龙舟运动员划桨动作的表面肌电分析①<br/>——以江汉大学龙舟队右桨队员为例

龙舟运动员划桨动作的表面肌电分析①
——以江汉大学龙舟队右桨队员为例

2017-12-26周文嘉朱伟伟吴钰祥

当代体育科技 2017年30期

关键词：三角肌肌电龙舟

周文嘉朱伟伟吴钰祥

（江汉大学体育学院湖北武汉 430056）

龙舟运动员划桨动作的表面肌电分析①
——以江汉大学龙舟队右桨队员为例

周文嘉朱伟伟吴钰祥*

（江汉大学体育学院湖北武汉 430056）

本文采用实验分析法，对江汉大学龙舟队右桨队员在龙舟测功仪上划桨过程中的表面肌电(sEMG)进行分析，得出结论：(1)右侧三角肌后束和左右肱三头肌长头是整个划桨周期最先的被激活的肌肉，左侧斜方肌下段是整个划桨周期中最后被激活的肌肉，并一直持续到下一周期；(2)肌肉贡献程度较高的四块肌肉的平均其百分比分别为：右侧三角肌后束(14.09±2.92)%，左侧斜方肌下段(10.47±5.92)%，左侧肱三头肌长头(11.87±5.68)%和右侧肱三头肌长头(10.15±2.23)%。

江汉大学龙舟测功仪划桨技术表面肌电积分肌电

龙舟是中华民族的传统体育项目，也象征着中国传统文化。纵观近几年龙舟运动的研究，多数都集中在龙舟竞赛的技战术研究上[1-4]，对龙舟运动的生物力学分析相对研究较少。反观其它水上项目，运用生物力学手段来分析运动员的技术动作已经相对成熟[5-11]。

其中，表面肌电分析对生物力学的研究有着及其重要的意义。表面肌电(sEMG)是肌丝在收缩滑行时产生的电位活动，其大小与肌张力、肌力矩、肌肉的初长度和肌肉的收缩速度大小紧密相关。肌电信号的测量指标可分为两类：一类是包括积分肌电(iEMG)、均方根振幅(RMS)等指标在内的时域指标；另一类是包括平均功率频率(MPF)、中位频率(MF)等指标在内的频域指标。

表面肌电因为其方便、无创伤、及时反馈等优点，被广泛应用于康复医学、生物医学工程、体育等许多领域。在体育领域，表面肌电被用于测量运动员肌肉的发力顺序、收缩时程、贡献程度、疲劳程度等[12]。目前，表面肌电分析被广泛应用于赛艇、皮划艇等水上项目的研究，使其获得了长足的发展[5-11]，但在龙舟领域至今却未涉足。因此，为了填补表面肌电在龙舟领域的相关空白，本文在研究中运用无线表面肌电技术来分析龙舟运动员在龙舟测功仪上划桨时的技术动作，为今后龙舟运动的教学与训练提供科学的参考。

表1 运动员基本信息

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取江汉大学龙舟队6名右桨主力队员作为研究对象,如表1所示。

1.2 研究方法

采用Multistroke公司生产的D1-M龙舟测功仪，统一设置风箱阻力为5档，同时配合Cometa公司生产的16通道表面肌电仪和EMG and Motion Tools信号采集软件对运动员左右胸大肌、三角肌后束、肱二头肌、腹直肌、斜方肌下段、肱三头肌长头和背阔肌的sEMG信号进行收集和分析，并通过Office Excel统计分析软件计算数据，将最终结果制作成图表,见表2。

表2 被测肌肉

图1 苏××划桨时被测肌肉的原始肌电图

2 研究结果及分析

2.1 原始肌电活动结果及分析

通过对原始肌电的记录，可以半定量地分析运动时肌肉被激活的活动顺序、时程长短和振幅强弱。为方便研究，笔者将测功仪划桨姿势从插桨开始到回桨完毕，定义为一个完整的划桨周期，一个完整划桨周期又分为插桨、拉桨、收桨和回桨四个阶段：从桨入水到桨中位(桨叶与水平面垂直)为插桨阶段，从桨中位到桨出水为拉桨阶段，从桨出水到桨中位为收桨阶段，从桨中位到桨入水为回桨阶段。

