李芙蓉，陳月亮，吳新炎

我國優(yōu)秀短距離速滑運(yùn)動(dòng)員直道滑冰腿部肌肉肌電特征研究

李芙蓉，陳月亮，吳新炎

運(yùn)用表面肌電和高速攝影同步技術(shù)，結(jié)合功能解剖學(xué)，分析短距離運(yùn)動(dòng)員直道滑冰單步周期腿部肌電特征。結(jié)果：（1）左腿振幅峰值前4的肌肉依次是股內(nèi)肌、股外肌、脛骨前肌和腓腸肌，右腿振幅峰值前4的肌肉依次是股內(nèi)肌、脛骨前肌、股外肌和腓腸肌，左、右腿振幅峰值最小的都是臀大肌；（2）單步周期腿部肌肉有效放電時(shí)間最長的都是脛骨前肌，最短的都是臀大??；（3）單步周期腿部肌肉貢獻(xiàn)度最大的肌肉依次是股內(nèi)肌、脛骨前肌和股外肌。結(jié)論：（1）單步周期腿部肌肉振幅峰值都出現(xiàn)在蹬冰期，股四頭肌和股后肌群在重心轉(zhuǎn)移和蹬冰2個(gè)階段都出現(xiàn)近似的振幅峰值，兩者處于共激活狀態(tài)，因此在訓(xùn)練實(shí)踐中也要同步發(fā)展股后肌群力量；（2）單步周期中，股內(nèi)肌、脛骨前肌和股外肌在腿部肌肉中有效放電時(shí)間最長、做功最大，在完成單步周期動(dòng)作時(shí)作用最大，臀大肌有效放電時(shí)間最短，做功最小，在完成單步周期動(dòng)作時(shí)作用最小，但在訓(xùn)練實(shí)踐中，脛骨前肌的作用被低估，臀大肌的作用被高估；（3）運(yùn)動(dòng)員左、右腿單步周期動(dòng)作模式一致，但擺動(dòng)期左腿更主動(dòng)，蹬冰期腿部肌肉的具體協(xié)調(diào)模式不同，在實(shí)踐訓(xùn)練中設(shè)計(jì)練習(xí)方式時(shí)要注意左、右腿的差異。

速度滑冰；直道滑冰；單步周期；振幅峰值；積分肌電

短距離速度滑冰屬無氧供能為主的體能主導(dǎo)類和以下肢蹬伸發(fā)力為主的周期性項(xiàng)目［1］，比賽用時(shí)短、全程需竭盡全力，下肢蹬伸肌群的快速做功能力決定運(yùn)動(dòng)成績。我國短距離速滑經(jīng)歷多次輝煌，但成績起伏較大，主要原因是我國速滑訓(xùn)練存在過度經(jīng)驗(yàn)化、科學(xué)訓(xùn)練程度不高和專項(xiàng)訓(xùn)練細(xì)節(jié)把握不夠等問題［2］。競技體育發(fā)展至今，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練已進(jìn)入多學(xué)科綜合運(yùn)用的科學(xué)訓(xùn)練階段，運(yùn)動(dòng)員的競技成績比較接近，競爭主要集中在專項(xiàng)訓(xùn)練的細(xì)節(jié)把握上［2］。科研攻關(guān)和教練組為更細(xì)致地了解項(xiàng)目技術(shù)特點(diǎn)，以發(fā)現(xiàn)和改善技術(shù)薄弱環(huán)節(jié)，有針對(duì)性地采集了大量運(yùn)動(dòng)員肌電和等速肌力實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)。運(yùn)動(dòng)員直道滑跑技術(shù)一直是我國運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)弱項(xiàng)，王北星等運(yùn)動(dòng)員都存在左、右腿不平衡而導(dǎo)致后程動(dòng)作發(fā)散的問題。本研究通過對(duì)運(yùn)動(dòng)員直道滑冰左、右腿肌電分析，揭示滑跑技術(shù)腿部肌肉的動(dòng)作模式和協(xié)調(diào)特征，分析訓(xùn)練實(shí)踐中可能存在的問題。

本研究運(yùn)用表面肌電遙測系統(tǒng)和高速攝像機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)員直道單步周期腿部肌群進(jìn)行同步測試，獲取單步周期腿部肌群的肌電學(xué)相關(guān)參數(shù)和曲線，分析直道單步周期腿部肌群肌電特征，為教練組把握項(xiàng)目特征和運(yùn)動(dòng)員個(gè)體特點(diǎn)，制定針對(duì)性訓(xùn)練計(jì)劃提供理論依據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

