20kg负重深蹲下不同膝关节角度的肌电特征的研究

(河北师范大学体育学院 河北 石家庄 050024)

20kg负重深蹲下不同膝关节角度的肌电特征的研究

单田丰魏新马佳圆

(河北师范大学体育学院河北石家庄050024)

一、前言

随着社会的发展，健身被越来越多的人们所选择。健身对增强国民体质发挥着越来越大的作用。在健身运动中,力量训练是身体其他素质的基础，力量训练是指人体内某部分的肌肉工作时克服阻力的能力，也是人体完成各种各样动作的动力来源。在健身房锻炼下肢力量的过程中，深蹲动作模式是现代体能训练中强调的深蹲，即下蹲过程中膝关节不超过脚尖，并保持在脚的正上方，不能有内扣等错误动作，蹲起时的发力点分在大腿伸肌群(股四头肌)主动收缩，完成不同负重蹲起动作。

肌电是神经、肌肉兴奋发放生物电的结果。神经—肌肉系统由一个运动神经元与其支配的所有肌纤维组成。肌肉的肌电活动是肌肉运动单位在收缩时所产生的生物电活动的集合。肌电的测试有针电极和表面电极,分别适用于不同情况的测量，针电极更适合于对肌肉病理的临床测量，表面电极则更适合于对运动的人体进行测量。

二、研究对象与方法

(一)研究对象

实验对象为随机抽取河北师范大学体育学院2016级4名体育教育专业男性大学生。四名实验测试者身体情况相近，身高年龄体重分别如下：

受试者为大学1年级体育教育专业四项运动员共4名，其基本情况如下

调查表(表一)

为减少试验误差，选取的四名受试者年龄身高相近。 并且试验前，对于标准深蹲动作的要求和本次试验的目的做了充分的说明。为接下来的实验顺利进行打下了良好的基础。

(二)研究方法

1.文献资料法

根据研究的需要，在河北师范大学图书馆，中国期刊网，中国知网等电子资源数据库收集和整理国内外的有关肌电的专著和期刊，为实验设计、测试、研究、奠定了理论依据和实践基础。

2.实验法

实验器材：杠铃、电脑笔记本(中文Windows XP 系统)、75%浓度酒精、脱脂棉、Ag-Cl 表面电极、弹性绷带、医用胶布、剪子、体表肌肉图。sEMG 数据信号采集选用芬兰产MEGA6000 表面肌电仪。信号采样频率为1000Hz，增益值为1000，输入阻抗小于10GΩ，滤波为1KHz。肌电片选用Ag-AgC1引导电极，电极直径0.5cm，电极间距2cm。(3)肌肉的选择：本次实验验根据运动解剖学及生物力学还有深蹲动作中募集到的主要肌肉，选取下肢的4块肌肉，分别是股外侧肌、股直肌、股二头肌、臀大肌。

测试步骤：电极的贴法，肌电片安放位置严格按MEGA6000 推荐部位进行表面上肌电的粘贴，安放电极前对四名受试者的测试肌肉所相对应的皮肤进行处理，刮去体毛、打磨皮肤以及酒精擦拭，然后再粘贴肌电片，应将电极线用医用胶带固定，防止实验中导线缠绕身体，并确认所粘贴的电极片的牢固，避免试验过程中因电极片的掉落及不稳定对试验的影响，减小试验误差。

3.测试方法

测试前要求4名受试者进行热身活动，时间为20分钟。热身活动要求每个测试者同时完成。本次热身活动根据试验动作所用到的肌群选取了五个动作，每个动作四个八拍，避免在实验过程中出现因准备活动不充分所造成受试者的运动损伤，影响实验的正常进行。为尽量减少本次试验数据的误差，四名受试者分为两组，每两名受试者同时进行试验，每个受试者在负重20kg的杠铃下不同的膝关节弯曲角度连续测试四次，膝关节弯曲角分别为120kg度、90kg度、40kg度。不同膝关节角度测试间隔时间为十分钟，以避免肌肉疲劳对实验数据准确有效性的影响。

(三)动作幅度模式

动作模式一：保持正确的杠铃深蹲姿势，下蹲过程中，双脚间距与肩同宽，脚尖与膝关节处在同一方向并且膝关节不超过脚尖，蹲到大腿与小腿间夹角为120度。

通过实验得出的数据，我们发现在负重20kg下蹲到膝关节角度120度时陈某与王某、赵某与卫某股直肌的肌峰肌电值均明显大于股内侧肌、臀大肌、股二头肌，说明股直肌为主要发力肌。

四名受试者股直肌肌峰肌电平均值分别为：

陈某14.356王某13.728赵某14.152卫某13.962。总肌峰肌电平均值为56.198。

动作模式二：保持标准的深蹲动作要求，然后膝关节的夹角为90度。受试人员在休息十分钟后开始继续试验。当膝关节角度为90度时，通过得出的肌峰肌电值我们可以发现，四块肌肉的放电量均有明显的提高。也就是说90度时，肌肉的活跃度以及放电量均比120度时高。股直肌肌峰肌电值分别为陈某22.984王某21.892赵某22.763卫某21.472。股直肌的总肌峰肌电平均值为90.111。

(四)实验数据讨论分析

从试验中的数据可以体现出，深蹲动作中股直肌的活跃度是最高的。当膝关节角度为90度时，股直肌与股外侧肌、臀大肌、股二头肌均比膝关节弯曲120度与40度时肌峰肌电值要大。也就是说90度时下肢肌肉更能得到更强的刺激从而得到更好的训练效果。规范有效的动作练习不仅可以是锻炼更具有高效性，还可以将运动中损伤的风险降到最低。而本次试验的目的就是通过对额定负重深蹲中膝关节弯曲的角度下所锻炼的下肢肌群的肌电研究，从而评判出高效安全的动作模式。

三、结论

研究表明，在正确的深蹲动作下，不同膝关节角度之间对比，肌峰肌电数值表现出显著的差异性。通过本次实验也说明，在负重20kg下，膝关节弯曲90度时，能更好的提高下肢力量。

四、建议

在健身房的力量训练中，深蹲往往是最有效的发展下肢力量和增强肌肉协调性的动作，但同时深蹲中的不良姿势，也给很多健身人群带来了一些运动损伤的问题。所以在做下肢深蹲力量训练时，更应该强调正确规范的深蹲动作，双脚间距应与肩同宽，下蹲的过程中膝关节始终保持不超过脚尖，同时应将下蹲的幅度控制在大腿与地面平行，即膝关节弯曲角度九十度。使下肢肌群得到更充分的锻炼从而更好的提高下肢力量。

本研究还有待进一步完善，对于不同负重下膝关节角度对下肢力量的影响还有待于参数化描述。同时还需要对健身人群健身情况及反馈的一些问题做更加深入的研究和完善。

[1]唐光旭 三种深蹲动作模式机电特征研究 四川体育学[M]2014

[2]范育飞 不同运动形式对足底压力影响的实验研究{J} 2012

[3]龚云 运动创伤学[M]2008

[4]赵焕彬 李建设 运动生物力学[M].高等教育出版社2013

[5]田麦久 运动训练学[M].北京体育大学出版社.2000

[6]毕红星 试论当前力量训练范畴的新观点{J}山东体育科技2006

单田丰(1991-)，汉族，河北唐山人，研究生，河北师范大学，研究方向：体育教育训练学。