表面肌电在标枪运动员最后用力阶段技术诊断中的应用初探

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摘 要：表面肌电图的信号检测是一种无创电生理检测方法，其信号的检测分析在临床诊断、康复医学及运动医学中具有重要意义。本文对2名相同级别男子标枪运动员从交叉步结束到最后出手时刻运用专门分析软件对其数据进行了解析处理。介绍表面肌电信号的分析处理方法及其在标枪运动员技术评估中的应用研究现状。并对其进行技术诊断，为以后训练成绩的提高做理论上的支撑，同时对部分教学理论加以完善。

关键词：表面肌电；标枪；最后用力；运动生物力学

1.前言

表面肌电图（surface electromyography，sEMG），又称动态肌电图（dynamic electromyography ，DEMG），是从肌肉表面通过电极引导、记录下来的神经肌肉系统活动时的生物电信号。它与肌肉的活动状态和功能状态之间存在着不同程度的关联性，因而能在一定程度上反映神经肌肉的活动。肌肉运动中产生的生物电通过两个测量电极（相对于参考电极）产生电位差，差分放大器检测到该信号后，经过放大、记录后所得到的图形，现代高档的sEMG都是把放大的信号再转化为数字信号，经过通讯系统传输给计算机。计算机中的分析软件对所获得的数据进行分析处理，从而完成测试评估等科研或临床诊断任务。sEMG是一种简单、无创、容易被受试者接受的肌电活动，可用于测试较大范围内的EMG信号，并有助于反映运动过程中肌肉生理、生化等方面的改变；不仅可在静止状态测定肌肉活动，而且可在各种运动过程中持续观察肌肉活动的变化；不仅是一种对运动功能有意义的诊断评价方法，而且也是一种较好的生物反馈治疗技术[1]。因而在临床医学的神经肌肉疾病诊断、高等院校人机工效学领域的肌肉工作的工效学分析，体育系统（体科所）疲劳判定、运动技术合理性分析、肌纤维类型和无氧阈值的无损伤性预测，医院康复领域神经肌肉疾病诊断，肌肉功能评价等高等方面均有重要的实用价值[1]。

2.研究对象与研究方法

2.1 研究对象 男子标枪运动员二名，均为二级运动员，两人均采用右手投掷，并且本论文中所有的叙述均为右手投掷

2.2研究方法

2.2.1文献资料法

通过计算机网络搜索《中国期刊全文数据库》和手工查阅文献，收集近20多年有关标枪最后用力技术的研究现状及理论知识，并对其进行分类整理，对于与本文的研究目的、任务、方法和手段有关的信息作了较为详尽的归纳和综述。

2.2.2表面肌电测量法

芬兰MEGA Electronic Ltd.制造的MEGWIN6000 16通道遥测肌电测试仪一部，根据标枪最后用力阶段具体的动作结构特点，本文选取了9块主要肌肉进行测量，它们分别是：

上肢：（右侧） 胸大肌、三角肌、肱二头肌、背阔肌

躯干：腹直肌 、腹外斜肌（左侧）

下肢：（右侧）股二头肌、股四头肌（股直肌）、腓肠肌中段

2.2.3 数理统计法

遥测肌电数据处理：采用芬兰MEGAWIN公司自带的MegaWin2.4软件进行计算、处理和分析。将数据结果转换并存为“.xls”格式的文件，将数据输入EXCEL软件中，计算各参数值[2]。

3.研究结果与分析

本文对标枪最后用力阶段的定义结合对文献资料的总结将最后用力阶段划分为：交叉步动作结束，右脚着地屈膝缓冲，当身体重心垂直投影点刚刚超过右脚支点时开始，以右腿开始蹬伸至最后一步左脚触地支撑到标枪出手瞬间为止。此阶段是掷标枪完整技术中最后用力阶段的主要部分，其任务是在尽可能短的时间内完成投掷步最后一步，充分利用助跑所获得的速度和动量，在尽可能长的肌肉工作距离用较短时间将最大的功率施加于标枪，在出手瞬间达到最高速度并以合理的标枪姿态角及方位将标枪掷出[3]。最后用力阶段有几个比较重要的时刻，可归纳为4个瞬间：右脚着地屈膝缓冲，身体重心垂直投影点刚刚超过右脚支点瞬间（A瞬间），支撑形成瞬间（B瞬间），“最大满弓”瞬间（C瞬间），标枪出手瞬间（D瞬间）。