以國家速度滑冰隊(duì)王北星、于靜、張虹和金佩玉4名運(yùn)動(dòng)員為測試對(duì)象，采集范圍包括直道左、右腿連續(xù)5次單步周期。運(yùn)動(dòng)員測試前通過輔導(dǎo)，理解試驗(yàn)意圖，在測試前24 h無劇烈運(yùn)動(dòng)，身體健康無異常。

1.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與處理

（1）數(shù)據(jù)采集。運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)使用TM-6 710CL高速攝像機(jī)進(jìn)行采集，采樣頻率為120 Hz，采用芬蘭MEGA電子有限公司生產(chǎn)的ME6 000-T16肌電測試系統(tǒng)采集脛骨前肌、腓腸肌外側(cè)頭、股四頭肌內(nèi)側(cè)頭、股四頭肌外側(cè)頭、股四頭肌直肌、股二頭肌、半腱肌和臀大肌肌肉肌電數(shù)據(jù)，各肌肉電極具體放置點(diǎn)見圖1。

（2）試驗(yàn)控制。本研究采集4名運(yùn)動(dòng)員直道滑跑階段第2～6步連續(xù)5次單步周期原始肌電數(shù)據(jù)。為了控制肌肉疲勞因素對(duì)肌電數(shù)據(jù)的影響，嚴(yán)格控制試驗(yàn)前熱身運(yùn)動(dòng)，使4名運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)量保持一致，同時(shí)對(duì)每1名運(yùn)動(dòng)員都進(jìn)行240°/s等速肌力試驗(yàn)，分析骨直肌肌電數(shù)據(jù)。發(fā)現(xiàn)，與4名運(yùn)動(dòng)員采集素材相同時(shí)域里的等速肌力測試股直肌IEMG都沒有顯著性差異（Plt;0.05），驗(yàn)證了肌肉疲勞因素對(duì)肌電數(shù)據(jù)影響較小，4名運(yùn)動(dòng)員試驗(yàn)數(shù)據(jù)有一致性，試驗(yàn)數(shù)據(jù)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

（3）數(shù)據(jù)處理。首先，對(duì)連續(xù)5次原始肌電圖進(jìn)行RMS時(shí)域轉(zhuǎn)化；然后，經(jīng)RMS平均化得出運(yùn)動(dòng)員直道左、右腿平均肌電數(shù)據(jù)。應(yīng)用分析軟件進(jìn)行信號(hào)處理，采集振幅峰值、IEMG等數(shù)據(jù)，采集處理后的數(shù)據(jù)通過SPSS19.0軟件進(jìn)行配對(duì)樣本T檢驗(yàn)，獲取相關(guān)參數(shù)。

1.3 單步周期動(dòng)作時(shí)相劃分

圖2 冰上直道左腿Figure2 The left leg in the straight skating

1.4 單步周期動(dòng)作時(shí)相各階段用時(shí)

直道左、右腿單步周期肌肉RMS平均肌電圖見表3、表4，是對(duì)原始肌電圖時(shí)域的轉(zhuǎn)化，再平均化處理后的結(jié)果。相對(duì)原始肌電圖而言，圖像更清晰，更能反映肌肉收縮的變化，利于定量分析。依據(jù)單步周期動(dòng)作時(shí)相的劃分，結(jié)合各階段肌肉用力模式可見，直道滑冰單步周期左、右腿各階段用時(shí)基本一致；直道左、右腿擺動(dòng)期用時(shí)占單步周期總用時(shí)30%，其中，收腿階段占20%，落腿階段占10%；蹬冰期占單步周期總用時(shí)70%，重心轉(zhuǎn)移階段占30%，蹬冰階段占40%（見圖3、圖4）。

圖3 直道右腿RMSFigure3 The RMS of the right leg in the straight skating

運(yùn)動(dòng)員左腿單步周期用時(shí)為（1.30±0.02）s，左腿單步周期用時(shí)為（1.33±0.04）s，兩者的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而兩腿動(dòng)作時(shí)相用時(shí)比例一致，顯示運(yùn)動(dòng)員左、右腿各階段用時(shí)存在差異，一定程度上說明了左、右腿發(fā)展不均衡。

