崔永霞，孙 科

(1.河北工程大学 体育部， 河北 邯郸 056038；2.北京体育科学研究所， 北京 100075)

基于肌电均方根和包络线的不同蹲起动作的肌电特征研究

崔永霞1，孙 科2

(1.河北工程大学 体育部， 河北 邯郸 056038；2.北京体育科学研究所， 北京 100075)

目的：探讨不同蹲起动作对肌肉的刺激效果。方法：对 8 名体育专业男大学生3种蹲起动作进行表面肌电测试。结果：正确蹲起动作胫骨前肌的肌电值比膝关节前倾蹲起动作的高 50%(P<0.01)，股四头肌外侧的肌电值低 8.11%(P<0.01)。股四头肌外侧、胫骨前肌的包络线不具有相关性。相对于股四头肌发力蹲起动作，臀肌发力蹲起动作的臀大肌、臀中肌、胫骨前肌的肌电均方根平均值较高(P<0.01)，臀大肌、胫骨前肌、臀中肌的包络线不具有相关性。结论：正确的蹲起动作与膝关节前倾蹲起动作相比，仅胫骨前肌和臀大肌的均方根肌电数值表现出显著性差异，臀中肌、股四头肌、腓肠肌和股二头肌竖脊肌均未表现出显著性差异。实际力量训练中，深蹲训练的蹲起过程中要强调臀部肌肉的主动收缩，才能达到激活臀肌，更好的提高臀肌力量的作用。

深蹲；肌电；均方根；力量

深蹲的蹲起动作是提高下肢肌肉力量主要练习手段之一，是运动员提高力量的有效方法。在下肢力量训练实践过程中发现：深蹲的蹲起动作有三种不同的动作模式，在不同的动作模式下最终的训练效果存在差异。第一种常见的动作模式：蹲起过程中膝关节前突、内扣的不规范动作。这种练习动作增加了髌骨和内侧副韧带损伤的风险。第二种动作模式是现代体能训练中强调的规范的深蹲的蹲起动作，即蹲起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。但在实际的训练中发现在蹲起时的发力点又存在不同。多数情况下，运动员习惯以大腿伸肌群(股四头肌为主)主动收缩，完成蹲起动作，另一种情况是蹲起时的发力点在髋部伸肌群(臀大肌、臀中肌为主)主动收缩，完成蹲起动作。

本研究通过对上述三种不同的蹲起模式进行了肌电测试，探讨不同模式下动作的合理性，为今后力量训练中运用规范的深蹲动作指导训练提供理论依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取某高校体育专业男大学生 8 名(21±0.9 yrs，176.0±4.2 cm)，受试者均无下肢运动损伤史，基本情况见表1。

表1 测试人数据基本情况(N=8)

1.2 实验设备

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 1 000 Hz，增益值为 1 000，输入阻抗小于 10 GΩ，滤波为 1 KHz。肌电片选用 Ag-AgC1 引导电极，电极直径 0.5 cm，电极间距 2 cm。

1.3 测试方法

测试前，均对受试者进行热身活动，时间为 15 分钟。受试者进行三种模式无负重深蹲的蹲起动作：膝前位深蹲、膝中位股四头肌发力深蹲蹲起、膝中位臀肌发力深蹲蹲起(表 2)，每个模式做 10 次。采用MEGA6000肌电测试系统对受试者右侧臀大肌、臀中肌、股四头肌外侧、股二头肌、胫骨前肌、腓肠肌外侧以及腰部竖脊肌 7 块肌肉进行表面肌电测试。安放电极前均对测试肌肉反对应的皮肤进行处理(刮去体毛、打磨皮肤、酒精脱酯)[1-3]。

表2 三种蹲起动作模式动作特征

图1 测试动作表面肌电测试图(A：模式一蹲起动作，B：模式二、三蹲起动作)

1.4 数据处理

测试数据用 SPSS20.0 统计软件进行分析，用平均值与标准差表示，均方根组间比较采用多因素方差分析，多重比较选用 LSD 法。对每个蹲起动作模式下的肌电数据进行时间和幅值归一化处理，对多肌电数据组进行叠加平均，得到三种动作模式的多肌电标准包络线信号，包络线组间进行皮尔逊相关分析。

2 结果

2.1 蹲起动作模式一与模式二肌电数据对比

均方根是肌电时域分析的常用指标，反映骨骼肌活性，即骨骼肌参与的程度。蹲起动作模式二胫骨前肌的肌电值比模式一的高 50%(P<0.01)，说明同等负荷下膝中位股四头肌发力深蹲动作对胫骨前肌的锻炼效果明显高于膝前位蹲起动作。蹲起动作模式二的下蹲和蹲起的过程中，由于髋关节有向后移动的动作，身体为保持平衡，加强胫骨前肌的收缩力量，肌电数值也相应增加。蹲起动作模式二股四头肌外侧的肌电值比模式一的低 8.11%(P<0.01)，说明同等负荷下膝中位股四头肌发力深蹲蹲起动作对股四头肌外侧收缩力低于膝前位动作，膝关节，尤其是髌骨承担负荷较低，而前位深蹲提高了膝关节，尤其是髌骨的损伤风险(表3)。

为进一步比较蹲起动作模式一与模式二肌肉用力的动态变化，本研究运用肌电的包络线分析法对肌肉运力模式进行分析[4]。臀大肌、竖脊肌、股二头肌、腓肠肌外侧、臀中肌的包络线具有高度相关性，相关系数均在 0.8 以上(P<0.01)，但股四头肌外侧、胫骨前肌的包络线不具有相关性。说明两种深蹲的蹲起动作肌肉的用力模式存在差异(表 4)。

