基于sEMG的排、籃專業學生優勢手肱二頭肌特點研究

陳玉婷 （福建師范大學體育科學學院，福建 福州350007）

現代科學技術應用于體育領域后，可以為運動員選材、訓練等方面提供科學依據［1］。表面肌電（sEMG）是通過表面電極從人體骨骼肌表面采集記錄的神經肌肉活動時釋放的生物電信號，通過分析該電信號能直觀地了解神經肌肉的活動情況［2－4］。下面，筆者基于sEMG對排、籃專業學生優勢手肱二頭肌特點進行了研究，以便為排、籃專業運動員的選材提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

在符合要求的人群中隨機選擇福建師范大學體育科學學院排球、籃球專修班大三學生各10人作為試驗組，選取體育教育專業大一學生10人作為對照組，測試對象均為身體健康、體形勻稱的男生。

1.2 研究方法

1）前期準備工作 學生被試前應進行準備活動，以慢跑和俯臥撐為主，這樣使機體在興奮情況下進行測試，這樣盡可能采集到肌肉的真實數據。利用美國BIOPAC公司生產的MP150十六通道多導生理記錄儀進行測試前，應先開機預熱半小時，從而保證機器在平穩狀態下運行。

2）測試步驟 ①進行皮膚消毒。接受測試的30人均測試單手的肱二頭肌肌電，排球專項學生測試其扣球手，籃球專項學生測試其投籃手，對照組學生測試其寫字手，用75%的醫用酒精擦拭粘貼電極的表面皮膚，清潔皮膚表面的油脂、皮屑等，減少肌電信號在傳輸過程中的干擾。②準確安放粘貼表面電極。待皮膚消毒處晾干后，被試者做屈肘動作，找到肱二頭肌的肌腹的最凸起處，并涂抹適量的導電膏后粘貼電極，電極粘貼走向應與肱二頭肌肌纖維走向一致。③檢查電極粘貼正確性。開啟測試儀器，觀察肌電圖譜，若為波動很小的折線則說明點擊粘貼正確；若為波動較大的折線則說明點擊粘貼錯誤，此時應停止測試，重新檢查粘貼電極直至正確為止。④具體測試。在開始做屈肘運動的同時點擊電腦屏幕的“start”按鈕，注意觀察屏幕的顯示電波和被試的動作頻率幅度，待30s后儀器自動停止，此時應保存數據并準備下一次測試。

3）數據統計 首先對肌電圖譜進行篩選，剔除誤差較大的肌電圖譜項后，再將得到的所有被試者肱二頭肌的肌電圖譜轉化為肌電最大和最小值、標準差和面積 （Area）等數據，利用Excle2012及Spss17.0軟件對得到的所有數據進行統計整理分析［5］。

2 試驗數據分析

2.1 肱二頭肌肌電最大值、最小值

肌肉肌電值的高低能反映肌肉力量的大小。肱二頭肌肌電值統計數據如表1所示。由表1可知，肌肉肌電的最大值排序為對照組＞籃球組＞排球組，最小值排序為排球組＞籃球組＞對照組，平均值排序為對照組＞籃球組＞排球組。這表明對照組學生肱二頭肌的肌肉力量大于試驗組，試驗組中籃球組學生肌肉力量優于排球組。

2.2 肱二頭肌肌電振幅

肌電振幅反映肌電信號的強度與參與的運動單位數目及放電頻率同步化程度，振幅越大，肌電信號的強度越強，參與的運動單位數目越多，放電頻率同步化程度越強。肱二頭肌肌電振幅統計數據如表2所示。由表2可知，肱二頭肌肌電振幅最大值、最小值及平均值排序均為對照組＞籃球組＞排球組。總體來看，籃球組與對照組之間的差異較小，說明籃球組與對照組肱二頭肌參與活動的運動單位數目、參與收縮的肌纖維數量、放電頻率同步化程度具有相似性，而兩者與排球組存在明顯差異，說明排球組學生在肱二頭肌參與活動的運動單位數目、參與收縮的肌纖維數量和放電頻率同步化程度等方面比籃球組與對照組明顯要弱。