2 研究結(jié)果與分析

2.1 振幅曲線和振幅峰值分析

RMS振幅往往用于描述肌電活動(dòng)的靜態(tài)特征，反映一定時(shí)間內(nèi)肌肉電位活動(dòng)的靜態(tài)特征，主要表示肌電圖（EMG）信號(hào)幅值大小的變化，反映電位活動(dòng)的有效值，從RMS振幅中可以明顯看出肌肉電位活動(dòng)的興奮程度，可以判斷肌肉活動(dòng)的時(shí)程長短、肌電活動(dòng)的強(qiáng)度以及肌肉的協(xié)調(diào)模式［3-4］。

圖4 直道左腿RMSFigure4 The RMS of the left leg in the straight skating

在右單步周期擺動(dòng)期，腓腸肌和股四頭肌肌電基本處于靜息狀態(tài)，脛骨前肌和半腱肌電活動(dòng)明顯，股二頭肌和臀大肌有微弱放電（見圖3）。在左單步周期擺動(dòng)期，腓腸肌、股外肌、股直肌、股二頭肌和臀大肌肌電基本處于靜息狀態(tài)，脛骨前肌和腱肌電活動(dòng)明顯，股內(nèi)肌在收腿階段肌電處于靜息狀態(tài)，落腿階段則出現(xiàn)明顯放電，可能是左腿在落腿階段肌肉收縮更主動(dòng)，肌肉主動(dòng)用力造成（見圖4）。擺動(dòng)期發(fā)力腿處于騰空狀態(tài)，脛骨前肌和腓腸肌利用該時(shí)機(jī)緩解疲勞、充分放松，為下一步觸地蹬伸時(shí)發(fā)力積蓄力量，所以理論上不應(yīng)存在明顯電位活動(dòng)。振幅曲線顯示，脛骨前肌在整個(gè)擺動(dòng)期都有明顯的電位活動(dòng)，原因可能是為了控制冰刀姿態(tài)，踝關(guān)節(jié)有背屈。蹬冰期股四頭肌和股后肌群電活動(dòng)明顯，重心轉(zhuǎn)移和蹬冰階段肌電振幅曲線都呈現(xiàn)倒“U”形，表現(xiàn)出雙峰現(xiàn)象［5］，兩者表現(xiàn)出共激活趨勢；脛骨前肌在重心轉(zhuǎn)移階段，為維持踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，劇烈放電，在蹬冰階段電活動(dòng)減弱，直至滅活；腓腸肌在重心轉(zhuǎn)移階段肌電處于靜息狀態(tài)，在蹬冰階段因?yàn)轷钻P(guān)節(jié)拓屈，電活動(dòng)劇烈；臀大肌在蹬冰階段才出現(xiàn)微弱的電活動(dòng)（見圖3、圖4）。

振幅峰值代表肌肉電活動(dòng)的最大興奮點(diǎn)，一定程度上代表了肌肉的最大用力。右腿單步周期肌肉振幅峰值大小依次是股內(nèi)肌、脛骨前肌、股外肌和腓腸肌等，左側(cè)單步周期肌肉振幅峰值大小依次是股內(nèi)肌、股外肌、脛骨前肌和腓腸肌等（見表1）。左、右腿肌肉肌電振幅峰值大小順序雖然有差異，但肌肉肌電峰值前4的肌肉高度一致，在8塊肌肉中股內(nèi)肌、股外肌和踝關(guān)節(jié)肌群在單步周期中瞬間放電強(qiáng)度相對(duì)較大。

單步周期各肌肉肌電振幅峰值多數(shù)集中在蹬冰期。脛骨前肌肌電峰值出現(xiàn)在重心轉(zhuǎn)移階段，此階段踝關(guān)節(jié)雖然沒有背屈，但冰刀觸地面積小，維持踝關(guān)節(jié)平衡難度大，脛骨前肌必須更大用力。腓腸肌肌電峰值出現(xiàn)在蹬冰階段末期，此階段踝關(guān)節(jié)蹬伸發(fā)力，腓腸肌是蹬冰動(dòng)力鏈的重要一環(huán)。蹬冰期股四頭肌有2個(gè)峰段，重心轉(zhuǎn)移階段和蹬冰階段肌肉收縮方式雖然不一樣，但放電強(qiáng)度都很劇烈，運(yùn)動(dòng)員在重心轉(zhuǎn)移階段為了更好地積蓄勢能而普遍采取低重心，低重心時(shí)關(guān)節(jié)和重心更難維持穩(wěn)定，踝關(guān)節(jié)肌群必須更加用力，電活動(dòng)會(huì)更劇烈，蹬冰階段屬于爆發(fā)用力，肌肉收縮快，功率大，2個(gè)階段振幅曲線呈現(xiàn)倒“U”形，峰值電位相差不大。股后肌群肌電峰值也出現(xiàn)在蹬冰階段，峰值出現(xiàn)的時(shí)間與股四頭肌高度一致，股后肌群在蹬冰階段屬于拮抗肌，與主動(dòng)肌股四頭肌同步爆發(fā)收縮，表明蹬冰階段主動(dòng)肌強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)單位興奮超過選擇性抑制的能力，從而引起拮抗肌的共同收縮或共激活。臀大肌肌電峰值左、右腿都出現(xiàn)在蹬冰階段，而且峰值電位很小，對(duì)動(dòng)作模式基本不構(gòu)成影響（見表1）。

