測試信息正確匹配。

d.電極片在測試中不脫離測試區域。

⑧數據的獲取

每塊肌肉放電情況的計算是通過將當日跳深過程中的某塊肌肉放電實測值除以對應的最大自主收縮放電值（MVC）后的百分數。通過非參數檢驗法，將ME-6000中的測試數據進行分析。

（3）數理統計法。

運用SPSS 22.0軟件對所獲得的數據進行統計處理。對多種高度跳深練9次動作測試中的6-8次有效動作通過均方根振幅數值（RMS）除MVC來進行處理，并比較得到的結果。根據樣本數據是否符合正態分布來判斷是否運用參數檢驗法對所得數據進行分析。若不符合正態分布則采用非參數檢驗方法對所得數據進行分析，結果用平均數加減標準差表示，顯著水平為P＜0.05或P＜0.01，采用非參數檢驗方法（Kruskal-wallis）對三個高度所對應的下肢肌群放電情況進行分析，事后兩兩比較采用Honferoni。

3、研究結果

本研究由5名受試者分別進行跳深訓練，并運用對受試者在訓練過程中的下肢肌群肌電進行采集。在計算得到下肢肌群的放電情況數據后，通過非參數檢驗法對下肢肌群放電情況進行分析，事后采用Bonferoni進行兩兩比較。然后分析得到不同高度下跳深訓練對下肢肌群表面肌電的影響。

3.1、不同高度下跳深訓練中各肌電數據的分析結果

3.2、不同高度下跳深訓練中下肢肌群的表面肌電活動情況

通過對跳深過程中的某塊肌肉放電實測值除以對應的最大自主收縮放電值后的百分數作為三種不同高度下的跳深訓練下肢肌群的放電情況，并對比分析，得到下肢肌群所測肌肉（臀大肌、股二頭肌、腓腸肌內側、股直肌、脛骨前肌）的放電情況（數據為中位數，下四分位數，上四分位數）可以較直觀地表現出不同高度下的跳深訓練對所測肌肉的刺激程度。通過受測肌肉的放電情況的具體數值，可以直觀地看到在不同高度下的跳深訓練對下肢肌群的表面肌電的影響。與此同時，我們也可以得知在最佳高度下股二頭肌、腓腸肌內側、股直肌、脛骨前肌的放電情況強于低高度和高高度，且低高度和高高度也存在顯著差異，在最佳高度時，股二頭肌的放電情況中位數為179.48，低高度時放電情況中位數為109.64，高高度時放電情況中位數為97.29。在最佳高度時，腓腸肌內側的放電情況中位數為105.4，在低高度的放電情況中位數93.7，高高度時放電情況中位數為96.89。在最佳高度時，股直肌的放電情況中位數為113.18，在低高度的放電情況中位數為96.97，高高度時放電情況中位數為108.3。在最佳高度時，脛骨前肌的放電情況中位數為176.73，在低高度的放電情況中位數為88.03，高高度時放電情況中位數為101.77。為而臀大肌在高高度下放電情況最強，最佳高度次之。即在三個不同高度的跳深訓練中，股二頭肌，腓腸肌內側，股直肌，脛骨前肌刺激程度由大到小為最佳高度→低高度→高高度。臀大肌為高高度→最佳高度→低高度。

3.3、綜合對比不同高度下跳深訓練對下肢肌群表面肌電的影響

采用非參數檢驗法對受試者臀大肌在三個高度下的跳深訓練中的放電情況進行分析，P值＜0.5，表示2個相關（配對）組別的均數差異具有統計學意義，即，在本實驗中臀大肌在三個高度下的跳深訓練中放電情況差異較小。

采用非參數檢驗法對受試者股二頭肌在三個高度下的跳深訓練中的放電情況進行分析，P值＜0.5，表示2個相關（配對）組別的均數差異具有統計學意義，也即，在本實驗中股二頭肌三個高度下的跳深訓練中放電情況受跳深高度影響較大。

采用非參數檢驗法對受試者腓腸肌內側在三個高度下的跳深訓練中的放電情況，P值＜0.5，表示2個相關（配對）組別的均數差異無統計學意義，即，在本實驗中腓腸肌內測在三個高度下的跳深訓練中放電情況差異較大。

采用非參數檢驗法對受試者股直肌在三個高度下的跳深訓練中的放電情況，P值＜0.5，表示2個相關（對）組別的均數差異具有統計學意義，在本實驗中股直肌三個高度下的跳深訓練中放電情況受跳深高度影響較大。

采用非參數檢驗法對受試者脛骨前肌在三個高度下的跳深訓練中的放電情況，P值＜0.5，表示2個相關（配對）組別的均數差異具有統計學意義，即，在本實驗中脛骨前肌三個高度下的跳深訓練中放電情況受跳深高度影響較大。