表1 肱二頭肌肌電值統計數據表

2.3 肱二頭肌積分肌電

積分肌電反映一定時間內參與活動的運動單位放電總量，即在時間不變的前提下，其值的大小在一定程度上反映參加工作的運動單位電位數量多少和每個運動單位的放電大小，當肌肉收縮時，參與放電的運動單位越多，肌肉的收縮強度越大。肱二頭肌積分肌電統計數據如表3所示。由表3可知，肱二頭肌肌電振幅最大值、最小值及平均值排序均為對照組＞籃球組＞排球組。總體來看，籃球組與對照組之間的差異較小，而兩者與排球組存在明顯差異。說明籃球組與對照組肱二頭肌的收縮強度相近，而排球組肱二頭肌的收縮強度比籃球組與對照組明顯要弱。

產生上述現象的原因如下：由于對照組學生剛經歷高考，經過系統的體能訓練，其機體的各項水平都處于較好的狀態，而試驗組為高年級學生，其學習重心發生了變化，較少進行體育鍛煉，因而肱二頭肌的肌肉力量呈明顯下降趨勢。此外，專修項目的選擇對學生肱二頭肌的肌肉力量也有影響，這是因為排球是一種隔網對抗的體育運動，運動中沒有與對手的身體接觸沖撞，而進行籃球運動時，球場上充滿了劇烈的身體對抗，這對籃球運動員各個部位力量要求更高，因而籃球組學生比排球組學生肱二頭肌肌肉力量更強。

3 結論與建議

3.1 結論

1）對照組的肌肉力量大于籃球組學生肌肉力量，籃球組學生肌肉力量優于排球組。

2）籃球組與對照組肱二頭肌參與活動的運動單位數目、參與收縮的肌纖維數量、放電頻率同步化程度具有相似性，排球組學生在肱二頭肌參與活動的運動單位數目、參與收縮的肌纖維數量和放電頻率同步化程度等方面比籃球組與對照組明顯要弱。

3）籃球組與對照組肱二頭肌的收縮強度相近，而排球組肱二頭肌的收縮強度比籃球組與對照組明顯要弱。

3.2 建議

1）將專項教練、體能教練、科研人員3方面協調配合起來，根據各個項目的專項能力的實際情況，制定合理的、有針對性的訓練計劃，最大限度地提高各個項目學生的肌肉力量。定期舉行素質大賽，對學生肌肉力量進行考核，以達到督促學生鍛煉發展肌肉力量的目的。此外，應定期開放學校室內健身場館，為學生積極參加健身活動提供有利條件。

2）在學生進行分項目專項學習之后，各專項教師應注重發展學生的肌肉力量，在教學任務的安排和教學項目的選擇上要有涉及肌肉力量的練習，同時注重學生全身肌肉素質的發展，盡量避免因專修項目不同而造成身體肌肉發展不均衡。

［1］ 羅炯，金季春 .表面肌電的處理方法及在體育科研中的應用前景 ［J］.山東體育學院學報，2005，21（2）：56－59.

［2］ 陳景農，王健 .靜態負荷表面肌電信號功率譜的二維地形圖分析 ［J］.中華勞動衛生職業病雜志，2001，19（3）：169－171.

［3］ 王健，劉家海 .肌肉疲勞的表面肌電信號特征研究與展望 ［J］.中國體育科技，2003，39（2）：4－7.

［4］ 于志剛，王利 .我國男子網球運動員發球技術動作的肌電分析 ［J］.首都體育學院學報，2008，20（5）：86－89.

［5］ 喬德才，湯長發，鄭樹勛 .運動心理學實驗 ［M］.北京：高等教育出版社，2006.