運(yùn)動(dòng)員腿部肌肉在單步周期電活動(dòng)振幅曲線特征結(jié)合項(xiàng)目技術(shù)特征分析發(fā)現(xiàn)，單步周期腿部肌肉用力主要集中在蹬冰期，重心轉(zhuǎn)移階段主要表現(xiàn)為靜力做功，維持非穩(wěn)定狀態(tài)下的關(guān)節(jié)穩(wěn)定，蹬冰階段表現(xiàn)為爆發(fā)用力，蹬伸肌群和股后肌群幾乎同時(shí)到達(dá)振幅峰值。

表1 單步周期腿部肌肉振幅峰值/μv

2.2 單步周期腿部肌肉電活動(dòng)時(shí)間特征分析

振幅曲線可以反映肌肉有效放電時(shí)間長短和劇烈程度，進(jìn)而判斷肌肉在某一階段的參與程度。有研究認(rèn)為［6］，肌肉電位在300 μv以下是無效放電，對(duì)肌肉運(yùn)動(dòng)基本不構(gòu)成影響。本文根據(jù)振幅曲線的具體情況界定肌肉電位在200 μv以上為有效放電。右腿單步周期脛骨前肌放電時(shí)間最長，占整個(gè)周期的90%，除了收腿階段初期和蹬冰階段后期外，其余階段都是有效放電；其次是股四頭肌和半腱肌，都占整個(gè)周期的70%，從振幅曲線來看，股四頭肌整個(gè)蹬冰期都是有效放電，擺動(dòng)期電活動(dòng)基本處于靜息狀態(tài)，半腱肌在4個(gè)動(dòng)作時(shí)相里都為有效放電；股二頭肌和腓腸肌有效放電時(shí)間占整個(gè)周期的25%，股二頭肌有效放電主要集中在重心轉(zhuǎn)移階段，腓腸肌有效放電主要集中在蹬冰末期，落腿階段后期和重心轉(zhuǎn)移階段初期也有明顯放電現(xiàn)象；臀大肌只在蹬冰階段主動(dòng)肌肌電峰值附近才出現(xiàn)有效放電，占整個(gè)周期的10%左右，其余時(shí)間基本處于靜息狀態(tài)。單步周期左腿也是脛骨前肌有效放電時(shí)間最長，占整個(gè)周期的95%，除收腿階段前期外，其余時(shí)間都處于興奮狀態(tài)。與右腿不同的是，股內(nèi)肌有效放電時(shí)間占到80%，除蹬冰期外，落腿階段也有明顯的電位活動(dòng)；股外肌和右腿一樣，占整個(gè)周期的70%，整個(gè)蹬冰期都在有效放電；股直肌和右腿差異最大，只占整個(gè)周期的25%，只在蹬冰期蹬伸肌群2個(gè)倒“U”形振幅曲線波峰附近才出現(xiàn)有效放電；半腱肌和右腿差異也很大，有效放電時(shí)間只占整個(gè)周期的30%，主要集中在收腿階段和蹬冰期蹬伸肌群2個(gè)倒“U”形振幅曲線波峰附近；左腿股二頭肌比右腿放電時(shí)間更長，占整個(gè)周期的70%，有效放電主要在蹬冰期，而且蹬冰期振幅曲線與蹬伸肌群高度一致，擺動(dòng)期電活動(dòng)基本處于靜息狀態(tài)；腓腸肌和右腿差異不大，振幅曲線基本一致，只是左腿在落腿階段后期和重心轉(zhuǎn)移階段初期放電更明顯，有效放電時(shí)間更長；左腿臀大肌有效放電時(shí)間和出現(xiàn)位置與右腿基本一致（見表2）?？偟膩碚f，左、右單步周期腿部肌肉有效放電時(shí)間最長的都是脛骨前肌，最短的都是臀大肌。

