不同腹直肌训练动作的表面肌电信号AEMG对比分析

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　　摘  要：目的：本文旨在探讨不同动态腹直肌训练动作对腹直肌下部锻炼效果的影响，为腹直肌训练提供参考。方法：让受试者做屈腿卷腹、直腿卷腹、屈腿仰卧起坐、直腿仰卧起坐、仰卧两头起、健腹轮、下斜板仰卧起坐7种常用的徒手腹直肌锻炼动作，同时应用ME6000-16表面肌电仪对左侧腹直肌测出做每种腹直肌锻炼动作时的表面肌电信号，并对其信号的时域指标平均振幅AEMG进行对比分析。结果：屈腿卷腹动作AEMG标准化值最低为0.327±0.160;仰卧两头起AEMG标准化值最高为0.805±0.190。卷腹、屈腿仰卧起坐、俯身滚动健腹轮之间的AEMG标准化值也较低，且相互之间差异不显著。但与腹直肌AEMG标准化值较高的下斜板仰卧起坐、直腿仰卧起坐、仰卧两头起动作差异显著。结论：仰卧两头起，下斜板仰卧起坐，直腿仰卧起坐动作对腹直肌刺激程度较高。仰卧两头起的刺激程度最高，俯身滚动健腹轮对腹直肌刺激程度较低。
　　关键词：腹直肌  不同训练动作  表面肌电
　　中图分类号：G804                                  文献标识码：A                        文章编号：2095-2813（2020）01（c）-0007-04
　　Abstract： Objective： This paper aims to investigate the effects of different dynamic rectus abdominis training exercises on the lower rectus abdominis training and provide a reference for rectus abdominis training. Methods： Subjects were asked to make seven kinds of rectus abdominis training exercises including curved leg， supine abdomen， straight leg， supine abdomen， knee-high sit-up， straight knee sit-up， supine， belly lift， lower sloping plate. The rectus muscle exercise was performed， and the surface electromyography signal of each rectus abdominis exercise was measured by the ME6000-16 surface electromyograph on the left rectus abdominis， and the average amplitude AEMG of the signal was compared. analysis. Results： The normalized AEMG value of the flexion leg abdomen movement was 0.327±0.160; the highest AEMG normalization value from the two sides of the supine position was 0.805±0.190. The AEMG normalization value between the belly， the leg-sit-up， and the roll-up roller is also low， and the difference between them is not significant. However， there is a significant difference between the lower slanting plate and the reclining of the rectus abdominis AEMG， the straight leg sit-ups， and the supine movements. Conclusion： The two sides of the supine， the lower sloping plate sit-ups， the straight leg supine abdomen movements on the rectus abdominis stimulation. The supine level is the most stimulating， and the lean-boiled abdominal wheel is less effective for rectus abdominis.