綜上所述，我們可以得出以下研究結論：

（1）在個人最佳高度下進行跳深訓練，除臀大肌外的下肢肌肉放電情況均好于低高度或高高度；

（2）精英運動員的適宜跳深高度的方法同樣可適用于大學生運動員。

4、討論與分析

4.1、本次研究結果與同類型研究結果的異同點

本研究與井蘭香等人的同類型研究的相同點在：利用表面肌電對下肢肌群在不同跳深高度下的訓練效果進行分析，構建不同高度下跳深在表面肌電上的參考，對跳深訓練的適宜高度進行探究，以及適宜高度下的跳深訓練對下肢肌群的影響。

史儲瑞的研究指出：運動員跳深訓練時的再起跳高度在跳深高度剛開始增加時也呈正比增加，當增加到最大值0.5m后出現下降趨勢，這表明適宜跳深高度是存在的。同時，其實驗同樣通過下肢肌群的表面肌電來進行分析，發現下肢肌群的RMS值隨著跳深高度增加而增加，當增加到最大值后，又隨著高度增加而減小。在井蘭香的研究中，其對不同跳深高度對下肢的預激活展開研究，同樣是通過表面肌電來進行分析。采取與本文相同的方法來先找到受試者的適宜跳深高度。其研究結果表明在跳深訓練時，應選取自身的適宜高度或略低的高度來進行訓練，因為較高的高度會使得肌肉拉長肌肉—肌腱復合體為了緩沖地面反作用力而延長整個動作完成的時間并造成觸地時間過長，這違背了超等長收縮需要肌肉從離心收縮快速變為等長收縮再到向心收縮的要求。

本文相較同類型研究的不同點在于：本研究是以大學生運動員為研究對象，運用前人找到的跳深訓練適宜高度的方法，以得到的高度為基準，選擇增加或減少高度來探究不同跳深訓練對于大學生運動員的影響，并驗證前人所得出的測得適宜跳深高度的方法以及得出的適宜跳深高度是否同樣適用于大學生運動員，并為跳深訓練提供一定的參考依據。

4.2、通過分析下肢表面肌電來驗證前人用以得到適宜跳深高度的方法是否適用于大學生運動員

得到測試肌肉在不同高度跳深訓練下的放電情況，可一定程度反映下肢肌群在不同高度下的工作狀態。通過對比測試肌群的肌電情況，可以發現用前人找到適宜跳深高度的方法所找出的適宜跳深高度確實在肌肉放電情況上好于其他測試高度。因此，可以佐證前人找到適宜跳深高度的方法是可行的，且大學生運動員同樣可以運用前人的方法來找到自身的適宜跳深高度。

4.3、選擇適宜跳深高度進行訓練的現實意義

跳深訓練作為發展運動員爆發力的訓練手段，完成動作需要反復地起跳和落地，較低的高度不能無法引起足夠的刺激深度，較高的高度則會對運動員的關節和韌帶等組織造成過大的壓力，造成發生運動損傷的風險。因此，選擇適宜的跳深高度是提高訓練效果和安全性的必要前提。同時，表面肌電可以反映出下肢肌群在某一跳深高度時下肢肌肉所受到的刺激程度，有利于找到適宜的跳深訓練高度同時驗證通過前人的方法找出的適宜跳深高度的可靠性。

綜上所述：

（1）不同高度下的跳深訓練對下肢肌群表面肌電會產生明顯不同的影響，除臀大肌外的下肢所測肌肉在適宜高度下跳深的放電情況均好于低高度和高高度，且在適宜高度下進行跳深訓練也避免了過高的跳深所帶來的運動損傷風險；

（2）前人得到適宜跳深高度的方法也可適用于大學生運動員；

（3）跳深訓練的適宜高度并非是一個固定的數值，而需要結合運動員個人的具體情況來因人而異的選擇。

5、結論與建議

5.1、結論

低高度下的跳深和高高度下的跳深對下肢肌群的表面肌電影響有著顯著差異，且除了高高度對臀大肌的刺激大于適宜跳深高度外，其他肌肉在低高度和高高度下所受的刺激均弱于個人適宜高度下的跳深訓練。因此需要根據運動員的具體情況選擇適宜的跳深高度才能達到最好的訓練效果，而并非選用某一固定的高度作為訓練的統一指標；大學生運動員也同樣可以運用職業運動員找到適宜跳深高度的方法來找到自己適宜的跳深訓練高度。

5.2、建議

（1）從對下肢肌群的表面肌電影響來看，找到適宜的跳深高度進行訓練對運動員的下肢肌群刺激程度最強。因此建議運動員找到自身的適宜跳深高度后進行訓練；

（2）對比下肢肌群表面肌電放電情況，前人用于幫助高水平運動員找到適宜跳深高度的方法也適用于大學生運動員；

（3）運動員在進行訓練時，隨著運動能力的變化，也需要動態的變化自身適宜的跳深高度來達到最好的訓練效果，而非一直保持某一數值的跳深高度；

（4）普及運動員隨著訓練的進行和自身的運應當動能力的變化而動態的選擇自身適宜跳深高度的意識和方法，幫助運動員更有效地進行訓練并減少運動損傷。

參考文獻：

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