在信息時(shí)代快速發(fā)展的今天，大數(shù)據(jù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用到各行各業(yè)。旅游行業(yè)運(yùn)用大數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集和分析，能夠有效地加強(qiáng)旅游行業(yè)的自身升級(jí)與轉(zhuǎn)型，提供多樣化的服務(wù)，有效地提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，獲取較大的市場份額。在旅游行業(yè)的發(fā)展過程中，也需要加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的分析能力，通過結(jié)合大數(shù)據(jù)進(jìn)行自身的整改，為提高游客的滿意度為發(fā)展目標(biāo)。

表2 單步周期腿部肌肉有效電活動(dòng)時(shí)間比例Table2 The proportion of time in the single-cycle of leg muscle effective electrical activity

2.3 IEMG和肌肉貢獻(xiàn)率

IEMG是指肌電圖曲線下包圍的面積，一定程度上，IEMG可以反映一定時(shí)間內(nèi)肌肉中運(yùn)動(dòng)單位的放電總量，通過對(duì)IEMG的定量分析可以反映肌肉活動(dòng)的強(qiáng)弱和用力大?。?-8］。肌肉貢獻(xiàn)率也稱肌肉做功百分比，是指一塊肌肉在完成某一動(dòng)作時(shí)積分肌電值與所測參與完成該動(dòng)作所有肌肉積分肌電總和的百分比值。ME6 000-T16肌電測試系統(tǒng)自帶軟件會(huì)自動(dòng)給出所測每塊肌肉的做功百分比值。著名運(yùn)動(dòng)生理學(xué)家RICHARD ABERGER［9］在研究IEMG與肌肉力量之間的線性關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)進(jìn)行最大用力收縮時(shí)，肌肉采用不同的收縮模式，所測主要用力肌肉做功百分比基本相同，肌肉在動(dòng)作模式下的功能、作用一致。楊靜宜等［10］在測定與分析股四頭肌等速向心收縮肌電圖時(shí)也發(fā)現(xiàn)，所測各塊肌肉做功百分比在相同動(dòng)作模式下、不同動(dòng)作速度時(shí)肌肉做功百分比沒有顯著性差異，肌肉在動(dòng)作模式下功能、作用一致。張杰［7］、劉述芝［11］和劉敏［12］等在研究短跑、跳高、手槍慢射運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目表面肌電特征時(shí)發(fā)現(xiàn)，所測肌肉百分比值與所測肌肉在動(dòng)作的作用大小和穩(wěn)定性上有所關(guān)聯(lián)，認(rèn)為肌肉做功百分比可以反映每塊參與活動(dòng)的肌肉在完成動(dòng)作中發(fā)揮作用的大小、體現(xiàn)動(dòng)作中的主要用力肌肉。

右腿單步周期腿部肌肉貢獻(xiàn)值大小依次是股內(nèi)肌、脛骨前肌、股外肌、股直肌、半腱肌、腓腸肌、股二頭肌和臀大肌，左腿單步周期腿部肌肉貢獻(xiàn)值大小依次是股內(nèi)肌、脛骨前肌、股外肌、股二頭肌、腓腸肌、半腱肌、股直肌和臀大肌。左、右腿單步周期腿部主要用力肌肉高度一致，都是股內(nèi)肌、股外肌和脛骨前肌。股內(nèi)肌和股外肌電位活動(dòng)最劇烈階段都出現(xiàn)在重心轉(zhuǎn)移階段和蹬冰階段，脛骨前肌電位活動(dòng)最劇烈階段出現(xiàn)在重心轉(zhuǎn)移階段，表明單步周期腿部肌肉最大用力階段是重心轉(zhuǎn)移階段和快速蹬冰階段。左、右腿單步周期腿部肌肉貢獻(xiàn)值最小的都是臀大肌，單步周期中臀大肌做功都不明顯（見表3）。

表3 左、右腿單步周期IEMG及肌肉貢獻(xiàn)度Table3 IEMG and muscle contribution value of the left and the right leg in the single-cycle

