太極樁相比于深蹲的抗疲勞效應研究

摘 要 表面肌電信號（sEMG信號）可以在一定程度上反映肌肉疲勞， 利用 EMG 記錄、研究肌肉疲勞是運動生理學中常用的方法，作為一種簡單、無創、可定量的研究方法，在運動實踐中判斷疲勞、指導訓練有一定的意義。本研究通過10名站樁練功者與10名深蹲運動者的訓練結果比較，探究了太極站樁的抗疲勞效應。實驗結果顯示：站樁比作為一般健身運動的深蹲有較好的抗疲勞效應。

關鍵詞 站樁 肌電信號 肌肉疲勞

中圖分類號：G806 文獻標識碼：A

表面肌電信號是從皮膚表面通過電極引導記錄下來的神經肌肉系統活動時的生物電信號，與肌肉的活動狀態、功能狀態之間存在著關聯，能在一定的程度上反映神經肌肉的活動。利用 sEMG 記錄、研究肌肉疲勞是運動生理學中常用的方法，在運動康復的基礎研究和應用研究中也常有應用。

1 問題提出

1.1 疲勞問題的研究意義和現狀

疲勞又稱疲乏，是一種主觀不適感，客觀上則會在同等條件下失去其完成原來所從事的正常活動或工作能力。疲勞會降低或影響工作效率，還對心理健康造成影響。疲勞狀態時堅持工作，不僅效率低，還容易出錯。因此，肌肉疲勞研究不僅是體育科研工作者研究的焦點，同時也備受工效學領域學者關注。

1.2 太極站樁的抗疲勞效應研究現狀

站樁不僅是武術基本功，也是一種有效的健身手段。有學者運用腦電頻譜分析的方法，對練功者練功入靜時腦電指標進行了一些研究，從不同角度闡述了練功入靜前、后腦電變化的特征。結果發現練站樁功1年后，腦電的活力更趨于不同于睡眠的一種安靜與休息狀態。說明練功后入靜時大腦處于一種既有別于未經過氣功訓練的常人一般安靜狀態，又不同于睡眠或倦睡狀態的一種特殊功能狀態。這種狀態對人體健康十分有利。

1.3 表面肌電用于疲勞研究的現狀

大量sEMG信號分析領域的工作已經發現了反映局部肌肉疲勞的一些有效的線性指標，如MPF、MF等。大量研究發現，肌肉疲勞會造成sEMG的振幅增加，頻率下降，主要表現在 iEMG和 RMS 增大，功率譜左移、MPF和MF下降，并將這些指標的特征性變化作為肌肉疲勞的標志。

1.4 本研究的目的和意義

站樁是中國武術普遍采用的筑基手段，對于武功的進展很有助益，也是一種有效緩解疲勞的健身手段。據此，本研究擬對站樁前后的表面肌電指標進行考察，以期為太極樁的抗疲勞效應提供客觀依據，為太極樁的抗疲勞效應提供科學的評估，為站樁運動與普通健身運動的效果比較提供參考。

2 方法

2.1 實驗被試

20名青年大學生志愿者，男性10名，年齡（23.2€？.63），身高（171.8€？.74cm），體重（61€？.3kg）；女性10名，年齡（20.4€？.17），身高（158.4€？.75cm），體重（50.7€？.46kg）。測試前一天不作任何體力負荷。

2.2 訓練方案

訓練者分成2組，每組男女各5人，1組深蹲訓練，2組太極站樁訓練，訓練時間為3周。深蹲組：男生選擇60%體重的重量，女生選擇30%體重的重量，進行深蹲12次共2組的深蹲訓練，組間休息3分鐘。站樁組每天進行15～30min站樁訓練。取太極站柱姿勢，要求兩腳開立，與肩同寬，腳尖內扣，斂臀收肛，膝關節屆曲120€埃ジ怯胱慵饃舷麓怪保ジ墻粽牛勻荒誑邸A絞腫勻磺в諦厙埃氛碇保科絞櫻バ兀矸潘桑粑勻唬懦幽睢C看握咀奔洳壞陀？5分鐘。

2.3 儀器和材料

MegawinME6000肌電信號測試系統，一次性電極，95%醫用酒精，醫用脫脂棉，腿屈伸組合器。

2.4 實驗程序

前測：受測者在未經訓練前進行靜態坐姿腿屈伸練習，同時采用肌電信號儀記錄全過程的sEMG信號，所測肌肉為股內側肌、股直肌。后測：3周訓練結束后，以相同方法重復測量。

2.5 SEMG信號采集

2.5.1 電極放置

采用雙電極法記錄。在股內側肌ch1和股直肌ch2處放置電極，引導電極與肌纖維呈平行放置。貼電極前用酒精棉清除油脂。電極用橡皮膏固定。

2.5.2 SEMG信號分析

采用megawin 3.0自帶軟件進行分析

2.6 數據處理與統計分析

2.6.1 時間標準化

以兩次疲勞負荷過程中持續時間短者為基準，取該持續時間內的sEMG信號（除去兩端，取穩定后信號）均分為9段，取每一段的開始1s作為分析信號，由此每次實驗獲得疲勞負荷過程的10個采樣點的MF、MPF和AEMG。

2.6.2 指標標準化

標準化處理方法：實測值/初值，初值為第1秒的值。

3 結果

3.1 站樁練習對sEMG信號變化的影響

3.1.1 訓練前后標準值的比較

深蹲前后，各指標比值差異不顯著。由此可得，一定時間內，站樁組的頻域指標下降明顯減少；站樁組的頻域指標沒有明顯變化。

3.1.2 靜態腿部屈伸過程sEMG中各指標的變化

以站樁前腿屈伸維持時間為參考時間段，得股內肌、股直肌前后兩次的MPF信號動態變化趨勢。站樁前后MPF線性擬合的斜率的比較顯示：股內肌的斜率由站樁前的-2.21 0.67變為站樁后的-1.44 €？0.55，兩者有明顯差異（p = 0.05）；股直肌的的斜率由站樁前的-3.13 1.57變為站樁后的-1.53 0.42，有明顯差異（p = 0.03）。由此可得站樁組疲勞過程匯總的MPF下降變得緩慢。

以與上面相同的時間段、肌肉為參考，可得深蹲組疲勞過程匯總的MPF下降速度無明顯變化。

4 結論

4.1 實驗結論

從sEMG信號來看，站樁訓練后MPF的下降比率減少，下降速度也變得更為緩慢；深蹲訓練后MPF下降比率、下降速度沒有明顯的變化。

這兩個維度初步證明了站樁的抗疲勞效應。

4.2 同已有研究結論對比

一般情況下，伴隨運動肌疲勞，表面肌電信號的傅立葉頻譜（FFT頻譜）曲線可以發生左移，并導致MPF和MF 產生相應的下降。大多數研究也表明疲勞過程中sEMG的功率譜向低頻轉移，低頻比重增加，高頻比重減少，特征量MPF、MF減少。

本實驗肌肉疲勞過程中運動肌肉表面肌電圖（sEMG）信號的頻率下降，同時也反映了局部肌肉疲勞的一些線性指標變化規律，MPF在腿部靜態運動中都隨著時間的延續而表現出線性下降趨勢，此結果與以往眾多研究相一致。

參考文獻

[1] 陳景農，王健，朱祖祥.表面肌電信號分析在低背部肌肉功能評價中的應用[J].人類工效學，2000.6（2）：61-63.

[2] 王健，金小剛.表面肌電信號分析及其應用研究[J].中國體育科技，2000.3（8）：26-28.