　　Key Words： Rectus abdominis; Different training movements; Surface electromyography
　　正确合理的运动健身不仅给人带来外在身材上的变化，还会反馈给人一个身体内在健康的变化。腹直肌是很多健身爱好者痴迷锻炼的部位，无论男女，紧致有型的腹直肌都能给人带来视觉上的冲击。腹直肌功能强大，能协同腹内外斜肌及腹横肌维持腹内压，在力量训练中使训练者更好维持核心稳定，下固定向心收缩使人体躯干做屈屈动作，上固定向心收缩使人体骨盆后倾，研究表明，腹直肌无力是导致人体骨盆前倾问题当中非常重要的一项[1]。腹直肌与其拮抗肌保持躯干前后张力平衡，共同維持躯干稳定，保持良好的体态。核心肌群的力量训练是肌肉力量训练当中的重要一项，有力量的核心肌群能使做功肌肉发挥最大效率，从而提高综合运动能力和特定的运动技能，同时减少受伤的风险作用[2-3]，可以更大程度上发挥个体的运动潜力[4]，腹直肌作为核心肌群中重要的一块肌肉，所以对其力量的训练不容忽视。腹直肌的力量训练方式有多种，无论是静态还是动态多采用徒手锻炼，但不同的锻炼方式对腹直肌的锻炼效果有所不同。本文运用科学的研究方法及表面肌电信号测量设备对几种常见动态腹直肌训练动作进行研究，通过肌电检测仪器对肌肉表面的电信号进行收集，记录自动计算并生成各肌肉电信号数值，再对生成的肌电信号进行分析，达到量化评定各腹肌训练动作对腹直肌影响程度的目的，为民众力量训练及健身锻炼提供参考依据。 　　1  研究对象与研究方法
　　1.1 研究对象
　　本文选取的对象为10名辽宁师范大学体育学院的男同学，体重均在（79±12.85）kg，身高（178.8±4.4）cm，年龄（23.1±1.4）岁。1年之内无腹部、下背部的运动损伤。
　　1.2 研究方法
　　1.2.1 文献资料法
　　通过在辽宁师范大学图书馆和中国知网等查阅文献途径共查阅国内外肌电类研究性方面著作近30余篇，以及学习国内肌电研究的专家讲座，了解本领域现如今研究所涉猎的领域和未来发展前沿。
　　1.2.2 实验法
　　实验器材：ME6000-16型16导线便携式肌电采集测试仪、酒精、肌肉电采集电极贴、瑜伽垫、腹肌轮、下斜板仰卧起坐凳、笔记本、笔、酒精棉。
　　实验地点：辽宁师范大学训练中心。
　　实验步骤：10名测试人员先在恒温25℃的辽宁师范大学健身中心进行强度一致的热身活动和腹直肌激活，然后准备测试，用酒精棉蘸取75%医用酒精擦拭受试人员腹直肌以防止表面油脂及坏死角质层对实验结果产生影响，所有受试人员在左侧下部腹直肌上粘贴电极片，电极间距2cm，方向顺着腹直肌走向，测试仪器在测试人员进行热身时启动确认好用，开始测试时记录人员在测试仪器旁做好记录。
　　所有测试人员按照实验动作要求进行，10名测试人员先依次进行腹直肌最大肌肉力量的表面肌电测试。测试方法：运用平板仰卧起坐凳进行抗阻力测试，受试人员下肢固定，放松平躺在凳面上做卷腹动作，上体抬起45°角时，设置以阻碍其运动的器械（可调节高度的杠铃杆），其他测试人员在器械上施加足够大的阻力保证受试人员不能完全起身，使受试人员短时间内快速收缩腹直肌产生最大力量对抗阻力，测出此时表面肌电。
　　所有受试人员测试结束后休息10min后再依次做屈腿卷腹，直腿卷腹、屈腿仰卧起坐、直腿仰卧起坐、健腹轮、仰卧两头起、下斜板仰卧起坐，每个完整动作时间控制在2s。为防止肌肉疲劳，每个测量动作之间间歇10s，每个动作做3次测量。一个动作10人全部结束后进行下一动作。
　　动作标准要求如下。
　　（1）直腿卷腹：要求双腿伸直与髋同宽，双臂交叉于胸前仰卧在瑜伽垫上，卷腹时腹肌充分收缩发力，下背部不离开瑜伽垫，上背部与地面成角45°。（2）屈腿卷腹：要求双脚踩住地面屈膝90°，其他要求与直腿卷腹要求一致。（3）屈腿仰卧起坐：要求屈膝90°，双脚踩住地面，双腿与髋同宽，双臂交叉于胸前，做仰卧起坐时整个背部挺直，保证后脑、胸椎、骶骨成一条直线，起身时腹肌收紧与躯干地面成45°。（4）直腿仰卧起坐：要求双腿伸直，盡可能放松贴紧地面，其他要求与屈膝仰卧起坐一致。（5）俯身滚健腹轮：要求双膝跪在瑜伽垫上，双膝距离与髋同宽，双脚放松脚背贴与地面，双手紧握腹肌轮手柄，双手用力要均匀，向前推时手臂伸直，下落至身体与地面平行再将其拉回，一次动作完成。（6）仰卧两头起：要求仰卧于瑜伽垫上，双臂伸直与肩同宽，双腿与髋同宽，两头起时腹肌发力双臂双腿同时离地，躯干与地面和下肢与地面均成45°角，腹部收紧，双脚背伸。（7）下斜板仰卧起坐：要求仰卧在下斜板上，下肢固定，其他要求与屈膝仰卧起坐一致，躯干抬起高度要求与板成45°。