3 討論

通過對(duì)短距離速滑國家隊(duì)教練員和運(yùn)動(dòng)員的訪談，以及訓(xùn)練實(shí)踐的觀察，結(jié)合對(duì)直道滑跑腿部肌電特征的分析發(fā)現(xiàn)，短距離速滑項(xiàng)目在腿部力量訓(xùn)練實(shí)踐中存在一些認(rèn)知上的誤區(qū)。教練員普遍認(rèn)為，踝關(guān)節(jié)主要用力肌肉是腓腸肌，認(rèn)為新式冰刀使踝關(guān)節(jié)活動(dòng)度更大，蹬冰時(shí)踝關(guān)節(jié)能充分拓屈，腓腸肌可以充分發(fā)力，在訓(xùn)練實(shí)踐中體現(xiàn)出來的就是設(shè)計(jì)大量專門發(fā)展腓腸肌力量的練習(xí)，而沒有專門發(fā)展脛骨前肌的練習(xí)。但研究結(jié)果顯示，單步周期中，脛骨前肌才是主要用力肌肉，有效放電時(shí)間和振幅峰值都明顯高于腓腸肌，因此速滑項(xiàng)目對(duì)脛骨前肌的絕對(duì)力量和力量耐力的要求都要強(qiáng)于腓腸肌。原因是，冰刀支撐面小且運(yùn)動(dòng)員處于高速滑行狀態(tài)，為維持踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定，脛骨前肌需要?jiǎng)×曳烹?，因?yàn)殛P(guān)節(jié)的不穩(wěn)定將導(dǎo)致力量外輸下降［13-14］，即使踝關(guān)節(jié)沒有進(jìn)行背屈動(dòng)作，脛骨前肌在著冰后仍有較大的電位活動(dòng)，所以脛骨前肌是單步周期的主要用力肌肉是本研究的一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，對(duì)訓(xùn)練實(shí)踐有重要的指導(dǎo)意義。在訓(xùn)練中，應(yīng)重視脛骨前肌力量的發(fā)展，建議加強(qiáng)非平衡狀態(tài)下踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性練習(xí)，加強(qiáng)腓腸肌力量和關(guān)節(jié)平衡能力。在臀大肌的認(rèn)知上也存在誤區(qū)，教練員和運(yùn)動(dòng)員一致認(rèn)為，臀大肌是滑跑主要用力肌肉之一，實(shí)踐中也花了很大精力發(fā)展臀大肌，速滑運(yùn)動(dòng)員體形特點(diǎn)也是臀大腿粗，甚至在“百度百科”王北星介紹中都有“該運(yùn)動(dòng)員臀大肌發(fā)達(dá)，腿部有力”的字樣。但本研究結(jié)果顯示，直道左、右腿單步周期中臀大肌積分肌電值、肌肉貢獻(xiàn)值和振幅峰值都最小，有效放電時(shí)間也只占整個(gè)周期的10%，表明臀大肌在單步周期中放電不明顯，過度發(fā)達(dá)的臀大肌還可能會(huì)影響膝、髖關(guān)節(jié)的靈活性和協(xié)調(diào)性。建議加強(qiáng)專項(xiàng)力量練習(xí)，盡量模擬滑冰技術(shù)動(dòng)力鏈設(shè)計(jì)合理的力量練習(xí)方式。

通過對(duì)訓(xùn)練實(shí)踐的觀察，速滑項(xiàng)目腿部力量仍然存在專項(xiàng)化程度不高的問題。力量訓(xùn)練方法還是主要以一般力量為主，如深蹲、半蹲等，這種練習(xí)方式主要是發(fā)展髖關(guān)節(jié)零角度腿部力量，發(fā)展的主要是臀大肌、股直肌和小腿三頭肌，而速滑滑跑技術(shù)主要是髖關(guān)節(jié)外展運(yùn)動(dòng)。研究結(jié)果也顯示，直道滑跑腿部主要用力肌肉是股內(nèi)肌、脛骨前肌和骨外肌，這就造成了訓(xùn)練和專項(xiàng)需求不一致，導(dǎo)致訓(xùn)練效果不佳。在實(shí)踐中，應(yīng)遵循專項(xiàng)力量特征，在力量訓(xùn)練手段設(shè)計(jì)上多采用髖外展運(yùn)動(dòng)方式和非穩(wěn)定狀態(tài)下力量練習(xí)手段，同時(shí)要注意細(xì)節(jié)。如設(shè)計(jì)器械應(yīng)模擬冰刀，減少足底接觸面，加大關(guān)節(jié)穩(wěn)定性練習(xí)難度和強(qiáng)度，加大脛骨前肌、股四頭肌和股后肌群的負(fù)荷。短距離速滑項(xiàng)目在脛骨前肌、臀大肌的功能上存在誤區(qū)，腿部力量訓(xùn)練專項(xiàng)化程度不高，直道滑冰腿部表面肌電測試分析有利于提高對(duì)技術(shù)動(dòng)作的認(rèn)知水平，教練員在訓(xùn)練過程中應(yīng)該注重腿部肌肉的發(fā)力特征，設(shè)計(jì)與之相符合的訓(xùn)練手段，提高腿部力量訓(xùn)練專項(xiàng)化程度。