2.1.1 肌肉活动顺序结果及分析

图1是以苏××为代表的被试运动员在划桨时，被测肌肉的原始肌电图（通道序号见表2）。观察发现：右侧三角肌后束和左右肱三头肌长头是整个划桨周期最先被激活的肌肉；左侧斜方肌下段是整个划桨周期最后被激活的肌肉，并一直持续到下一周期。总体而言，大多数被试运动员擅长于插桨后期和拉桨阶段发力。

在所有被试运动员中，陶××和李××的被测肌肉的原始肌电图与其他被试运动员有所不同。陶××与其他被试运动员相比，其肌肉被激活的时间在整个划桨周期中整体相对靠后，这说明陶××擅长于拉桨阶段和收桨阶段发力。李××划桨过程中，除左侧斜方肌下段以外，其余的肌肉被激活的时间相比于其他被试运动员，其肌肉被激活的时间在整个划桨周期中相对靠前，且在拉桨后期和收桨阶段肌肉被激活的程度较低，这说明李××擅长于插桨阶段和拉桨前期发力，但拉桨后期和收桨阶段发力不充足。

2.1.2 肌电图振幅强弱结果及分析

肌电图振幅的强弱可定性地反映出肌肉用力的大小。总体而言，右侧三角肌后束和左右肱三头肌长头是整个划桨周期中振幅最大的三块被测肌肉。近固定收缩时，三角肌后束主要负责上臂伸和内收；肱三头肌长头主要负责上臂伸和前臂伸。由此可见，龙舟运动主要通过左臂向下、向后的压桨和右臂向下、向后的拉桨来完成右桨的划桨动作。

在所有被试运动员中，陈××的被测肌肉的原始肌电图振幅较为明显。陈××除上述三块被测肌肉外，其左侧胸大肌、左侧三角肌后束、左侧斜方肌下段和左侧背阔肌的肌电图振幅也相对较大。近固定收缩时，胸大肌主要负责上臂屈、水平屈和内收；三角肌后束主要负责上臂伸和内收；斜方肌下段主要负责肩胛骨下降、后缩和上回旋；背阔肌主要负责上臂伸和内收。因为肩胛骨后缩与上回旋又伴随着上臂伸[13]，所以陈××在划桨过程中，左侧肌三角肌、肱三头肌和胸大肌共同收缩，使左臂向下、向后压桨的同时水平屈，增大了做功距离；左侧三角肌、肱三头肌、斜方肌和背阔肌共同收缩，增大了上臂伸的作用力。

2.2 肌肉贡献程度结果及分析

一个复杂的动作，需要多个肌肉的共同作用才能完成。这一过程中，身体不同部位的肌肉对完成该动作的贡献程度也不同。若需测量肌肉贡献程度的大小，必须先将原始肌电进行量化处理，得到可量化的iEMG。积分肌电(iEMG)是指单位时间内肌电信号所包围的面积。通过分析，可获得每块肌肉在运动中的贡献程度。

2.2.1 肌肉iEMG值结果及分析

总体而言，负责身体各环节伸的被测肌肉iEMG的平均值要高于负责身体各环节屈的被测肌肉。其中，右侧三角肌后束和左右肱三头肌长头是所有运动员共有的具有较大iEMG的平均值的三块被测肌肉。

2.2.2 肌肉贡献百分比结果及分析

统计被试运动员在划桨动作中被测肌肉贡献百分比。6名被测运动员在划桨动作中身体各部位贡献平均值超过10%的被测肌肉有：右侧三角肌后束、左侧斜方肌下段和左右肱三头肌长头。经计算可知，右侧三角肌后束的贡献百分比为(14.09±2.92)%，左侧斜方肌下段的贡献百分比为(10.47±5.92)%，左侧肱三头肌长头的贡献百分比为(11.87±5.68)%，右侧肱三头肌长头的贡献百分比为(10.15±2.23)%。除上述4块被测肌肉以外，其它被测肌肉贡献平均百分比均不超过7%。