在力量训练中，深蹲动作是增加下肢肌肉力量的主要练习方式。然而，在我国的业余体育训练甚至高水平的专业队训练中，深蹲动作并不合理，下蹲过程中常常出现膝关节向前突，并有内扣的动作，同时躯干直立，没有屈髋动作。这种不正确的下蹲动作对运动员的膝关节造成了许多负面影响，是发生髌骨或内侧副韧带慢性劳损的主要原因。在现代体能训练中非常注重运动员在下蹲过程中髋、膝和踝关节间的位置。强调膝关节保持在脚的正上方，不能内扣，躯干前倾，屈髋下蹲[5-7]。这种下蹲方式与中国武术的基本功“马步”的动作要求一致，在武术的基本功练习中，非常注重下肢动作的结构与稳定控制，这一点非常值得体能训练中借鉴。

表3 不同深蹲蹲起动作模式肌电均方根(μv)

注：** 表示与模式一比较，P<0.01；ΔΔ表示与模式二比较，P<0.01。

表4 不同深蹲蹲起动作模式肌电相关系数

注：** 表示具有相关性，P<0.01。

2.2 深蹲蹲起动作模式二与模式三肌电数据对比

相对于模式二动作，模式三臀大肌、臀中肌、胫骨前肌的肌电均方根平均值较高(P<0.01)，而竖脊肌、股四头肌外侧、股二头肌、腓肠肌外侧差异不具有显著性(P>0.05)(表 3)。竖脊肌、股四头肌外侧、股二头肌、腓肠肌外侧的包络线具有高度相关性，相关系数均在 0.8以上(P<0.01)，但臀大肌、胫骨前肌、臀中肌的包络线不具有相关性。说明两种深蹲蹲起动作肌肉的用力模式差异较大(表 4)。

深蹲蹲起动作模式二与模式三在外部的动作结构上一致。区别是蹲起时通过神经系统的有意识控制，分别由膝关节的股四头肌主动收缩完成蹲起动作，另一种是髋关节的臀大肌和臀中肌主动收缩完成蹲起动作[8]。从本次实验的肌电数据看，两种深蹲的蹲起动作中臀大肌、臀中肌以及胫骨前肌的肌电数值表现出了差异，说明在动作结构完全一致的动作中，如果没有神经系统的有意识控制会产生不同的动作表现，从而对于下肢的力量训练效果产生差异。

下肢的蹲起动作是由膝、髋关节共同的作用完成的，在这种多关节参与的动作中，很容易产生“代偿”动作。如果没有大脑神经系统的有意识参与与控制，多关节的收缩主动作性就会存在差异。现代竞技体育研究认为：臀肌是人们身体中的第一动作力肌群，但如果没有大脑神经系统的有意识控制与参与，臀肌是很难在训练中被调动，处于激活状态。这与现代体能训练中，强调“臀肌激活”的理念是一致的。

另外，有经验的教练员在指导运动员进行专项动作训练中，经常强调“发力点”[9]。多数的项目中的“发力点”是指臀部肌肉[10,11]。而在下肢的力量训练过程，却较少有人注重蹲起时的发力点控制。在运动实践中，无论是技术训练的“发力点”还是力量训练中的“发力点”都有一致性，都属于在神经系统的控制下的肌肉关节表现出的正确的动作模式，二者存在互相迁移的生理学基础。因此，在力量训练中，尤其是青少年的力量训练中必须要必须要强调正确的动作模式学习，掌握准确的动作“发力点”。也就是本次实验的结果展示的：在力量训练中，除了要强调深蹲动作结构的正确外，必须要向运动员提示蹲起的动作要由臀肌主动发力完成。

3 结论

3.1 正确的深蹲动作与错误的相比，仅胫骨前肌和臀大肌的均方根肌电数值表现出显著性差异，臀中肌、股四头肌、腓肠肌和股二头肌竖脊肌均未表现出显著性差异。

3.2 在深蹲训练中要强调臀部肌肉的主动收缩，才能达到激活臀肌，更好地提高臀肌力量的作用。

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Contrastive study of EMG in different squat posture with methods of RMS and linear envelope

CUI Yong-xia1，SUN Ke2

(1.DepartmentofPhysicalEducation,HebeiUniversityofEngineering,Handan056038,China；2.BeijingInstituteofSportsScience,Beijing100075,China)

The study is to investigate the electromyographic effect caused by three types of different squat. Eight male students from sports college volunteered to participate in this study. Surface electromyographic signals of gluteus maximus(GM)，upper limbar erector spifemoris(ULES)，quadriceps of the lateral(QL)，biceps femoris(BF)，tibialis anterior(TA)，lateral head of gastrocnemius(LHOGE)and gluteus medius(GM)were measured in different squat. The results showed a significant difference between the posture of knee joint anterior process mean while within the knee buckles and no more than a toe of knee joint while not bendy the trunk in the area of tibialis anterior, and the quadriceps of the lateral exist differences(P<0.01) and the linear envelope was uncorrelated. The sigal of gluteus maximus muscle force model is significantly greater than that of no more than a toe of knee joint while not bendy the trunk in the area of gluteus maximus, gluteus mediusa and tibialis anterior (P<0.01) and the linear envelope was uncorrelated. It has been shown not only the training of power was ineffective, but also possible to cause the injury of knee joint. Compared to no more than a toe of knee joint while not bendy the trunk，gluteus maximus muscle force model could both strengthen the power of vastus ateralis and better develop the power of gluteus maximus and gluteus medius, which showed a better training effect, and a better accordance with the actual actions.

squat；EMG；RMS；strength

2016-10-08

崔永霞(1978-)，女，硕士，讲师，研究方向运动人体科学。

G804.22

A

1009-9840(2016)06-0058-03