研究結(jié)果顯示，蹬冰階段出現(xiàn)股四頭肌和股后肌群共同快速爆發(fā)用力現(xiàn)象。蹬冰階段主動(dòng)肌強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)單位興奮超過選擇性抑制的能力，從而引起拮抗肌的共同收縮或共激活，隨著對(duì)肌肉電生理和表面肌電圖技術(shù)認(rèn)識(shí)的不斷深入，主動(dòng)肌、拮抗肌、協(xié)同肌的功能特性和相互協(xié)調(diào)性在運(yùn)動(dòng)中具有重要意義已形成共識(shí)。人體經(jīng)由中樞神經(jīng)系統(tǒng)，并通過主動(dòng)肌和拮抗肌的收縮控制肢體活動(dòng)的振幅、方向等參數(shù)來形成肌肉的具體活動(dòng)模式和關(guān)節(jié)活動(dòng)［15-16］。運(yùn)動(dòng)員陸上訓(xùn)練期力量訓(xùn)練設(shè)計(jì)一定要考慮股后肌群的共激活現(xiàn)象，不能只發(fā)展主動(dòng)肌股四頭肌力量，拮抗肌股后肌群力量訓(xùn)練也要加強(qiáng)。

振幅作為sEMG的基本信號(hào)活動(dòng)特征，其參數(shù)受多種因素的影響，如神經(jīng)系統(tǒng)大腦皮層活動(dòng)［17］、運(yùn)動(dòng)單位募集效率［18］和肌纖維本身的生理特性［19］等。同一個(gè)體相同肌肉重復(fù)測量的肌電振幅具有較好的可比性，不同個(gè)體以及同一個(gè)體不同部位相同肌肉之間的信號(hào)振幅則缺乏嚴(yán)格意義上的可比性，但是通過對(duì)不同個(gè)體或部位的相同肌肉的放電時(shí)間和順序，以及在各個(gè)動(dòng)作時(shí)相和相關(guān)肌肉放電趨勢的具體關(guān)聯(lián)的比較應(yīng)該可以比較動(dòng)作模式和肌肉協(xié)調(diào)模式的一致性。

從各個(gè)動(dòng)作時(shí)相來看，收腿階段主要是髖關(guān)節(jié)屈運(yùn)動(dòng)，髖關(guān)節(jié)屈運(yùn)動(dòng)的力量來源有2種：支撐期蹬伸的后效應(yīng)引起的隨勢動(dòng)作［7］和股直肌等主動(dòng)肌主動(dòng)收縮。2種使髖關(guān)節(jié)屈的作用方式雖然不同，但動(dòng)作模式一致。收腿階段，左腿股直肌有明顯電位活動(dòng)，表明收腿主要是以股直肌等主動(dòng)肌主動(dòng)收縮完成，右腿股直肌電位活動(dòng)處于靜息狀態(tài)，表明收腿主要是以支撐期蹬伸的后效應(yīng)引起的隨勢動(dòng)作完成。收腿階段其余肌肉電位興奮程度雖然不一致，但振幅曲線趨勢基本一致，表明收腿階段左、右腿動(dòng)作模式基本一致，但左腿收腿更主動(dòng)。落腿階段主要是髖關(guān)節(jié)外展運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)肌股內(nèi)肌在左腿有明顯電位活動(dòng)，右腿肌電處于靜息狀態(tài)，表明左腿髖外展更主動(dòng)。蹬冰期脛骨前肌、腓腸肌和臀大肌出現(xiàn)相似的振幅曲線，股四頭肌和股后肌群出現(xiàn)共激活現(xiàn)象，振幅曲線趨勢一致，但蹬冰階段股后肌群隨股四頭肌快速爆發(fā)共激活的肌肉也不一致，右腿是半腱肌，左腿是股二頭肌，左、右腿股直肌有效放電時(shí)間差距明顯，表明蹬冰期左、右腿動(dòng)作模式基本一致，但肌肉的具體協(xié)調(diào)模式不同。綜上所述，優(yōu)秀短距離速滑運(yùn)動(dòng)員左、右腿單步周期動(dòng)作模式一致，但擺動(dòng)期左腿更主動(dòng)，蹬冰期腿部肌肉的具體協(xié)調(diào)模式不同。