　　1.3 数据整理
　　将实验所得的数据运用Excel进行整理，然后导入SPSS 19.0进行数据处理分析。在研究神经表面肌电信号时常常由于研究对象之间个体差异较大，获得的初始数据间波动性很大不便于比较，为了使实验所测的数据具有可比性，将对原始数据进行标准化处理，而后进行分析讨论。标准化方法：每个动作的AEMG除以腹直肌最大收缩（MVC）时的AEMG值。
　　2  测试结果
　　由表1可以看出，不同腹直肌训练动作之间AEMG存在明显的差异。由表2可以看出，MVC腹肌AEMG值为（315.3±194.941）μv。由表3可以看出，屈腿卷腹与直腿卷腹、屈腿仰卧起坐、俯身滚动健腹轮之间AEMG无明显差异。仰卧两头起、下斜板仰卧起坐、直腿仰卧起坐与其他动作之间均有明显差异。下斜板仰卧起坐与屈腿卷腹、直腿卷腹、屈腿仰卧起坐、俯身滚动健腹轮之间AEMG均有明显差异。仰卧两头起与屈腿卷腹、直腿卷腹、屈腿仰卧起坐、直腿仰卧起坐、俯身滚动健腹轮之间AEMG标准化值均有明显差异。
　　3  分析与讨论
　　通过对比不同动态腹直肌训练动作对肌肉表面产生的表面肌电信号SEMG幅值变化来分析肌肉活动状态，揭示人体各肌肉在各类型肌肉动作中的表面肌电特征。
　　本文AEMG値的选取均是一个完整动作周期，平均振幅（AEMG）是指一段时间内肌电振幅的平均值，以往的研究表明，各种负荷形势下肌肉收缩力或输出功率的变化与肌电信号的振幅间存在着一定的相关性，可以反映出运动期间肌肉力量的变化[5-6]。王嵘等人对腹直肌研究发现肌肉放电振幅越大，肌肉运动越强烈，肌肉锻炼效果越明显[7]。通过对实验数据标准化处理后的AEMG值进行整理得出表3，实验结果显示做屈腿卷腹与直腿仰卧起坐、仰卧两头起、下斜板仰卧起坐之间下腹部的AEMG有明显差异，与直腿卷腹、屈腿仰卧起坐、俯身滚动健腹轮之间下腹部的AEMG无明显差异。直腿卷腹同样仅与直腿仰卧起坐、仰卧两头起、下斜板仰卧起坐之间下腹部的AEMG有明显差异，与屈腿仰卧起坐、俯身滚动健腹轮之间下腹部的AEMG无明显差异。
　　首先，从动作的区别来看，卷腹动作要求躯干不完全离开地面，支点在胸椎末端和腰椎上段附近，腹直肌收缩发力使腰椎段以上躯干离开地面，而仰卧起坐动作支点在坐骨附近，要求整个躯干离开地面，仰卧起坐的力矩大于卷腹的动作，有研究表明力矩增加肌电振幅也会随之增加[8]，所以这可能是卷腹动作和仰卧起坐AEMG值差异的一方面原因。其次，相比于卷腹，仰卧起坐时下腹部的收缩可能更加明显和充分，下腹部肌肉收缩力量更大，所以这可能是造成卷腹动作和仰卧起坐AEMG值差异的另一方面原因。而屈腿仰卧起坐和直腿仰卧起坐AEMG值有明显差异的原因可能是屈腿仰卧起坐预先屈髋，屈髋肌收缩，在做动作时髂腰肌发力可能充分，腹直肌收缩发力相对于直腿仰卧起坐稍微差一些导致的。 　　仰卧两头起时要求躯干和四肢同时离开地面，下肢和躯干成角90°，此时腹直肌上部和下部发力都充分做向心收缩使躯干上半部分及下肢和骨盆抬离地面，身体最大程度成为一个直角V字形，再离心控制还原至平躺位，整个过程幅度大于卷腹和仰卧起坐动作。从生物力学上来看，做仰卧两头起时整个腹直肌不仅要克服躯干的重力，同时还要克服下肢的重力做功，无论是上腹部和下腹部的肌肉收缩力都要大于卷腹和仰卧起坐动作，AEMG值也要明显大于卷腹和仰卧起坐动作。下斜板仰卧起坐与其他动作相比差异在于做下斜板仰卧时，下肢固定在仰卧起坐上，身体倾斜向下躺在下斜板上，此时小腿在膝关节处屈，髌骨向下移动。会使股直肌升高，肌张力升高可能会拉紧骨盆略微前倾，所以此时腹直肌被拉长，腹直肌发力收缩使躯干离开下斜板成45°，起身时要克服股直肌对骨盆的拉力和整个躯干的重力，所以需要腹直肌更大的向心收缩力。
　　俯身滚动健腹轮动作与其他动作相比最大的区别就是在于腹部没有明显的屈曲，而且整个动作完成腹肌不是最主要的发力肌，主要的发力肌肉是躯干上部三角肌、胸大肌及背阔肌及躯干下部屈髋肌，腹部肌群的作用是维持核心稳定，腹直肌的收缩力要明显小于其他几个动作，因此所有的腹直肌训练动作AEMG值差异的主要原因是在有时间控制的情况下完成不同幅度和克服阻力时腹直肌肌肉收缩力量的不同，动作幅度和阻力都是造成腹直肌AEMG差异的原因。
　　4  结语
　　7种动态腹直肌训练动作对下腹部均有锻炼效果，相比较仰卧两头起的标准化AEMG值最高，对腹直肌下部的刺激程度最佳，其次为下斜板仰卧起坐和直腿仰卧起坐;屈腿卷腹、直腿卷腹、屈腿仰卧起坐和俯身滚动健腹轮对下腹部AEMG值无明显差异，对腹直肌下部的刺激程度较差。
　　参考文献
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