因此文中研究所采用的阶段具体划分为三个阶段：（1）缓冲阶段，这一阶段从右脚触地瞬间起至身体重心移至右脚支撑点上方时止；（2）蹬伸阶段，即支撑形成阶段。这一阶段从身体重心移过右脚支撑点垂直上方时起至右腿蹬伸至最大限度止；（3）满弓与最后用力出手状态形成阶段，这一阶段从右腿完成蹬伸动作至最后一步左脚触地瞬间止；最后用力阶段有几个比较重要的时刻，可归纳为4个瞬间时相：右脚着地屈膝缓冲，身体重心垂直投影点刚刚超过右脚支点瞬间（A时相），支撑形成瞬间（B时相），“最大满弓”瞬间（C时相），标枪出手瞬间（D时相）。根据最后用力阶段中几个重要瞬间，将最后用力阶段对应划分为I（A-B）、II（B-C）、III（C-D）三个动作阶段，分别对应缓冲阶段、支撑形成阶段，满弓形成阶段和最后用力出手状态形成阶段（以右手为例）。

3.1最后用力缓冲阶段过程中各肌肉积分肌电值分析

为更加直观的分析缓冲阶段中各肌肉的积分肌电值的水平差异及规律，将其单位换算为微伏秒（uvs），并且制作直观柱状图（见图3.1）。

图3.1 周**最后用力缓冲阶段各肌肉表面积分肌电值的柱状图

注：图中1―9指：1-右胸大肌；2-右三角肌（中部）；3-肱二头肌；4-腹直肌；5-左腹外斜肌；6-背阔肌；7-股二头肌；8-股四头肌（股直肌）；9-腓肠肌（中段）

另外，运动员在平时的训练过程中要注意，缓冲阶段的用力讲究的是最大限度的为下一阶段做动量上的储备，而非充分的缓冲。由于标枪项目对缓冲阶段要求的特殊性，必须让运动员了解怎样的合理缓冲与过渡。众所周知，肌肉的控制依赖于神经系统的反馈调节，所以运动员对标枪项目缓冲阶段的认知与反馈则对动作技术的形成有重要意义。说明了运动员在今后训练中既要注意对重点部位的训练，也要了解掷标枪过程是一个完整的统一整体，各肌肉既相互联系也相互影响。

4.结论

4.1在周**最后用力缓冲阶段，右侧股四头肌与三角肌（中部）有持续发力现象，股四头肌的持续用力来源于右脚的触地后产生的反作用力，股四头肌为下肢较大肌群中的核心部分，因此在此阶段的肌肉兴奋性较强。肱二头肌也表现出较大的兴奋性达到489uvs。

4.2最后用力蹬伸、支撑形成过程中，周**的三角肌中部的值较大，其次为胸大肌，下肢中唯一均值较大的是股四头肌，股四头肌完成缓冲后力量也逐渐减弱。值得一提的是在此阶段中唯一逐渐增大的肌肉是股二头肌，波形振幅较大，兴奋性较强，用力几乎贯穿整个过程的始终。

参考文献：

[1] 吴毅，俞晓杰.等速技术和表面肌电图技术在骨关节炎中的应用.继续医学教育，第20卷第30期.

[2] 王键.体育科学，2000，20（4）：56-60.

[2] 韩岳洋，李强，牛健壮.不同级别运动员背向滑步推铅球最后用力技术的运动学及肌肉表面肌电活动特征的分析[J].西安体育学院学报2012，29（6）：725-728.

[3] 孟广丁，蒋中伟，标枪投掷中的力学分析，燕山大学学报，1998，22（2），138-139

[4] 熊安竹，李世明，韩静，部义峰.不同训练水平标枪运动员预先助跑转入投步衔接阶段的动作技术比较[J]鲁东大学学报（自然科学版），2008，（01）