4 結(jié)論

（1）單步周期腿部肌肉振幅峰值都出現(xiàn)在蹬冰期，股四頭肌和股后肌群在重心轉(zhuǎn)移和蹬冰2個(gè)階段都出現(xiàn)近似的振幅峰值，兩者處于共激活狀態(tài)，因此在訓(xùn)練實(shí)踐中也要同步發(fā)展股后肌群力量。

（2）單步周期中，股內(nèi)肌、脛骨前肌和股外肌在腿部肌肉中有效放電時(shí)間最長、做功最大，在完成單步周期動(dòng)作時(shí)作用最大，臀大肌有效放電時(shí)間最短，做功最小，在完成單步周期動(dòng)作時(shí)作用最小，在訓(xùn)練實(shí)踐中脛骨前肌作用被低估，臀大肌被高估。

（3）運(yùn)動(dòng)員左、右腿單步周期動(dòng)作模式一致，但擺動(dòng)期左腿更主動(dòng)，蹬冰期腿部肌肉的具體協(xié)調(diào)模式不同，在設(shè)計(jì)練習(xí)方式時(shí)要注意左、右腿的差異。

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Excellent Speed Skating Athletes’EMG Characteristics of Leg Muscle in the Straight Skating

LI Furong，CHEN Yueliang，WU Xinyan
（Dept.of PE，Hubei Polytechnic University，Huangshi 435000，China）

By using the methods of sEMG synchronized with high-speed photography and combining functional anatomical knowledge，the legs'EMG fea?tures of the short distance athletes in the single-step cycle when they skate in the straight were analyzed.The results showed that：（1）The peak amplitude of the top four left leg muscles were the vastus medialis，vastus lateralis muscle，tibialis anterior and gastrocnemius muscle；the peak amplitude of the top four the right leg muscles were the femoral muscle，tibialis anterior muscle and gastrocnemius，vastus lateralis；the left and the right leg amplitude peak minimum were the gluteus maximums muscle；（2）the longest time of the left and the right leg muscles effective discharge were the tibialis anterior muscle，the shortest were the gluteus maximums；（3）In the single-step cycle，the greatest contribution of the leg muscles of vastus were inner thigh muscle，followed by anterior tibial muscle and vastus lateralis.The conclusions were：（1）The single-step cycle of the all leg muscles amplitude peak appeared in the tic glacial stage，in the gravity transfer stage and the tic glacial stage，the quadriceps femoris and the muscle group of back femoris showed similar amplitude peak and appeared co-activation phenomenon.therefore，in the training and the practice，should also be synchronous development the muscle group of back femoris；（2）In the single-step cycle，the vastus medialis，the tibialis anterior muscle and the vastus lateralis relative to the other leg muscles，their effectively discharging time was the longest，their work was the biggest and they completed the single-step cycle action role was also the largest；however，compared with the other leg muscles，the gluteus maximums effectively discharging time was shortest，the work was the smallest and completed the single-step cycle action role was lit?tle，however，the role of the tibialis anterior muscle was undervalued and the role of the gluteus was overvalued in the training and the practice.（3）Athletes of the left and right leg was consistent in the single-step cycle operation mode，but in the swing phase，the left was more active than the right leg，the tic gla?cial stage，the specific coordination model of the leg muscles were different，so，in the training and the practice，when we design the exercises we should pay attention to the difference between the left and the right leg.

speed skating；straight skating；single-step cycle；the peak amplitude；EMG.

G 804.22

A

1005-0000（2014）01-014-05

2013-09-24；

2013-12-16；錄用日期：2013-12-17

國家科技支撐計(jì)劃課題（項(xiàng)目編號(hào)：2009BAK57B05）；國家體育總局奧運(yùn)公關(guān)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2012A022）

李芙蓉（1978-），女，湖北天門人，講師，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)；通信作者：陳月亮（1968-），男，山東東平人，教授，博士，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)。

湖北理工學(xué)院體育部，湖北黃石435000。